Автоматизация играет решающую роль при организации промышленного производства по принципу: выпуск заданного количества продукции при минимуме материальных затрат и затрат ручного труда. В особенности актуальной автоматизация становится в отраслях промышленности, конечная продукция которых находит массовый спрос у потребителя и используется практический во всех производственных процессах. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (в металлургии, машиностроении, нефтегазовой промышленности и др.) являются высшим этапом комплексной автоматизации и призваны обеспечить существенное увеличение производительности труда, улучшения качества выпускаемой продукции и других технико-экономических показателей производства, а также защиту окружающей среды. Особенностью построения любой АСУ является системный подход ко всей совокупности металлургических, теплотехнических, экологических и управленческих вопросов. Специалист в области разработки АСУТП должен владеть теорией автоматического регулирования и управления, разбираться в конструкциях и основах технологии производственных агрегатов, достаточно свободно ориентироваться в работе ЭВМ, математическом и алгоритмическом обеспечения, уметь правильно применять средства информационной и управляющей техники.
Развитие современного производства идет по пути создания высокоэффективных промышленных установок, сопровождается интенсификацией технологических и производственных процессов и систем управления ими. При этом постепенно был осуществлен переход от ручного управления технологическими процессами к автоматизированным и далее – к полностью автоматическим.
Резкое увеличение добычи нефти при сокращении затрат труда рабочих, а также уменьшении суммы капиталовложений в нефтедобывающую промышленность возможно только при всемерном совершенствовании технологии и техники добычи нефти с привлечением новейших достижений в области автоматизации и телемеханизации. Современное нефтедобывающее предприятие представляет собой сложное многоотраслевое хозяйство, рассредоточенное на обширных площадях и в целом являющееся совокупностью основных и вспомогательных технологических объектов.
Основные технологические объекты — это объекты непосредственной добычи, транспорта и первичной подготовки нефти и газа.
Вспомогательные технологические объекты — это объекты обеспечения нормальной работы основных технологических объектов, т. е. газокомпрессорные и насосные станции, котельные установки, энергохозяйство, водоснабжение, объекты поддержания пластовых давлений и др.
Управление затратами на производство и реализацию продукции (2)
... анализ и контроль затрат и производственных инвестиций с целью выработки управленческих решений по оптимизации расходов, связанных с производственно-коммерческой деятельностью предприятия. Цель курсовой работы состоит в исследовании системы управления затратами на предприятии на производство и реализацию продукции. ...
В связи с рассредоточенностью скважин и прочих нефтепромысловых объектов на больших площадях, а также непрерывностью и определенной технологической однотипностью работы нефтяных промыслов вместе с необходимостью почти круглосуточного контроля за работой нефтедобывающего предприятия вопросы автоматизации и телемеханизации технологических процессов добычи нефти и попутного газа приобретают очень важное значение.
В настоящее время разработан ряд систем и средств автоматизации и телемеханизации процессов добычи нефти, которые позволяют осуществлять нормальное течение технологических процессов и обеспечивают дистанционный контроль за работой основных и вспомогательных объектов нефтяного промысла в целом.
Для непрерывного рода экономики нашей страны решающее значение имеет непрерывный и быстрый рост производительности труда. Одной из главных предпосылок этого роста является комплексная механизация и автоматизация производства — важнейшее направление экономической политики нашего государства.
Под комплексной механизацией и автоматизацией понимают такой производственный процесс, при котором все операции выполняются машинами или механизмами, а их управление специальными устройствами — автоматами, действующими без непосредственного участия человека.
Если при механизации работ облегчается физический труд, то автоматизация к тому же освобождает работника от непосредственного управления машинами и механизмами. Она также позволяет существенно повысить производительность труда и качество продукции, безопасность работ и культуру производства. Однако стоимость средств автоматизации и. расходы по их наладке и регулированию в ряде случаев могут оказаться достаточно высокими. Поэтому автоматизация производственных процессов должна применяться только при условии экономической целесообразности, а также для освобождения человека от тяжелого или вредного труда. Предпосылкой для автоматизации производственных процессов является полная механизация всех ручных операций, а также широкое применение контрольно-измерительных приборов.
Автоматика—отрасль науки и техники об управлении различными процессами и контроле их протекания, осуществляемых без непосредственного участия человека.
Развитие автоматики способствовало в основном современному техническому прогрессу и определило его главные черты.
Факторами развития автоматики явились: необходимость все более расширенного воспроизводства и повышения качества продукции, а также потребность в совершенствовании труда человека.
Современное производство характеризуется многообразием связей между отдельными процессами и необходимостью их четкой последовательности. Непрерывное и поточное производство, а также высокие скорости протекания отдельных операций вызывают необходимость в сокращении времени перехода от одной операции к другой, повышают требования к быстродействию, точности и объективности управления, которое стало практически невыполнимым для человека.
Массовое производство высококачественной продукции требует контроля практически на всех операциях технологического процесса и при необходимости быстрой перестройки параметров оборудования, что, безусловно, не по силам человеку и должно быть осуществлено без его участия.
Автоматизация процессов в теплицах
... УТ-12 в теплице (а -- вид с торца, б -- вид сверху) и последовательность его работы (в) Комплект рассчитан на управление указанными параметрами в 12 отделениях теплицы, ... В процессе выращивания и сбора урожая средства механизации и автоматизации используют ... подается по воздуховодам и распределяется вентиляционной системой по всей теплице. Благодаря малой инерционности калориферный обогрев дает ...
В этих условиях на помощь человеку в управлении современным производством (получение информации, ее обработка и воздействие на соответствующие элементы процесса) пришли специальные устройства называемые автоматами. Роль человека при этом сводится только к наблюдению за работой автоматов, их наладке и регулированию.
Одним из основных путей повышения эффективности нефтеперерабатывающего производства является создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) на базе современных средств автоматизации и вычислительной техники. Управление технологическими процессами с использованием автоматических устройств включает в себя решение следующих основных задач: контроль параметров процессов (температуры и давления в аппаратах, состава и качества жидкостей и газов и т.д.); регулирование параметров (поддержание их в заданных значениях); сигнализацию (оповещение, предупреждение) об отклонениях значений параметров за допускаемые пределы; блокировку (запрещение) неправильного включения оборудования; защиту оборудования в аварийных ситуациях (выключение, перевод на безопасный режим).
Автоматизация производственных процессов начинается с постановки задачи, определяющей уровень (степень) автоматизации конкретного объекта, например, технологической установки. Этим определяется направление всей дальнейшей работы, ее объем и стоимость затрат, в частности, на приобретение и внедрение средств автоматизации. Важным в решении задачи автоматизации является выбор управляющей системы, т.е. определение степени участия людей в процессе управления, использования автоматических устройств, средств вычислительной техники.
Все эти вопросы решаются на основании тщательного изучения подлежащих автоматизации процессов. Изучаются свойства исходных, промежуточных и готовых продуктов – их взрыво- и пожароопасность, токсичность, физико-химические свойства. Исследуются (или задаются) статические и динамические характеристики технологических аппаратов, определяются классы и категории производственных помещении по взрыво- и пожароопасности. На основании поставленной задачи и исходных данных разрабатывается проект автоматизации. При этом может учитываться опыт автоматизации аналогичных процессов или установок.
В разработке управляющей системы для технологической установки можно выделить следующие основные направления:
1) решение вопроса организации управления. Оно может быть местным или централизованным. Управление работой технологических установок, как правило, централизовано и осуществляется из операторских пунктов. С учетом этого решаются и другие вопросы;
2) выбор контролируемых параметров, что должно обеспечить получение наиболее полной измерительной информации о технологическом процессе, о работе оборудования. Контролю, как правило, подлежат основные параметры процесса – температура. давление, уровень и др. Для возможности оценки технико-экономических показателей работы технологической установки и выполнения учетно-расчетных операций необходимо измерять расход и количество сырья, готового продукта, теплоносителей и т.д. Там, где это возможно, необходимо использовать анализаторы качественных показателей – хроматографы, газоанализаторы, концентратомеры, плотномеры, вискозиметры и др., в том числе анализаторы сточных вод и газовых выбросов в атмосферу;
Автоматизация технологических процессов и контроль их основных параметров
... метода монтажа технологических установок в комплекте с приборами и средствами автоматизации; широкое ... 100мВ используют милливольтметры и потенциометры. Автоматические потенциометры предназначены для измерения, записи ... в соответствии со схемами. Измерение параметров и настройка. Проверка показаний ... производится одновременно с определением основной погрешности. Вариация определяется как разность ...
3) выбор регулируемых параметров и каналов внесения регулирующих воздействий;
4) Выбор параметров сигнализации, блокировки и защиты. Эту часть разрабатывают, исходя из требований безопасного ведения технологического процесса с учетом многих факторов: технологического регламента, инструкций по пуску, ведению и остановку процесса, признаков аварийных ситуаций. При этом должны быть учтены различные действующие указания, нормы, правила, технические условия и т.д., распространяющиеся на данный процесс или технологическую установку.
5) выбор средства автоматизации. Средства автоматизации должны выбираться согласно принятым решениям по контролю, регулированию и сигнализации параметров процесса, а также с учетом обеспечения автоматической защиты и блокировки. При этом должны учитываться следующие основные требования:
- а) приборы должны выбираться из числа серийно выпускаемых приборостроительной промышленностью, т.е. согласно действующим номенклатурным справочникам;
— б) средства автоматизации должны удовлетворять требованиям безопасной эксплуатации их (например, с учетом взрывоопасности процессов принять приборы с пневматической системой дистанционной передачи, электрические приборы в искробезопасном исполнении и т.д.)
в) по техническим характеристикам приборы и другие средства автоматизации должны выбираться с учетом условий эксплуатации: давления, температуры, физико-химических свойств контролируемой среды.
В нашей стране теоретическим и практическим вопросам автоматики придается большое значение. Создан ряд научно-исследовательских институтов в составе Академии наук РК, разрабатывающих теоретические и прикладные вопросы автоматики, а также институты, конструкторские бюро и объединения в составе отраслей промышленности, разрабатывающих прикладные вопросы автоматизации производства.
Поставленные Правительством РК задачи по дальнейшему росту производительности труда, увеличению количества и улучшению качества выпускаемой продукции возможно решить только на основе широкого внедрения автоматики в производственные процессы и внедрить автоматизированные системы в различные сферы хозяйственной деятельности, и в первую очередь в проектирование, управление оборудованием и технологическими процессами. Поднять уровень автоматизации производства примерно в 2 раза. Создавать комплексно-автоматизированные производства, которые можно быстро и экономично перестраивать.
1.1. Основные понятия и определения автоматики
Формирование автоматики как самостоятельной отрасли науки и техники сопровождалось установлением определенных общепринятых понятий. Определенность понятий и их точное понимание имеют важное значение, так как методы и средства автоматики нашли широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.
Автоматика, Автоматизация
По степени автоматизации производства различают частичную, комплексную и полную автоматизацию.
Частичная автоматизация, Комплексная автоматизация, Полная автоматизация
При определении степени автоматизации следует учитывать прежде всего экономическую эффективность и техническую целесообразность в условиях конкретного производства.
В зависимости от выполняемых функций автоматизация классифицируется на следующие основные виды: управление, контроль, сигнализация, блокировка, защиты и регулирование.
Управление
параметрами управляемого процесса.
С точки зрения автоматизации производства управление разделяется на автоматическое и полуавтоматическое.
автоматическом управлении
управления и контроля размещаются рядом с объектом, при дистанционном — на любом расстоянии от объекта.
Автоматический контроль, Сигнализация
Пример технологической и аварийной сигнализации — это функционирование релейной защиты электрической станции. При заданных значениях напряжения и тока постоянно горящее световое табло свидетельствует о нормальном режиме работы высоковольтного оборудования. При отклонении напряжения и тока электрической сети за допустимые значения срабатывает релейная защита и световое табло начинает мигать в сопровождении звуковых прерывистых сигналов.
Блокировка, Автоматическая защита —, Автоматическое регулирование
Параметры управляемого процесса, подлежащие заданным изменениям или стабилизации, называют регулируемыми параметрами.
объектом автоматического регулирования
регулятором.
системой автоматического регулирования
В системе автоматического регулирования различают прямую и обратную связь.
Прямая связь —, Обратная связь, Основной раздел
2.1. Процесс обессоливания нефтей
При глубоком обезвоживании некоторых нефтей, в пластовой воде которых содержится мало солей, происходит почти полное их удаление. Однако большинство нефтей нуждается в дополнительном обессоливании.
В некоторых случаях для обессоливания используется термохимический метод, но чаще применяется способ, сочетающий термохимическое отстаивание с обработкой эмульсии в электрическом поле. Установки последнего типа носят название электрообессоливающих (ЭЛОУ).
Технологическая схема установки электрообессоливания нефти приводится на рис. 1. Нефть, в которую введены промывная вода, деэмульгатор и щелочь, насосом Н-1 прокачивается через теплообменник 7-1 и пароподогреватель Т-2 в электродегидратор первой ступени Э-1. Здесь удаляется основная масса воды и солей (содержание их снижается в 8-10 раз.) На некоторых установках ЭЛОУ перед Э-1 находится термохимическая ступень. Из Э-1 нефть поступает в электродегидратор второй ступени Э-2 для повторной обработки. Перед Э-2 в нефть вновь подается вода. Общий расход воды на обессоливание составляет 10% от обрабатываемой нефти. На некоторых установках свежая вода подается только на вторую ступень обессоливания, а перед первой ступенью с нефтью смешиваются промывные воды второй ступени. Так удается снизить расход воды на обессоливание вдвое.
Обессоленная нефть из Э-2 проходит через теплообменник Т-1, холодильник и подается в резервуары обессоленной нефти. Вода, отделенная в электродегидраторах, направляется в нефтеотделитель Е-1 для дополнительного отстоя. Уловленная нефть возвращается на прием сырьевого насоса, а вода сбрасывается в промышленную канализацию и передается на очистку.
2.2. Основные виды электрообессоливающих установок
Главным аппаратом установки является электродегидратор — емкость, снабженная электродами, к которым подводится переменный ток высокого напряжения. В эксплуатации на промысловых и заводских установках ЭЛОУ находятся электродегидраторы различных конструкций: вертикальные, шаровые и горизонтальные.
Вертикальный электродегидратор (рис. 2) представляет собой цилиндрический сосуд диаметром 3 м, высотой 5 м и объемом 30 м 3 . Внутри находятся электроды — металлические пластины, подвешенные на фарфоровых изоляторах. Ток подается к электродам от двух повышающих трансформаторов мощностью по 5 ква (киловольтампер) каждый. Напряжение между электродами от 15 до 33 кв.
Сырье вводится в электродегидратор через вертикальную, вмонтированную по оси аппарата трубу, которая на половине высоты дегидратора заканчивается распределительной головкой. Головка устроена так, что через ее узкую кольцевую щель эмульсия нефти и воды вводится в виде тонкой веерообразной горизонтальной струи. Обработанная нефть выводится в центре верхнего днища электродегидратора, а отстоявшаяся вода — через нижнее днище.
Недостатком вертикальных электродегидраторов, приведшим к их вытеснению более современными конструкциями, является низкая производительность, недостаточно высокая температура обессоливания. Из-за низкой производительности на установках ЭЛОУ приходилось соединять параллельно 6-12 аппаратов. На мощных электрообессоливающих установках, построенных в 1955-1970 гг., применяются шаровые электродегидраторы емкостью 600 м3 и диаметром 10,5 м. Производительность такого дегидратора (рис. 3) равна 300-500 м3 /ч. Принцип его действия тот же, что и вертикального аппарата, но вместо одного стояка с распределительной головкой для ввода сырья и одной пары электродов в шаровом электродегидраторе их по три.
Шаровые дегидраторы имеют в 10-15 раз большую производительность, чем вертикальные, но они громоздки и трудоемки в изготовлении. Кроме того, они не могут эксплуатироваться при высоком давлении. Повышение расчетного давления электродегидратора привело бы к большому перерасходу металла на аппарат.
За последние годы в нашей стране и за ее пределами получили распространение горизонтальные электродегидраторы. Конструкция такого аппарата, рассчитанного на давление до 18аг и температуру процесса 140-160°С, приведена на рис. 4. Горизонтальные электродегидраторы имеют диаметр 3-3,4 н и объем 80 и 160 м 3 . Повышение расчетного давления и температуры играет большую роль, так как позволяет проводить глубокое обезвоживание и обессоливание трудно обессоливаемых нефтей.
Электроды в горизонтальном электродегидраторе расположены почти посредине аппарата. Они подвешены горизонтально друг над другом. Расстояние между ними составляет 25-40 см.
Ввод сырья в горизонтальный электродегидратор осуществляется через расположенный вдоль аппарата горизонтальный маточник. Поступая в аппарат, нефть попадает в слой отстоявшейся воды, а затем — в зону под электродами, в межэлектродное пространство, и, наконец, в зону над электродами. В верхней части дегидратора располагаются выкидные коллекторы обработанной нефти. Достоинством этой конструкции является большой путь движения нефти и время ее пребывания в аппарате, так как ввод сырья расположен значительно ниже, чем в других электродегидраторах. При этом улучшаются условия отстаивания воды.
Кроме того, в горизонтальном электродегидраторе крупные частицы воды выпадают из нефти еще до попадания в зону сильного электрического поля, расположенную в межэлектродном пространстве. Поэтому в нем можно обрабатывать нефть с большим содержанием воды, не опасаясь чрезмерного увеличения силы тока между электродами.
 |
Сравнение эффективности электродегидраторов различной конструкции показывает несомненные преимущества горизонтальных аппаратов. Удельная производительность последних в 2,6 раза больше, чем шаровых, а удельный расход металла — на 25% меньше.
Режим обессоливания. Температура и давление процесса обессоливания во многом зависят от конструкции аппарата. Большое значение имеют свойства обессоливаемой нефти. Многие нефти хорошо обессоливаются при 70-90°С. Однако для таких нефтей, как ромашкинская, особенно в тех случаях, когда они поступают с промыслов плохо подготовленными, приходится повышать температуру обессоливания до ПО-160°С. Повышение температуры обессоливания увеличивает электрическую проводимость и силу тока, усложняет условия работы изоляторов.
Важное значение имеет равномерная подача в нефть деэмульгатора. Расход деэмульгаторов на ЭЛОУ составляет: НЧК-ог 500 до 5000 а/т, ОЖК-от 20 до 60 а/г. ОП-10 — от 35 до 50 г1т нефти. Деэмульгатор НЧК подается в нефть в чистом виде, а неионогенные деэмульгаторы — в виде 2-5%-ных водных растворов.
В нефть также подается щелочь, которая необходима для создания при обессоливании нейтральной или слабощелочной среды. В такой среде ускоряется процесс деэмульсации, уменьшается сила тока в электродегидраторах и коррозия аппаратуры. Расход щелочи составляет до 50 г/т нефти.
Установка ЭЛОУ-АВТ-6
Установка ЭЛОУ АВТ-6 проиводительностью 6 млн.т/год осуществляет процессы обезвоживания и обессоливания нефти, ее атмосферно-ваккуумную перегонку и вторичную перегонку бензина. Схема этой установки представлена на рисунке.
Исходная нефть после смешения с деэмульгатором, нагретая в теплообменниках1, четырьмя параллельными потоками проходит через две ступени горизонтальных электродегидраторов 2, где осуществляется обессоливание. Далее нефть после дополнительного нагрева в теплообменниках направляется в отбензинивающую колонну 3. Тепло вниз этой колонны подводится горячей струей XV, циркулирующей через печь 4.
Частично отбензиненная нефть XIV из колонны 3 после нагрева в печи 4 направляется в основную колонну 5,где осуществляется ректификация с получением паров бензина сверху колонны, трех боковых дистиллятов VIII,IX и X из отпарных колонн 6 и мазута XVI снизу колонны. Овод тепла в колонне осуществляется верхним испаряющим орошением и двумя промежуточными циркуляционными орошениями. Смесь бензиновых фракций XVIII из колонн 3 и 5 направляется на стабилизацию в колонну 8, где сверху отбираются легкие головные фракции (жидкая головка), а снизу- стабильный бензин XIX.Последний в колоннах 9 подвергается вторичной перегонке с получением узких фракций, используемых в качестве сырья для каталитического риформинга. Тепло вниз стабилизатора 8 и колонн вторичной перегонки 9 подводится циркулирующими флегмами XV, нагреваемыми в печи 14.
Мазут XVI из основной колонны 5 в атмосферной секции насосом подается в вакуумную печь 15, откуда с температурой 420 С направляется в вакуумную колонну 10. В нижнюю часть этой колонны подается перегретый водяной пар XVII. Сверху колонны водяной пар вместе с газообразными продуктами разложения поступает в поверхностные конденсаторы 11, откуда газы разложения отсасываются трехступенчатыми пароэжекторными вакуумными насосами. Остаточное давление в колонне 50 мм рт. Ст Боковым погоном вакуумной колонны служат фракции XI и XII, которые насосом через теплообменник и холодильник направляются в емкости. В трех сечениях вакуумной колонны организовано промежуточное циркуляционное орошение. Гудрон XIII снизу вакуумной колонны откачивается насосом через теплообменник 1 и холодильник в резервуары.
Аппаратура и оборудование АВТ-6 занимают площадку 265х130м, или 3.4га. В здании размещены подстанция, насосная для перекачки воды и компрессорная. Блок ректификационной аппаратуры примыкает к одноярусному железобетонному постаменту, на котором, как и на установке АТ-6, установлена конденсационно-холодильная аппаратура и промежуточные емкости. Под первым ярусом постамента расположены насосы технологического назначения для перекачки нефтепродуктов. В качестве огневых нагревателей мазута, нефти и циркулирующей флегмы применены многосекционные печи общей тепловой мощностью около 160 млн.ккал/ч с прямым сводом, горизонтальным расположением радианных труб двустороннего облучения и нижней конвекционной шахтой. Печи потребляют жидкое топливо, сжигаемое в форсунках с воздушным распылом. Предусмотрена возможность использования в качестве топлива газа. Ниже приведены технико-экономические показатели установок АВТ различной производительности ( на 1т.нефти.):
| Производительность, млн. т/год | 1 | 2 | 3 | 6 |
| Топливо жидкое, кг | 38,5 | 30,7 | 32,4 | 27,7 |
| Электроэнергия, квт.ч | 2,62 | 2,26 | 5,68 | 3,97 |
| Вода, м3 | 21,7 | 15,5 | 8,51 | 4,47 |
| Пар водяной(со стороны),млн. ккал | 0,11 | 0,09 | 0,008 | — |
| Эксплуатационные расходы,руб/год | 1,0 | 0,79 | 0,63 | 0,44 |
| Капитальные затраты, руб | 1,76 | 1,30 | 1,24 | 1,05 |
| Расход металла на аппаратуру, кг | 1,86 | 1,64 | 1,26 | 0,58 |
| Производительность труда на 1 раб.,тыс.т | 33,6 | 66,7 | 75,0 | 66,7 |
Краткая характеристика технологического оборудования
Теплопроизводительность печей:30.3, 38.52, 20.85, 29.66 млн.ккал/ч
Предназначены для нагрева сырья до температуры испарения требуемых фракций при переходе нагретого сырья в ректификационную колонну
Диаметр-5000мм; высота-32500мм; расчетное давление-8кг/см;
- расчетная температура-240/360C;
- 24 тарелки клапанные,2-х поточные-10шт, 4-х ппоточные-14шт;
материал FG36TxTCr13
Высота-33600ммм; Dч-4500мм,Dс-9000; Dф-3000мм;
- Расчетное давление-40 мм. рт.ст;
- расчетная температура-400С;
Материал- FG36T/12
Длина-5000мм; высота-52500мм; расчетное давление-6 мм.рт. ст;
- Расчетная температура-290-400С;
- 50 тарелок 2-х поточные клапанные;
Материал- FG36TxCr13
В основе расчета элетродегидратора лежит выражение определяющее скорость движения капель в электрическом поле
, где
x — электрическая постоянная определяющая заряд движущейся капли; Е – градиент электрического поля, В/м; D п – диэлектрическая проницаемость среды; n — кинематическая вязкость, м2 /с.
Для лучшего отстаивания нефти в эмульсию нефть-вода добавляют деэмульгатор, который способствует более быстрому укрупнению капель и, тем самым ускоряет процесс отстаивания. На УПН «Быстринскнефть» используется дипроксамин, как импортного, так и российского производства. Количество ПАВ рассчитывают по следующей формуле [8, с. 148]
, где
Предельную концентрацию молекул ПАВ определяют на основе уравнения Лэнгмюра [8, с. 117]
, где
с 0 – начальная концентрация осаждаемого вещества (вода); a — постоянная Лэнгмюра.
Величину Г находят по уравнению Гиббса [8, с. 86]
, где
R – удельная газовая постоянная, Дж/(кг×К); Т – температура; Ds/Dс – градиент изменения поверхностного натяжения на изменение концентрации реагента. Постоянная Лэнгмюра a, определяется по изотерме поверхностного натяжения (пример расчета изотермы даны в работе [8, с. 84]) или по формуле
, где
d — толщина поверхностного слоя, м; W – работа адсорбции, Дж/кг; R 0 – удельная газовая постоянная; Т – температура.
Величину Г m можно найти по формуле
, где
S m – поперечное сечение частицы ПАВ, м2 .
Коэффициент распределения вещества равен
, где
N 0 – мольная доля ПАВ; Nв – мольная доля воды.
Следующие величины обозначают
S l – поперечное сечение капель эмульсии, м2 ; cl – предельная концентрация эмульсии; Vнепр – объем в котором идет непрерывный процесс деэмулгирования; Vдист – объем дисперсной среды.
Процесс электрообезвоживания и обессоливания существует уже не один десяток лет, и все основные аппараты стандартизованы. Если еще учесть то, что в имеющейся литературе отсутствуют данные по расчету различных коэффициентов, необходимых для расчета электродегидратора. Условно принимаем элетродегидратор, как стандартизованный аппарат.
В таб. 1 приведены характеристики дегидраторов горизонтального типа в основном используемы в Казахстане.
Характеристики горизонтальных электродегидраторов.
Таблица 1
| Показатель | ||||
| Емкость, м 3 | 80 | 100 | 160 | 190 |
| Диаметр, м | 3 | 3 | 3,4 | 3,4 |
| Длина, м | 11,6 | 14,2 | 17,6 | 21,0 |
| Производительность, кг/ч | 68500 | 91300 | 114100 | 350700 |
Для обоснования выбора именно горизонтального электродегидратора приведена таб. 2. и таб. 3. Можно с уверенностью сказать, что горизонтальный дегидратор легче и дешевле стоит, а по производительности не отстает от своих конкурентов.
Сравнительные показатели работы ЭГ.
Таблица 2
| Показатель | Вертикальный | Шаровой | Горизонтальный | Горизонтальный-цилиндрический |
| Сечение в месте установки электрода, м 2 | 8,14 | 98 | 33,2 | 33,2 |
| Площадь электродов, м 2 | 6,6 | 31,2 | 29,8 | 19,6 |
| Для сечения аппарата зона электродов, % | 81,0 | 52,5 | 90,0 | 59,0 |
| Время пребывания, с: | ||||
| в межэлектродном пространстве | 0,023 | 0,008 | 0,084 | 0,023 |
| в аппарате | 0,163 | — | 0,013 | 0,013 |
| Скорость подачи нефти, м/ч | — | 10-15 | 3-3,4 | 3-3,4 |
Показатели работы электродегидраторов различных типов. Таблица 3
| Наименование величины | Вертикальный | Шаровой | Горизонтальный |
| Производительность, м 3 /ч | 25 | 400 | 200 |
| Объем, м 3 | 30 | 600 | 160 |
| Сечение, м 2 | 7 | 86 | 60 |
| Линейная скорость, м/ч | 4,3 | 7 | 2,7 |
| Размеры, м: | |||
| диаметр | 3 | 10,5 | 3,4 |
| длина (высота) | 5 | — | 17,6 |
| Рабочее давление, МПа | 0,4 | 0,7 | 1,0 |
| Масса аппарата, кг | — | 1×10 5 | 0,37×10 5 |
Все основные параметры работы электродегидратора принимаются следующие [9]:
- производительность по жидкости 350 кг/час;
- рабочее давление 0,8 МПа;
- расход реагента-деэмульгатора (дипроксамин), 20-25 г/т;
- оптимальную температуру нагрева нефти, 45-50°С;
- ток внешней фазы электродегидратора 240А.
Основные размеры электродегидратора:
- длина области отстаивания 21000 мм;
- общая длина аппарата 23720 мм;
- внутренний диаметр 3400 мм;
- толщина стенки 46 мм;
- ввод сырья Æ300 мм;
- вывод нефти Æ250´2;
- вывод соленой воды Æ200´1;
- удаление шлама Æ300´3;
- откачка нефти Æ150´1;
3. Заключение.
В заключение курсового проекта можно сказать, что в процессе его создания были выполнены следующие цели:
- изложены основные концепции появления и развития добычи подготовки нефти;
- изложены основные понятия об автоматике в целом и автоматизации технологических процессов в нефтегазовой отрасли в частности;
- изложены основные принципы разделения эмульсии нефть-вода;
- приведена и описана основная аппаратура, используемая для обезвоживания нефти;
- приведена технологическая схема электрообессоливающей установки Атырауского НПЗ;
- изображен принцип расчета электродегидратора и приняты его основные размеры;
— Все эти цели достигнуты с положительным результатом. За время проделывания курсовой работы овладели новыми знаниями в области первичной подготовки нефти, и получили навыки при разработке схемы автоматизации технологических процессов.
4. Список использованной литературы, Левинтер М.Е., Ахметов С.А.
2. http://www.ngfr.ru/
Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г., Скобло А.И., Трегубова И.А., Егоров Н.Н., Нестеров И.И., Рябухин Г.Е.
Судо М. М.
Рабинович Г., Дриацкая З.В., Мхчиян М.А., Жмыхова Н.М. и другие, Рабинович В.А., Хавин З.Я., Под ред. Е.Г. Дудникова., Стефани Е.П.
12. Т. П.Сериков, Б.Б.Оразбаев, К.М.Джигитчеева. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане: — Москва, 1994.
