Разработка системы автоматизации технологического процесса на примере установки ЭЛОУ-АВТ

Курсовая работа

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.

11 стр., 5488 слов

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.

8 стр., 3791 слов

Автоматизация процессов в теплицах

... малых теплицах и парниках уровень автоматизации по контролю и управлению микроклиматом пока невысокий и ограничивается в основном одним параметром -- ... д. В процессе выращивания и сбора урожая средства механизации и автоматизации используют при посеве ... сверху) и последовательность его работы (в) Комплект рассчитан на управление указанными параметрами в 12 отделениях теплицы, а также температурой в ...

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;

10 стр., 4789 слов

Проект автоматизации процесса грузоперевозок

... работе будет разработан проект автоматизации процесса грузоперевозок, развернута распределенная база данных ... появившемся окне указать имя новой базы. Настроить параметры безопасности Агента SQL Server так же, как ... управлению документированием программного обеспечения. - М.: Изд-во стандартов,1994 2.1 Общее описание предметной области В транспортную компанию поступают заказы на грузоперевозки. ...

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).

Прямая связь  1 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.

 основные виды электрообессоливающих установок 1 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.

 основные виды электрообессоливающих установок 2 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.

 основные виды электрообессоливающих установок 3

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

Установка элоу авт  1 , 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]

Установка элоу авт  2 , где

Предельную концентрацию молекул ПАВ определяют на основе уравнения Лэнгмюра [8, с. 117]

Установка элоу авт  3 , где

с 0 – начальная концентрация осаждаемого вещества (вода); a — постоянная Лэнгмюра.

Величину Г находят по уравнению Гиббса [8, с. 86]

Установка элоу авт  4 , 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

Установка элоу авт  5 , 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

Установка элоу авт  6 , где

S m – поперечное сечение частицы ПАВ, м2 .

Коэффициент распределения вещества равен

Установка элоу авт  7 , 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 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.