Файл: Автоматизация переработки каменноугольной смолы..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 132

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

матизации и, исходя из технологических требованіи"!, намечают точ­ ки контроля, сигнализации, автоматического регулирования и ди­ станционного управления.

Для классификационного обозначения объекта автоматизации пользуются символами, характеризующими агрегатное состояние пе­ рерабатываемого вещества, тип процесса, номер аппарата по схеме, а также периодичность или непрерывность технологической опера­ ции. По данным В. Л . Лоссневского [5], для записи агрегатного состояния вещества и типа процесса пользуются следующими обо­

значениями: агрегатное состояние вещества: твердое — Т,

жидкое —

Ж ,

газообразное— Г,

смесь твердого

с

жидким— ТЖ ,

неоднород­

ная

смесь

двух жидких — Ж Ж , смесь газообразного с

жидким —

ГЖ ,

типы

процессов: гидродинамические

(класс Г) — перемещение

жидкостей — Гпж, разделение жидких

неоднородных

систем — Грж,

разделение

газовых

неоднородных

систем — Грг,

перемешивание

материалов— Гпм, разделение материалов—Трм; тепловые (класс Т) — нагревание— Ти, охлаждение — То, выпаривание — Тв, кристаллиза­

ц и я — Ткр, конденсация— Ткд;

термодинамические (класс

ТД ) —

перемещение

газов — Тдп, сжатие — Тдс, разрежение — Тдр;

хими­

ческие (класс X ) — неорганической

химии — Хи, реакции

разложения

солей— Хнр;

диффузионные (класс Д ) — сушка — Дс,

перегонка

(ректификация) — Дп.

Классификационное обозначение объекта (процесса) состоит из двух частей, разделенных черточкой. В левой части ставят симво­ лы, указывающие агрегатные состояния перерабатываемых веществ пли вещества, в правой — тип процесса. Если агрегатное состояние вещества указано на входе в объект, над обозначением сверху ста­ вят черту, если на выходе из объекта — черту ставят снизу, под обозначением. Если после выхода из объекта агрегатное состояние вещества не меняется, то черту ставят снизу и сверху обозначения. После обозначения типа процесса ставят номер, соответствующий определенной конструкции аппарата, которым он обозначен на схе­ ме. Наконец, после номера, обозначающего конструкцию аппарата согласно схеме, в скобках ставят букву (Н) — если процесс непре­ рывный и букву (П) — если процесс периодический. Это обозначение вводят для оценки степени подготовленности объекта к автомати­ зации.

Классификационный анализ объекта заканчивается разработ­ кой предварительной скелетной схемы автоматизации с выделением

типовых

участков

и указанием параметров контроля, стабилизации,

а также

основных

параметров, определяющих ход процесса в це­

лом с точки зрения регулирования их по качественному признаку без строгого обозначения мест установок датчиков, вторичных при­ боров, их типов и принципа построения схем автоматизации. Глав­ ная цель составления скелетной схемы заключается в создании основы для разработки принципиальной схемы автоматизации с при­ менением типовых решений и рациональных систем регулирования.

С клад смолы

Склад смолы и промежуточные хранилища отделения дистилля­ ции по технологическому процессу однотипны, но, учитывая их тер­ риториальное расположение, отдельное обслуживание, а также не­ которое различие в конструкции основного и вспомогательного обо-

31


рудовашія, склад смолы следует рассматривать отдельно как самостоятельный объект автоматизации.

Согласно технологической схеме склада смолы (см. рис. 1), приемный резервуар I, в который сливается смола из железнодо­ рожных цистерн, соединенный с подземными хранилищами 2 слив­ ными каналами, можно представить в виде единичного объекта, так как резервуар 1 и хранилища 2 являются промежуточной емкостью для одного и того же процесса — приема привозной смолы.

Выделенный единичный объект обозначаем I, тип процесса (пе­ ремещение жидкостей) согласно классификации выразится симво­ лами Гпж, агрегатное состояние вещества (см олы )— Ж Ж , так как сырая смола в своем составе содержит небольшое количество воды. Тогда классификационное обозначение единичного объекта автома­

тизации J __выразится

в следующем виде:

Ж Ж — Гпж I (П ) — на

входе и ЖЖ — Гпж

I ( П ) — на выходе из

объекта.

Следующую группу оборудования: паровые насосы 3 и назем­ ные хранилища 4, 5 и 6, выполняющие одни и те же технологиче­ ские функции — прием смолы из цеха улавливания своего завода и привозной смолы из подземных хранилищ, перемешивание после­ довательными перетоками, подогрев глухим паром и отделение от­ стоявшейся части надсмольной воды, — объединяем в комплексный объект н выделяем типовой участок автоматизации II со следую­

щим

классификационным

обозначением:

Ж Ж — Гпж I (П ) — на

входе

в объект и Ж Ж —

Тн Гпм II (Н)

Грж II (П) — на выходе

из него.

Хранилища 7, 8 и паровые насосы 9, предназначенные для пе­ редачи усредненной и частично обезвоженной смолы в промежу­ точные хранилища отделения дистилляции, объединяем соответст­ венно в комплексный объект с выделением типового участка авто­ матизации III. Так как и в этих хранилищах может происходить одновременно несколько операций (нагрев, отделение отстоявшейся воды и выдача смолы на дальнейшую переработку), классификаци­

онное обозначение этого

объекта

запишется

следующим

образом:

Ж Ж — Гпж

II ( П ) — на

входе в

объект и

Ж Ж — Гпж

111 (Н)

Грж III (П) — на выходе из него.

 

 

 

Согласно требованиям технологии, конструкции и назначения

выделенных

объектов,

выбирают

параметры

контроля, сигнализа­

ции, автоматического

и дистанционного управления. Классифика­

ционный анализ технологической схемы склада смолы дает возмож­ ность сделать следующие выводы.

1.Совокупность периодичности процессов и конструктивного выполнения основного и вспомогательного оборудования (паровые насосы устаревшей конструкции, разгрузка цистерн на сливном ре­ зервуаре, неэффективность подогревателей и т. д.) не позволяют осуществить комплексную автоматизацию процесса подготовки смо­ лы на складе.

2.Всю технологическую цепочку можно разбить на три участка автоматизации: один — единичный и два — комплексных.

3. Процессы перемещения

жидкостей занимают

основное мес-

то — их насчитывается четыре

(все периодические)

— слив смолы

в подземные хранилища, перекачка в наземные хранилища, удале­ ние надсмольной воды, выдача смолы в производство.

4. Нагревание смолы происходит в двух комплексных объек­ тах непрерывно (наземные хранилища).

32


5.Разделение жидкостей (смола — надсмольная вода) осущест­ вляется периодически в двух комплексных объектах.

6.Скелетная схема автоматизации, приведенная на рис. 9, преду­

сматривает три участка:

участок I — автоматический контроль уровня общей массы в под­ земных хранилищах; сигнализацию превышения максимально допу­

стимого уровня;

участок II — автомеханический контроль общего уровня жидкой массы в наземных хранилищах, уровня надсмольной воды в назем-

Участок I

і

Участок Е

Участок Ш

Смола из цеха улаВлидания і

ВьіВод н ад - Ж-ГткД

Вывод над

Ш(п)

 

 

 

КН КАН Щ

Kt СН \KAHKtKW

 

 

 

 

 

 

Щ£

 

 

 

 

 

[Ж~ГтГпмЗтд.ополнительньіВ

 

 

 

 

 

' Вводнафталиновыхмадел___\

 

 

ЮК'ГткІ(П)

ЖЖ-ГтЦП)

ШТнГомІ(н)ГржЕ(И) Г __

Ш-ГпжЦП)

 

' жж-ГпжЩ

I Ш -Т н Гпн Ш(Н) ГожШ(П)

 

Рис. 9. Классификационная схема склада смолы:

 

/ —/ // —хранилища смолы;

1—3 — насосы; К Н — автоматический контроль уров­

ня;

К А Н — автоматический

контроль

границы раздела смола — вода;

Kt — ав-

томатнческий

контроль температуры;

К \Ѵ— автоматический

контроль

влажно­

 

сти;

С — сигнализация;

УО — автоматический учет

расхода

 

ных

хранилищах (границы

раздела

фаз смола — надсмольная во­

д а), температуры смолы в наземных хранилищах; сигнализация пре­ вышения максимально допустимого уровня общей массы в храни­ лищах;

участок III — автоматический контроль уровня надсмольной во­ ды в наземных хранилищах, температуры смолы в хранилищах, влажности смолы, подаваемой в отделение дистилляции; сигнализа­ ция превышения максимально допустимого предела по влажности передаваемой в производство смолы; автоматический учет общего

количества пара,

расходуемого

иа

складе смолы,, и количества

смо­

лы, передаваемой

на переработку

в отделение

дистилляции.

 

 

7.

Окончательный выбор

параметров

автоматизации

и

разра­

ботка

принципиальной схемы

автоматического регулирования

и

управления возможны только после изучения условий работы скла­ да смолы и конструктивных особенностей основных аппаратов и обо­ рудования.

 

Для выяснения возможности автоматизации операций по при­

ему

привозной смолы

необходимо изучить типовые конструкции

всех

прибывающих на

склад цистерн,, их разгрузочные устройства,

3—340

33


график прибытия эшелонов со смолой и производительность прием­ ного оборудования.

Отделение дистилляции

Аналогичный анализ, выполненный для двухколонных и одно­ колонных агрегатов, показывает следующее:

1) всю технологическую цепочку можно разбить на пять ком­ плексных и семь единичных участков автоматизации;

2) преобладающее место в схеме переработки каменноугольной смолы занимают тепловые, гидродинамические и диффузионные процессы, чисто химические характерны лишь для одного случая (разложение нерастворимых солей хлора и синильной кислоты). За исключением периодических операций по выводу надсмолы-юн во­ ды из промежуточных хранилищ, все основные процессы технологи­ ческой схемы переработки каменноугольной смолы непрерывны, что

СГН РАТ KW PA GJ СгР РаН РА&а KP KP РАТ СГТ КТ РАТ

Рис. 10. Скелетная схема автоматизации

1—28 — технологические аппараты и

оборудование;

Сг — сигнализация;

фаз; С — расход;

117 — влажность;

С — концентрация

позволяет осуществить комплексную автоматизацию объекта в

целом; 3) процессы перемещения жидкостей характерны для всех уча­

стков — их насчитывается семь; 4) нагревание смолы происходит в двух аппаратах (в проме­

жуточных хранилищах и трубчатой печи);

ректификации^ осу­

5)

основные для данного объекта процессы

ществляются на участках III

и IV (в пековой

и фракционной

ко­

лоннах);

происходит в трех

.

про­

6)

разделение жидкостей

аппаратах (в

межуточном хранилище смолы и сепараторах), причем, хотя сам процесс разделения — непрерывный, вывод отделившихся жидкостей

осуществляется периодически;

7) процесс испарения происходит в испарителе I ступени и в нижней части пековой колонны;

двухколонных трубчатых агрегатов:

К — контроль; Яд — регулирование; Я — уровень; Д Я — граница раздела (качество); / — температура; Я — давление

34

3*

35

 

 


8)конденсация м охлаждение жидкостей происходят н соответ­ ствующей аппаратуре, представляющей собой единичные объекты автоматизации (конденсаторы н холодильники фракций);

9)основными параметрами, определяющими ход всего техноло­ гического процесса переработки смолы, являются показатели каче­ ства получаемых продуктов и коэффициент извлечения нафталина.

Основные нз них — температура размягчения пека, содержание наф­ талина в I и II антраценовых, поглотительной и фенольной фрак­ циях и содержание нафталина в нафталиновой фракции.

Скелетная схема автоматизации одно- и двухколонных трубча­ тых агрегатов (отделения дистилляции), приведенная на рис. 10, предусматривает пять участков:

участок I — автоматический контроль общего уровня в проме­ жуточных хранилищах, границы раздела фаз смола — надсмольная вода; сигнализация превышения максимально возможного общего уровня; автоматическое регулирование температуры смолы в проме­ жуточных хранилищах;

участок II — стабилизация входных параметров (давления кок­ сового газа, расхода смолы на II ступень); автоматическое регули­ рование выходных параметров (температуры смолы после I и II ступени, расхода смолы на I ступень в зависимости от уровня в сборнике обезвоженной смолы); сигнализация превышения верх­ него предела нагрева смолы во II ступени трубчатой печи; автома­ тический контроль технологических параметров (давления смолы после насосов I и II ступени, влажности смолы после промежуточ­ ных хранилищ, температуры паров после испарителя I ступени, тя­ ги, температуры перегретого пара, расхода коксового га за );

участок III — автоматическое регулирование температуры I ан­ траценовой фракции II верха колонны, качества среднетемператур­ ного пека и уровня донного продукта (пека); сигнализация превы­ шения верхнего предела температуры паров на выходе из колонны;

автоматический контроль технологических параметров

(давления

в верхней части колонны, температуры отборов пека, I и II антра­

ценовых фракций); дистанционное

управление отборами

I и II

ан­

траценовых фракций;

 

 

 

участок IV — автоматическое

регулирование температуры

фе­

нольной фракции и паров на выходе из колонны, качества нафта­ линовой и поглотительной фракций по содержанию в них нафтали­ на; сигнализация превышения верхнего предела температуры выхо­ дящих паров и давления в верхней части колонны; автоматический контроль технологических параметров (температуры отборов нафта­ линовой и поглотительной фракций, температуры перегретого водя­ ного пара, количества фенольной, нафталиновой, поглотительной фракций и перегретого пара, подаваемого в колонну); дистанцион­ ное управление расходом пара, количеством орошения и отборами фенольной и нафталиновой фракций;

участок V — автоматический контроль уровня в мерниках 22—28 (см. рис. 2), сигнализация превышения максимально допустимого уровня.

Единичные объекты автоматизации — автоматическое регулиро­ вание границы раздела фаз легкое масло — вода в сепараторах-кон­ денсаторах и температуры фракций в погружных холодильниках; сигнализация уменьшения температуры нафталиновой, I и II антра­ ценовых фракций после холодильников ниже допустимого предела.

Таким образом, при построении принципиальных схем автома­

36