Разработка системы автоматического управления процессом электростатического разрушения водоэмульсионных смесей в переменном электрическом поле

На установке ЭЛОУ-АТ ТОО «ПКОП», основными источниками загрязнения окружающей среды являются пыли содержащие неорганические и органические вещества и газы, испарения нефтепродуктов, щелочи аммиака и углеводороды, сброс загрязненного воздуха из реагентной насосной, солевые стоки с электродегидраторов, вода от пропарки и промывки аппаратов, утечки из систем охлаждения.

Для уменьшений загрязнений необходимо строго соблюдать технологический режим процесса электрообессоливания сырой нефти и нормы технологического процесса.

Для снижения загрязнения атмосферы от промышленных выбросов, совершенствуют технологические процессы, осуществляют герметизацию технологического оборудования, применяют пневмотранспорт, строят различные очистные сооружения.

При эксплуатации комбинированных установок переработки нефтепродуктов, в целях безопасности любые горючие газы и пары (как аварийные сбросы через предохранительные клапаны, так и периодические и постоянные от технологического оборудования и коммуникаций) сжигают в закрытой отдельной факельной системе

На ТОО «ПКОП» для создания замкнутых систем водоснабжения сточные воды подвергаются очистке механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и термическими методами до необходимого качества.

Для предотвращения загрязнения окружающей среды необходимо периодически производить отбор проб и производить лабораторный анализ выбросов. Концентрация выбросов не должна превышать ПДК, так как превышение их отрицательно сказывается на здоровье персонала и на состоянии окружающей среды.

Установки оснащены световой и звуковой сигнализацией, которая своевременно оповещает о нарушении режима технологического процесса, которое может нанести урон окружающей среде.

По защите воздушного бассейна в проекте предусмотрены следующие мероприятия:

сброс от предохранительных клапанов осуществляется в закрытую систему на факел;

исключены все постоянные выбросы продуктов на факел и в атмосферу за счет герметизации оборудования и насосов;

технологический процесс осуществляется в герметично закрытой аппаратуре под избыточным давлением;

все оборудование размещается на открытой площадке;

максимальное удаление технологических установок, отличающихся большим выделением серосодержащих газов, от мест наибольшего сосредоточения технического персонала завода;

дымовые газы удаляются через дымовую трубу, высота которой равна 180м, что обеспечивает необходимое рассеивание.

В соответствии с санитарными нормами:

для уменьшения водопотребления в секции максимально использованы аппараты воздушного охлаждения отходящих потоков, вместо водяных холодильников;

с целью сокращения потребления воды и сброса солевых стоков с блока ЭЛОУ принята рециркуляция соленой воды на каждой ступени обессоливания.

Таким образом, расчеты, проведенные в дипломном проекте, на тему «Разработка системы автоматического управления процессом электростатическое разрушение водноэмульсионных смесей в переменном электрическом поле секции 100 установки ЛК-6У» показали, что содержание вредных веществ в выбросах в атмосферу и в сточных водах не превышает предельно допустимых концентраций. Из этого следует, что спроектированная система автоматизации полностью предусматривает контроль охраны окружающей среды.

Данная технологическая схема по дипломному проекту на тему «Проектирование системы автоматического управления ректификационной колонны К-102 секции 100 установки ЭЛОУ-АТ», удовлетворяет требованиям, предъявляемым к производствам с точки зрения охрана окружающей среды.

5. Экономика

5.1 Технико-экономическое обоснование проведения автоматизации производства

Целью раздела является экономическое обоснование автоматического управления процессом электростатическое разрушение водноэмульсионных смесей в переменном электрическом поле секции 100 установки ЛК-6У.

В настоящее время в Казахстане наблюдается динамика роста деловой активности в сфере нефти промышленности. В силу особенностей технологических процессов и сложившейся промышленной инфраструктуры, заводы нуждаются в автоматизации своего производства для более выгодного производства и последующей обработки нефти с максимальным доходом.

Однако административные офисы традиционно дислоцируются в центрах городов. Для более эффективного управления производственным процессом, решения вопросов материально- технического снабжения, отслеживания технологического процесса и внесение необходимых изменений в технологические параметры, необходимо произвести качественную и относительно недорогую автоматизацию производства. Использование новых измерительных приборов и контроллеров оборудованными по последнему слову технике поможет не только сэкономить затраты на производство сырья и увеличить прибыль но также и увеличить качество производимой продукции.

Сегодня, системы автоматического управления широко используются при массовом развертывании систем управления.

5.2 Обоснование Производственной мощности проектируемого объекта

Для непрерывного производства:

Календарный фонд времени работы оборудования составляет

Ткал=365*24=8760 часов в год.

Время эффективной работы ведущего оборудования определяется по формуле.

Тэф=Ткал-(Трем-То)

Трем - Время простоя в ремонте

Трем=14дней =14*24=336 часов

То - время технологических останов по регламенту

То=Трем=336 часов

Тэф=8760-(336+336)=8088 часов

5.3 Расчет капитальных затрат проектируемого объекта

5.4 Вопросы организации труда и заработной платы

Количество часов работы за год при 8 часовом в условиях непрерывного режима работы предприятия:

(365-(104+13))*8=1984 часов

1984/12=166 часов

Средняя календарная продолжительность месяца равна:

30 дней * 24 часа = 720 часов

Необходимое количество бригад:

720/166=4 бригады

Таблица 5.3 - График сменность

Обозначения (А,Б,В,Г) характеризуют работу бригад в каждой смене.

Общее число выходных:

365/16=91

Таблица 5.4 - Баланс рабочего времени одного рабочего (в днях)

Для непрерывного производства:

Кпер=Ткал/Тэф=365/240=1,5

Таблица 5.5 - Расчет численности рабочих

В таблице 5.5 указываются основные и вспомогательные рабочие, численность рабочих в смену и число смен в сутки (согласно режиму предприятия).

Численность рабочих в сутки определяется как произведение численности рабочих в смену и количества смен.

Коэффициент пересчета (КПЕР) берется из предыдущих расчетов в соответствии с режимом работы предприятия.

Списочная численность (РСП) определяется как произведение численности рабочих в сутки на коэффициент пересчета PСП=4 *1,5=6

Таблица 5.6 - Расчет фонда заработной платы рабочих

В таблице 5.6 производим расчет фонда заработной платы рабочих. Указываем наименование профессий, списочную численность (из таблицы 5.6). Эффективный фонд рабочего времени (ТЭФ. Часовая тарифная ставка - принимается в соответствии с данными базового предприятия согласно квалификации работников. Тарифный фонд заработной платы - рассчитывается как произведение списочной численности, эффективного фонда рабочего времени и часовой тарифной ставки. Доплаты до основного фонда - принимаются в размере 30% от тарифного фонда заработной платы. Итого основной фонд заработной платы - представляет собой сумму тарифного фонда заработной платы и доплат до основного фонда. Дополнительная заработная плата - составляет 10 % от основного фонда заработной платы. Всего годовой фонд заработной платы - определяется суммированием основного фонда и дополнительной заработной платы. Общая сумма годового фонда заработной платы после внедрения автоматизации составляет 579150 тг.

Таблица 5.7 - Изменение численности персонала и фонда оплаты труда до и после внедрения проектируемой системы автоматизации

Определяем изменение численности персонала и фонда оплаты труда до и после внедрения прибора. В первом пункте указывается численность человек до автоматизации, после автоматизации и изменение. Во втором пункте годовой фонд заработной платы до автоматизации =793650 тг, после автоматизации =579150 тг и изменение = -214500тг. После внедрения программы предприятие начало экономить 214500 тг.

5.5 Расчет снижения себестоимости продукции

6.2 Резюме

Целью данного проекта является создание системы автоматического управления, обеспечивающей эффективную и надежную реализацию автоматического регулирования и управления технологическим процессом на основе современных средств автоматизации.

Секция первичной переработки сырой нефти необходима для обессоливания и обезвоживания нефти для дальнейшего преобразования нефтепродуктов.

Переработанная нефть, выпускаемая ТОО «ШНОС» является стратегическим продуктом и ориентированная на дальнейшую переработку и производство нефтепродуктов.

Для достижения целей реконструкции производства: обновление приборов и средств автоматизации, программного и информационного обеспечения, проведения монтажных, пуско-наладочных работ разработки системы автоматического управления процессом электростатическое разрушение водноэмульсионных смесей в переменном электрическом поле секции 100 установки ЛК-6У. Исходя из данных технико-экономических расчетов, необходимыми дополнительными затратами является сумма 4192883 тенге.

Целью создания проектируемой системы автоматического управления является поддержание основных параметров технологического процесса в пределах предусмотренных регламентом, а также достижение максимального экономического эффекта путём ввода программно-технического комплекса на базе оборудования фирмы SIEMENS: повышение качества и снижение себестоимости продукции по сравнению с действующим производством, высвобождение обслуживающего персонала, сокращение профилактических работ, что, в конечном счете, приводит к сокращению времени простоя технологической линии.

Проектируемая система построена на базе технических средств известной мировой фирмы: Siemens AG (Германия).

Предлагаемая схема автоматизации процесса атмосферной перегонки нефти позволяет:

повысить технический уровень производства;

способствует росту производства;

повысить надежность и работоспособность производства;

снизить стоимость производимой продукции по сравнению с действующим производством;

получить экономический эффект, за счет сокращения персонала и увеличения объема продаж нефтепродуктов.

Предприятие-инициатор ТОО «ПКОП» является ведущим предприятием в нефтегазовой отрасли. Данное предприятие в основном занимается добычей, переработкой, хранением и дальнейшей реализацией нефтепродуктов.

На основании сделанных технико-экономических расчетов, обновленная схема автоматизации процесса ЭЛОУ-АТ позволяет намного снизить себестоимость продукции, энергозатрат, численность персонала. Срок окупаемости 1,4 года. И на этих основаниях можно сделать вывод, что обновленная схема автоматизации технически возможна и экономически целесообразна.

6.3 Описание предприятия и отрасли

Нефть, поступающая на завод по трубопроводу, перерабатывается на комбинированной установке ЛК-6У, состоящей из следующих секций (установок):

Секция 100 (ЭЛОУ-АТ) - служит для удаления воды, хлористых солей и механических примесей, далее обессоленная нефть разгоняется на следующие прямогонные фракции: углеводородные газы, бензиновую, керосиновую, дизельную и мазут для дальнейшей переработки с целью улучшения качественных характеристик.

Проектная мощность 6,0 млн. тонн в год.

Секция 200 (Каталитическое риформирование), где первоначально бензиновая фракция, проходит предварительную гидроочистку для удаления нежелательных вредных примесей серы, азота, кислорода, некоторых тяжелых металлов, оказывающих отравляющее влияние на катализатор риформинга. Гидроочистка проходит при высоких температурах и давлении в присутствии катализатора. Затем гидроочищенное сырьё поступает на блок риформирования (облагораживания), где при высоких температурах и давлении на биметаллических катализаторах происходит превращение низкооктанового бензина в высокооктановый компонент товарной продукции.

Мощность 1,0 млн. тонн в год.

Секция 300 (гидродепарафинизация), включающий в себя две установки С-300/1 - гидродепарафинизация дизельного топлива и С-300/2 - гидродепарафинизация керосина. Процессы, протекающие при высоких температурах и давлениях, в присутствии катализаторов, предназначены для улучшения и стабилизации товарных характеристик топлив, а также извлечения из них сернистых соединений.

Мощность С-300/1 - 1,0 млн. тонн в год; С-300/2 - 330 000 тонн в год.

Секция 400 (Газофракционирующая установка) служащая для сбора и переработки углеводородных газов, с целью получения товарных сжиженных газов пропана, нормального бутана, изобутана.

Мощность 400 000 тонн в год.

Висбрекинг (Установка лёгкого термического крекинга ЛТК) используется для висбрекинга прямогонного мазута с целью снижения температуры его застывания и увеличения выхода светлых углеводородов. Мощность 1,0 млн. тонн в год.

Как видно из схемы, каждая секция представляет собой отдельно стоящую установку и может работать через промежуточные парки, а также по жесткой схеме (из секции в секцию).

Для углубления переработки имеется установка вакуумной перегонки мазута мощностью 3,8 млн. тонн в год. В настоящее время простаивает из-за незавершенности строительства установки каталитического крекинга.

При переработке нефти и нефтепродуктов на установках образуется сероводород. Для избавления от нежелательного соединения углеводородные газы проходят очистку раствором моноэтаноламина (МЭА), на блоке регенерации установки производства серы, с последующим возвратом в технологические процессы. Блок получения серы в настоящее время не работает из-за низкого содержания сернистых соединений в сырье.

6.4 Описание продукции

В данном дипломном проекте разработана система автоматического управления процессов сырой нефти для ТОО «ПКОП». Технологический процесс является промежуточным в технологии первичной переработка продуктивных растворов с получением обессоленной и обезвоженной нефти

Целью создания проектируемой системы автоматического управления является поддержание основных параметров технологического процесса в пределах предусмотренных регламентом, а также достижение максимального экономического эффекта путём ввода программно-технического комплекса на базе оборудования фирмы SIEMENS: повышение качества и снижение себестоимости продукции по сравнению с действующим производством, высвобождение обслуживающего персонала, сокращение профилактических работ, что, в конечном счете, приводит к сокращению времени простоя технологической линии.

Проектируемая система автоматизации позволяет:

предоставлять оперативную информацию обслуживающему персоналу о состоянии параметров технологического процесса;

поддерживать важные технологические параметры на заданном уровне в автоматическом режиме (поддержание заданного значения рН; поддержание заданного значения температуры; стабилизация расходов растворов и реагентов);

осуществлять заполнение колонн цепочки регенерации и контроль заполнения с помощью датчиков уровня в колоннах;

реализовывать постоянство объема разовой перегрузки ионита по цепочке регенерации с помощью датчиков уровня;

управлять потоком ионита путем изменения продолжительности цикла регенерации;

управлять оборудованием в дистанционном режиме;

оперативно выявлять аварийные ситуации (сигнализация аварийного уровня ионита в бункерах колонн и остановка движения технологических растворов при достижении аварийного уровня в напорных емкостях);

вести учет расходов растворов и реагентов;

дополнять и изменять систему без серьезных технических переделок;

формировать документы, характеризующие ход технологического процесса;

обеспечить надежность системы автоматизации за счет применения современных технических средств.

Также проектируемая система обеспечивает безаварийную работу основных технологических аппаратов, безопасные условия работы и обслуживания, осуществление мер по охране окружающей среды.

При разработке системы автоматического управления процессом электростатическое разрушение водноэмульсионных смесей в переменном электрическом поле секции 100 установки ЛК-6У, заложены следующие основные принципы:

оптимальная степень автоматизации технологического процесса;

увеличение времени безаварийной и бесперебойной работы за счет эксплуатационной надежности комплекса технических средств;

создание структуры управления, позволяющей подключать новые объекты управления при минимальных изменениях в исходной системе; максимальное исключение из системы самопишущих приборов и вторичных преобразователей, устанавливаемых на щитах;

высокая степень визуализации состояния оборудования и технологических параметров;

своевременное обнаружение и ускорение анализа причин возникновения нештатных технологических ситуаций;

повышение технологической дисциплины, которая обеспечивается автоматизированным контролем параметров и повышением ответственности аппаратчиков за ведение конкретных технологических операций;

вывод обслуживающего персонала из помещений с агрессивной и опасной средой;

обеспечение высокой надежности каналов сбора и обработки информации, за счет использования программно-технической базы фирмы Siemens AG;

удобство управления технологическим процессом;

модульная конструкция и возможность расширения;

высокое качество и стабильность программного обеспечения;

уменьшение затрат на приобретение запасных частей, обусловленное использованием однотипного оборудования;

простота технического обслуживания и замены оборудования.

Спроектированная система является ремонтируемой, восстанавливаемой и обслуживаемой, укомплектованной, в основном, типовыми техническими средствами, серийно выпускаемыми промышленностью. Для осуществления автоматизации необходимо произвести закупку необходимого оборудования и материалов - приборов и средств автоматизации (средства вычислительной техники: программируемый контроллер, промышленные компьютеры; измерительные преобразователи, датчики, исполнительные механизмы и др.) и кабельной продукции.

6.5 План маркетинга

PetroKazakhstan является интегрированной энергетической компанией, занимается в Казахстане разведкой, добычей и экспортом нефти, а также переработкой нефти и реализацией нефтепродуктов.

Основными активами PetroKazakhstan являются Шымкентский НПЗ и Кумкольская группа месторождений (Кызылординская область Казахстана, на юге).

PetroKazakhstan является совместной китайско-казахстанской компанией, в которой треть акций принадлежит нацкомпании "КазМунайГаз", оставшаяся часть - China National Petroleum Corporation (CNPC). При этом по договоренности сторон они на паритетной основе управляют Шымкентским НПЗ.

Компания PetroKazakhstan в январе-июне 2007 года увеличила нефтедобычу на 0,3%. В течение первого полугодия общий объем добычи PetroKazakhstan Inc. (т.е. PetroKazakhstan Kumkol resources, 50%-ная доля в СП "Казгермунай" и СП "Тургай Петролеум") составил 26,137 млн. баррелей нефти (3,374 млн. тонн), или в среднем 144401 баррель нефти в день (или 18642 тонн нефти в день) по сравнению с 145978 бнд во втором квартале и 141861 бнд в первом квартале 2006 года [23].

Конкуренты ТОО «ПКОП» нефтяные компании из России, Китая, НПЗ в Павлодаре и Атырау, большое внимание уделяют на переоснащение существующих промышленных средств автоматизации, замену устаревшего оборудования.

В этой конкурентной борьбе, необходимо увеличивать свою долю на рынке нефтепродуктов, а это в свою очередь зависит от производственной мощности предприятия.

Например, украинские нефтеперерабатывающие заводы значительные инвестиционные средства направляют на замену физически и морально изношенного оборудования и замену установки АСУТП. Большое внимание уделяется экологическим программам. Значительные средства НПЗ тратит на строительство новой очереди БХО (биохимической очистки воды). Цель данных мер - снижение опасных выбросов в окружающую среду, а именно, в водный бассейн. Развитие технологии переработки нефти в настоящее время характеризуется тенденцией роста мощности технологических установок. За последние годы мощность установок первичной переработки нефти выросла более чем в 10 раз. При увеличении единичной мощности установки сокращаются удельные, т.е. рассчитываемые на 1 т перерабатываемого сырья, затраты на строительство установок, эксплуатационные расходы, производственный штат. Например, благодаря увеличению мощности установок первичной перегонкимену установкам каталитического риформинга мощностью 300 тас. т/год пришли установки мощностью 1 млн. х установок. учуки, пласт нефти от 3 до 6 млн. т/год капитальные вложения на единицу мощности уменьшаются на 31%, а производительность труда повышается в 2-2,5 раза.

Выпускаемая продукция после реконструкции имеет ряд преимуществ перед продукцией, выпускаемой на иных нефтеперерабатывающих предприятиях Казахстана, так как бензин, получаемый, в результате каталитического риформинга обладает высокими качественными характеристиками и практически не нуждается в дорогостоящих присадках повышающих октановое число. А получаемое на установке сырье для производства технического углерода не имеет аналогов по Казахстану.

Основными потребителями ТОО «ПКОП» являются не только крупные сельскохозяйственные предприятия, заводы, фабрики, но и дочерние предприятия, которые реализуют нефтепродукты на АЗС.

Огромное значение для предприятия в сфере маркетинга имеет реклама реализуемой продукции. Так при упоминании имени предприятия, потребитель должен сразу вспомнить о продукции, которую реализует данное предприятие.