Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ

Автоматизация процессов первичной переработки нефти

В этой и последующих главах приведено описание схем автоматизации неких главных технологических процессов без учета систем противоаварийной защиты процессов, защиты отдельных видов оборудования и оснащения технологических процессов в согласовании с требованиями действующих технических регламентов, норм и правил. В описании приведены главные типовые контуры регулирования, которые для Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ лицензионных процессов могут быть дополнены контурами, требуемыми Лицензиарами.

Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ

Поступающая с промыслов нефть зависимо от группы содержит хлористые соли (в количестве 100-900 мг/дм3), включая до 10 мг/дм3 хлоридов во фракции, выкипающей до 204 °С, пластовые воды (до 1 %масс.) и механические примеси Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ (до 0,05 %масс.). Данные характеристики регламентируется ГОСТ Р 51858- 2002 «Нефть. Общие технические условия».

При всем этом нефть и вода образуют трудноразделимые эмульсии (в главном эмульсию воды в нефти). Для предстоящей переработки нефти требуется понизить содержание солей до 0,1 %масс. и наименее, а воды — до 3...5 мг/л.

Требования к ограничению содержания Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ солей и воды в нефти обоснованы необходимостью роста межремонтного пробега атмосферных и атмосферно-вакуумных установок, уменьшения коррозии оборудования и аппаратуры, также улучшения свойства котельных топлив, коксов и битумов. Не считая того, на установках переработки нефтяных фракций завышенное содержание воды и солей приводит к завышенному расходу горючего и катализаторов Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ.

Большая часть воды в нефти находится в виде эмульсий. На поверхности капелек воды адсорбируются смолистые вещества, асфальтены, водорастворимые органические кислоты и высокодисперсные частички жестких парафинов. Для разрушения поверхностной адсорбционной пленки, также для улучшения критерий коагуляции в нефть добавляют деэмульгаторы. Для ускорения данный процесс обычно проводят при завышенных температурах (100-120 °С Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ). Более стойкие мелкодисперсные нефтяные эмульсии разрушаются под действием электронного поля. Таким макаром, процессу электрообезвоживания содействуют как деэмульгаторы, так и завышенная температура. Для понижения испарения нефти процесс электрообессоливания проводят при завышенном давлении.

Процесс глубочайшего обезвоживания и обессоливания осуществляется на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ), которые входят в состав ЭЛОУ-АТ (атмосферно-трубчатой установки) либо Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ ЭЛОУ-АВТ (атмосферновакуумной трубчатой установки перегонки нефти).

На практике часто используют двухступенчатые схемы электро-обессоливания с внедрением переменного электронного тока с напряжением 22-44 кВ. При всем этом на I ступени в электродегидраторах удаляется 75-80 %масс. воды и 95-98 %масс. солей, а на II ступени удаляется 60-65 %масс. оставшейся эмульсионной воды и 89-93 %масс. оставшихся Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ солей.

Процесс обессоливания нефти связан с промывкой ее свежайшей водой, при всем этом для понижения расхода воды в качестве свежайшей воды употребляют оборотную (рециркуляционную) воду, конденсат, очищенную воду технологических процессов и дренажную воду. Процессы обезвоживания нефти осуществляются в электродегидраторах I и II ступеней. Для разрушения эмульсии (деэмульгации) в Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ сырую нефть вводят деэмульгатор (20...25 г/т), а для понижения кислотности воды до значений, близких к нейтральным, после теплообменников вводят щелочь.

Электродегидратор представляет собой горизонтальный аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти в электронном поле высочайшего напряжения (20...44 кВ). Расстояние меж 2-мя горизонтальными электродами, расположенными в средней части по всей длине аппарата, составляет Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ 200...400 мм. Обезвоженная нефть выводится через верхний
коллектор, а выделившаяся из нефти вода — с низа аппарата. Нефть в электродегидраторе подымается вверх, проходя через слой воды со скоростью 5...7 м/ч, и дальше через зону слабенького электронного поля, расположенную меж уровнем воды и нижним электродом. Потом нефть поступает в зону сильного электронного поля Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ меж 2-мя электродами, в какой происходит процесс насыщенного обезвоживания, и дальше через верхний коллектор отводится в электродегидратор II ступени. Устройство оризонтального электродегидратора представлено на рис. 8.1. Перед электродегидратором 2-ой ступени нефть смешивается с нагретой до 60...70 °С водой и с выхода электродегидратора после дополнительного обогрева поступает в ректификационную колонну Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ атмосферного блока АТ либо АВТ.

Схема автоматизации вухступенчатой установки ЭЛОУ, выполненная в эталоне ISA 55.1-84 (92), приведена на рис. 8.2. В неких контурах в схемах автоматизации технологических процессов (см. следующие главы) обозначения преобразователей опущены.

Автоматизация процесса обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ, также автоматизация других технологических процессов, описываемых в данном Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ пособии, подразумевает определение характеристик эффективности процесса (ПЭ), цели и критериев управления процессом (ЦУ и КУ соответственно). Ограничения переменных состояния (температуры, давления, уровня и т. п.) обоснованы требованиями пожаровзрывобезопасности процессов, также требованиями к показателям свойства мотивированного продукта. К ограничениям относят также содержание примесей в сырье и мотивированном Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ продукте.

Под эффективностью технологического процесса понимают технологическую и экономическую эффективность. Технологическая эффективность предполагает зависимость меж затраченными ресурсами и приобретенной продукцией и оценивается аспектами min издержек на единицу продукции и max приобретенной продукции при минимуме затраченных ресурсов на ее создание.

Финансовая эффективность процесса значит стоимостную зависимость меж расходами на создание и доходами Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ от реализации продукции. Аспектом экономической эффективности является получение наибольшей (max) прибыли на единицу издержек на создание. Интегральным аспектом экономической эффективности может служить себестоимость продукции, учитывающая издержки на единицу продукции.

Для большинства процессов показатель эффективности может быть представлен как состав мотивированного продукта (к примеру, дистиллята либо кубового остатка при ректификации Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ) либо содержание выходного компонента (к примеру, выход ацетилена в процессе пиролиза либо концентрация извлекаемого компонента в процессе абсорбции), приобретенные при минимизации издержек на единицу продукции.

Целью управления процессом при всем этом является поддержание данного состава либо выходного компонента на определенном значении — к примеру, поддержание данного состава мотивированного продукта в процессе Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ ректификации либо поддержание выхода ацетилена на данном значении в процессе пиролиза. Для многих процессов целью управления является стабилизация главных регулируемых характеристик — температуры, давления, уровня, расхода, концентрации, pH раствора и т. д. Аспекты оптимизации процесса имеют минимаксные значения и определяются технологическими либо экономическими требованиями. К технологическим аспектам управления Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ (КУ) относят min CKO (среднеквадратичного отличия) либо дисперсии регулируемых характеристик, максимум быстродействия переходных процессов и т. д. Экономические аспекты оптимизации подразумевают min себестоимости, min приведенных издержек на единицу продукции, min содержания примесей, max прибыли от реализации продукции и т. п.

Основными технологическими параметрами, подлежащими контролю, регулированию и оптимизации, являются Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ температура, давление, расход промывной воды и ее рассредотачивание меж разным числом ступеней электрообессоливания, расход деэмульгатора, уровень воды и другие характеристики.

Сырая нефть смешивается с циркулирующим солевым веществом и свежайшей водой и с добавлением деэмульгатора подается насосом Н-1 2-мя параллельными потоками через систему теплообменников Т-1 + Т-6, в каких греется до температуры Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ 100... 120 °С за счет тепла нефтепродуктов блока АТ. Дальше сырая нефть поступает к инжекторному смесителю, где смешивается с веществом щелочи и солевым веществом со II ступени обессоливания. Дальше смесь подается в коллектор нижней части горизонтальных электродегидраторов I ступени ЭД-1-нЭД-З, работающих параллельно.

Количество электродегидраторов определяется общим солесодержанием перерабатываемой Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ нефти, производительностью установки и избранным типоразмером электродегидраторов.

Для определения свойства сырой нефти на вводе в установку проводится контроль свойства нефти на содержание в ней воды и солей и определение плотности (контуры 1-3).

Рассредотачивание на два потока обеспечивается 2-мя контурами регулирования расхода с корректировкой по уровню в отбензинивающей колонне К-1 (контуры Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ 4 и 5) блока АТ. Осуществляется также контроль температуры нефти после теплообменников на входе и выходе из электродегидраторов ЭД-1-ЭД-3 (контуры 6 и 7).

Для нагрева сырой нефти в теплообменниках Т- 1...Т-4 употребляется циркуляционное орошение (ЦО) от блока АТ, которое через теплообменники ворачивается в колонну АТ. Регулирование температуры на выходе из теплообменников осуществляется конфигурацией расхода Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ клапанами на линиях байпаса (контуры 8 и 9).

Отчасти обессоленная и обезвоженная нефть из электродегидраторов I ступени поступает в общий коллектор и потом в электродегидраторы II ступени ЭД-4-ЭД-6, работающие параллельно.

Для угнетения хлористоводородной коррозии в коллекторы перед электродегидраторами ЭД-1...ЭД-3 и ЭД-4...ЭД-6 подается 1ч-2%-ный раствор Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ щелочи. Расход раствора щелочи, подаваемой на входы электродегидраторов, стабилизируется (контуры 10 и 11).

На прием насосов подачи нефти Н-1 и в смесительные клапаны перед электродегидраторами ЭД-4-ЭД-6 подается свежайшая вода, расход которой стабилизируется (контуры 12 и 13).

Нефть в электродегидраторы поступает снизу через маточники, создающие равномерный поток нефти снизу ввысь в электронном поле переменного Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ тока и высочайшего напряжения по всему сечению аппарата. Обезвоженная и обессоленная нефть выводится из электродегидраторов ЭД-4...ЭД-6 и направляется в блок АТ.

Солевой раствор с низа электродегидраторов автоматом сбрасывается: из ЭД-1-ЭД-3 — в емкость-отстойник Е-1, а из ЭД-4-ЭД-6 — в емкость-отстойник Е-2. Уровень раздела фаз в Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ электродегидраторах ЭД-1-ЭД-3 и ЭД-4-ЭД-6 поддерживается конфигурацией расхода выводимого из электродегидраторов солевого раствора (контуры 14 и 15).

Солевой раствор из емкости-отстойника Е-1 охлаждается в воздушном холодильнике Хв-1 и направляется на очистные сооружения завода. Уровень в емкости Е-1 поддерживается конфигурацией расхода солевого раствора, поступающего на очистные сооружения (контур 16). Часть солевого раствора из Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ емкости-отстойника Е-1 ворачивается в сырую нефть. Расход солевого раствора поддерживается неизменным (контур 17). Расход солевого раствора, выводимого из отстойника Е-1 в очистные сооружения, контролируется (контур 24).

Температура солевого раствора на выходе из холодильника Хв-1 регулируется конфигурацией частоты вращения электродвигателя вентиляторов воздушных холодильников при помощи преобразователя частоты (контур 18).

Солевой раствор из Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ емкости-отстойника Е-2 насосами Н-2 подается на промывку нефти на входе в каждый электродегидратор I и II ступени. Расход солевого раствора, подаваемого в каждый электродегидратор, стабилизируется (контуры 19 и 20). Вкупе с солевым веществом в емкости-отстойники может отчасти увлекаться смесь нефти. По мере скопления отстоявшаяся нефть выводится из емкостей Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ-отстойников через холодильник Х-1 на прием сырьевых насосов Н-1.

Для определения эффективности работы блока обессоливания на выходе с блока ЭЛОУ (контуры 21 и 23) проводится контроль обессоленной и обезвоженной нефти на содержание воды и солей с учетом температуры нефти, выводимой из электродегидратора (контур 22).

В ближайшее время при строительстве новых и реконструкции Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ действующих производств находят применение и инноваторские технологии, дозволяющие обрабатывать огромные объемы сырья в аппаратах с высочайшей удельной производительностью и кооперировать две ступени обессоливания в одном аппарате. Такая разработка разработана компанией Natco Group (США) и именуется технологией EDD®(«Технология двойной полярности»®).

Термин «Двойная полярность»® относится к эксклюзивной электростатической системе, разработанной Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ компанией Natco Group, которая заместо классической электронной системы с внедрением переменного тока употребляет для более действенного извлечения воды как поле переменного, так и поле неизменного тока.

Применение электродинамических обессоливателей EDD® позволяет довести удельную производительность электродегидраторов до 3 м3/ч на 1 м-электродегидратора и добиваться требуемого свойства обессоленной нефти (менее 2 мг солей Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ/л в одном аппарате).

Совмещение 2-ух ступеней электрообессоливания в одном аппарате позволяет также исключить из схемы насосы рециркуляции промывной воды.

Схема автоматизации блока электрообессоливания с внедрением технологии двойной полярности, выполненная облегченным методом по ГОСТ 21.404-85 и ГОСТ 21.408-93, приведена на рис. 8.3. Средства автоматизации для данной технологической схемы подобны средствам Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ автоматизации по рис. 8.2.

Сырая нефть насосами Н-1 подается через теплообменники Т-1 и Т-2, нагреваясь за счет тепла конденсации верхних потоков отбензинивающей колонны К-1 и фракционирующей колонны К-2. Рассредотачивание по потокам

осуществляется регулированием расхода с корректировкой по уровню в отбензинивающей колонне К-1 блока АТ (контуры 1 и 2).

Сырая нефть после теплообменников Т Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ-1 и Т-2 греется в теплообменнике Т-3 верхним циркуляционным орошением колонны К-1. Температура нагрева нефти поддерживается конфигурацией расхода потока циркуляционного орошения колонны К-1 через соответственный теплообменник Т-3 при помощи клапана, установленного на байпасе охлаждающего потока (контур 8).

В приемный трубопровод сырьевых насосов Н-1 подается нефтерастворимый деэмульгатор.

На входе в установку делается контроль Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ свойства сырой нефти на содержание в ней воды и солей, также контроль плотности (контуры 5, 6 и 7).

После теплообменника Т-3 подогретая до 115-125 °С нефть делится на два параллельных потока и поступает в электродегидраторы ЭД-1 и ЭД-2. Рассредотачивание по потокам осуществляется регулированием давления в каждом потоке при помощи регуляторов перепада давления (контуры 9 и Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ 10).

Перед электродегидраторами в каждый поток нефти вводится промывная вода (контуры 11 и 12), а другая часть промывной воды подается конкретно вовнутрь электродегидраторов через разработанные специально распределители, расположенные над электродами в высшей части электродегидраторов (контуры 13 и 14).

Нефть в электродегидраторы поступает снизу через маточники, создающие равномерный поток нефти сниз> ввысь в Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ низкоградиентном поле переменного тока, где коалесцируется большая часть воды. Смесь с маленькими каплями воды движется вверх в высокоградиентное поле неизменного тока, которое содействует коалес- цированию и отделению мелких капель воды.

Солевой раствор с содержанием нефтепродукта до 500 мг/л выводится из нижней части электродегидраторов ЭД-1 и ЭД-2, охлаждается в воздушных холодильниках Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ Хв-1 и выводится с установки.

Поддержание уровня солевого раствора в электродегидраторах ЭД-1 и ЭД-2 осуществляется конфигурацией расхода выводимого солевого раствора (контуры 15 и 16).

Температура солевого потока на выходе из воздушного холодильника регулируется конфигурацией частоты вращения электродвигателя вентилятора при помощи преобразователя частоты (контур 17).

Для определения эффективности процесса обессоливания и обезвоживания делается контроль Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ свойства обессоленной и обезвоженной нефти на выходе электродегидраторов по содержанию в ней воды и солей и определению плотности (контуры 18, 19 и 20).

Таким макаром, показателем эффективности процесса является степень обезвоживания и обессоливания сырой нефти. Цель управления установкой ЭЛОУ — поддержание данного значения содержания в нефти водь и соли. Аспект управления — min среднего Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ квадратичного отличия (СКО) этих характеристик от заданны> значений.

Целью управления установкой ЭЛОУ является поддержание данного значения содержания в нефти водь и соли, а аспектом управления либо мотивированной функцией — минимизация этих характеристик.

В качестве примера разглядим средства автоматизации двухступенчатой установки ЭЛОУ (рис. 8.2) с ис использованием используемых на нефтеперерабатывающих заводах устройств Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ и регуляторов компаний Emerson Siemens и др.

В схеме автоматизации применены последующие средства автоматизации:

• на полевом уровне — преобразователи расхода 3051 SFC и диафрагмы камерные стандартные ДКС 10—20С компании Emerson; преобразователи лишнего давления 30515 с мембранным разделителем 1199 компаниг Emerson; измерители уровня раздела фаз KSR компании KSR KUEBLER либо ID 201 компании Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ AGAR Согр.; термо пары ТХКУ 205 Ехіа НПП компании «Элемер»; анализатор плотности проточного типа MicroMotion 7835 ком пании Emerson; анализатор содержания соли типа 44561 группы компаний РАС; поточный анализатор содержа ния воды типа ВТН-1; пневматические регулирующие клапаны easy-e в комплекте с электроiuiевматически\ позиционером серии DVC6000 компании Emerson; станция распределенного ввода-вывода и управления Simatu Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ ЕТ 200М либо Simatic ЕТ2005 компании Siemens;

• на контроллерном уровне — модульный программируемый логический контроллер Simatic 57-300 либо Si matic 57-400;

• на диспетчерском уровне — промышленные 19-дюймовые ПК стоечного выполнения Simatic Rack PC (ин терфейсы Ethernet, Profibus DP, PROFINET) c ZCD-монитором серии SCD и SCAD А-система Simatic WinCC Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ V7.0.

В примере автоматизации двухступенчатого блока ЭЛОУ выбраны преобразователи с выходным сигналоь 4...20 мА и исполнительные устройства (регулирующие клапаны с позиционером) с входным сигналом 4...20 мА Сигналы от первичных преобразователей и сигналы на исполнительные устройства обрабатываются станцией распределенного ввода-вывода Simatic ЕТ 200М, связанной по локальной сети PROFINET с модульным ПЛК Si matic 57-300.

Станция Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ ЕТ-200М включает до 8-12 сигнальных, многофункциональных и коммуникационных модулей ПЛБ 57-300. Интерфейсный модуль IM 153-4 PN10 предназначен для подключения станции ЕТ-200М к сети PROFI NET и имеет интегрированный двухканальный коммутатор Industrial Ethernet РВ и два гнезда /(/45 для расширения то пологий сети.

Сеть распределенного ввода-вывода PROFINET Ю, разработанная на Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ базе сетей Profibus и Ethernet, представляет собой промышленный вариант сети Ethernet 100 Base ТХ. Физический канал — экранированная витая пара 5-й категории.

Для ввода-вывода сигналов от 23 контуров схемы автоматизации двухступенчатого блока ЭЛОУ употребляются в станции ЕТ-200М, два сигнальных модуля аналогового ввода SM 331 (8 AI, 16 бит, 4...20 мА), два сигнальных Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ модуля аналогового вывода SM 332 (8 АО, 12 бит, 4...20 мА), один сигнальный модуль ввода сигналов от термопреобразователей SM 331 (8 AI ТС), интерфейсный модуль IM153-4 PN10. Не считая того, станция ЕТ-200М оснащается блоком питания, который устанавливается на 1-ое слева место посадки. Справа от блока питания устанавливается интерфейсный модуль, а за ним — сигнальные модули Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ. Порядок размещения сигнальных модулей контроллера 57-300 может быть произвольным.

Измерение расхода осуществляется способом измерения перепада давления на сужающем устройстве (диафрагма) при помощи преобразователя расхода 3051SFC.

Выходной сигнал преобразователя в спектре 4...20 мА поступает на вход модуля SM 331 станции распределенного ввода-вывода Simatic ЕТ 200М, связанной по локальной сети PROFINET с модульным Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ ПЛК Sima- tic 57-300. При отклонении расхода от данного значения выходной сигнал ПИД-регуляторов от ПЛК Simatic 57-300 поступает через восьмиканальный модуль аналогового вывода SM 332 на вход позиционера DFC6000 (4...20 мА/HART), регулирующего клапан easy-e компании Emerson (контуры 4, 5, 10-13, 17,19-20).

Для поддержания уровня в электродегидраторах предусмотрены контуры регулирования уровня. Уровень воды в электродегидраторе Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ измеряется гидростатическим способом при помощи преобразователя лишнего давления типа 30515 и мембранного разделителя 1199 компании Emerson. Выходной сигнал преобразователя в спектре 4...20 мА поступает на вход модуля SM 331 станции распределенного ввода-вывода Simatic ЕТ 200М. Поддержание уровня осуществляется конфигурацией расхода солевого раствора, поступающего от электродегидраторов в емкости Е-1 и Е-2, при помощи регулирующего Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ клапан easy-e с позиционером DVC6000 (контуры 14 и 15). Поддержание уровня в емкости Е-1 осуществляется конфигурацией солевого раствора, поступающего на очистное сооружение (контур 16).

Контроль температуры нефти после теплообменников Т-1...Т-6 на входе и выходе электродегидраторов ЭД-1...ЭД-3 осуществляется при помощи термопар типа ТХКУ-205 Exia с выходным сигналом 4...20 мА НПП «Элемер» (контуры 6 и Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ 7). Данные термопреобразователи употребляются в контурах 8 и 9 поддержания температуры теплоносителя от I и II ЦО блока АТ. В качестве исполнительных устройств также использованы пневматические регулирующие клапаны easy-e с позиционером DVC6000. Для поддержания температуры поступающего на очистные сооружения солевого раствора после воздушного холодильника Хв-1 в контуре 18 употребляется преобразователь частоты Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ, изменяющий скорость вращения электродвигателя вентилятора.

Качество сырой нефти оценивается по содержанию в ней солей и воды, также методом измерения плотности нефти. Для контроля плотности нефти могут быть применены поточные плотномеры типа MicroMotion 7835 компании Emerson либо поточный плотномер ED900 компании Thermo Scientific (контур 3). Для контроля содержания воды в нефти может употребляться Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ поточный влагомер товарной нефти ВТН-1 либо анализатор воды в нефти типа OW 302 компании AGAR Corp. Ltd. с выходным сигналом 4...20 мА (контуры 1 и 21). Контроль содержания солей в пробе нефти (контуры 2 и 22) может определяться солемерами САН-Л, АУМ 101, Herzog 5С960 компании Walter Herzog GmbH либо солемером 44561 группы компаний РАС, свойства Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ которых приведены в главе 3.

Рассредотачивание сырой нефти по потокам через теплообменники Т-1 и Т-2 осуществляется регулированием расхода с корректировкой по уровню в стабилизационной колонне блока АТ К-1. Регулирование температуры нагрева нефти в теплообменниках Т-1-Т-3 проводится регулирующим контуром, клапан которого установлен на охлаждающем потоке на байпасе теплообменников

Рассредотачивание по Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ потокам нагретой до 120 °С нефти после теплообменника Т-3 перед электродегидраторами ЭД-1 и ЭД-2 осуществляется регулятором перепада давления по потокам. В качестве датчиков перепада давления использованы датчики 3051 компании Emerson в комплекте с мембранным разделителем. В качестве исполнительных устройств использованы пневматические регулирующие клапаны компании Emerson в комплекте с элек- тропневматическим позиционером серии DVC Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ6000 (4-20 mA/HART).

Регулирование подачи промывной воды из емкости Е-5 осуществляется при помощи контуров регулирования расхода.

Солевой раствор из электродегидратора выводится с регулированием уровня в электродегидраторах ЭД-1 и ЭД-2. Температура солевого потока на выходе из воздушного холодильника регулируется конфигурацией частоты вращения электродвигателя вентилятора.

Огромное число контуров регулирования в схемах автоматизации Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ процессов представляют собой каскадные схемы регулирования, в каких вспомогательным параметром, оказывающим наибольшее воздействие на основной выходной параметр (температуру, уровень, концентрацию и др.), является расход воды либо газа, регулируемый при помощи пневматического регулирующего клапана. Выбор каскадных схем регулирования обоснован тем, что в главном контуре при использовании

пневматических регулирующих клапанов наблюдается Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ запаздывание ввиду удаленности клапанов от места отбора основного параметра (при применении пневмотрасс) и низкой скорости перемещения клапана. Вспомогательным параметром, размещенным в конкретной близости от регулирующего клапана и являющегося возмущением из-за конфигурации давления либо влагосодержания воды либо газа, является расход. Таким макаром, каскадная система содержит два связанных регулятора, один Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ из которых (корректирующий) регулирует основной выходной параметр (к примеру, температуру, уровень и т. п.) и выдает корректирующее воздействие на другой регулятор (стабилизирующий), который поддерживает значение расхода воды либо газа на данном значении при появлении возмущений (к примеру, при изменении давления и других неконтролируемых характеристик).

В качестве устройств Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ, регуляторов, и систем распределенного ввода-вывода могут быть применены и другие приборы и системы, обзор которых приведен в работе [30]. Там же приведены сведения о большинстве забугорных и российских ПЛК и распределенных системах управления.

8.2. Автоматизация процессов перегонки нефти на установках АТ и АВТ

От работы установок первичной перегонки нефти зависят качество Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ и выходы компонент разных видов горючего, также качество сырья для вторичных процессов облагораживания нефтяных фракций и сырья для нефтехимических производств.

Разделение нефти на фракции, выкипающие в разных температурных границах, проводят с применением процессов нагрева, ректификации, конденсации и остывания. Фракции, выкипающие до температуры 400...420 °С, выделяют при атмосферном либо несколько завышенном Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ давлении, а остатков — под вакуумом. Установки АТ и АВТ могут быть организованы по схеме однократного либо двукратного испарения.

Обилие перерабатываемых видов нефти, широкий ассортимент и качество получаемых товаров определяет обилие технологических схем. Обширно всераспространены установки с подготовительной отбен- зинивающей колонной и основной ректификационной атмосферной колонной, работоспособные в широком спектре конфигураций Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ содержания в нефти бензиновых фракций и растворенных газов.

Для удаления легких компонент из дистиллятных фракций при прохождении через отбензинивающие либо отпарные колонны употребляется перегретый водяной пар. На неких установках для этого употребляются кипятильники.

В ректификационных секциях установок АТ и АВТ обширно используют промежуточное циркуляционное орошение (ЦО). В вакуумных колоннах для Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ сотворения вакуума используют барометрический конденсатор и двух- либо трехступенчатые эжекторы. Двуступенчатые эжекторные системы обеспечивают вакуум 6,7...13,3 кПа, а трехступенчатые — в границах 6,7 кПа и ниже.

На установках первичной переработки нефти достигнута высочайшая степень автоматизации. На промышленных установках употребляются автоматические поточные анализаторы, определяющие содержание воды и солей в сырой нефти, температуру Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ вспышки авиационного керосина, дизельного горючего, масляных дистиллятов, температуру выкипания, подобающую 90 либо 95%-ной точке отбора светлых нефтепродуктов, вязкость масляных фракций и т. д. Подача водяного пара в куб отпарной колонны автоматом корректируется по температуре вспышки дизельного горючего. Для автоматического непрерывного определения и регистрации состава газовых потоков используют хроматографы.

Показателем Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ эффективности процесса является фракционный состав мотивированных товаров — размеренного бензина, керосиновых и дизельных фракций. Цель управления — поддержание данного состава мотивированных товаров при стабилизации характеристик процесса: расхода, температуры, уровня, давления. Аспект управления — min CKO характеристик процесса при наивысшем отборе мотивированных товаров.

Схема автоматизации процесса перегонки нефти на установке АТ приведена на рис Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ. 8.4.

Обессоленная и обезвоженная нефть из высшей части электродегидраторов ЭД-1 и ЭД-2 проходит 3-мя параллельными потоками через теплообменники, нагреваясь за счет тепла отходящих потоков блока атмосферной перегонки, тепла главных отходящих потоков вакуумного блока и тепла циркуляционных орошений обеих секций:

• 1-ый поток поочередно проходит теплообменники Т-4...Т-7, где греется соответственно Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ теплом верхнего циркуляционного орошения (ВЦО) отбензинивающей колонны К-1, томного вакуумного газойля, дизельной фракции и легкого вакуумного газойля;

• 2-ой поток поочередно проходит теплообменники Т-8...Т-10, где греется соответственно теплом первого циркуляционного орошения (I ЦО) колонны К-2, легкого вакуумного газойля и второго циркуляционного орошения (II ЦО) колонны К-2;

• 3-ий поток поочередно проходит теплообменники Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ Т-11...Т-14, где греется соответственно теплом I ЦО колонны К-2, дизельной фракции, гудрона и II ЦО колонны К-2.

Расход обессоленной нефти по потокам теплообменников регулируется конфигурацией потока обессоленной нефти (контуры 1, 2 и 3) с клапанами, установленными на трубопроводах подачи нефти в теплообменники

с корректировкой по давлению (контур 4) в трубопроводе обессоленной нефти Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ после электродегидраторов. Контроль температуры потоков на выходе из теплообменников осуществляется при помощи соответственных контуров 5...15.

Потом три потока нефти соединяются воединыжды и поступают в теплообменник Т-15, где они греются теплом томного вакуумного газойля. Регулирование температуры обессоленной нефти на выходе из теплообменника Т-15 осуществляется конфигурацией скорости потока через теплообменник (контуры Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ 16 и 17).

Для защиты от коррозии перед теплообменниками нагрева обессоленной нефти предусмотрена подача в каждый поток 1-2% аква раствора щелочи. Для неплохого рассредотачивания раствора щелочи в потоках рекомендуется использовать статические смесители.

После теплообменников подогретая нефть с температурой 245-255 °С поступает в нижнюю часть отбензини- вающей колонны К-1.

С верха отбензинивающей колонны К-1 отбираются пары бензина Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ с растворенными газом и водяным паром, которые конденсируются и охлаждаются в теплообменнике нагрева сырой нефти Т-1, а потом поступают в емкость Е-1. Из емкости Е-1 бензиновая фракция направляется в емкость суммарного бензина Е-3, а отделившаяся кислая вода выводится на прием насосов Н-13 для откачки с установки.

Регулирование температуры верхнего Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ продукта после теплообменника Т-1 осуществляется конфигурацией потока через теплообменник клапаном, установленным на байпасе теплообменника по верхнему продукту отбензинивающей колонны К-1 (см. контур 3 на рис. 8.3). Расход бензиновой фракции из емкости Е-1 регулируется конфигурацией расхода водянистой фазы в емкость суммарного бензина Е-3 с корректировкой по уровню в емкости Е Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ-1 (контуры 18 и 19). Уровень кислой воды в зоне отстойника поддерживается конфигурацией расхода кислой воды (контур 20). Предусматривается неизменный контроль pH кислой воды (контур 21). Регулирование давления в емкости орошения Е-1 осуществляется сбросом газовой фазы из емкости орошения Е-1 в топливную сеть к горелкам печей (контур 22).

Лишнее тепло в колонне К-1 снимается Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ верхним циркуляционным орошением, которое забирается из колонны К-1 насосами Н-3. Верхнее циркуляционное орошение дает свое тепло на нагрев обессоленной нефти в теплообменнике Т-4, на нагрев сырой нефти в теплообменнике Т-3, доохлаждается в воздушном холодильнике Хв-2 и ворачивается в колонну К-1 на верхнюю тарелку.

Температура на верхней тарелке регулируется каскадной Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ схемой с корректировкой к регулятору расхода верхнего ЦО отбензинивающей колонны К-1 при помощи клапана, установленного на полосы ВЦО из Т-3 блока АТ (контуры 23 и 24).

Регулирование температуры на выходе из холодильника Хв-2 происходит методом конфигурации частоты вращения электродвигателя вентиляторов воздушного холодильника при помощи преобразователя частоты (контур 25).

Отбензиненная нефть из куба отбензинивающей колонны Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ К-1 забирается насосами Н-2, греется в теплообменниках Т-16 и Т-17 теплом томного вакуумного газойля и гудрона и подается в печь нагрева отбензиненной нефти П-1.

Уровень в отбензинивающей колонне К-1 регулируется каскадной схемой с корректировкой к регулятору расхода подачи нефти блока ЭЛОУ при помощи клапанов, установленных на линиях Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ подачи сырой нефти к теплообменникам Т-1 и Т-2 (см. контуры 1 и 2 на рис. 8.3 и контур 26 на рис. 8.4).

Подогретая в печи до 370-375 °С отбензиненная нефть поступает на ректификацию в колонну К-2. Температура на выходе из печи П-1 регулируется каскадным контуром с корректировкой к регулятору давления топливного газа, поступающего к главным горелкам печи П Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ-1, клапан которого установлен на трубопроводе подачи топливного газа к главным горелкам печи П-1 (контуры 27 и 28).

Для отпарки легких углеводородов в нижнюю часть атмосферной колонны К-2 подается перегретый водяной пар. Регулирование расхода водяного пара осуществляется с корректировкой по расходу мазута из колонны К-2 (контуры 29 и 30).

С верха колонны К-2 отбираются Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ пары бензина с растворенным газом и водяным паром, которые конденсируются и охлаждаются в теплообменнике нагрева сырой нефти Т-2 (см. рис. 8.3), а потом поступают в емкость орошения Е-2. Из емкости орошения Е-2 бензиновая фракция поступает на прием насосов Н-4, которыми она подается на орошение в колонну К-2, а Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ балансовый излишек — в емкость суммарного бензина Е-3. Отделившаяся кислая вода откачивается с установки насосами Н-13.

Регулирование температуры верхнего продукта после теплообменника Т-2 осуществляется конфигурацией потока через теплообменник клапаном, установленным на байпасе теплообменника по верхнему продукту отбензинивающей колонны К-2 (контур 4 на рис. 8.3).

Уровень в емкости Е-2 регулируется каскадной системой Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ с корректировкой к регулятору расхода бензиновой фракции из Е-2 при помощи клапана, установленного на полосы подачи водянистой фазы в емкость суммарного бензина Е-3 (контуры 31 и 32).

Температура на верхней тарелке колонны К-2 регулируется каскадной системой с корректировкой к регулятору расхода орошения фракционирующей колонны К-2 при помощи клапана, установленного на полосы Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ орошения К-2 от насоса Н-4 (контуры 36 и 37).

Уровень кислой воды в зоне отстойника поддерживается конфигурацией расхода кислой воды (контур 33). Предусматривается неизменный контроль pH кислой воды (контур 34). Регулирование давления в емкости орошения Е-2 осуществляется сбросом углеводородного газа на факел (контур 35).

Из колонны К-2 выводится два боковых погона — керосиновая фракция 140-220 °С и Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ дизельная фракция 180-360 °С. Керосиновая фракция температурой 140-220 °С выводится в отпарную колонну К-3/1, откуда она забирается насосами Н-6 и потом, после обогрева промывной воды, направляется в воздушный холодильник Хв-6, доохлаждается в водяном холодильнике Т-20 и выводится с установки. Регулирование температуры на выходе из холодильника Хв-6 осуществляется конфигурацией частоты вращения Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ электродвигателя вентиляторов воздушного холодильника при помощи преобразователя частоты (контур 36). Уровень керосиновой фракции в отпарной колонне К-3/1 поддерживается методом конфигурации расхода керосиновой фракции из фракционирующей колонны К-2 (контур 48). После водяного холодильника Х-20 предвидено регулирование расхода керосиновой фракции с установки (контур 39).


avtomatizaciya-buhgalterskogo-ucheta-1s-buhgalteriya.html
avtomatizaciya-buhgalterskogo-ucheta-v-rossii-referat.html
avtomatizaciya-domennogo-processa.html