CC BY
26
3. Лобков А.М. Сбор и обработка нефти и газа на промысле. - М.: Недра, 1996.
4. Сайты интернета
Quliyeva Nodira Gulomrizoyevna, undergraduate
(e-mail:[email protected])
Bukhara engineering-technological Institute, Bukhara, Uzbekistan
Ibragimov Ravshan Rustamovich, senior lecturer
(e-mail:[email protected])
Bukhara engineering-technological Institute, Bukhara, Uzbekistan
AUTOMATED CONTROL SYSTEM PROCESS OF OIL REFINING
This article is devoted to the study and analysis of primary oil refining, as well as automatic control of main processes. It is considered the processing sequence, methods of implementation, hardware design and provides information about the main products obtained because of the primary processing.
Key words: oil, distillation, fraction, conversion, converter, control microprocessor, sensor, automatic control equipment, process.
ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКЫМ ПРОЦЕССОМ Кулиева Нодира Гуломризоевна, магистрант (e-mail:[email protected]) Ибрагимов Равшан Рустамович, старший преподаватель (e-mail:[email protected]) Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Узбекистан
Настоящая статья посвящена изучению и анализу первичной переработки нефти, а также автоматическому управлению основных процессов. При этом рассматривается последовательность переработки, методы их осуществления, аппаратурное оформление и даются сведения об основных продуктов, получаемых в результате первичной переработки.
В работе рассматривается принцип работы исполнительных механизмов, преобразователей и интеллектуальных датчиков. Основное внимание обращено использованию микропроцессорной техники в автоматическом управлении технологическими процессами, что является целью научно -исследовательской работы.
Приведены функциональная схема автоматизации и варианты использования частотных преобразователей в системах регулирования.
Ключевые слова: нефть, перегонка, фракция, переработка, преобразователь, контроль, микропроцессор, датчик, автоматический управление, процесс.
Добытая нефть есть смесь нафтеновых, парафиновых, ароматических углеводов, которые имеют разный молекулярный вес и температуру кипе-
ния, и сернистые, кислородные и азотистые органические соединения. Первичная переработка нефти заключается в разделении подготовленной нефти и газов на фракции и группы углеводородов. При перегонке получают большой ассортимент нефтепродуктов и полупродуктов.
Суть процесса основана на принципе разности температур кипения компонентов добытой нефти. В результате сырье разлагается на фракции - до мазута (светлые нефтепродукты) и до гудрона (масла).
Первичная перегонка нефти может осуществляться с:
* однократным испарением;
* многократным испарением;
* постепенным испарением.
При однократном испарении нефть нагревается в подогревателе до заданной температуры. По мере нагрева образуются пары. При достижении заданной температуры парожидкостная смесь поступает в испаритель (цилиндр, в котором пар отделяется от жидкой фазы).
Процесс многократного испарения представляет собой последовательность однократных испарений при постепенном повышении температуры нагрева.
Перегонка постепенным испарением представляет собой малое изменение состояния нефти при каждом однократном испарении.
Основные аппараты, в которых проходит перегонка нефти, или дистилляция, - это трубчатые печи, ректификационные колонны и теплообменные аппараты.
В зависимости от типа перегонки трубчатые печи делятся на атмосферные печи АТ, вакуумные печи ВТ и атмосферно-вакуумные трубчатые печи АВТ. В установках АТ осуществляют неглубокую переработку и получают бензиновые, керосиновые, дизельные фракции и мазут. В установках ВТ производят углубленную переработку сырья и получают газойлевые и масляные фракции, гудрон, которые в последствии используются для производства смазочных масел, кокса, битума и др. В печах АВТ комбинируются два способа перегонки нефти. [2]
Процесс переработки нефти принципом испарения происходит в ректификационных колоннах. Там исходная нефть с помощью насоса поступает в теплообменник, нагревается, затем поступает в трубчатую печь (огневой подогреватель), где нагревается до заданной температуры. Далее нефть в виде парожидкостной смеси входит в испарительную часть ректификационной колонны. Здесь происходит деление паровой фазы и жидкой фазы: пар поднимается вверх по колонне, жидкость стекает вниз.
Вышеперечисленные способы переработки нефти не могут быть использованы для выделения из нефтяных фракций индивидуальных углеводородов высокой чистоты, которые впоследствии станут сырьем для нефтехимической промышленности при получения бензола, толуола, ксилола и др. Для получения углеводородов высокой чистоты в установки перегонки
нефти вводят дополнительное вещество для увеличения разности в летучести разделяемых углеводородов.
Полученные компоненты после первичной переработки нефти обычно не используются в качестве готового продукта. На этапе первичной перегонки определяются свойства и характеристики нефти, от которых зависит выбор дальнейшего процесса переработки для получения конечного продукта.
В результате первичной обработки нефти получают следующие основные нефтепродукты:
- углеводородный газ (пропан, бутан);
- бензиновая фракция (температура кипения до 200 иС);
- керосин (температура кипения 220-275 0С);
- газойль или дизельное топливо (температура кипения 200-400 0С);
- смазочные масла (температура кипения выше 300 0С) остаток (мазут).
Одной из важнейших задач управления нефтеперерабатывающим предприятием является снижение издержек, а именно технологической составляющей себестоимости переработки.
Одним из способов достижения этой цели является широкое применение микропроцессорных контроллеров.
Микропроцессорные контроллеры применены для управления:
* воздушными холодильниками на выходе паров бензина с колонн К-1, К-2 (рис2, вариант а);
* насосами на откачке мазута с колонны К-2 (рис2, вариант б);
* насосами на подаче дизельного циркуляционного орошения (ДЦО) в колонну К-2 (рис2, вариант в);
* комплексной очистки нефти;
* установками первичной переработки нефти (трубчатые печи, ректификационные колонны и теплообменные аппараты).
Управление частотными преобразователями производится от системы управления стандартным токовым сигналом 4 - 20мА.
В технологическом процессе предусмотрено применение воздушных холодильников, однако при их работе без частотных преобразователей наблюдаются следующие проблемы:
*колебание температуры после воздушных холодильников;
* колебание давления в колоннах в зависимости от времени суток и сезонных изменениях температуры окружающей среды;
* необходимость ручного перераспределения потоков между секциями в зимнее время во избежание размораживания труб теплообмена;
* постоянная величина потребления электроэнергии, независимо от температуры окружающей среды;
* формирование отчетной документации;
* архивирование, длительное и надежное хранение информации;
* обмен информацией с вышестоящим уровнем управления (АСУП).
Рисунок 1 - Схема автоматизированной системы управления технологического процесса первичной переработки нефти
Применение частотных преобразователей позволило существенно повысить качество управления воздушными холодильниками за счет регулирования частоты вращения вентилятора - исключить влияние на работу воздушных холодильников отрицательных явлений, связанных с колебанием температуры окружающей среды. Изменилась и динамика потребления электроэнергии воздушными холодильниками. Летом, в дневное время, при температуре окружающей среды около 30 0С потребление электрической мощности было практически максимальным, однако в ночное время потребление снижалось на 10-15 %, а в зимнее время на 15-25%.
Для насосов применены два варианта схем управления частотными преобразователями.
Для насосов на откачке мазута управляющий сигнал от регулятора уровня в колонне К-2 поступает непосредственно в схему управления частотного преобразователя, меняя, в зависимости от уровня, частоту вращения электродвигателя насоса. Качество регулирования уровня заметно улучшилось, при этом колебание расхода мазута стало плавным и незначительным. Кроме того, при работе установки на пониженной нагрузке потребление насосами мощности снизилось на 15-20 % [3].
Насосы на откачке ДЦО имели большой запас по производительности, и управление частотным преобразователем непосредственно от регулятора
расхода было невозможным, так как мощность на насосе снижалась ниже опорной, что приводило бы к остановке насоса. Поэтому на частотные преобразователи этих насосов подаётся управляющий сигнал, который поддерживает потребление мощности на насосе 60-65% от максимального значения, а сигнал от регулятора расхода ДЦО поступает на регулирующий клапан на нагнетании насосов.
Рисунок 2 - Варианты использования частотных преобразователей в системах регулирования. (Обозначения: ЧП - частотный преобразователь, Э/дв - электродвигатель,
Н - насос)
Список литературы
1. Исаакович Р.Я., Попадько В.Е. Контроль и автоматизация добычи нефти и газа. -М.: Недра,1995.
2. Громаков Е.И. Автоматизация нефтегазовыми технологическими процессами: учебно-методическое пособие/Томский политехнический университет.-Томск:изд-во Томского политехнического университета, 2010.-173 с.
3. Лобков А.М. Сбор и обработка нефти и газа на промысле. - М.: Недра, 1996.
4. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. - М.: Недра, 1996.
5. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка нефти и воды. - М.: Недра, 1996.
6. Сайты интернета
Quliyeva Nodira Gulomrizoyevna, undergraduate
(e-mail:[email protected])
Bukhara engineering-technological Institute, Bukhara, Uzbekistan Ibragimov Ravshan Rustamovich, senior lecturer
(e-mail:[email protected])
Bukhara engineering-technological Institute, Bukhara, Uzbekistan
Abstract. This article is devoted to the study and analysis of primary oil refining, as well as automatic control of main processes. It is considered the processing sequence, methods of implementation, hardware design and provides information about the main products obtained because of the primary processing.
The article describes the working principle of actuators, transducers and smart sensors. Focuses on the application of microprocessors in automatic control of technological processes.
Is a functional scheme of automation and the use of frequency converters in control systems.
Keywords: oil, distillation, fraction, conversion, converter, control microprocessor, sensor, automatic control equipment, process.
УДК 621.762
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КОНДЕНСАЦИИ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ TiN НА ТРИБОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Лавро Виктор Николаевич, доцент (e-mail: [email protected]) Николаев Александр Игоревич, аспирант (e-mail: [email protected]) Бредихина Ирина Сергеевна, магистрант Самарский государственный технический университет, г.Самара, Россия
(e-mail: [email protected])
В данной работе проведены исследования зависимости температуры конденсации ионо-плазменного покрытия TiN на триботехнические свойства ионно-плазменных покрытий, напылленных на сталь Р6М5.
Ключевые слова: триботехнические свойства, ионно-плазменные покрытия, износостойкость.
Для повышения ресурса режущего инструмента, штампового инструмента, деталей машин и механизмов широко применяются методы поверхностного упрочнения. Одним из наиболее эффективных методов является нанесение на рабочую поверхность ионно-плазменных покрытий, вакуум-но-дуговым методом (метод КИБ конденсация ионной бомбардировкой).
В данной работе для получения покрытий TiN были использованы катоды ВТ-1-00. [1].
Покрытия получали с использованием модернизированной вакуумно -дуговой установки «ЮНИОН». Покрытия наносили на цилиндрические образцы диаметром 15мм и высотой 5мм из стали Р6М5 термообработан-ной по стандартной технологии - закалка-отпуск (твердость HRC = 64~65). Плоская поверхность образцов подвергалась шлифованию и полированию до Ra=0,2мкм. Исследуемые образцы были расположены в вакуумной камере в вертикальном положении. На рис. 1 представлена фотография рас-
