Курсовая работа: Разработка функциональной схемы автоматизации узла изомеризации пентана в изопентан

Процесс проводится в паровой фазе над платиновым катализом в присутствии водорода, циркулирующего в системе; одновременно с изомеризацией катализатор очищает продукт от серосодержащих соединений. Исходное сырье из емкости 1 насосом 2 через теплообменник 3 направляется в колонну 4, обогреваемую кипятильником 5. Пары верха колонны 4 поступают на конденсацию в дефлегматор 6. Конденсат собирается в емкость 7 и возвращается в колонну насосом 8. Несконденсировавшийся газ стравливается в топливную сеть. Кубовая жидкость низа колонны 4 насосом 10 подается в колонну 11. Пары верха колонны через конденсатор 12 собираются в емкости 13, откуда насосом 14 часть их подается в колонну 11 в виде флегмы, остальная часть – в емкость 15.

Функциональная схема используется в качестве первого этапа синтеза технологической схемы и как первый уровень декомпозиции при выполнении системного анализа проектируемой системы, сопоставительного анализа систем – аналогов или альтернативных вариантов структуры. На основании функциональной схемы составляют материальные балансы.

Приведем краткую характеристику технологической аппаратуры входящей в функциональную схему автоматизации производства изопентана.

1) Емкость – тара необходимая для хранения исходного сырья. Для хранения изопентана применяются, как правило, шаровые резервуары и газгольдеры.

2) Насос – гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твердыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. В качестве насоса для перекачки фракции изопентана предпочтительнее насос электрический марки БЭН 385/3. Основные параметры и характеристики данного насоса указаны в таблице 1.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
насос БЭН 385/3	1,2	90	39845	1,1	16	3	Б/о	К,К1	Изопентановая фракция	25÷25	650-615

Таблица 1

1) Насосы БЭН (электронасосы БЭН) - Обозначение:

2) Номинальная подача, м³/ч

3) Напор при номинальной подаче, м

4) Рабочий интервал подач, м³/ч

5) Допускаемый кавитационный запас при номинальной подаче,м

6) Давление в контуре, кгс/см2

7) Номинальная мощность встроенного двигателя, кВт

8) Вид охлаждения наружной поверхности статора двигателя-жидкостное (Ж) или без охлаждения (Б/о)

9) Условное обозначение материала проточной части

10) Наименование жидкости, перекачиваемой насосом БЭН

11) Температура, °С

12) Плотность, кг/м³

3) Теплообменник – устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители. 4) Ректификационная колонна – аппарат, предназначенный для разделения жидких смесей, составляющие которых, имеют различную температуру кипения. Классическая колонна представляет собой вертикальный цилиндр с контактными устройствами внутри.

5) Кипятильник – простейший электрический прибор, предназначенный для нагрева жидкостей. В качестве нагревательного элемента в кипятильнике используется трубчатый электронагреватель.

6) Дефлегматор – теплообменник для частичной конденсации пара. В ректификационных колоннах служит для образования флегмы необходимой для орошения контактных элементов колонны.

7) Конденсатор (в теплотехнике) (лат. condenso — уплотняю, сгущаю) – теплообменный аппарат для конденсации (превращения в жидкость) паров вещества путём охлаждения. Для получения изопентана используется конденсатор для сбора паров поступающих с верха ректификационной колонны в емкость.

1.2 Существующая схема контроля и автоматизации

В данном технологическом процессе изомеризации пентана в изопентан необходимо регулировать:

1) температуру;

2) поддержание постоянного уровня жидкости;

3) поддержание постоянного расхода смеси подаваемой в колонну;

4) поддержание постоянного уровня вязкости;