На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Технологическая схема процесса конверсии метана

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 27.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 7. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Оглавление 

 

Описание  технологического процесса.
     Технологическая схема процесса конверсии  метана. Природный газ из заводского коллектора под давлением 1,2 МПа смешивается в соотношении 10:1 с азотоводородной смесью (АВС), поступающей из отделения синтеза аммиака и направляется далее в трубчатую печь 1 (рис. 9.1), где смесь газов подогревается дымовыми газами до ?400 °С. Затем ее направляют в аппарат 2 гидрирования сероорганических соединений до сероводорода. Далее природный газ, очищенный от сероводорода, смешивают с водяным паром в соотношении пар:газ, равном 4.
     Полученную  парогазовую смесь направляют в  подогреватель, расположенный в  конвективной части трубчатой печи, где ее температура повышается до 500—550 °С за счет тепла дымовых газов.
     Нагретая  парогазовая смесь поступает  далее в реакционные трубы, установленные  в радиационной камере трубчатой  печи, в которых на никелевом катализаторе происходит конверсия природного газа водяным паром.
     В процессе конверсии метан окисляется в трубчатой печи водяным паром  по следующей основной реакции:
     
     Тепло, необходимое для реакции, получают сжиганием природного газа в межтрубном пространстве печи. Дымовые газы, образующиеся в результате сгорания топлива в трубчатой печи, выбрасываются в атмосферу дымососом 9. Из реакционных труб конвертированный газ, содержащий около 10% остаточного метана, при температуре 800 – 830 °С, поступает в смеситель шахтного реактора 3. Сюда же под давлением 3 МПа подается технологический воздух, нагретый до 500 °С в конвективной части трубчатой печи.
     В шахтном реакторе 3 осуществляется практически полная конверсия метана, оставшегося в газе после трубчатой печи, и введение в состав получаемого технологического газа азота, необходимого для стадии синтеза аммиака.
     В шахтном реакторе протекают следующие  основные реакции:
     

Рис1. Технологическая  схема и схема  автоматизации процесса конверсии метана.
1-трубчатая  печь; 2-аппарат гидрования;3-шахтный реактор; 4,7-регуляторы соотношения; 5-регулятор давления;6,8-регуляторы расхода;9-дымосос; 1-15 – датчики давления; 16-27 – датчики температуры; 28-30 – датчики состава; 3 -35 – регулирующие капаны.
В свободном  пространстве верхней части шахтного реактора часть водорода и метана, содержащихся в конвертированном газе, поступающем из трубчатой печи, сгорает с кислородом воздуха; при этом выделяется тепло, необходимое для эндотермической реакции оставшегося метана с водяным паром на никелевом катализаторе шахтного реактора.
     На  выходе шахтного реактора получают конвертированный газ при температуре 980—1000 °C с остаточным содержанием метана ?0,5%.
     Автоматизация процесса конверсии  метана. При осуществлении последовательного двухступенчатого процесса конверсии метана, в котором на первой ступени протекает паровая конверсия (в трубчатой печи), а на второй — паровоздушная (шахтная доконверсия), состав конвертированного газа на выходе шахтного реактора определяется составом, давлением и температурой конвертированного газа на выходе трубчатой печи.
     При увеличении температуры на выходе трубчатой  печи и соотношения пар : газ на ее входе остаточное содержание метана в газе после нее уменьшается. Заданное соотношение пар : газ поддерживается регулятором соотношения 4 путем изменения подачи пара с помощью регулирующего клапана 31. Давление природного газа стабилизируется регулятором 5, воздействующим на регулирующий клапан 32 подачи природного газа. Температура на выходе трубчатой печи регулируется изменением подачи топливного газа в печь с помощью регулятора 6 и регулирующего клапана 33.
     Предусмотрено также регулирование соотношения  расходов газ : АВС, подаваемых в аппарат  2, с помощью регулятора соотношения 7, воздействующего на регулирующий клапан 34 подачи АВС.
     Заданный  режим в шахтном реакторе 3 поддерживают изменением подачи в него воздуха с помощью регулятора 8 и регулирующего клапана 35.
     Основными контролируемыми параметрами процесса конверсии метана являются:
     давления воздуха (датчик 10), парогазовой смеси на входе в трубчатую печь (датчик 11), конвертированного газа на выходе из трубчатой печи (датчик 12), топлива (датчик 13), конвертированного газа на выходе шахтного реактора (датчик 14) и дымовых газов перед дымососом (датчик 15);
     температуры пара (датчик 16), воздуха на входе трубчатой печи (датчик 17) и шахтного реактора (датчик 15), топлива (датчик 19), смеси природного газа и АВС на входе в трубчатую печь (датчик 20) и аппарат 3 сероочистки (датчик 21), парогазовой смеси на входе реакционных труб печи (датчик 22), конвертированного газа на выходе печи (датчик 23) и шахтного реактора (датчик 24), дымовых газов на выходе из радиационной камеры печи (датчик 25) и перед дымососом (датчик 26), смеси газов на выходе аппарата 2 (датчик 27);
     составы конвертированного газа после трубчатой печи (датчик 28) и шахтного реактора (датчик 29) — содержание метана;
     дымовых газов на выходе трубчатой печи (датчик 30) — содержание кислорода.
 

Выбор средств измерений, средств отображения  информации и регуляторов
Датчики.
Наименование  прибора количество Краткое описание
Преобразователи избыточного давления ОВЕН ПД100 
http://www.owen.ru/catalog/15650216
1 ПД100-ДИ М –  развитие серии датчиков давления ПД100-ДИ (Переобразователь избыточного давления), выпускаемых компанией ОВЕН. Благодаря новой  цифровой схеме датчики ПД100-ДИ М  обладают повышенной надежностью и  помехоустойчивостью. В микропроцессорных  датчиках давления реализована современная  технология цифровой компенсации для  корректировки «нуля» и диапазона измерения. 

Преобразователи избыточного давления (тензопреобразователи или датчики давления) применяются  в распределительных сетях ЖКХ (вода, тепло), на тепловых пунктах, компрессорных  станциях, в пищевой промышленности и др.  

Основные функции  датчика давления 

ИЗМЕРЕНИЕ ИЗБЫТОЧНОГО  ДАВЛЕНИЯ нейтральных к титану и  нержавеющей стали сред (воздух, пар, различные жидкости)
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ  избыточного давления в унифицированный  сигнал постоянного тока 4...20 мА
ВЕРХНИЙ ПРЕДЕЛ измеряемого давления – ряд значений от 25 кПа до 10 МПа
ПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ 200% от ВПИ
КЛАСС ТОЧНОСТИ 0,5 или 1,0
ВЫСОКАЯ ПЕРЕГРУЗОЧНАЯ  СПОСОБНОСТЬ по давлению 

ХОРОШИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВРЕМЕННОЙ СТАБИЛЬНОСТИ выходного  сигнала
ВЫСОКАЯ СТЕПЕНЬ  ЗАЩИТЫ корпуса датчика давления – IP65
ПОВЫШЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ к воздействию электромагнитных помех
Преобразователи термоэлектрические платинородий-платиновые ТПП/1-0679 

http://www.npo-manometr.ru/UserFiles/File/02/01/63.html
  для измерения  температуры в окислительных  и нейтральных газовых средах, не содержащих веществ, вступающих во взаимодействие с материалами термопары. 
Диапазон измерений  от 300 до 1300 °С
Газоанализатор метана Экомонт 
http://priborkip.ru/pribor19237.html
  Для контроля и  индикации содержания метана во взрывоопасных  зонах помещений и наружных установок и обеспечивают выдачу световой и звуковой сигнализации при наличии в местах установки метана в диапазоне концентраций 0,25 - 2,5% об. Используются в качестве первичных преобразователей систем детектирования утечек газа во взрывоопасных зонах с передачей информации на диспетчерский пункт, в автоматических системах контроля технологических процессов взрывоопасных производств и в других областях науки и техники. Диапазон измеряемых концентраций от 0,25 до 2,5% об.доли. Погрешность 5% НКПР метана.
Анализаторы кислорода АКВТ-01 
http://priborkip.ru/pribor18823.html
  Для измерения  концентрации кислорода в отходящих  газах в процессах сгорания топлива, в водогрейных котлах и других аналогичных устройствах и выдачи информации в виде унифицированных сигналов, пропорциональных измеряемым величинам. Диапазон измерений кислорода, об.доля, %: 0,1-2; 0,1-5; 0,1-10. Погрешность ±0,08; ±0,2; ±0,4%.
Термопреобразователь  сопротивления ОВЕН ДТС 50П [http://www.owen.ru/device/23462285]   1)диапазон измерений -50…+2500С 2) предназначен для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (пар, газ, вода, сыпучие материалы, химические реагенты и т.п.), не агрессивных к материалу корпуса датчика.
OPTISONIC 7060 - газовый ультразвуковой расходомер предназначен для измерения расхода газов в промышленных условиях 
http://www.ste.ru/krohne/ultrason.html
  Компактная  и прочная конструкция прибора  и кожуха подвода кабелей от ультразвуковых датчиков. Применение: химическая и  нефтехимическая промышленность, электростанции и другие газопотребляющие установки, системы распределения сжатого воздуха. Миниатюрные ультразвуковые датчики 
Расширенные функции  самодиагностики, входящие в стандартное  программное обеспечение прибора 
Двунаправленное измерение потока газа
Широкий температурный  диапазон измерений 
Широкий динамический диапазон измерений 
Низкое потребление  питания – менее, чем 1 Вт
 
Регуляторы, показывающие и регистрирующие приборы.
Наименование  прибора количество Краткое описание
Универсальный измеритель-регулятор восьмиканальный ОВЕН ТРМ138В 
http://www.owen.ru/catalog/82577999
  Может применяться  в пищевой, медицинской, химической, нефтеперерабатывающей промышленности. Предназначен для подключения датчиков, находящихся во взрывоопасных зонах. Может быть использован в качестве многозонного регулятора, многопороговой сигнализации, а также как восьмиканальный активный барьер искрозащиты.
Тип кабеля - экранированная витая пара
Тип и габаритные размеры корпуса  - щитовой Щ4, 96х96х145 мм
Степень защиты корпуса - IP54 со стороны передней панели
Вид взрывозащиты для линий связи -«искробезопасная электрическая цепь» уровня «ia» 
 

Характеристики  выходных устройств 

электромагнитное  реле  4 А при 220 В 

транзисторная оптопара структуры n–p–n типа 
400 мА при 60 В 

Симисторная оптопара 
50 мА при 300 В(пост. откр. симистор) или 0,5 А (симистор  вкл. с частотой не более  50 Гц и tимп. = 5 мс) 

выход для управления твердотельным реле 
выходное напряжение – 4...6 В 
максимальный  выходной ток 50 мА 

цифроаналоговый преобразователь «параметр–ток 4…20 мА» 
сопротивление нагрузки 0…800 Ом
Регулятор соотношения ААЛУ.057-04 ТЗ   Прибор предназначен для регулирования соотношения  двух физических величин (регулирование  соотношения расхода газа и воздуха, концентрации и т.д.) по ПИД-закону, отображения одновременно двух физических величин и заданного соотношения между ними. Основная область  применения – системы контроля и  регулирования технологических  процессов. 

входные сигналы 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА, 0-100 мВ
гальваническое  разделение входных цепей, выходных цепей, цепей питания и интерфейса RS-485
регулирование соотношения по ПИД-закону путем  импульсного (2 релейных выхода ШИМ-регулирования) или аналогового управления (алгоритм управления клапаном)
возможность быстрого изменения соотношения (при помощи кнопок на передней панели)
возможность работы по заданному графику соотношения (для достижения наиболее экономного (оптимального) режима работы
программирование  параметров с лицевой панели (защита паролем)
определение аварийной ситуации при выходе измеряемого параметра за заданные границы
обнаружение ошибок работы и определение причины  неисправности
дискретный вход для запуска и остановки регулирования
дискретный вход для безударного перехода на ручное управление процессом
связь с внешними устройствами по интерфейсу RS-485 (протокол MODBUS-RTU Slave)
KD7 –  электронный регистратор параметров   Электронный регистратор  параметров - KD7 с ЖК экраном. Новый  экранный регистратор типа KD7 является одновременно регистратором и концентратором данных (dataloger) с возможностью текущей архивизации и визуализации данных на цветном экране TouchScreen в любой доступной форме по желанию пользователя. Регистратор электрических параметров KD7 позволяет работать с 12 входными аналоговыми и 20 параметрами по RS485. KD7 используется  как устройство сбора данных  в системах измерения и   контроля.
KD7 находит применение  в измерении, визуализации и  контроле технических параметров  обработки в различных областях  промышленности, таких как фармация, пищевая  промышленность и бумажное производство.    

Электронный регистратор  KD7 также можно использовать как  автономное измерительное и записывающее устройство.  KD7 применяется для  измерения изменений напряжения, тока,  температуры, сопротивления и других величин, преобразующихся в сигнал или электрический  параметр. Источником данных измерения могут также быть интерфейсы связи (ETHERNET, RS-485).  

Настоящий электронный  регистратор  KD7 может выполнять  все действия, применимые к системе  измерения: измерение, преобразование и визуализация входных сигналов, а также архивизация данных,  сигнализирование и связь с оборудованием. Преобразованные данные измерения хранятся в оперативной памяти и на съемной флэш-карте.
 
 

Расчет  расходемера переменного перепада давления по установленной стандартной методике
Задано
Измеряемая среда  – метан.
Наибольший измеряемый объемный расход
6000 нм3/час

Средний измеряемый объемный расход
 4000нм3/час

Давление пара перед сужающим устройством
Pизб=5 кгс/см2
Температура пара перед сужающим устройством
t=50°С
Допустимая потеря давления при расходе, равном
0,2 кгс/см2

Внутренний диаметр  трубопровода перед сужающим устройством  при температуре 20°С
D20=80 мм
Материал  трубопровода – сталь Ст20 

 
 
№ п/п 
 
 
 
 
Определяемая  величина
Номера  пунктов, формул, рисунков, приложений и
таблиц
 
 
 
Расчет
 
 
 
Результат
Выбор сужающего устройства и дифманометра
1 Тип сужающего  устройства П.127 Диафрагма камерная; материал – стать Ст20  
2 Тип и разновидность  дифманометра П.128 Дифманометр поплавковый ртутный  показывающий с интегратором ДП-781 302,04
3 Верхний предел измерений дифманометра рис.А2 - 6300нм3
Определение недостающих для  расчета данных
4 Температура измеряемой среды перед диафрагмой, Т п. 8 50+273 323°К
5 Барометрическое давление Рб п. 12   1
6 Внутренний  диаметр трубопровода при температуре  t, D П. 80 D=D20 80мм
7 Плотность метана в нормальном состоянии П. 27   0,6679 кг/м3
8 Показатель адиобаты      
9 Абсолютное  давление     6
10 Коэффициент сжимаемости  метана в рабочих условиях, К Рис. А10и   0,995
11 Плотность метана в рабочих условиях (Р и t), ?  
3,536 кг/м3
12 Динамическая  вязкость метана в рабочих условиях (Р и t), ? П. 15 П .30
Рис. А3
  1,2*10-6 Кгс*с/м2
13 Коэффициент сжимаемости  метана при давлении Р и температуре 20оС, К1 Рис. А10и   0.99
14 Плотность метана при давлении Р и температуре 20оС, ?`  
3,917 кг/м3
 
Определение номинального перепада давления дифманометра
15 Допустимая  потеря давления при расходе, равном выбранному верхнему пределу измерений  дифманометра, Рпд ф.127
0,2205 кгс/см2
16 Вспомогательная величина, С ф.138
27,926
17 Предельный  номинальный перепад давления дифманометра, ?Рн п.133в рис.А19
- 0,4 кгс/см2 = 4000 кгс/м2
18 Приближенное  значение модуля диафрагмы, m п.133в рис.А19
- 0,58
Определение числа Рейнольдса
19 Число Рейнольдса, Re п.135г, ф.16
1,006*106
20 Минимально  допустимое число Рейнольдса, Remin рис.А21 п.135г
- 40000 Т.к.              Re > Remin
расчет  продолжаем
21 Граничное значение числа Рейнольдса, Reгр рис.40 п.135д
- 24•104 Т.к.
Re > Reгр
расчет  продолжаем
Проверка  длины прямых участков трубопровода
а) длина прямого участка перед  соплом
22 Необходимая длина рис.19г - 31D20
23 Имеющаяся длина - - 10 м, т.е. ?33D20
24 Допустимая  сокращенная (вдвое) длина п.91 - 15,5D20 Расстояние  перед соплом допустимо
б) Длина прямого участка за соплом
25 Необходимая длина рис.20 - 7,5D20
26 Имеющаяся длина - - 3 м, т.е.  ? 10D20
Определение параметров сужающего  устройства
27 Наибольший  перепад давления в диафрагме, ?Р ф.65 ?Р= ?Рн 
 
4000 кгс/м2
28 Отношение ?Рср/ Р ф.44
0,027
29 Поправочный множитель  на расширение метана, (?ср)1 п.35, рис.А12 - 0,9879
30 Вспомогательная величина (m?)1 ф.135
0,4470
31 Модуль диафрагмы, m1 рис.А8 - 0,595
32 Поправочный множитель  на расширение пара, (?ср)2 п.35, рис.А13                        -                              0,9877 Следовательно, значения m=0,595 и ?ср=0,9877 считаются окончательными
33 Поправочный множитель  на тепловое расширение материала сопла, k't п. 80 - 1
34 Диаметр отверстия сопла при температуре 20°С, d20 ф.131  
80*0,7714
61,709 мм
Проверка  расчета
35 Коэффициент расхода, ?  рис.А9 - 0,752
36 Диаметр отверстия  сопла при температуре t, d 
п.80, ф.100 d=d20 61,709 мм
37 Расход, соответствующий  наибольшему перепаду давления ?Р, Qо ф.79
6307 м3
38 Допустимое  нижнее предельное значение наибольшего  расчетного расхода табл.10 - 6287 м3
39 Отношение Рп/?Р рис.18 - 37%
40 Действительная  потеря давления, Рп - 0,4*0,37 
Полученное  значение потери меньше допустимого
(0,2 кгс/см2)
0,1480 кгс/см2
Определение поправки на влияние  числа Рейнольдса
41 Величина k рис.А21 - 890
42 Поправка к  показаниям дифманометра, ?Qо ф.132 27,7*80*1,2*10^-6/3,536*890 -0,059 м3
43 Отношение ?Qо/Qоп ф.134
0,00047%
44     Т.к. 0,00047% < 0,3%, поправку на влияние  числа Рейнольдса не вводим.  
Определение погрешности измерения  расхода
45 Средняя квадратичная погрешность исходного коэффициента расхода диафрагмы, ?? и рис.35 - 0,35%
46 Средняя квадратичная погрешность поправочного множителя на шероховатость, ?k2 рис.37 - 1
    Рис. 39   0,2
47 (??)Re п.119 - 0,15%
48 Исходный коэффициент  расхода ?и рис.А7 - 0,737
49 (??)D ф.110  
0,144%
50 Средняя квадратичная относительная погрешность коэффициента расхода, ?? ф.109  
0,428%
51 ?'? п.120 - 0
52 ?? ср ф.112 4*0,027 0,108%
53 ?? ф.111 ?? = ?? ср 0,027%
54 Расход, выраженный в долях верхнего предела измерений  дифманометра, Q' п.121 4000/6300 0,635
55 ф.114
0,787%
56 ?? н п.123 - 0,0005 кг/м3
57 ?? н ф.119
0,001%
58 б ГОСТ  4863-55
- 0,50 мбар  =
0,0005 кгс/см2
59 Верхний предел измерений манометра, Рм ГОСТ 2405-72
- 1,6 кгс/см2
60 Класс точности манометра, Sм ГОСТ 2405-72
- 1
61 ?Р ф.117
0,006%
62 ?t ГОСТ 2823-73
- 0,5°С
63 ?Т ф.118
0,05%
64 ?? ф.116
0,05%
65 ?ин ф.124
0,347%
66 Погрешность показаний  вторичного прибора, ?вт ф.114
0,787%
67 ?Q ф.108 с добавлением слагаемых     ?ин и ?вт
 
*
1,128%
68 ?L   п.91 - 0,5%
69 ?Q ф.107
2,756
70 Предельная  погрешность измерения расхода, отнесенная к верхнему пределу измерений  дифманометра, ?'Q ?Q • Q' 2,756*0,635 1,75%
 
* -
 


Список  использованной литературы
    Шувалов В. В., Огаджанов Г. А., Голубятников В. А. Ш952 Автоматизация производственных процессов в химической промышленности.—М.: Химия, 1991.—480 с. ISBN 5—7245—0142—2
    Правила 28-64 «измерение расхода жидкостей, газов и паров стандартными сужающими устройствами»
    Альбом графиков к правилам 28-64 «измерение расхода жидкостей, газов и паров стандартными сужающими устройствами»
    www.owen.ru
    http://www.priborkip.ru

и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.