Өндірістегі ректификациялық процестің автоматтандырылуын жобалау

КІРІСПЕ

Қазақстан Республикасының елбасы Н. Ә. Назарбаевтің «Қазақстан 2030» жолдауында өнеркәсіп және өндіріс салаларын толығымен автоматтандыру, яғни технологиялық үрдістердің автоматтандырылудың ең қажетті, екендігі айтылған.

Автоматы түрде реттеу дегеніміз адамның тікелей қатысуынсыз агрегаттың жұмысын немесе процесстің берілген режимін демеу. Автоматы түрде реттеу кезінде адам рөлі проэкциялаумен, монтажбен, жүйені реттеумен және де оның іс-әрекетін бақылаумен шектеледі. Адам автоматтандырылған реттеу кезінде тікелей процесті басқарудан босайды және бұл бөліктегі оның функцияларын автоматтандырылған реттегіштер деп аталатын арнайы қондырғылар іске асырады. Автоматты түрде реттеу ескі технологиялық процестерді түбегейлі түрде жетілдіріп және қарқындатып қана қоймай, сонымен қатар қолмен реттеу кезінде мүмкін болмаған, жаңа процестерді іске асыруға мүмкіндік берді.

Бұл реттеу түрі адам еңбегін жеңілдетіп, оның өнімділігін арттырады және денсаулыққа қауіпсіз болады.

Өндірісті автоматтандыру адамның өндірістік процестерді басқару функцияларын тікелей орындаудан босап, бұл фукциялардың арнайы қондырғыларға берілуімен сипатталатын машина өндірісінің жаңа кезеңі.

Реттеу параметрі деп агрегат жұмысын немесе технологиялық процесс жүрісін анықтайтын физикалық-химиялық немесе басқа айнымалыларды айтамыз. Автоматтандырылған реттегіш деп реттеу процесін іске асыратын қондырғылар шоғырын атайды. Технологиялық режимді басқарудың мәселесі жекеленген технологиялық параметрлердің (су шығыны, температурасы, қысымы) автоматтанған реттеудің жергілікті жүйесінің (САР) көмегімен шешіледі.

Қазіргі таңда мұнай-газ, металлургия, темір жол, азық түлік, химия және тағы басқа өнеркәсіптерде кеңінен қолданыс тапты. Технологиялық процесті автоматтандыру ол, еңбек өнімділігін арттыру, өнім сапасын жоғаралату, материал және энергия шығындарын қысқарту, қызметкерлер санын азайту сияқты негізгі қорлары болып табылады. Сондықтан да автоматтандырылған жүйелердің біз үшін маңызы зор.

Біздің еліміздің болашағы - оның интеллектуалды қоры, ғылымы және инновация жетістіктерінде. Бұл сөздер Президент Н. Ә. Назарбаевтың халық-қа арналған жолдауында айтылған болатын. Өмір өзі көрсеткендей, шикізат сатуға бейімделген экономика құлдырауға бағытталған. Тек жоғары сапалы, ең соңғы ғылым жетістіктеріне сай техника мен технологиялар ғана экономиканы көркейтіп, халық өмірін жақсартуға қабілетті. Сондықтан да, ғылымға және ғылыми - техникалық және инновациялық саясатқа ерекше көңіл бөлуі тиіс.

I. ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ

1. Автоматтандырылатын технологиялық

процесс туралы мәлімет беру

Өндірісті автоматтандыру - машиналық өндірістің дамуы барысында бұрын адам атқарып келген басқару және бақылау жұмыстарын аспаптар мен автомат құрылғыларға жүктеу процесі. Өндірісті автоматтандыру - осы заманғы өндірісті дамытудың негізгі әрі техникалық прогрестің ең басты бағыты. Өндірісті автоматтандырудың жарым - жартылай, кешенді және толықтай автоматтандырылған түрлері бар. Өндірісті жарым - жартылай автоматтандыру өте күрделі, әрі тез өтетін процестерді адамның тікелей басқаруы болмайтын жағдайларда пайдаланылады. Басқару жұмыстарын автоматтандыру өндірісті жарым - жартылай автоматтандыруға жатады. Өндірісті автоматтандыру процесі кезінде цех, зауыт, электр станциялар өзара бір - бірімен байланысқан автоматты кешен ретінде жұмыс істейді. Кешенді автоматтандыру кәсіпорынның, шаруашылықтың, қызметтің негізгі өндірістік жұмыстарын түгелдей қамтиды. Адам бұл жағдайда жалпылама бақылау жұмыстарымен ғана айналысады. Өндірісті толықтай автоматтандыру өндірісті басқару мен бақылау жұмыстарын түгелдей автоматтандырылған жүйелерге жүктейді. Бұл процесс - автоматтандырудың ең жоғарғы сатысы. Өндірісті толықтай автоматтандыру іске қосылатын өндіріс рентабельді, жұмыс ырғағы ылғи бір қалыпты және әр түрлі ауытқуларды алдын ала болжап, есепке алу болатын жағдайларда, сондай - ақ адамға қауіпті және денсаулығына зиянды өндірістерде іске асырылады. Өндірістік автоматтандырылудың негізгі басқарылушы нысанның заңдылықтарын тиімді түрде зерттеу әдістерін жасау, басқару әдістерінің экономикалық тиімділігін анықтау және автоматтандыру құралдарын жасаудың инженерлік әдістерін табу секілді мәселелерден құралады. Белгілі бір мақсатқа жету үшін таңдалып алынған тиімді басқару әдістері мен оны іске асыратын техникалық құралдар автоматтандырылған басқару жүйесін құрады. Осы заманға автоматтандырылған басқару жүйесінің құрамына сигналдар тудыру құрылғылары, логикалық және математикалық өңдеулерден өткен ақпаратты қабылдау және қайтарып беру, белгілі болған ақпараттарды операторға хабарлау, басқару сигналдарын тудыру және жұмыстық құрылғылар кіреді.

Өндірісті кешенді түрде автоматтандыру, өнеркәсіп көлемі мен өндіріс қарқынының артыуы және халық шаруашылығының әр түрлі салалары арасындағы өндірістік байланыстардың күрделенуі экономикалық мәліметтер мен статистикалық мәліметтер жинау және оларды өңдеу процестерін документация түрлерін есепке алып, таратып отыру, жоспарлау және басқару міндеттерін шешу ісінде автоматтандыру қажеттігін туғызады. Басқару жұмыстарын автоматтандырудың ғылыми негізі халық шаруашылығын басқарудың оптимальдық жүйесін синтездеу әдісін зерттейтін және экономикалық мақсаттарға математикалық әдістерді пайдалану мәселелерімен шұғылданатын экономикалық кибернетика. Оның басты проблемасы - халық шаруашылығымен оның жеке салаларын басқаруды автоматтандырудың бір тұтас жүйесінде адам мен кибернетикалық машиналардың өзара әрекеттігін методологиялық және принциптік мәселелерін шешу.

Күкірт өндіру қондырғысы (КӨҚ) екі блоктан тұрады: моноэтаноламин сулы ерітіндісін регенерациялау (бастапқы қалпына келтіру) блогы мен күкірт алу блогы. Моноэтаноламин сулы ерітіндісін регенерациялау (бастапқы қалпына келтіру) блогы 1978 жылы, күкірт өндіру блогы - 1979 жылы пайдалануға берілген.

Күкірт өндіру қуаттылығы жылына 20 мың тонна күкірт өндіру қондырғысының жобасы Москва қ. «Гипрогазоочистка» институтымен әзірленген. Күкірт өндіру қондырғысы жалында күкіртті сутегі газын жағу қажеттілігін және атмосфераның ластануын болдырмайды. Қондырғыда техникалық газ күкірт алынады.

Ерітіндіні бастапқы қалпына келтіру (регенерациялау) тарелке десорберлердегі «тымық» будың көмегімен жүргізіледі. Қарапайым күкірт алу үшін бірінші термиялық сатылы және кейінгі екі каталитикалық сатысы бар 3 сатылы тотықтырғыш метол қолданылған.

Қоршаған ортаны қорғау туралы заңнама талаптарының өзгеруіне байланысты күкіртті ашық вагондарда тасымалдауға тиым салынады. Бұл жағдайда оңтайлысы күкіртті ұсақтап шығару болып табылады.

Күкірт қышқылы өндірісінің шикізаты элементтік күкірт, құрамында күкірт бар минералдар ( колчедан, гипс) және құрамында күкірт диоксиді және күкіртсутек бар өндірістен шығарылатын газдар.

Жанасу әдісінің негізі құрамында күкірт бар шикізатты өртеу арқылы күкірт диоксидін алу, күкірт диоксидін күкірт үшоксидіне дейін тотықтыру, күкірт үшоксидін сумен немесе күкірт қышқылымен адсорбциясы.

Күкірт қышқылы өндірісінде негізгі қалдық - огарок және шлам (колчедан), құрамында күкірт диоксиді және тұман H ₂ SO ₄ бар шығарылатын газдар, қышқыл ағындар.

Күкірт қышқылы өндірісінде күкірт диоксиді қалдықтарын утилизациялаудың негізгі әдісі өнеркәсіпке жасалған және енгізілген аралық адсорбция арқылы қос жанастыру әдісі болып табылады. Мұнда SO2 -ні SO3 -ке дейін тотығу конверсиясын 99, 5-99, 7% арттыруға мүмкіндік береді және шығарылатын газдың құрамынан SO2 мөлшері азаяды.

Бірақ әлемдік масштабпен салыстырғанда аздаған процентті құрайтын күкірт қышқылы өнеркәсібінде қалдықпен шығарылатын SO2 негізгі мәселе емес.

Атмосфераға шығарылатын SO2 көлемі дамыған АҚШ-та жылына 27 млн тоннаны құрайды. Бұл 41, 3 млн т күкірт қышқылына эквивалентті. Сонымен SO2 утилизациясы бір мемлекет аясынан шығып халықаралық сипат алады, сондықтан шығарылатын газдарды тазалау мақсатында SO2 ұстау және концентрлеу технологиясы және күкіртті пайдалы қолдану өте өзекті болып табылады. Әртүрлі технологиялық газдардан SO2 бөлудің барлық белгілі әдістерін үш топқа бөледі: абсорбционды ((NH4) 2SO3, Na2SO3, NaOH ерітінділері) ; адсорбционды ( C, Na2CO3 ж. т. б. қатты адсорбенттер) ; каталитикалық.

Күкірт қышқылы өндірісінің қалдық газдарын химиялық тазалаудың негізгі көрсеткіштері

Күкіртті табиғи газды тазалау әдістерінің бірі қышқыл газдың ағысынан алынатын күкірт өндірісі болып табылады. Практикада көрсетілгендей, құрамында 15% жоғары күкіртсутек бар қышқыл газдарды тотықтыру экономикалық тиімді, яғни Клаус процесінің модернизациясы болып табылады, ал H2S мөлшері <15% болғанда тура тотықтыру процесі тиімді.

Күкіртсутектің күкіртке дейін айналуы 90% болғанда, 10% күкірт қалдық газдармен жоғалады. Сонда тәулігіне 2000 тонна күкірт өндіргенде − бұл тәулігіне 400 тонна SO2 құрайды. Сондықтан тазалау әдісін таңдағанда екі вариантты қолданған жөн: а) күкірт өндірісінен шыққан газды бірден тазалауға жіберу керек; ә) шыққан газды жаққанда SO2 айналады, содан кейін тазалауға жіберу керек, мұнда SO2 концентрленуі жүреді және Клаус қондырғысында оның рециркуляциясы өтеді не болмаса күкірт қышқылына және сульфатқа өңделеді. Алдын-ала өртемей тазалау әдісі тура айналу процесі сияқты болады, күкіртті қосылыстарды H2S айналдыру үшін гидрлеу, одан кейін оны Клаус қондырғысында абсорбциялау не болмаса тікелей тотықтыру арқылы күкіртке айналдыру. Бұл кезде қышқыл газды өңдеу үшін ресурс және энергия үнемдейтін әдіс таңдалады.

Органикалық күкірттің құрамында COS, CS2, тиофендер C4H4S және басқа циклді қосылыстар, меркаптандар RSH, сульфидтер (CH3) 2S, басқа дисульфидтер (CH3) 2S2, (C2H5) 2 S2 және т. б. кіреді. Табиғи газдарда органикалық күкірттің құрамы және мөлшері өте кең интервалда 0-ден 10% дейін өзгереді. Күкіртқұрамды органикалық қосылыстардан газдарды тазалау әдісін үш топқа бөлуге болады: а) абсорбционды тазалау; ә) адсорбционды тазалау; б) каталитикалық (гидрлеу, гидролиз, тотығу) тазалау.

Газды нәзік тазалау үшін екі және үш сатылы сызба-нұсқа қолданылады. Мысалы, екі сатылы сызба-нұсқа: а) катализаторда гидрлеу; ә) кәдімгі әдіспен күкіртсутекті сіңіру. Үш сатылы сызба-нұсқа: а) газдан күкіртсутекті бөлу; ә) гидрлеу; б) күкіртсутекті бөлу.

Күкіртсутектің күкіртке дейін тотығу реакциясы сұйық фазада және адсорбентпен катализатор бетінде жүзеге асады. Сұйық фазада күкіртсутектің тотығу процесі абсорбциондық тип бойынша өтеді. Абсорберде төменкүкіртті газ абсорбентпен жанасады. Күкіртсутек абсорбенттің активті бөлігімен сіңіріледі. Қаныққан ерітінді ауа берілетін регенератордың төменгі бөлігіне түседі. Күкіртсутектің ауадағы оттекпен тікелей тотығу реакциясы есебінен немесе тотықтырғыштың тотықсыздануынан нәзік дисперсті күкіртке айналады. Регенерирленетін ерітінді бетіне ауаның флотирлеуші әсерінен қалқып шығады. Бұл көбік фильтрге немесе центрифугаға жіберіледі де, паста немесе құрғақ ұнтақ түрінде жиналады.

« Стретфорд» процесінде еріткіш ретінде құрамында 2, 6- және 2, 7- активатор- натрий метаванадатының натрий тұзы бар ерітіндісі қолданылады. Қышқыл газ қарама−қарсы абсорберде сіңіргіштің регенерирленген ерітіндісімен жанасады. Күкіртсутек сілтілі ерітіндіде ериді және кез келген деңгейде газдан шығарылады. Адсорбцияланған күкіртсутек бес валентті ванадиймен әрекеттеседі де, элементарлы күкіртке дейін тотығады. Сұйық үрленген ауамен регенерацияланады, тотықсызданған төрт валентті ванадий антрохинонның сілтілі ерітіндісімен бес валенттіге тотығады. Күкірт көбік түрінде шығарылады. Алынған өнім соңғы қолданылатын күкіртке байланысты бірнеше әдістермен өңделеді. Осы процеске негізделген реакция қысымға тәуелсіз. Сондықтан ағыстан күкіртсутекті бөлу деңгейін кезкелген қысымда алуға болады. Процестің температурасы 50⁰C дейін өзгереді.

«Такахакс» процесінде сіңіргіш ретінде 1, 4- нафтохинон-2-сульфоқышқыл натрий тұзының судағы ерітіндісі қолданылады. Бұл қосылыс 90⁰C дейін тұрақты. Сіңіргіш ерітінді тазартылған газбен қарама−қарсы абсорберде жанасады. Күкіртсутек натрий карбонатымен әрекеттесіп натрий бисульфиді және бикарбонатын түзеді. Катализатор әсерінен бисульфид тотығады және қатты күкірттің өте ұсақ бөлшектері тұнады. Бұл кезде нафтохинонның сульфонаты нафтогидрохинон сульфонатқа айналады. Содан кейін регенераторға жіберіледі, онда нафтогидрохинон сульфонатты нафтохинонға айналдыру үшін ауамен барбортирлейді. Карбонатты ерітінді десорберде бөлінген көмір қышқыл газын сіңіреді. Абсорбционды ерітінді улы емес және коррозиялық активтілігі төмен, сондықтан құбырөткізгіштер ретінде көміртектелген болатты қолдануға болады. Газдың күкіртсутектен тазалану дәрежесі 99-100%.

2. Бақыланатын, реттелетін және сигналданатын

параметрлерін таңдау

Кесте 1

Газ турбиналы газ айдаушы агрегаттарда бақыланатын парметрлер

ГПА- газ айдаушы агрегаттар; ДП КС- компрессорлық стансаның диспетчерлік пункты; ББЩ- басты басқару щиті

2. АРНАЙЫ БӨЛІМТехнологиялық процесті автоматтандырудың

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс