Система автоматизации процесса качественной очистки газа от кислых компонентов

Астраханский Государственный Технический Университет 
 

 

                                                                                                         

                                Кафедра АТП 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

по дисциплине:

«Проектирование автоматизированных систем управления»

на тему:

«Система  автоматизации процесса качественной очистки газа от кислых компонентов» 
 
 
 
 
 
 

    Выполнил:

студент гр. ДХА-51

 Никульшин  И.В. 

Руководитель:

к.т.н., доцент

Прохватилова  Л.И. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Астрахань 2006 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение

      Астраханский  газовый комплекс, основанный в 1981г., является крупнейшим предприятием юга  России по добыче, переработке и  транспортировке газа, серы и жидких углеводородов.

      Астраханское  газоконденсатное месторождение –  первое в мире разрабатываемое месторождение, содержащее 50% метана, более 40% кислых газов, в которых 28% сероводорода. Первые исследования, проведенные в 1945г., показали целесообразность продолжения работ по поиску нефти и газа в Астраханской области.

      В 1976 году в скважине № 5 был получен  промышленный приток газа и конденсата. Это событие возвестило об открытии уникального как по размерам, так  и по содержанию компонентов Астраханского  газоконденсатного месторождения. Масштабы этого открытия (по углеводородному сырью) сопоставимы с гигантскими нефтяными и газовыми месторождениями Западной Сибири, а на мировом уровне – с крупнейшими месторождениями Ближнего Востока. По запасам же газовой серы, углекислого газа и других полезных ископаемых аналогов Астраханскому месторождению газа и конденсата в мире пока нет. Открытие АГКМ в 1976 году создало предпосылки к строительству крупнейшего и уникального газохимического комплекса в Нижнем Поволжье.

      В настоящее время ООО «Астраханьгазпром» представляет собой комплекс, объединяющий в единую технологическую и финансовую структуру 24 подразделения. Среди них: Астраханский газоперерабатывающий завод (АГПЗ), осуществляющий переработку газа, газового конденсата и нефти с получением широкого ассортимента товарной продукции; газопромысловое управление, обеспечивающее разработку Астраханского газоконденсатного месторождения, добычу и транспорт газожидкостной смеси на Астраханский газоперерабатывающий завод и добычу нефти; предприятие «Астраханьтрансгаз», выполняющее задачи по транспортировке газа и нефтепродуктов от газоперерабатывающего завода до места его распределения, подаче природного газа в городские сети.

      ООО «Астраханьгазпром» – монополист по производству серы (70% российского рынка), крупнейший российский экспортёр серы на мировом рынке (12 % мирового рынка). Астраханская сера (комовая, жидкая, гранулированная) поставляется на химические заводы России, Украины, Азербайджана, Италии, Румынии, Югославии, Англии, Индии, стран Африки.

      В настоящее время ООО «Астраханьгазпром» вышло на уровень добычи и переработки  газа 10,5 млрд. м3, серы 4,1 млн. т., бензина 960 тыс. т., дизельного топлива 800 тыс. т., мазута 374 тыс. т., сжиженного газа 240 тыс. т. в год.

      На  обслуживании специалистов газового комплекса находятся более 200 скважин различного назначения, сотни километров технологических трубопроводов, обеспечивающих транспортировку и подачу газожидкостной смеси на газоперерабатывающий завод, более двух с половиной тысяч километров магистральных газо- и продуктопроводов, распределительных и межпоселковых газовых сетей. Производство на АГПЗ и других подобных заводах и предприятиях невозможно осуществлять без его автоматизации. Автоматизация - это высокая стадия механизации, при которой функции управления выполняются автоматическими устройствами. Автоматизация механизирует не только труд, но и управление им. При автоматизации резко возрастают скорость и точность выполнения операций, что приводит к повышению производительности труда. Уровень автоматизации и механизации на астраханском газовом промысле как по количеству применяемых средств, так и по сложности оборудования довольно высок.

     Однако  на современном этапе развития вычислительной техники и средств автоматизации на предприятиях создаются и эксплуатируются распределённые автоматизированные системы управления, выполненные на микропроцессорах, объединённые в общую вычислительную сеть. Важным фактом в создании таких систем является уменьшение роли человека в технологическом процессе, т.е. переход от автоматизированного к автоматическому управлению, что особенно важно для взрыво- и пожароопасных производств, к которым относится АГПЗ.

     Целью данного курсового проекта является разработка системы автоматизации установки сероочистки АГПЗ, построенной на контроллере и отвечающей современному уровню АСУ ТП. Актуальность предлагаемой темы объясняется тем, что существующий уровень автоматизации на данной установке может быть повышен за счет внедрения современных средств автоматизации, применения сложных систем управления, что приведет в конечном итоге к улучшению качества получаемой продукции, сокращению расходов по сырью и материалам и оптимизации режимов работы технологического оборудования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Техническое предложение

1. 1. Назначение и структура АГПЗ

      АГПЗ  предназначен для получения из пластового газа Астраханского газоконденсатного месторождения товарных продуктов:

• топливного газа;
• технической газовой серы (жидкой, комовой, гранулированной);
• сжиженных газов (СПБТЛ, СПБТЗ);
• бензина А-76, АИ-93;
• дизельного топлива (ДТ-Л02-62, ДТ-Л05-40);
• котельного топлива (М-40, М-100).

      В состав завода входят основные, общезаводские  и вспомогательные объекты. Основные технологические объекты выделены в 5 производств (№ 1, 2, 3, 5, 6).

      В состав производства № 1 входят установки: 1-4L171, 1-5L271, У–172, У–272, У–175, У–275, У–182, У–282, на которых осуществляется:

      - разделение пластового газа высокого  давления на отсепарированный  газ, нестабильный конденсат и пластовую воду;

      - очистка природного газа от сероводорода, двуокиси углерода и других сернистых соединений;

      - сжигание горючих, кислых газов  и паров на факелах низкого  и высокого давления при пуске установок и в случае отклонений технологического режима.

     Установки 1-4L171, 1-5L271 предназначены для приема с промысла пластового газа, гашения жидкостных пробок, замера и подготовки отсепарированных газа и конденсата к дальнейшей переработке. Кроме того, имеется возможность к закачке нестабильного конденсата в подземные емкости. На установках производится сепарация газа от капельной жидкости и выделение из жидкой углеводородной фазы пластовой воды, механических примесей. Сюда же подается газ продувки скважин и газ дыхания из подземных емкостей. Получаемая продукция – отсепарированный газ и нестабильный конденсат.

     Установки очистки природного газа от кислых компонентов (У–172, У–272) предназначены  для очистки отсепарированного  газа, поступающего с установок 1-4L171, 1-5L271, и очистки газов стабилизации и выветривания с установки У–141. Получаемая продукция – обессеренный газ, кислый газ для производства серы.

  В состав производства № 2 входят установки  У–151, У–251, на которых осуществляется производство серы из кислого газа по методу Клауса и доочистки отходящих газов по методу «Сульфрин». Получаемая продукция – элементарная, жидкая и комовая сера.

     В состав производства № 3 входят установки  переработки газового конденсата: У–1.731, У–1.732, У–1.734 (включая БПТП), У–1.742, У–2.760 (ШФЛУ), осуществляющие переработку высокосернистого газового конденсата и ШФЛУ с получением бензина, дизельного топлива, мазута и сжиженных газов, и У–515 (парк стабильного конденсата).

     Комбинированная установка (У–1.731) состоит из трех блоков, которые предназначены для получения компонентов дизельного и котельного топлива, бензина, пропан-бутановой фракции, бутана технического, сероводорода, серы дисульфидной и др.

     Установка гидроочистки (У–1.732) предназначена  для каталитической очистки фракции  НК–350°С от сернистых соединений с получением стабильного гидрогенизата, сероводорода и углеводородного газа.

     Установка риформинга (У–1.734) предназначена для  получения компонента бензина А-76.

     В состав производства № 5 входят установки: У–120, У–220, У–141, У–241, У–174, У–274, У–165, У–265, полигон закачки промстоков в пласт, на которых осуществляется:

• стабилизация газового конденсата;
• очистка газа среднего давления от кислых компонентов, его рекомпремирование;
• осушка и отбензинивание товарного газа;
• обработка пластовой воды, сжигание шламов;
• закачка промстоков в пласт.

     Установки стабилизации конденсата и очистки сточных вод (У–120, У–220) предназначены для стабилизации углеводородного конденсата, поступающего с установок 1-4L171, 1-5L271. Получаемая продукция – стабильный конденсат, газ стабилизации.

     Установки очистки и компремирования газа (У–141, У–241) предназначены для очистки сероводородсодержащего газа среднего давления, поступающего с У–121, и газа выветривания диэтаноламина (ДЭА) с установок У–172, У–272, сжатия этого газа и подачи его на доочистку на установки У–172, У–272. Продукция – кислый газ на установки У–151, У–251.

     Установки осушки и отбензинивания очищенного газа (У–174, У–274) предназначена для осушки и очистки обессеренного газа от меркаптанов, сероокиси углерода. Продукция – осушенный, отбензиненный и доочищенный от меркаптанов газ, полуфабрикат – широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ).

      В состав производства № 6 входят установки: У–500, У–501, У–510, У–511/512/513, У–514, У–150, У–250, установки грануляции серы (Devco, Hawaii), осуществляющие:

• эксплуатацию товарно-сырьевых парков (складов) нефтепродуктов, сжиженного газа и серы;
• эксплуатацию наливных эстакад и отгрузку нефтепродуктов, сжиженных газов, серы;
• эксплуатацию установок грануляции.