Файл: Л. А. Егоров шифр группы подпись И. О. Фамилия.docx

Введение 9

1 Регламент производства винилхлорида 10

1.1 Регламент стадии 600 10

1.1.1 Ректификация продуктов пиролиза в колонне С-601 10

1.1.2 Ректификация винилхлорида в колонне С-602 14

1.1.3 Отпарка хлористого водорода в колонне С-603 17

1.1.4 Нейтрализация и сушка винилхлорида 19

1.1.5 Отпарка хлористого водорода в колонне С-603 20

1.2 Контроль производства и нормы управления технологическим процессом 22

2 Изучение технологического процесса 28

2.1 Выбор объекта автоматизации 28

2.2 Математическое описание колонны 29

2.4Тепловой баланс колонны ректификации 32

2.4.1 Тепловой баланс низа колонны 32

2.4.2 Тепловой баланс кипятильника 33

2.4.3 Тепловой баланс верха колонны 33

2.5 Материальный баланс колонны ректификации 34

2.5.1 Материальный баланс низа колонны по всему веществу 34

2.5.2 Материальный баланс по легколетучему компоненту 34

2.5.3 Материальный баланс верха колонны по всему веществу 35

2.5.4 Материальный баланс по целевому компоненту. 35

2.5 Информационные схемы колонны ректификации 35

3 Автоматизация процесса ректификации в колонне С-602 39

3.1 Технологические параметры контроля и управления 39

3.2 Автоматическое регулирование параметров в колонне С-602 41

3.3 Сигнализация и контроль допустимых параметров 41

3.4 Блокировка технологических параметров 42

3.5 Структура технических средств 42

3.6 Подбор промышленных средств автоматизации 43

3.6.1 Главные условия подбора средств автоматизации среднего уровня 43

3.6.2 Обоснование выбора технических средств среднего уровня 44

3.6.3 Контроллер ОВЕН - 210 44

3.6.4 Подбор средств автоматизации нижнего уровня 50

4 Спецчасть 54

4.1 Расчёт регулирующего органа 54

4.1.1 Построение расходной характеристики 59

4.2 Разработка визуализации процесса разделения дихлорэтана и винилхлорида в ректификационной колонне С-602 61

4.3 Рабочее место оператора АСУТП 62

4.4 Создание общего вида визуализации 62

4.4.1 Закрепление визуализации за реальными объектами 63

4.4.2 Создание программ сигнализации и автоматического регулирования температуры. 66

4.4.3 Контроль технологического процесса и управления в реальном времени 71

5 Расчет экономических показателей проекта автоматизации 76

5.1 Расчет затрат на модернизацию оборудования автоматизации 76

5.2 Расчет увеличения производственной мощности колонны ректификации 78

5.2.1 Расчёт изменения затрат по статьям себестоимости от внедрения новой системы автоматизации 78

---

5.2.3 Таблица расчета затрат на единицу продукта 79

5.2.4 Расчет показателей экономической эффективности проектного варианта автоматизации 80

5.2.5 Таблица сравнения показателей базового и проектного варианта автоматизации объекта 80

6 Охрана труда 81

6.1 Характеристика и анализ вредных и опасных производственных факторов на стадии 600 81

6.2 Производственная санитария 82

6.3 Параметры микроклимата рабочей зоны в производственном помещении 83

6.4 Техника безопасности 83

6.4.1 Требования охраны труда во время работы 83

6.4.2 Требования охраны труда в аварийных ситуациях 84

Заключение 85

Список используемых источников 86

Приложение А. Схема автоматизации 88

Приложение Б. Схема принципиальная электропитания №1 89

Приложение В. Схема принципиальная электропитания №2 90

Приложение Г. Схема принципиальная давления в колонне 91

Приложение Д. Схема принципиальная контроля выходной температуры продукта 92

Приложение Е. Схема принципиальная контроля уровня в колонне С-602. 93

Приложение Ж. Схема принципиальная контроля температуры на тарелках. 94

Приложение З. Схема принципиальная управления клапаном с ЭИМ по расходу дихлорэтана. 95

Приложение И. Схема принципиальная управления клапаном с ЭИМ по расходу флегмы. 96

Приложение К. Схема внешних проводок №1 97

Приложение Л. Схема внешних проводок №2 98

Приложение М. Схема внешних проводок №3 99

Приложение Н. Спецификация оборудования №1 100

Приложение Е. Спецификация оборудования №2 101

Список сокращений

ВКР - выпускная квалификационная работа

АСУТП - автоматизированная система управления технологическим процессом

ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина

АРМ - автоматизируемое рабочее место

САР – система автоматического регулирования

ПЛК - программируемый логический контроллер

ПО - программное обеспечение

КИПиА - участок контрольно-измерительных приборов и автоматики

ТО - техническое обслуживание

ВХ – винилхлорид

ТОиР – Техническое обслуживание и ремонт

СНиП – Строительные нормы и правила.

SCADA– Supervisory Control And Data Acquisition

ПВХ- поливинилхлорид

ДХЭ - дихлорэтан

АО - акционерное общество

ГОСТ - государственный стандарт

---

СанПиН - санитарно-эпидемиологические нормативы и правила

ТЭП – технико- экономические показатели

---

Введение

АО «Саянскхимпласт» расположенное в Иркутской области вблизи города Саянска было образовано в 1998 году и представляет собой комплекс крупнотоннажных производств хлорорганического профиля.

Установка была введена в эксплуатацию в 1982 году. В настоящее время Акционерное общество «Саянскхимпласт» является самым большим производителем винилхлорида обеспечивая более 45% от общего объема его выработки в России и составляет 270000 тонн.

Винилхлорид - один из важнейших мономерных продуктов, используемых при производстве поливинилхлорида, используемых для производства изоляционных материалов, искусственной кожи, деталей бытовой техники, медицинских пленок и различных предметов домашнего обихода.

Дипломный проект построен на модернизации автоматизированной системы управления одной из важных частей производства винилхлорида, а именно стадии 600.

Главными задачами поставленными в дипломной работе являются:

- исследовать процесс ректификации винилхлорида;

- изучить свойства и принципы работы колонны С-602;

- создать визуализацию технологического процесса на базе системы TraceMode 6 Scada;

- снижение затрат на изготовление продукции;

- создать схему автоматизации, блок-схему KTС, схему электропитания, схемы внешних проводок и спецификацию оборудования;

- повысить качества управления технологическим процессом.

На данный момент стадия разделения винилхлорида и дихлорэтана в колонне ректификации С-602 нуждается в обновлении оборудования осуществляющий контроль, вследствие чего в рамках своей ВКР я предлагаю рассмотреть и модернизировать процесс автоматического контроля. На данный момент АО «Саянскхимпласт» применяют технику компании «SIEMENS».

1 Регламент производства винилхлорида

1. Регламент стадии 600

1.1.1 Ректификация продуктов пиролиза в колонне С-601

В ректификационной колонне С-601 продукты пиролиза разделяются на хлористый водород и смесь дихлорэтана и винилхлорида, поступающую из закалочной колонны С-3521 и системы промежуточной конденсации.

Ректификационная колонна С-601 представляет собой вертикальное цилиндрическое устройство диаметром 1666 мм, высотой 35625 мм, емкостью 70 м3, оснащенное внутри 55 тарелками, из которых: 1-27-двухпоточные высокопроизводительные фракционные пластины с неподвижными мини-клапанами типа "VG-0", 28-33-однопоточные высокопроизводительные фракционные пластины с неподвижными мини-клапанами типа "VG-0", 34-55-однопоточные FLEXITRAV клапаны с клапанами типа "А".

---

Процесс ректификации в колонне С-601 осуществляется под давлением 1,0-1,45 МПа (10,0-14,5 кгс/см2) при верхней температуре минус 19-минус 31°С, температура куба94-115°C и перепад давления не более 50 кПа (5000 мм воды).

Продукты крекинга насосом Р-3502А,В, Р-3512А, В, Р-3513 и кубическими насосами горячей закалки Р-3522А,В, Р-3523 подаются на плиту 27.

Продукты пиролиза из куба колонны для аварийного опорожнения C-501B из фильтров S-502C, D подаются насосом P-502D, E,F на плиту 17 ректификационной колонны

С-601 с температурой 60-100°С, контролируемой прибором ТР-61617.

Жидкая фаза из разделительного бака V-502 подается (P-3610A,B) на пластину 33, а газовая фаза-на пластину 37 ректификационной колонны C-601 с расходом более15000 м3 / ч, контролируется прибором FR-61210 и температурой минус 5-30 (приборTR-61613), где установлен распределитель жидкости с лопастями YORK-EVENFLOW. Кроме того, парогазовая смесь винилхлорида и хлористого водорода подается на 9-ю пластину ректификационной колонны С-601 из головки отпарной колонны С-603.

Уровень в кубе колонны С-601 поддерживается в диапазоне 75-90 % с помощью регулятора уровня LРСА-61321, клапан которого установлен на трубопроводе вывода кубического продукта. Если уровень увеличивается более чем на 90% и уменьшается менее чем на 75 %, на AРМ срабатывает сигнал тревоги. Кроме того, контроль уровня осуществляется устройством LR-61322.

Кубический продукт ректификационной колонны С-601 с объемным расходом не более 100,0 м3 / ч, контролируемое устройством FR-61221, подается через фильтр S-601A, B, с фильтрующей поверхностью 0,59 м2, в колонну C-602.

Содержание хлористого водорода в кубическом продукте не более 0,015 % (150,0 промилле) контролируется аналитически.

Давление в кубе ректификационной колонны С-601 в диапазоне 1,0-1,5 Мпа (10,0-15,0 кгс / см2) контролируется прибором РР-61424.

Куб колонны С-601 нагревается с помощью испарителя Е-602А, В с площадью теплообменной поверхности 234 м2 и испарителя Е-602С с площадью теплообменной поверхности 241 м2. Пар с давлением 1,0-1,5 МПа (10,0-15,0 кгс/см2) подается в межтрубное пространство испарителя Е-602А,В,С в качестве теплоносителя. Массовый расход пара в испаритель E-602A, B, C в диапазоне 1500,0-10000,0 кг/ч поддерживается с помощью регулятора расхода FRSA-61215. Если массовый расход уменьшается до менее чем 1500,0 кг / ч и увеличивается до более чем 10000,0 кг/ч, на APM срабатывает сигнализация.

Температура в кубе ректификационной колонны С-601 в диапазоне 94-115°С контролируется приборами ТР-61638, ТР-61639, ТР-61640. В период пуска температура поддерживается в диапазоне 94-148 С.

Важным фактором, характеризующим содержание хлористого водорода в кубе и винилхлорида в верхней части колонны, является температура на пластинах ректификационной колонны С-601.

---