Разработка схемы автоматизации колонны синтеза карбамид

Размещено на http://www.allbest.ru/

81

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Березниковский филиал

Кафедра химической технологии и экологии

Курсовая работа

По дисциплине: «Технологические процессы автоматизированных производств»

Тема: «Разработка схемы автоматизации колонны синтеза карбамид»

Выполнили студент группы АТП-18в Моховикова В.А.

Проверил: к.т.н., доцент кафедры ХТ и Э Кирин Ю.П.

Березники 2021



Задание

На курсовую работу по дисциплине «Технологические процессы автоматизированных производств 2». Студент Моховикова В. А. группа АТП-18в.

Руководитель Кирин Ю. П.

Тема курсовой работы: Разработка схемы автоматизации колонны синтеза карбамид.

I. Содержание пояснительной записки:

1. Описание технологического процесса.

2. Выбор и обоснование показателя эффективности и цели управления технологическим процессом.

3. Структура системы управления, обеспечивающая достижение поставленной цели.

4. Параметры технологического процесса, подлежащие контролю, регистрации, сигнализации и регулированию. Выбор и обоснование средств автоматизации технологических параметров.

5. Спецификация приборов и средств схемы автоматизации технологического процесса.

6. Состав и функции разработанной схемы автоматизации технологического процесса.

7. Выводы.

8. Список литературы.

II. Графическая часть:

Схемы автоматизации технологического процесса, выполненная развернутым способом с применением приборов на 1 листе формата А1(А2). В схеме автоматизации предусмотреть применение электрических приборов, пневматических приборов и их комбинирование.

Срок защиты курсовой работы: зачетная неделя

Задание получил « »_____________2021г.________(подпись студента)

Задание выдал_________________________(подпись руководителя)



Содержание

Задание

1. Описание технологического процесса

1.1 Назначение процесса

1.2 Структура производства

1.3 Описание технологической схемы

1.3.1 Синтез карбамида

1.3.2 Дистилляция плава синтеза

1.4 Характеристика сырья и продуктов (полупродуктов)

1.5 Характеристика полупродуктов

2. Выбор и обоснование показателя эффективности и цели управления технологическим процессом

3. Структура системы управления, обеспечивающая достижение поставленной цели

4. Параметры технологического процесса, подлежащие контролю, регистрации, сигнализации и регулированию. Выбор и обоснование средств автоматизации технологических параметров

4.1 Задачи автоматизации

5. Спецификация на приборы и средства схемы автоматизации

6. Состав и функции разработанной схемы автоматизации технологического процесса

Выводы

Список литературы



1. Описание технологического процесса

1.1 Назначение процесса

Производство карбамида, предназначенное для получения гранулированного продукта, закуплено комплектно на компенсационной основе по контракту № 46-08/87015-126.

Год ввода в эксплуатацию - 1981.

Мощность производства:

проектная - 450 тыс.т/год

достигнутая на 01.03.1983 г. - 450 тыс.т/год

Количество суток работы в году - 300 (7200 час).

Производство карбамида состоит из одного агрегата.

Метод производства карбамида - метод с жидкостным рециклом в виде водных растворов углеаммонийных солей.



1.2 Структура производства

Рис. 1 Структура производства

1.3 Описание технологической схемы

1.3.1 Cинтез карбамида

Исходным сырьем для производства карбамида является жидкий аммиак и газообразная двуокись углерода. Образование карбамида из NH₃ и CO₂ происходит в колонне синтеза, поз. R901, при температуре 195ч198 °С и давлением 19,5-22,0 МПа при соотношении молярных долей компонентов

NH₃ : CO₂ : Н₂0 = (3-3,5) : 1 : (0,5-0,8).

1. 2 NH₃ + CO₂ + ===> NH₄COONH₂ + Q (38000 кал/моль)

2. NH₄COONH₂ + ===> CO(NH₂)₂ + H ₂O - Q (6800 кал/моль)

Первая реакция образования карбамата аммония протекает почти мгновенно и при данных условиях идет до конца.

Вторая реакция дегидратации карбамата аммония с образованием карбамида протекает медленно не полностью. При условиях данного процесса производства и времени пребывания реагентов в колонне синтеза (около 30 минут) степень конверсии CO₂ в карбамид составляет 62-70 %.

Рис. 2. Колонна синтеза карбамида:1 - корпус колонны; 2 - футеровка; 3 - коллектор контроля футеровки; 4 - решетки; 5 - крышка; 6 - штуцер для термопары

Колонна синтеза карбамида (рис. 8.) представляет собой полый цилиндрический аппарат со сферическим днищем, изготовленный из углеродистой низколегированной стали. Соприкасающиеся с плавом внутренние поверхности аппарата защищены листовой хромоникельмолибденовой сталью X17H16M3T или титаном. Многослойный корпус высокого давления (25 - 30 МПа) изготовляется из листовой углеродистой стали. Для контроля за состоянием футеровки в корпусе колонны имеются отверстия, соединенные с общим коллектором. Реакционная масса, состоящая из карбамида, карбамата аммония и карбонатных солей, аммиака и воды, поступает в колонну через нижний штуцер и, постепенно заполняя колонну, движется к выходному штуцеру в плоской крышки аппарата. С целью более интенсивного перемешивания образующегося плава в нижней части колонны имеются решетчатые перегородки. Габаритные размеры колонны при производительности агрегата 1250 т/сут (450 тыс. т/год): диаметр 2,0 - 2,5 м, высота 30-35 м (объем до 160 м3) [3].

Образующийся в колонне синтеза плав, содержащий 30 - 31% карбамида, 21 - 22% карбамата аммония, 33 - 34% избыточного аммиака и 16 - 17% воды, направляется на двухступенчатую дистилляцию.

1.3.2 Дистилляция плава синтеза

Полученный в колонне синтеза раствор проходит 3-ступенчатую дистилляцию, работающую при давлении 6,5-7,5 МПа; на второй ступени - 1,0-1,3 МПа; на третьей ступени - 0,15-0,3 МПа.

Процесс дистилляции заключается в отделении раствора карбамида от непрореагировавшего сырья, которое возвращается в колонну синтеза R 901. В основе процесса дистилляции лежит разложение карбамата аммония при снижении давления и нагревании с выделением аммиака и двуокиси углерода в газовую фазу, и последующей конденсацией выделенных газов путем их охлаждения с образованием водных растворов углеаммонийных солей (УАС).

Основные параметры контроля - также температура плава, давление отходящих газов, уровень в аппаратах с разделением сред (сепараторы), Поступенчатое снижение давления раствора карбамида осуществляется с помощью дросссерирующих клапанов регулирования уровня позиции LICAH 5.

1.4 Характеристика сырья и продуктов (полупродуктов)

Таблица 1

Наименование	ГОСТ или ТУ	Показатели, обязательные для проверки перед использованием в производстве	Нормы показателей
1	2	3	4
Аммиак жидкий синтетический	ГОСТ 6221-90 Марка Б	Массовая доля аммиака, %, не менее масла, мг/дм3, не более железа, мг/дм3, не более Давление, кгс/см2 Температура, С,	99,6 8,0 2,0 12…18 (-28)…(-33)
Двуокись углерода		Объемная доля СО2, %, не менее Н2, %, не более Давление, мм.вод.ст., не менее Температура, оС, не более	98,0 0,05 150 45,0
Азот технический газообразный	ГОСТ 9293-74	Объемная доля азота, %, не менее аммиака кислорода, % водяных паров, %, не более Массовая доля масла, мг/нм3 Давление, кгс/см2 Температура, С, не более	99,99 отсутствие 0,01 0,0015 отсутствие 2…8 35
Пар водяной с котельной установки (пар-40)		Давление, кгс/см2 Температура, 0С	37…42 380…420
Пар водяной с отбора турбины поз.FTP 901 (пар-20)		Давление, кгс/см2 Температура, 0С	18…20 315…320
Пар водяной из сети предприятия среднего давления (пар-16)		Давление, кгс/см2, не более Температура, оС	16 190…300
Пар водяной низкого давления из цеховой сети (пар-6)		Давление, кгс/см2 Температура, оС	6,5 160…170
Пар рекуперации (пар-3)		Давление, кгс/см2 Температура, оС	1,6…2,8 137…142
Воздух технологический		Давление, кгс/см2	4
Воздух для КИПиА		Давление, кгс/см2 Точка росы, оС, не менее	5…7 (-50)
Конденсат пара с производства карбамида		Температура, оС не более Давление, кгс/см2 Массовая доля ионов NH3, мг/дм3, не более СО(NН2)2, мг/дм3, не более	40 8 5,0 отсутствие
Вода оборотная		Температура: вход, оС, не более выход, оС, не более Давление: вход, кгс/см2, не менее выход, кгс/см2, не менее	28 40 4 2
Вода пожарная		Давление, кгс/см2	7
Вода теплофикационная из корпуса 1121		Давление, кгс/см2 Температура, оС	9,0…11,5 100…70

1.5 Характеристика полупродуктов

1. Раствор карбамида СО(NН₂)₂

Бесцветная или слегка окрашенная в желтый цвет жидкость. По мере прохождения через сепараторы I, II и III ступеней из раствора удаляется аммиак, двуокись углерода, вода, увеличивается концентрация карбамида.

Раствор обладает слабощелочной реакцией.

Таблица 2 Характеристика раствора карбамида по различным стадиям производства.

Показатели	После колонны синтеза поз.R 901	После I ступени дистил. (после D 901)	После II ступени дистил. (после D 902)	После III ступени дистил. (после D 903)
Карбамид, % вес.	31,48	49,98	65,49	71,03
Аммиак, % вес.	33,5	18,01	4,7	2,1
СО2, % вес.	14,99	5,8	1,2	1,0
Вода, % вес.	19,75	26,21	28,61	25,87
Инерты, % вес.	0,28
Температура рабочая, оС	195	190	155	125
Температура кристаллизации, оС				59
Давление рабочее, кгс/см2	220	70	12	3

2. Раствор углеаммонийных солей (РУАС) - карбамат

Жидкость с резким запахом аммиака, вызывает термические и химические ожоги кожи и раздражение слизистых оболочек.

Таблица 3 Характеристика РУАСТ по различным стадиям производства.

Показатели	После абсорбера поз.С 905	После абсорбера поз.С 903	После конденс. поз.Е 904	После конденс. поз.Е 902	После конденс. Е 902 bis
Аммиак, % вес.	33,56	33,85	52,32	40,1	50,99
СО2, % вес.	14,61	8,31	16,72	40,12	31,48
Вода, % вес.	51,83	57,84	30,96	18,08	16,28
Карбамид, % вес.				1,7	1,25
Температура рабочая, оС	40	45	45	141	110
Температура кристаллизации, оС	8	5	33	102	77
Давление рабочее, кгс/см2	3	3	12	70	70

Таблица 4 Технические требования на карбамид гранулированный ГОСТ 2081-92 Е

Наименование показателя	Норма для марки
	А	Б
	Высший сорт	1-й сорт	Высший сорт	1-й сорт	2-й сорт
1 Массовая доля азота в пересчете на сухое вещество, %, не менее	46,3	46,2	46,2	46,2	46,2
2 Массовая доля биурета, %, не более	0,6	1,4	1,4	1,4	1,4
3 Массовая доля воды, %, не более: метод высушивания	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
	метод Фишера	0,6	0,6	0,5	0,5	0,6
4 Рассыпчатость	-	-	100	100	100
5 Гранулометрический состав, %, : массовая доля гранул размером, мм: от 1 до 4 , не менее	-	-	94	94	94
	от 2 до 4, не менее	-	-	70	50	-
	менее 1, не более	-	-	3	5	5
6 Статическая прочность гранул, кгс/гранулу, не менее	-	-	0,7	0,5	0,3

Примечание:

1. Массовую долю воды определяют только одним из методов.

2. Рассыпчатость определяет потребитель.

3. Допускается обрабатывать карбамид кондиционирующими добавками (карбамидоформальдегидной смолой, сульфатом аммония или разрешенными государственными санитарными органами другими веществами), обеспечивающими сохранность товарных свойств продукта при транспортировании и хранении.

При использовании сульфата аммония и новых кондиционирующих добавок допускается массовая доля азота в пересчете на сухое вещество не менее 45,5 %.

Обработка кондиционирующими добавками карбамида, предназначенного для промышленности и животноводства, допускается только по согласованию с потребителями.

4. Требования к качеству карбамида, предназначенного для экспорта, должны соответствовать требованиям договора (контракта) с иностранным покупателем.

5. В продукте, предназначенном для животноводства, определяют массовую долю азота в пересчете на сухое вещество с нормой не менее 46,0 %, массовую долю биурета с нормой не более 3 %, массовую долю свободного аммиака с нормой не более 0,03%, массовую долю воды с нормой не более 0,3 % (методом высушивания).

6. В продукте, предназначенном для розничной торговли, определяют массовую долю азота в пересчете на сухое вещество с нормой не менее 46,2 %, массовую долю биурета с нормой не более 1,5 %, массовую долю воды с нормой не более 0,3 % (методом высушивания).

По внешнему виду гранулы карбамида белые или слабоокрашенные.

Раствор карбамида в воде обладает слабощелочными свойствами.

Данные, характеризующие физико-химические свойства карбамида:

Молекулярный вес 60,056

Плотность при 25 С 1,330 г/см³

Насыпная плотность0,7…0,77 г/см³

Температура плавления при 1 кгс/см² 132,7 ⁰С

Удельная теплоемкость при 25 ^оС 93,198 Дж/(моль К)

Теплота плавления 242,0 кДж/кг

Теплота образования карбамида из

простых веществ при 25 єС 333,3 ккал/моль

Теплота растворения в воде 242,0 кдж/кг



2. Выбор и обоснование показателя эффективности и цели управления технологическим процессом

Показателем эффективности данного процесса является выход карбамида. Степень превращения исходных компонентов в карбамид зависит от температуры в колонне. Задача управления процессом синтеза карбамида заключается в поддержании постоянной температуры в колонне.



3. Структура системы управления, обеспечивающая достижение поставленной цели

Для преобразования перепада давления с диафрагмы используется датчик дифференциального давления фирмы VEGABAR 52, это современные, качественные и хорошо зарекомендовавшие себя приборы, с маленькой погрешностью и унифицированным токовым выходом 4..20 mА.

Для измерения температуры используем термометры сопротивления платиновые, так как температура процесса не превышает 1000 ^оС, они имеют линейную НСХ и предназначены для непрерывного измерения температуры в пределах от -200 С до +800 С, что соответствует измерению необxодимого диапазона температур.

Термометры сопротивления фирмы «Jumo» NiCr-Ni , реализованы по 3-х проводной схеме подключения, имеют градуировку Pt100. Данные ТС показали отличный срок службы и стабильность работы.

В качестве исполнительных механизмов используются мeмбранные пневматические исполнительные механизмы, так как производство является взрыво- и пожароопасным и использование электрических исполнительных механизмов типа МЭО не допустимо. Для преобразования электрического управляющего сигнала с выходной аналоговой платы контроллера в пропорциональное перемещение регулирующего органа, используется электропневматический позиционер фирмы «SMС» IP8000. Устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам, высокая точность позиционирования, стабильное управление даже малогабаритными исполнительными устройствами, возможность установки на различные типы пневмоприводов, взрывозащищенное (IP800-000-X14) и низкотемпературное взрывозащищенное (IP800-000-X14-L) исполнения



4. Выбор и обоснование показателя эффективности и цели управления технологическим процессом

Чтобы предотвратить или максимально уменьшить коррозию футеровки колонны синтеза и аппаратов дистилляции I ступени температура в колонне синтеза (поз. 1) поддерживается в пределах от 190 °С до 198 °С. Более высокая температура увеличивает скорость коррозии, более низкая температура снижает скорость реакции и степень конверсии CO₂.

Регламентируется температура в верхней зоне реакционного пространства (2а) и поддерживается в пределах 190-198 °С. Регулирование температуры в колонне синтеза производится путем изменения температуры и соотношения поступающих в реактор реагентов.

Давление в колонне синтеза поддерживается в пределах 180-200 кПа (3а), это обеспечивает надежное превышение рабочего давления над давлением реакционной смеси и смещает равновесие реакции вправо (смотреть по химической реакции). Более высокое давление увеличивает энергоёмкость процесса и повышает требования к конструкции оборудования, более низкое давление ведет к неполному прохождению реакции, низкой степени конверсии и неустойчивости технологического режима.

Постоянство давления в (поз.1) поддерживается автоматически с помощью регулятора поз.3в выдачей плава синтеза из колонны через дроссельный клапан поз. PCV 2 на I ступень дистилляции.

В узле синтеза предусмотрена блокировка поз. PIRCSAH-2 - при повышении давления в трубопроводе аммиака пред колонной синтеза до 24,0 МПа останавливается компрессор CO₂, насосы аммиака и насосы карбамата (Полная остановка технологии).

Соотношение реагентов в колонне синтеза (практика 50-летнего опыта совместных предприятий)

NH₃ : CO₂ = (3-3,5) : 1 обосновывается тем, что избыточный аммиак, растворяясь в образовавшихся в результате реакции воде и жидком карбамиде, сдвигает равновесие реакции вправо и тем самым увеличивает глубину дегидратации карбамата, что ведёт к увеличению степени конверсии CO₂.

При большом избытке NH₃ затрудняется его отделение на стадиях дистилляции и конденсации, что приводит к увеличению потерь NH_3. Уменьшение содержания NH₃ снижает степень конверсии и увеличивает концентрацию растворов карбамата в системе конденсации I ступени, что может привести к кристаллизации солей в трубопроводах и аппаратах.

Соотношение молярных долей CO₂ : Н₂0 должно быть в пределах 1 : (0,5-0,8). Соотношение поддерживается путем изменения количества подаваемого в ректор карбамата соответствующего состава. Для смещения равновесия реакции вправо из цикла должна постоянно отводиться вода. Накопление воды в процессе происходит следующими путями:

- образование воды в результате реакции синтеза карбамида;

- поступление воды при промывке уровнемеров, трубопроводов;

- поступление воды с пароинжекционной установки вакуум-выпарки.

Вода из процесса отводится в узле абсорбции из колонны дистилляции поз. С 904 в виде сточных вод с органическими загрязнениями в количестве

? 20 т/ч , поз. FIR-1207. Низкое содержание воды в колонне синтеза улучшает работу всех ступеней дистилляции и конденсации, выпарки, абсорбции. В то же время уменьшение содержания воды в реакторе ниже нормы снижает скорость реакции синтеза карбамида, что снижает и степень конверсии.

4.1 Задачи автоматизации

Система автоматизации колонны синтеза карбамида выполняет следующие задачи:

- Контроль и регулирование давления в колонне синтеза карбамида;

- Контроль температуры в верхней части реактора синтеза карбамида;

- Контроль расходов жидкого аммиака, газообразного диоксида углерода и раствора углеамонийных солей подаваемых в реактор синтеза карбамида.



5. Спецификация на приборы и средства автоматизации

Позиция	Наименование, техническая характеристика оборудования, завод-изготовитель	Тип, марка оборудования	Колл-во, шт
1а, 5а, 8а	камерная диафрагма Ру=0,6 МПа (6 кгс/см2) и Dу=100мм з-д ГК «Теплоприбор», Рязань	ДКС 0,6-100	3
2а, 7а	Ввинчивающаяся термопара рабочая температура -200...+800 ?. З-д Jumo, Германия	Jumo NiCr-Ni	2
1б,6б, 8б	Преобразователь дифференциального давления, формирует выходной сигнал 4-20мА компании Endress+Hauser, Германия	deltabar m pmd55	3
3а	Преобразователь давления Измерительная ячейка: CERTEC® Измерительный диапазон: -1 … +72 бар Отклонение характеристики: 0,1 %, 0,025 % Длительная температура среды: -40 … +150 °C Стандартный сигнал: 4 … 20 mA VEGA, германия	VEGABAR 52	1
1г, 3в, 6г	Электропневмопреобразователь, входной сигнал (4-20) мА; выходной сигнал (20-100) кПа SMC, Япония	SMC IP 8000	3
2б, 7б	Программируемый двухпроводный измерительный прибор. Преобразует входной сигнал в виде «мВ» от термопары в унифицированный выходной сигнал 4-20мА, диапазон измерения от -140 до 1372?. Jumo, Германия	Jumo dTrans T01	2
1д, 6д, 3г	цилиндровый пневматический привод, ДN 100 мм; ход штока 150 мм Техмаркет, Санкт-Петербург	ST.i с позиционером серии SC6, тип СС (кулачковый)	3
1в, 6в,8в, 3б	Аналоговый регистрирующий прибор. Потенциометр работает с входным сигналом 0-5мА, 4-20мА и 0-1В. ООО «Львовский приборостроительный завод»	КСУ-2	4
2в, 7в	Экранный регистратор для сбора, визуализации, архивирования и оценки данных измерений Logoscreen. 6 (8) или 12 (16) свободно программируемых входов для термометров сопротивления, термопар, постоянного тока или напряжения. Аналоговые входы программируются по типу датчика и диапазону измерений. Выходные сигналы с Jumo dTrans T01 подаются на вход для регистрации и визуализации температуры горячего теплоносителя, теплоносителя на выходе и продукта на входе в теплообменник.	Logoscreen	2



6. Состав и функции разработанной схемы автоматизации технологического процесса

1а (FE)- камерная диафрагма.

1б (FT)- Преобразователь дифференциального давления deltabar. Емкостной принцип действия: деформация измерительной мембраны вызывает изменение емкости на входе электронной схемы, которая, в свою очередь, формирует выходной сигнал 4-20мА. Давление передаётся по импульсным трубкам от камерной диафрагмы поз. 1а.

1в (FIRС)- РМТ 19 предназначены для измерения, регулирования и регистрации температуры и других неэлектрических величин (давления, расхода, уровня и других), преобразованных в электрические сигналы силы, напряжения постоянного тока и активное сопротивление постоянному току. регистратор работает с входным сигналом 0-5мА, 4-20мА и 0-1В. Выходной сигнал с Deltabar поступает на вход РМТ 19, который в свою очередь показывает и регистрирует изменение расхода горячего теплоносителя.

1г (FY)- Электропневмопреобразователь SMC IP 8000; входной сигнал (4-20) мА; выходной сигнал (20-100) кПа;

1д (МИМ) - цилиндровый пневматический привод ST.i с позиционером серии SC6, тип СС (кулачковый); ДN 100 мм; ход штока 150 мм.

Аммиак двигаясь по трубопроводу проходит камерную диафрагму, которая по импульсным трубкам передаёт перепад давления в deltabar. Затем преобразованное входное давление в выходной унифицированный сигнал(4-20мА) поступают в РМТ 19, который в свою очередь регистрирует изменение расхода аммиака в колонну. Выходной сигнал с РМТ поступает на вход электропневмопреобразователя SMC IP 8000, который формирует выходной управляющий сигнал в виде давления, необходимый для перемещения штока цилиндрового пневматического привода ST.i с позиционером серии SC6, тип СС (кулачковый).

2а (TE)- Ввинчивающаяся термопара Jumo NiCr-Ni рабочая температура -200...+800 ?.

2б (TY)- Программируемый двухпроводный измерительный прибор Jumo dTrans T01. Преобразует входной сигнал в виде «мВ» от термопары поз. 2а в унифицированный выходной сигнал 4-20мА, диапазон измерения от -140 до 1372?.

2в (TIR)- Экранный регистратор для сбора, визуализации, архивирования и оценки данных измерений Logoscreen. 6 (8) или 12 (16) свободно программируемых входов для термометров сопротивления, термопар, постоянного тока или напряжения. Аналоговые входы программируются по типу датчика и диапазону измерений. Выходные сигналы с Jumo dTrans T01 подаются на вход для регистрации и визуализации температуры горячего теплоносителя, теплоносителя на выходе и продукта на входе в колонну.

Термопара jumo, вкрученная в бобышку через защитный карман, изменяет своё термо-ЭДС. Выходной неунифированный сигнал (мВ) с термопары попадает в преобразователь dTrans T01, который в свою очередь формирует унифицированный выходной сигнал 4-20мА, затем этот сигнал поступает вход в экранный регистратор Logoscreen. 6 (8)

3а (PT) - Преобразователь давления VEGABAR 52.

3б (PIRС)- РМТ 19 Регистратор технологический. Выходной сигнал с Vegabar поступает на вход РМТ 19, который в свою очередь показывает и регистрирует изменение давления продукта на входе в теплообменник.

3в (PY)- Электропневмопреобразователь SMC IP 8000; входной сигнал (4-20) мА; выходной сигнал (20-100) кПа;

3г (МИМ) - цилиндровый пневматический привод ST.i с позиционером серии SC6, тип СС (кулачковый); ДN 100 мм; ход штока 150 мм.

Vegabar установленный колонне измеряет давление через керамическую мембрану формируя унифицированный выходной сигнал 4-20мА. Затем данный сигнал поступает на вход РМТ 19, который в свою очередь регистрирует изменение давления. Выходной сигнал с РМТ 19 поступает на вход электропневмопреобразователя SMC IP 8000, который формирует выходной управляющий сигнал в виде давления (20-100кПА) необходимый для перемещения штока цилиндрового пневматического привода ST.i с позиционером серии SC6.

6а (FE) - камерная диафрагма.

6б (FT)- Преобразователь дифференциального давления deltabar. Емкостной принцип действия: деформация измерительной мембраны вызывает изменение емкости на входе электронной схемы, которая, в свою очередь, формирует выходной сигнал 4-20мА. Давление передаётся по импульсным трубкам от камерной диафрагмы поз. 3а.

6в (FIRС)- РМТ 19 Регистратор многоканальный технологический служит для измерения, визуального наблюдения и регистрации сигналов от датчиков различных технологических параметров или преобразователей. Регистратор работает с входным сигналом 0-5мА, 4-20мА и 0-1В. Выходной сигнал с Deltabar поступает на вход РМТ 19, который в свою очередь показывает и регистрирует изменение расхода углекислого газа.

6г (FY)- Электропневмопреобразователь SMC IP 8000; входной сигнал (4-20) мА; выходной сигнал (20-100) кПа;

6д 1д (МИМ) - цилиндровый пневматический привод ST.i с позиционером серии SC6, тип СС (кулачковый); ДN 100 мм; ход штока 150 мм.

Раствор УАС двигаясь по трубопроводу проходит камерную диафрагму, которая по импульсным трубкам передаёт перепад давления в deltabar. Затем преобразованное входное давление в выходной унифицированный сигнал(4-20мА) поступают в РМТ 19, который в свою очередь регистрирует изменение расхода аммиака в колонну. Выходной сигнал с РМТ 19 поступает на вход электропневмопреобразователя SMC IP 8000, который формирует выходной управляющий сигнал в виде давления, необходимый для перемещения штока цилиндрового пневматического привода ST.i с позиционером серии SC6, тип СС (кулачковый).

7а (TE)- Ввинчивающаяся термопара Jumo NiCr-Ni рабочая температура -200...+800 ?.

7б (TY)- Программируемый двухпроводный измерительный прибор Jumo dTrans T01. Преобразует входной сигнал в виде «мВ» от термопары поз. 2а в унифицированный выходной сигнал 4-20мА, диапазон измерения от -140 до 1372?. карбамид автоматизация гранулированный

7в (TIR)- Экранный регистратор для сбора, визуализации, архивирования и оценки данных измерений Logoscreen. 6 (8) или 12 (16) свободно программируемых входов для термометров сопротивления, термопар, постоянного тока или напряжения. Аналоговые входы программируются по типу датчика и диапазону измерений. Выходные сигналы с Jumo dTrans T01 подаются на вход для регистрации и визуализации температуры горячего теплоносителя, теплоносителя на выходе и продукта на входе в колонну.

Термопара jumo, вкрученная в бобышку через защитный карман, изменяет своё термо-ЭДС. Выходной неунифированный сигнал (мВ) с термопары попадает в преобразователь dTrans T01, который в свою очередь формирует унифицированный выходной сигнал 4-20мА, затем этот сигнал поступает вход в экранный регистратор Logoscreen. 6 (8)

8а (FE)- камерная диафрагма.

8б (FT)- Преобразователь дифференциального давления deltabar. Емкостной принцип действия: деформация измерительной мембраны вызывает изменение емкости на входе электронной схемы, которая, в свою очередь, формирует выходной сигнал 4-20мА. Давление передаётся по импульсным трубкам от камерной диафрагмы поз. 1а.

8в (FIRС)- РМТ 19 Регистратор многоканальный технологический служит для измерения, визуального наблюдения и регистрации сигналов от датчиков различных технологических параметров или преобразователей. Регистратор работает с входным сигналом 0-5мА, 4-20мА и 0-1В. Выходной сигнал с Deltabar поступает на вход РМТ 19, который в свою очередь показывает и регистрирует изменение расхода горячего теплоносителя.

Углекислый газ двигаясь по трубопроводу проходит камерную диафрагму, которая по импульсным трубкам передаёт перепад давления в deltabar. Затем преобразованное входное давление в выходной унифицированный сигнал(4-20мА) поступают в РМТ 19, который в свою очередь регистрирует изменение расхода аммиака в колонну.



Вывод

В данном курсовом проекте был рассмотрен процесс производства карбамида. При ознакомлении с технологической схемой были сделаны следующие выводы о необходимости управления процессом: выход плава должен быть определенной концентрации, что достигается путём контроля и поддержания температуры и давления на заданном уровне с помощью средств автоматизации, так же для поддержания непрерывной и стабильной работы установки контролируемыми должны параметры входящих потоков в колонну.

Согласно заданию курсового проекта, проведена разработка схемы автоматизации, учитывающая все необходимые контуры регулирования, контроля и сигнализации, а также проведён подбор приборов для разработанной схемы. Итогом автоматизации производства должно стать повышение производительности установки и качества выпускаемой продукции, что отвечает современным тенденциям на внутреннем и мировом рынках.



Список литературы

1. Технологический регламент цеха карбамида Филиала «Азот» АО «ОХК «УРАЛХИМ»

2. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учебн. Для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. -М,: Химия, 1985. - 352 с.

3. Experion. Operator's Guide. EP-DSXX46. June 2010.

4. Д. М. Горловский, Л.Н. Альтшулер, В.И Кучерявый. Технология карбамида. Ленинград, Химия, 1981 г.

5. Сайт http://www.maxplant.ru/article/centum_tutorial_content.php

Размещено на Allbest.ru

...