CC BY
34
Abstract. In this article, an algorithm is considered for the method of training a computer-aided design (CAD) system for routing technologies for machining of machine parts; Reveals the content of the main stages of the method of teaching (building) the system.
Keywords: CAD, skill, methods of training, route of machining.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Кулиева Нодира Гуломризоевна, магистрант (e-mail: [email protected]) Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Узбекистан 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.
Ключевые слова: нефть, перегонка, фракция, переработка, преобразователь, контроль, микропроцессор, датчик, автоматический управление, процесс.
Добытая, но не переработанная нефть, содержит различные примеси, например, соль, вода, песок, глина, частицы грунта, попутный газ. Срок эксплуатации месторождения увеличивает обводнение нефтяного пласта и, соответственно, содержание воды и других примесей в добываемой нефти. Наличие механических примесей и воды мешает транспортированию нефти по нефтепродуктопроводам для дальнейшей ее переработки, вызывает образование отложений в теплообменных аппаратах и других емкостях, усложняет процесс переработки нефти.
Вся добытая нефть проходит процесс комплексной очистки, сначала механической, затем тонкой очистки.
На данном этапе также происходит разделение добытого сырья на нефть и газ в сепараторах нефти и газа.
Отстаивание в герметичных резервуарах на холоде или при подогреве способствует удалению большого количества воды и твердых частиц. Для получения высоких показателей работы установок по дальнейшей переработке нефти последнюю подвергают дополнительному обезвоживанию и обессоливанию на специальных электрообессоливающих установках.
Зачастую вода и нефть образуют труднорастворимую эмульсию, в которой мельчайшие капли одной жидкости распределены в другой во взвешенном состоянии.
Выделяются два вида эмульсий:
- гидрофильная эмульсия, т.е. нефть в воде;
- гидрофобная эмульсия, т.е. вода в нефти.
Существует несколько способов разрушения эмульсий:
* механический;
* химический;
* электрический.
Механический метод в свою очередь делится на:
* отстаивание;
* центрифугирование.
Разность плотностей, составляющих эмульсии позволяет легко расслаивать воду и нефть методом отстаивания при нагреве жидкости до 120-160°С под давлением 8-15 атмосфер в течение 2-3 часов. При этом не допускается испарение воды.
Эмульсия также может разделяться под действием центробежных сил в центрифугах при достижении 3500-5000 оборотов в минуту. [1]
При химическом методе эмульсия разрушается путем применения де-эмульгаторов, т.е. поверхностно-активных веществ. Деэмульгаторы имеют большую активность по сравнению с действующим эмульгатором, образуют эмульсию противоположного типа, растворяют адсорбционную пленку. Данный способ применяется вместе с электрическим.
В установках электродегидратора при электрическом воздействии на нефтяную эмульсию частицы воды объединяются, и происходит более быстрое расслоение с нефтью.
Добытая нефть есть смесь нафтеновых, парафиновых, ароматических углеводов, которые имеют разный молекулярный вес и температуру кипения, 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.
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 - 20 мА.
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).
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.
Автоматизированная система управления технологических процессов установок комплексной подготовки нефти
Установка для комплексной подготовки и стабилизации нефти с отводом легких фракций углеводородов.
Повышение экономичности и надежности работы оборудования, улучшение эксплуатационных характеристик оборудования, повышение производительности и улучшение условий труда эксплуатационного персонала, приведение системы управления к действующим нормам и правилам по-жаро и взрывобезопасности.
Рисунок 1 - Схема переработки сырой нефти
Компоненты автоматизированной системы управления технологического процесса:
* Микропроцессорные контроллеры (100% «горячее» резервирование процессорной части);
* Шкафы монтажные;
*8СЛБЛ КРУГ-2000®;
* Пульты операторов на базе типовых универсальных конструкций КонсЭрго®;
* Серверы базы данных с функциями архивирования и горячим
резервированием, совмещённые с АРМ операторов-технологов;
*АРМ оператора-технолога (клиенты);
* Сетевые средства - БТНЕККЕТ 10/100 МЬ (100% резервирование);
* Групповые барьеры искрозащиты;
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. 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-
