Разработка функциональной схемы автоматизации узла изомеризации пентана в изопентан (стр. 3 из 6)

Данный датчик применяется для преобразования сигнала в последовательность электрических импульсов (импульсный сигнал положительной полярности от 10 до 2500 Гц, амплитуда 12 ± 2,5 В). Используется для измерения объема, расхода нефти и нефтепродуктов при оперативном и коммерческом учете с использованием вторичных приборов типа Импульс–2, Импульс–4, Импульс–5 или аналогичных.

Областью применения являются предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой промышленности. Подключение осуществляется через искробезопасный барьер типа БИБ–02.

Рисунок 3 - Датчик турбинного преобразователя расхода «ТУРБОМИД–01»

Питание и съем сигнала осуществляется вторичным прибором по двух, трехпроводной схеме. Технические характеристики данного датчика приведены в таблице 5.

Таблица 5

Диапазон возможных значений коэффициента преобразования ПР	от 1 до 999999 (дискретность 1).
Токовый выходной сигнал расхода	от 0 до 20 мА на нагрузке до 750 Ом
Цифровой сигнал	RS232
Габаритные размеры(ВШГ)	90 х 90 х 235 мм
Класс точности	± 0,05
Масса	не более 1 кг

Управление технологическими процессами только по таким параметрам, как давление, уровень, расход и температура, часто не гарантирует получение продуктов требуемого качества. Во многих случаях необходим автоматический контроль состава и свойств вырабатываемых продуктов. Прибором для такого контроля являются автоматические анализаторы вязкости.

Вязкость — один из показателей качества горючесмазочных материалов. Например, в производстве полимеров и различных продуктов на их основе вязкость служит важнейшим технологическим параметром, так как по ее величине можно оценить молекулярную массу и концентрацию вещества, а также его структуру в расплаве или растворе. Для измерения уровня вязкости в узле изомеризации пентана в изопентан применим вибрационный вискозиметр типа Visconic модель 7829 (рисунок 4). Это последняя разработка компании Mobrey в заслужившей широкое признание серии 782x датчиков камертонного типа. Вискозиметры серии 7829 Visconic были разработаны специально для применения в нефтяной и химической промышленности (углеводородные применения). Вискозиметры модели 7829 Viscomaster разработаны для измерения вязкости нефтепродуктов. Помимо известной точности и надёжности, присущей вискозиметрам Solartron 7827, Solartron 7829 имеет конфигурируемое микропроцессорное электронное устройство, которое производит полную обработку сигналов, расчёт значений вязкости и плотности при линейных условиях, расчет значений плотности при стандартных условиях (с помощью разработанных для нефтяной индустрии методов, базирующихся на стандартах API), диагностику внутри самого датчика. Технические данные данного вискозиметра приведены в таблице 6.

Рисунок 4 - Вибрационный вискозиметр Visconic модель 7829

Таблица 6

Диапазон преобразования динамической вязкости	От 1 до 12500сПз
Диапазон преобразования плотности	От 0 до 3 г/см3 (0-3000 кг/м3)
Основная относительная погрешность преобразования вязкости	±0,05% от шкалы диапазона
Повторяемость (вязкость)	±0.5% от показаний
Повторяемость (плотность)	±0.0001 г/см3 (±0.1 кг/м3)

Измерение массы продукта на стадии готовности является одним из основных определений показания качества производимого продукта. В качестве датчика для измерения массы изопентана будем использовать расходомер массовый RHM160, который изображен на рисунке 5. Данный вид датчиков находит применение на предприятиях нефтехимической, химической, нефтяной и газовой промышленности. Возможность измерения расхода продуктов в температурном диапазоне от -200 °С до +400 °С позволяет использовать расходомеры практически в любом технологическом процессе. В немалой степени расширению области применения расходомеров позволяет способность массомеров работать при больших колебаниях давления, благодаря конструктивным особенностям прибора. Технические характеристики данного прибора приведены в таблице 7.

Рисунок 5 - Расходомер массовый RHM160

Таблица 7

Диапазон расхода (кг/час)	30 000,0 … 1 500 000,0
Номинальный расход (кг/час)	1 380 000,0
Допустимое давление (кг/см2)	40
В диапазоне изменения расхода 1/5	0,10%
В диапазоне изменения расхода 1/10	0,15%
Стабильность измерений	0,05%

2.3 Выбор и обоснование параметров регулирования, управляющие воздействий и схем. Описание схем

В ряде производств химической, нефтяной, пищевой и других отраслей промышленности в результате различных технологических процессов получают смеси жидкостей, которые необходимо разделить на составные части.

Для разделения смесей жидкостей и сжиженных газовых смесей в промышленности применяют способы простой перегонки (дистилляции), перегонки под вакуумом и с водяным паром, молекулярной перегонки и ректификации. Ректификацию широко используют в промышленности для полного разделения смесей летучих жидкостей, частично или целиком растворимых одна в другой.

Сущность процесса ректификации сводится к выделению из смеси двух или в общем случае нескольких жидкостей с различными температурами кипения одной или нескольких жидкостей в более или менее чистом виде. Это достигается нагреванием и испарением такой смеси с последующим многократным тепло- и массообменном между жидкой и паровой фазами; в результате часть легколетучего компонента переходит из жидкой фазы в паровую, а часть менее летучего компонента — из паровой фазы в жидкую.

Процесс ректификации осуществляют в ректификационной установке, включающей ректификационную колонну, дефлегматор, холодильник-конденсатор, подогреватель исходной смеси, сборники дистиллята и кубового остатка. Дефлегматор, холодильник-конденсатор и подогреватель представляют собой обычные теплообменники. Основным аппаратом установки является ректификационная колонна, в которой пары перегоняемой жидкости поднимаются снизу, а навстречу парам сверху стекает жидкость, подаваемая в верхнюю часть аппарата в виде флегмы. В большинстве случаев конечными продуктами являются дистиллят (сконденсированные в дефлегматоре пары легколетучего компонента, выходящие из верхней части колонны) и кубовый остаток (менее летучий компонент в жидком виде, вытекающий из нижней части колонны).

Важным параметром при этом является регулирование температуры ректификационных колонн. Способы регулирования температуры ректификационных колонн заключаются в регулировании теплового режима. Регулирование теплового режима – отвод тепла в концентрационной (укрепляющей) зоне, подвод тепла в отгонной (исчерпывающей) секции колонн и нагрев сырья до оптимальной температуры.

Отвод тепла осуществляется путем:

а) использования парциального конденсатора (кожухотрубчатый теплообменный аппарат; применяется в малотоннажных установках, трудность монтажа);

б) организация испаряющегося (холодного) орошения (наиболее распространена в нефтепереработке);

в) организация неиспаряющегося (циркуляционного) орошения, используется широко и не только для регулирования температуры наверху, но и в средних сечениях сложных колонн. На современных установках перегонки нефти применяются комбинированные схемы орошения.

Подвод тепла в отгонной секции:

г) Нагрев остатка ректификации в кипятильнике с паровым пространством (осуществляется дополнительный подогрев кубового продукта в выносном кипятильнике с паровым пространством (рибойлере), где он частично испаряется. Образовавшиеся пары возвращаются под нижнюю тарелку колонны. Особенность этого способа – наличие в кипятильнике постоянного уровня жидкости и парового пространства над этой жидкостью. Этот способ широко применяется на установках фракционирования попутных нефтяных и нефтезаводских газов, при стабилизации нефти, стабилизации бензинов прямой перегонки и вторичных процессов нефтепереработки.

д) Циркуляция части остатка, нагретого в трубчатой печи. В этом случае часть кубового продукта перекачивается через трубчатую печь и подогретая парожидкостная смесь (горячая струя) вновь поступает вниз колонны. Этот способ используют, если необходимо обеспечить высокую температуру низа колонны, когда применение обычных теплоносителей (водяной пар и др.) невозможно или нецелесообразно.