过程控制课程设计--脱丙烷塔控制系统设计

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1、 目录目录 一、 设计任务书设计任务书 X 二、二、 设计说明书设计说明书 X X 1、 摘要 2、 基本控制方案的设计与分析 3、 节流装置的计算 4、 蒸汽流量控制阀口径的计算 三、三、 参考文献参考文献 X X 四、四、 附图附图 X X 过程控制工程课程设计任务书过程控制工程课程设计任务书 一、一、 设计题目：设计题目： 脱丙烷塔控制系统设计 二、二、 设计目的：设计目的： 1 1、 掌握控制系统的基本构成、原理及设计的方法和步骤。 2 2、 掌握控制方案的设计、仪表选型的方法及管道流程图、仪表 接线图、仪表安装等图的绘制方法。 3 3、 掌握节流装置和调节阀的计算。 4 4、 了解信

2、号报警及联锁系统的设计和顺序控制系统的设计。 5 5、 通过理论联系实际，掌握必须的工程知识，加强对学生实践 动手能力和独立完成工程设计任务能力的培养。 三、三、 设计设计所需数据：所需数据： 1 1、 主要工艺流程和环境特征概况 脱丙烷塔的主要任务是切割 C3和 C4混合馏分，塔顶轻关键组分 是丙烷，塔釜重关键是组分丁二烯。主要工艺流程如图 1 所示：第一 脱乙烷塔塔釜来的釜液和第二蒸出塔的釜液混合后进入脱丙烷塔， 进 料为气液混合状态，液化率为 0.28。进料温度为 32，塔顶温度为 8.9，塔釜温度为 72。塔内操作压力为 0.75MPa(绝压)。采用的 回流比约为 1.13。冷凝器由

3、0丙烯蒸发制冷,再沸器加热用的 0.15 MPa(绝压)减压蒸汽由来自裂解炉的 0.6 MPa(绝压)低压蒸汽与冷凝 水混合制得的。和其他精馏塔一样，脱丙烷塔也是一个高阶对象，具 有对象通道多、内在机理复杂、变量间相互关联、动态响应慢、控制 要求高等特点。脱丙烷塔的自动控制应满足质量指标、物料指标、能 量平衡及约束条件等要求。 脱丙烷塔所处的环境为甲级防爆区域,工艺介质为多种烃类混合 物,沸点低、易挥发、易燃、易爆，生产装置处于露天，低压、低温。 主导风向由西向东。 2、仪表选型说明 所选仪表应具有本质安全防爆性能等特点， 电动型仪表在安全 性、可靠性等方面已能满足要求。电动仪表信号传送快且距

4、离远，易 与计算机配合使用，除控制阀外，最好全部选用电动型仪表。采用 安全栅，可构成本质安全防爆系统。 3、再沸器加热蒸汽流量检测系统环室式标准孔板计算数据： （1）被测流体：饱和水蒸汽 （2）流量：Mmax=1350kg/h; Mcom=900kg/h; Mmin=450kg/h （3）工作压力：p1=0.15MPa（绝压）; 工作温度：t1=110 来自第一脱乙烷塔 和第二蒸出塔塔釜 来 自 减 压 蒸汽总管 返回冷凝水系统 去脱丁烷塔 去干燥器 去尾气管线 液态丙烯 气态丙烯 图 1 脱丙烷塔工艺流程图 图 1 脱丙烷塔工艺流程图 （4）密度：s=0.8528kg/m 3;粘度=2510

5、-6Pas （5）允许的压力损失：应尽量小 （6）管道内径：D20=200mm （7）管道材质：20#钢，新无缝管 4、蒸汽流量控制阀口径计算数据： （1）流体：饱和水蒸汽 （2）正常流量条件下： 阀前绝压：P1=140kPa 阀后绝压：P2=105kPa 阀前温度：t1=110 管道内径：D1= D2=200mm 正常流量：MS=900kg/h 密度：S=0.8528kg/m 3 （3）稳态最大流量：Mmax=1350kg/h （4）选型：气动单座调节阀，等百分比固有流量特性，流开向 型。 型号：ZMAP-1.6K 四、四、 主要设计任务主要设计任务 1 1、 确定基本控制方案，要带有信号报

6、警系统（设置 3 个液位 报警上、下限：塔釜液位：30%-90%，冷凝器液位：20%-80%， 回流罐液位： 30%-80%） ， 并按规范绘制带控制点的工艺流程图。 2 2、 对至少一个回路（再沸器加热蒸汽流量控制系统）进行仪 表选型。 3 3、 对至少一个回路（再沸器加热蒸汽流量控制系统）的节流 装置和调节阀进行计算。 4 4、 分析所用到的复杂控制系统并绘制复杂控制系统的接线 图。 5 5、 设计布置控制室并绘制控制室平面布置图。 6 6、 绘制再沸器加热蒸汽流量检测系统标准孔板制造图。 五、五、 需提交的设计文件需提交的设计文件 1 1、 设计说明书 2 2、 控制流程图 3 3、 自控设备表 4 4、 复杂系