高晓迪开题报告

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1、醇酮装置精馏塔自动控制系统设计1.课题的来源、选题的目的和意义1.1课题的来源新醇酮装置（U283）是辽阳石化分公司尼龙厂精已二酸技改工程项目中新建装置，于2004年11月11日建成投产。设计能力为52500吨醇酮/年（按8000小时计），6.5625吨/小时。本装置划分为氧化区（包括氧化反应器和尾气与环已烷换热的热交换器）、催化剂制备区、压缩机区、塔罐区四个区域，由100#—氧化工段、200#—予浓缩-脱过氧化工段、300#—蒸馏工段、400#—尾气处理工段、900#—公用工程工段五个工段组成[1]。1.2选题的意义精馏

2、是工业上应用最广泛的传质分离操作，这除了由于技术比较成熟外，最主要是其通常只需要提供能量和冷却剂，就能得到高纯度产品。因此精馏的研究工作一直十分活跃，其代表性成果也层出不穷。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一，塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。精馏塔也是最早应于手工业生产的塔设备之一，合理的设计和适当的操作精馏塔能够满足要求的操作弹性而且效率高[2]。本次设计题目为醇酮装置精

3、馏塔自动控制系统设计。化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干分组组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动，利用混合液中各组分具有不同的挥发度，在相互接触的过程中，液相中的轻组分转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相，从而实现液体混合物的分离。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益[3]。精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，

4、炼油，石油化工等工业得到广泛应用，在原油加工中占有重要的作用。本设计使用精馏塔，其突出优点为结构简单，造价低板上液面落差小，气体压强低，生产能力较大，气体分散均匀，传质效率较高。其中，精馏塔的主要干扰因素为进料状态，即进料流量F、进料组分Zf，进料温度Tf或热焓FE此外，冷剂与加热剂的压力和温度及环境等因素，也会影响精馏塔的平衡操作。所以，在精馏塔的整体方案确定时，如果工艺允许，能把精馏塔进料量、进料温度或热焓加以定制控制，对精馏塔的操作平稳是极为有利的。精馏塔的控制目标是11在保证产品质量合格的前提下，使塔的总收益（利润

5、）最大或总成本最小。具体对一个精馏塔来说，需从产品质量控制、物料平衡控制、能量平衡控制、约束条件控制这四个方面考虑，设置必要的控制系统。本次设计的重要意义是一次理论联系实践的综合性设计训练。在了解精馏塔装置工艺流程的基础上，通过自己在大学里学过的相关的专业课知识，设计符合工艺要求的控制方案。培养自己对自动控制系统的分析设计能力，提高理论与实际相结合，进一步验证理论和实际的差别及处理实际当中遇到的问题，增强了实践能力，在整个设计过程中，不仅巩固和加强了自己所学的专业理论知识，还培养我独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我的

6、创新意识、严谨认真的学习态度。1.3选题的目的通过在辽阳石化分公司尼龙厂对精馏塔装置认识了解，熟悉精馏塔装置工艺流程、特点及各个工段的控制要求。本次设计为了提高精馏塔控制效率，采用计算机控制系统即集散控制系统CENTUMCS1000对精馏塔装置进行控制，集散控制系统（Distributedcontrolsystem）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了

7、常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。一般的集散控制系统有如下特点：1）自律性强。集散控制系统的各个分级互相联系和制约，通过系统的协调，很好的完成了工作，保证系统安全可靠地控制、操作及管理。2）丰富的控制功能。集散系统不仅可以实现简单的控制功能，而且可以实现各种复杂的控制功能，也可以进行各种复杂运算，还可以实现各

8、种连续的反馈控制、顺序控制、批量控制及单元监视控制操作等。3）完善的人-机联系和集中监视管理能力。操作人员和管理人员通过不同的接口（操作人员接口和工程师接口），由CRT操作站和操作键盘全面地监视、控制、管理生产装置以至整个工厂的生产情况，实现人和过程的高度对话。一些新型集散控制系统采用开放式的工作站（U