Проект автоматизации профцесса ректификации

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное учреждение высшего 

профессионального образования 

«СИБИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ» 

Факультет автоматизации и информационных технологий

Кафедра автоматизации производственных процессов 

Проект  автоматизации процесса ректификации 
 

    ПОРЕКТ  АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОФЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ

Пояснительная записка   (АПП.000000.020.ПЗ) 
 
 
 
 
 

                                          Руководитель:

                                                                       Должиков В.А   

                                                 (подпись) 

                                          __________________

                                                     (оценка, дата)

                                          Выполнил: студент гр. 22-02

                                                                       Новиченков М.И   

                                                 (подпись)

                                          __________________

                                                     (дата)

 

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования 

«СИБИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ» 

Факультет автоматизации и информационных технологий 

Кафедра автоматизации производственных процессов 
 
 
 

Учебная дисциплина: Технические измерения  и приборы 
 

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект 
 
 

Тема: «автоматизация процесса ректификации» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Студент: Новиченков М.И.    группа 22-02 

Дата  выдачи _________________2011 год 

Срок выполнения _____________2011 год

Руководитель:                    Должиков В.А. 
 

1. Исходные данные.
1. Исходная схема автоматизации.
2. Данные для расчета потенциометра:

   Шкала прибора                                                             от 0 до 800 ͦ С

   Градуировка температуры свободных концов термометра ПП

   Начальное значение шкалы                       E(t_н, t₀) = 0 мВ

   Конечное  значение шкалы                                                   E(t_к, t₀) = 7,345 мВ

   Диапазон  измерений.*                                                           Е_л = 7,345 Ом 

3. Данные  для расчета ротаметра:

   Диаметр трубки в месте нулевого деления шкалы                    D₀ = 0,0171 м

   Объем поплавка V = 3,075*10^-6 м^-3

   Диаметр миделя поплавка d = 0,0164 м

   Вес поплавка G₀ = 0,191 H

   Измеряемая  среда Вода

   Плотность среды (при t⁰ =50⁰) ρ =0,078 МПа

   Динамическая  вязкость вещества μ₃₀ = 0,5494*10^-3 Па*с

   Плотность материала поплавка ρ_н = 7850 кг/м³ 

2. Перечень  графического материала:
1. Функциональная схема автоматизации.
3. Перечень вопросов отраженных в пояснительной записке:
1. Описание технологического процесса
2. Выбор средств автоматизации
3. Расчет потенциометра
4. Расчет шкалы ротаметра

 

4. Рекомендуемая литература:
1. Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов, справочное пособие. М. «Энергия» 1980г.
2. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. М. «Машиностроение» 1983г.
3. Преображеникий В.П. Теплотехнические измерения и приборы, 3 изд. перераб. и доп. , М. «Энергия» 1978г.
4. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, М.Б. Миндин; под ред. А.С. Клюева – 3-е изд. , перераб. и доп. – .М.«Энергоатомиздат», 1991.- 432 м. :

 
 
 

   Руководитель________________________________

   Задание принял к исполнению__________________ 
 
 
 

    Реферат 

   В данном курсовом проекте производится автоматизация ректификационной колонны. Курсовой проект состоит из текстовой и графической части. Текстовая часть состоит из 33 листов. Она включает следующие разделы: описание технологического процесса, выбор средств автоматизации, расчет ротаметра, расчет сопротивлений резисторов измерительной схемы автоматического потенциометра, заказная спецификация. Графическая связь представлена в виде функциональной схемы.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Содержание 

1. Введение…………………………………………………………………….….6

2. Описание  технологического процесса…………………………………..……7

      2.1 Измерение температуры……………………………………………....9

      2.2 Измерение давления……………………………………………...…...11

     2.3 Измерение уровня………………………………………………….…12

      2.4 Измерение плоскости……………………………………………...….13

      2.5 Измерение расхода…………………………………………………....14

3. Расчетная  часть…………………………………………………………….….16

      3.1 Расчет шкалы ротаметра…………………………………………...…16

3.2 Расчет сопротивлений  резисторов измерительной схемы   автоматического потенциометра………………………………………...25

4. Заключение…………………………………………………………………....29

Библиографический список……………………………………………………..30

Приложение  А. Заказная спецификация на оборудование и материалы…….31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение 

   В химической промышленности комплексной  механизации и автоматизации  уделяется большое внимание. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания технологических процессов, а так же чувствительностью их к нарушению режимов работы, вредностью условий работы, взрыво- и пожаробезопасностью перерабатываемых и получаемых веществ. 

   По  мере осуществления механизации  производства сокращается тяжелый  физический труд, уменьшается численность  рабочих непосредственно занятых  в производстве, увеличивается производительность труда. 

      Автоматизация позволяет улучшить основные показатели эффективности производства: увеличение количества, улучшение качества м снижение себестоимости выпускаемой продукции, повышение производительности труда. 

     Проведение  некоторых технологических процессов  возможно только при условии их полной автоматизации (например: в паровых котлах высокого давления, в атомных установках и т.д.). При ручном управлении такими процессами малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к серьезным последствиям. 

     Внедрение специальных автоматических устройств, способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферы, водоемов промышленными отходами. 

     Задачи, которые ставятся перед специалистами, требуют не только глубокого знания технологических процессов, но и знания принципов составления автоматических систем, позволяющих наиболее эффективно управлять процессом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Описание  технологического процесса

 

   Процесс ректификации относится к основным процессам химической технологии. Показателем его эффективности является состав целевого продукта. В зависимости от технологических особенностей в качестве целевого продукта могут выступать как дистиллят, так и кубовый остаток. Поддержание постоянного состава целевого продукта при этом может колебаться в определенных пределах вследствие изменения состава исходной смеси. В дальнейшем будем считать целевым продуктом дистиллят. 

   Ректификационная  установка является сложным объектом управления со значительным временем запаздывания (например в отдельных случаях выходные параметры процесса начнут изменятся после изменения параметров сырья лишь через 1-3 часа) с большим числом параметров, характеризующих процесс, многочисленными взаимосвязями между ними, распределенностью их и т.д.  

   Трудность регулирования процесса объясняется также частотой и амплитудой возмущения. Возмущениями являются изменение начальных параметров исходной смеси, тепло- и хладоносителей, изменение свойств теплопередающих поверхностей, отложение веществ на стенках и т.д.

   Показатель эффективности процесса – концентрация искомого компонента в дистилляте, самым непосредственным образом зависит от начальных параметров исходной смеси. С их изменением в процессе могут наступать наиболее сильные возмущения, в частности по каналу состава исходной смеси, так как состав определяется предыдущими технологическим процессом. 

   Большое значение для процесса имеет температура  исходной смеси. Если смесь начинает поступать в колонну при температуре  ниже температуры кипения, она должна нагреваться до этой температуры парами, идущими из нижней части колонны. Конденсация паров при этом возрастает, что нарушает весь режим ректификации. 

   Поэтому температуру исходной смеси стабилизируют  изменением расхода теплоносителя, подаваемого в теплообменник, тем самым ликвидируя одно из возмущений. 

   Стабилизация  давления в верхней части колонны  необходима нетолько для поддержания  заданного состава целевого продукта, но и для обеспечения нормального  гидродинамического режима колонны. Так как при понижении давления может произойти «захлебывание» колонны (восходящий поток пара начинает препятствовать стеканию жидкости по тарелкам вниз), а при его повышении уменьшается скорость парового потока, что связано с уменьшением производительности установки.