Анализ и синтез систем разделения с учетом оптимальной схемы управления : На примере разделения углеводородных смесей С1-С7 Московского НПЗ

• Автор: Николаев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 181 с.

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Основные термины.

1.2. Программное обеспечение системы управления

1.3. Автоматизация процесса ректификации.

1.4. Технологический расчет аппаратов разделения.

Методы расчета

1.5. Математическая модель ректификации

1.6. Классификация и методы интенсификации работы

теплообменного оборудования.

1.7. Расчет теплообменных аппаратов

1.8. Экономический расчет синтеза схем разделения
1 лава 2. Основы проектирования схем разделения совместно с
с и с те м о й у п рав л е н и я.
2.1. Системный анализ в решении задач синтеза схем
разделения
Принципы разработки схем разделения.
Этапы проектирования схем разделения
2.2. Выбор способа ведения процесса
Оптимизирующие переменные процесса разделения.
Анализ свойств компонентов смеси
Исследования и методы расчета равновесия смеси
2.3. Выбор технологической схемы разделения
Этапы задачи синтеза схемы разделения.
Задача синтеза теплообмен ной аппаратуры
2.4. Технологический расчет единиц оборудования
2.5. Выбор технологической схемы разделения с учетом
систем ы у п ра вл е н и я
Глава 3. Анализ и синтез систем автоматического управления схем разделения.
3.1. Принципы построения и расчета систем автоматического управления схем разделения
3.2. Расчет настроек регуляторов в одноконтурной системе автоматического управления.
3.3. Расчет настроек регуляторов в .многоконтурных САР
3.4. Системы регулирования объектов с запаздыванием и нестационарных объектов
3.5. Предварительный выбор структуры системы
регулирования и оценка параметров.
Выбор структуры САР и параметров регуляторов
Способы определения параметров передаточных функций схемы регулирования
Глава 4. Практическая реализация анализа и синтеза схем
разделения с учетом схемы управления.
4.1. Постановка задачи
4.2. Основные этапы проектирования технологических схем
разделения с учетом системы управления
Выбор структуры ХГС
Синтез системы автоматического регулирования
Расчет системы автоматического регулирования
Исходные данные для синтеза САР.
Анализ и синтез СЛУ.
Получение и исследование оптимальной САУ
4.3. Расчет теплообменной аппаратуры
4.4. Анализ и синтез технологической схемы разделения 9 Расчет и выбор технологического оборудования.
Выводы по работе
Список литературы


На чистоту этих целевых продуктов оказывают влияние ряд возмущающих воздействий процесса состав, расход и температура исходной смеси, параметры тепло- и хладоагента, давление в колонне и другие величины. Основные управляющие воздействия - это расходы флегмы в колонну и теплоносителя в кипятильник. Причем изменение расхода флегмы относительно быстро приводит к изменению состава дистиллята и одновременно с большим запаздыванием и в значительно меньшей степени - к изменению состава кубового остатка. Изменение же расхода греющего пара приводит в основном к изменению состава кубового остатка; состав флегмы при этом изменяется намного слабее. Существует большое количество схем автоматизации ректификационных установок. На схеме (см. САР. Эти САР связаны между собой через процесс и обеспечивают соблюдение материального и теплового балансов установки [, ]. Колебание подачи исходной смеси в колонну является одним из наиболее сильных возмущений процесса. Поэтому, если по технологической схеме возможно, то для обеспечения постоянства подачи смеси предусматривают СЛР расхода. Воспринимающий элемент (диафрагма, ротаметр) и регулирующий клапан этой системы монтируются на трубопроводе до теплообменника; это делается для того, чтобы исходная смесь протекала через них только в жидкой фазе. Наличие САР расхода исходной смеси существенно облегчает работу всех других СЛР установки. Исходная смссь должна подаваться в колонну при температуре кипения. Температура смеси поддерживается на постоянном значении СЛР, управляющей подачей греющего пара в теплообменник. Для более качественного регулирования температуры воспринимающий элемент СЛР и клапан устанавливают вблизи теплообменника. Гидравлическое сопротивление колонны почти не изменяется. Поэтому давление в колонне достаточно стабилизировать в одном месте, обычно - в верхней части. Если пары НКК полностью конденсируются, то давление регулируют изменением расхода хладоагента, подаваемого в дефлегматор. Если же часть паров не конденсируется или если в исходной смеси содержатся инертные газы, то регулятор давления воздействует на два клапана (см. I), один из которых установлен на линии отвода хладоагента из дефлегматора, а другой - на линии отдувки. Причем рабочие участки характеристик этих клапанов должны быть различны. Ход плунжера первого из них должен находиться в пределах примерно 0 - % регулирующего воздействия, а второго в пределах - 0%. В результате не сконденсировавшиеся газы сбрасываются из флегмоной емкости только при больших расходах хладоагента, поступающего в дефлегматор, и продолжающемся повышении давления в колонне. Состав дистиллята регулируют изменением подачи флегмы в колонну. При этом регулирующий орган может быть установлен как на линии подачи флегмы, так и на линии отвода дистиллята. С точки зрения статики это равноценно. Однако для повышения качества регулирования регулирующий орган САР состава необходимо устанавливать на линии подачи флегмы в колонну, при этом для сохранения материальною баланса укрепляющей части колонны дистиллят необходимо отводить с помощью САР уровня во флегмовой емкости. Иначе инерционные свойства емкости будут влиять па качество процесса регулирования, что может; привести к нежелательным последствиям [1, ]. Согласно правилу фаз при разделении бинарной смеси, если давление в колонне постоянно, состав дистиллята и температура однозначно связаны между собой. Поэтому для управления подачей флегмы применяют регулятор температуры верхней части колонны. Если число тарелок в колонне велико или разность температур кипения разделяемых компонентов невелика, запаздывание объекта достигает нескольких десятков минут и более. Поэтому измерение температуры вверху колонны приводит к большим отклонениям технологического режима от регламента, так как регулирующие воздействия будут введены в процесс с большим запаздыванием. Для повышения качества регулирования чувствительный элемент температуры следует устанавливать на так называемой контрольной тарелке укрепляющей части колонны, т. В настоящее время появилась возможность регулировать не температуру в колонне, т.