重整芳烴抽提聯(lián)合裝置重整控制系統(tǒng)設(shè)計開題報告書

1、-電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文開題報告姓 名專業(yè) 自動化 班級學(xué) 號指導(dǎo)教師題目類型技術(shù)開發(fā)題 目重整芳烴抽提聯(lián)合裝置重整控制系統(tǒng)設(shè)計一、選題背景及依據(jù)簡述題目的技術(shù)背景和設(shè)計依據(jù)，說明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn)工業(yè)是第二產(chǎn)業(yè)的重要組成局部，按照生產(chǎn)方式分為兩大類，分別是不連續(xù)連續(xù)生產(chǎn)方式的，如石化、化工行業(yè)統(tǒng)稱為流程工業(yè)；另一種是非連續(xù)性生產(chǎn)的方式，如汽車制造業(yè)，稱為離散工業(yè)。面對全球劇烈的商業(yè)競爭 , 流程工業(yè)企業(yè)紛紛通過提高產(chǎn)品質(zhì)量、 降低運營本錢和縮短交貨期等手段來提升自己的競爭力。事實上 , 隨著現(xiàn)代流程工業(yè)日趨大型化、復(fù)雜化, 企業(yè)自動化水平的上下將成為決定企業(yè)成敗的關(guān)鍵因素之一 。

2、 流程工業(yè)的主要特點如下： 1在生產(chǎn)方案方面。流程工業(yè)的生產(chǎn)方案可以從生產(chǎn)過程的任一具有明顯工藝特征的環(huán)節(jié)開場；流程工業(yè)采用過程構(gòu)造和配方進(jìn)展物料需求方案；流程工業(yè)一般同時考慮生產(chǎn)能力和物料；流程工業(yè)的生產(chǎn)主要面向庫存，沒有作業(yè)單的概念，作業(yè)方案中也沒有可供調(diào)節(jié)的時間。(2)在工程設(shè)計方面。流程工業(yè)中新產(chǎn)品開發(fā)過程不必與正常的生產(chǎn)管理、制造過程集成，可以不包括工程設(shè)計分系統(tǒng)。(3)在調(diào)度管理方面。流程工業(yè)中要考慮產(chǎn)品配方、產(chǎn)品混合、物料平衡、污染防治等問題，需要進(jìn)展主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、協(xié)產(chǎn)品、廢品、成品、半成品和回流物的管理，熱蒸汽、冷凍水、壓縮空氣、水、電等動力能源輔助系統(tǒng)也應(yīng)納入CIMS的集成

3、框架；流程工業(yè)中生產(chǎn)過程的柔性是靠改變各裝置間的物流分配和生產(chǎn)裝置的工作點來實現(xiàn)的，必須由先進(jìn)的在線優(yōu)化、控制技術(shù)來保證。(4)在信息處理方面。流程工業(yè)要時在線采集大量的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、工藝質(zhì)量數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)等，要及時處理大量的動態(tài)數(shù)據(jù)，保存許多歷史數(shù)據(jù)，并以圖表、圖形的形式予以顯示。(5)在平安可靠性方面。流程工業(yè)由于生產(chǎn)的連續(xù)性和大型化，保證生產(chǎn)的高效、平安、穩(wěn)定運行，實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，才能獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，因此平安可靠生產(chǎn)是流程工業(yè)的首要任務(wù)，必須實現(xiàn)全生產(chǎn)過程的動態(tài)監(jiān)控，使其成為CIMS集成系統(tǒng)中不可缺少的一局部。(6)在經(jīng)營決策方面。流程工業(yè)主要通過穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、

4、降低能耗和原料、減少污染來提高生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益,因而流程工業(yè)需更注重生產(chǎn)過程中資金流的管理。(7)在人的作用方面。流程工業(yè)由于生產(chǎn)的連續(xù)性，更強(qiáng)調(diào)根底自動化的重要性，生產(chǎn)加工過程自動化程度較高，人的作用主要是監(jiān)視生產(chǎn)裝置的運行、調(diào)節(jié)運行參數(shù)等，一般不需要直接參與加工。(8)在理論研究方面。流程工業(yè)由于起步較晚，在體系構(gòu)造、柔性生產(chǎn)、優(yōu)化調(diào)度、集成模式和集成環(huán)境等方面都缺乏有效的理論指導(dǎo)，急需進(jìn)展相關(guān)的理論研究。 離散工業(yè)應(yīng)用的典型即為石化工業(yè)產(chǎn)業(yè)。石油化工是化學(xué)工業(yè)的重要組成局部，在國民經(jīng)濟(jì)的開展中有重要作用，是我國的支柱產(chǎn)業(yè)部門之一。石油化工指以石油和天然氣為原料，生產(chǎn)石油產(chǎn)品和石油化工

5、產(chǎn)品的加工工業(yè)。石油產(chǎn)品又稱油品，主要包括各種燃料油汽油、煤油、柴油等和潤滑油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。生產(chǎn)這些產(chǎn)品的加工過程常被稱為石油煉制，簡稱煉油。石油化工產(chǎn)品以煉油過程提供的原料油進(jìn)一步化學(xué)加工獲得。生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的第一步是對原料油和氣如丙烷、汽油、柴油等進(jìn)展裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的根本化工原料。第二步是以根本化工原料生產(chǎn)多種有機(jī)化工原料約200種及合成材料 塑料、合成纖維、合成橡膠。這兩步產(chǎn)品的生產(chǎn)屬于石油化工的圍。有機(jī)化工原料繼續(xù)加工可制得更多品種的化工產(chǎn)品，習(xí)慣上不屬于石油化工的圍。在有些資料中，以天然氣、輕汽油、重油為原料合成氨、

6、尿素，甚至制取硝酸也列入石油化工。石油化工產(chǎn)品與人們的生活密切相關(guān)，大到太空的飛船、天上的飛機(jī)、海上的輪船、陸地上的火車、汽車，小到我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔X、辦公桌、牙刷、毛巾、食品包裝容器、多彩多姿的服飾、各式各樣的建材與裝潢用品和變化多端的游樂器具等等，都跟石油化工有著密切的關(guān)系?？梢哉f，我們?nèi)粘Ｉ钪械摹耙?、食、住、行樣樣都離不開石化產(chǎn)品。因此，石化產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率的上下影響著國民物質(zhì)生活水平的上下，要提高其生產(chǎn)效率自動化控制與檢測是關(guān)鍵，而系統(tǒng)設(shè)計是實現(xiàn)自動化以提高其生產(chǎn)效率的根底。參考文獻(xiàn)：1. 夕松 汪木蘭 主編，過程控制系統(tǒng)，科學(xué)2. 王行愚 編著，控制論根底 ，華東化工學(xué)院3. 黃德先

7、王京春 金以慧主編，過程控制系統(tǒng)，清華大學(xué),4. 袁任光 編著，集散型控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)與實例，機(jī)械工業(yè)5. 王常力 羅安 主編，分布式控制系統(tǒng)DCS設(shè)計與應(yīng)用實例，電子工業(yè)6. 新型PID控制及其應(yīng)用M . 永華.:機(jī)械工業(yè), 19997. 葉成旭 編著，過程控制工程訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計與研究，理工大學(xué)8. 曉 編著，基于的干凈廠房設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，交通大學(xué)9. D.K.Anand,R.B.Zmood,Models for Control Systens. Intronduction to CONTROL SYSTEMS,Butterworth Heinemann10. Amir Firooz

8、shahi. High speed redundant Multi-Network DCS-based in Innovative TankGauging Control SystemJ .Advanced puter Control International Conference,2021：333-33711. Siemens AG. How to configure faceplate in WinCC V7Z.Siemens, 20212、 主要設(shè)計研究容、設(shè)計研究思想、解決的關(guān)鍵問題、擬采用的技術(shù)方案及工作流程（1） 工業(yè)控制算法選擇重整系統(tǒng)選擇 PID控制算法。在過程控制中，按偏差

9、的比例P、積分I和微分D進(jìn)展控制的PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。它具有原理簡單，易于實現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨立，參數(shù)的選定比較簡單等優(yōu)點；而且在理論上可以證明，對于過程控制的典型對象“一階滯后+純滯后與“二階滯后+純滯后的控制對象，PID控制器是一種最優(yōu)控制。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡便，構(gòu)造改變靈活?？刂泣c包含三種比較簡單的PID控制算法，分別是：增量式算法，位置式算法，微分先行。 這三種PID算法雖然簡單，但各有特點，根本上能滿足一般控制的大多數(shù)要求。1. 增量式算法離散化公式：u(k)= u(k)- u(k-1)u(k)=K

10、pe(k)-e(k-1)+Kie(k)+Kde(k)-2e(k-1)+e(k-2)進(jìn)一步可以改寫成u(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)對于增量式算法，可以選擇的功能有：(1) 濾波的選擇(2) 系統(tǒng)的動態(tài)過程加速(3) PID增量算法的飽和作用及其抑制2. PID位置算法離散公式：u(k)=Kp*e(k) +Ki*+Kd*e(k)-e(k-1)對于位置式算法，可以選擇的功能有:濾波、飽和作用抑制3. PID速度算法 該算法可以求得增量輸出與采樣周期之比為：u(k)=u(k)/Ts，u(k)=Kp*e(k) /Tse(k)+Kc*+Kd*e(k)-e(k-1),式中e(k)=e(

11、k)-e(k-1) 而改進(jìn)的PID算法有：積分反響發(fā)，積分別離技術(shù)，消弱積分作用技術(shù)，微分先行技術(shù)，不完全微分技術(shù)（2） 技術(shù)方案選擇重整反響局部采用UOP第三代連續(xù)重整技術(shù)。UOP第三代連續(xù)重整技術(shù)在流程、設(shè)備、控制、操作條件等方面進(jìn)展了較大的改進(jìn),因而使催化劑再生過程更加充分,同時也節(jié)省了設(shè)備,便于操作和維修。（3） 工藝流程重整反響局部的目的是通過重整催化劑把精制石腦油中辛烷值較低的環(huán)烷烴和烷烴轉(zhuǎn)化為富含芳烴的高辛烷值汽油組分，并同時副產(chǎn)氫氣。精制石腦油由重整進(jìn)料泵升壓后與經(jīng)重整循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓后的重整循環(huán)氫混合，與重整反響產(chǎn)物換熱再經(jīng)第一重整加熱爐加熱后，進(jìn)入第一重整反響器上部，在反響

12、器與自上而下流動的催化劑徑向接觸進(jìn)展反響，然后經(jīng)中心管由第一重整反響器上部進(jìn)入第二重整加熱爐，再依次進(jìn)入第二重整反響器、第三重整加熱爐、第三重整反響器、第四重整加熱爐，直至由第四重整反響器上部出來，經(jīng)重整進(jìn)料換熱器與進(jìn)料換熱后并經(jīng)空冷器冷凝、冷卻后進(jìn)展汽液別離，含氫氣體經(jīng)重整循環(huán)氫壓縮機(jī)增壓后分成兩局部，一局部氫氣作為重整循環(huán)氫與反響進(jìn)料混合，其余作為重整產(chǎn)氫送至氫氣再接觸局部。重整生成油與氫氣再接觸后進(jìn)入穩(wěn)定塔。塔頂液化石油氣經(jīng)泵送出裝置，塔底穩(wěn)定汽油送至芳烴抽提局部。（4） 主要操作條件表1 重整反響操作條件名稱單位指標(biāo)圍F-201出口溫度480545504510F-202出口溫度4805

13、45502512D-201壓力MPa0.230.260.24D-201液位%20502433入口流量h10.551.950.741.06（5） 工藝設(shè)備表2 主要設(shè)備數(shù)量匯總表項 目數(shù)量四合一反響器1臺容器5臺塔2臺換熱器9臺空冷器3片壓縮機(jī)3臺泵6臺四合一加熱爐1臺重沸爐1臺閥門假設(shè)干六主要自控方案(1) 重整反響系統(tǒng)中壓力是關(guān)系到裝置平穩(wěn)操作、人員及設(shè)備平安的重要控制參數(shù)。因此重整反響系統(tǒng)以反響系統(tǒng)壓力作為控制基準(zhǔn)點，一路與重整氫增壓機(jī)入口分液罐組成壓力遞推調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)；另一路控制反響局部放空閥，即當(dāng)產(chǎn)氫至系統(tǒng)局部后路不暢或反響系統(tǒng)壓力高時，重整氣液別離器頂廢氫排放閥自動翻開，以保證裝置正常運轉(zhuǎn)。2 設(shè)加熱爐燃燒優(yōu)化控制，包括燃料氣、燃料油與空氣的比例控制，爐子負(fù)荷升降與燃料、空氣升降循序控制，燃料油與霧化蒸汽差壓控制。3重沸爐出口汽化率控制：重沸爐出口設(shè)置偏心孔板，通過孔板的差壓控制介質(zhì)汽化率。4 所有機(jī)泵狀態(tài)均通過通訊接口接入DCS分布式控制系統(tǒng)顯示。5 工藝過程及壓縮機(jī)組設(shè)聯(lián)鎖保護(hù)，由SIS廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)完成。三、畢業(yè)設(shè)計論文工作進(jìn)度安排設(shè) 計 容周數(shù)完成情況熟