Соотношение водород/ углеводородное сырье.

При неизменных температуре, объемной скорости и общем давлении, соотношение водород/углеводородное сырье влияет на долю испаряющегося углеводорода, парциальное давление водорода и продолжительность контакта с катализатором. Каждый из этих факторов в свою очередь влияет на глубину конверсии.

В практике соотношение водород: углеводородное сырье или кратность циркуляции выражается отношением объема водорода при нормальных условиях к объему сырья. С точки зрения экономичности процесса заданное соотношение целесообразно поддерживать циркуляцией водородосодержащего газа. Повышение соотношение водород/углеводородное сырье приводит к ускорению прохождения сырья через катализатор и большему поглощению тепла эндотермических реакций.

 

Парциальное давление водорода.

Повышение давления, при неизменных параметрах процесса, вызывает изменение степени конверсии углеводородных компонентов в результате увеличения парциального давления водорода и сырья, и содержание жидкого компонента в системах, находящихся при давлениях и соответственно выше и ниже условий начала конденсации.

Первый фактор способствует увеличению степени конверсии, второй замедляет протекание реакций. С ростом общего давления в процессе, при прочих равных условиях, растет парциальное давление водорода, что ускоряет реакции гидрокрекинга и способствует уменьшению возможности отложения кокса на катализаторе. Суммарное влияние парциального давления водорода слагается из раздельных влияний общего давления, концентрации водорода в циркуляционном газе и соотношения водород/углеводородное сырье.

Функцией водорода является промотирование насыщения ароматических соединений и насыщение крекированных углеводородов. Необходимо также подавлять реакции образования кокса. По этой причине продолжительная работа установки при пониженных давлениях в реакторах приведет к усилению дезактивации катализатора и сокращению межрегенерационных циклов.

Основным регулирующим фактором для парциального давления водорода является чистота циркуляционного водорода, которую следует контролировать для обеспечения постоянного поддерживания ее выше минимального уровня. Чистота водорода поддерживается либо увеличением чистоты подпиточного водорода, либо за счет сброса газа из сепаратора высокого давления.

Качество водородсодержащего газа, поступающего с установки производства водорода, воздействует на парциальное давление водорода и соотношение циркуляционного газа к сырью и, таким образом влияет на скорость дезактивации.

Отрицательное влияние содержащихся в подпиточном газе азота и метана заключается в снижении парциального давления водорода, избыточные количества азота в подпиточном газе вызывают накопление азота в циркуляционном газе, поскольку азот не конденсируется. В этом случае азот удаляется с установки путем небольшого и постоянного сброса (продувки) циркуляционного газа из сепаратора высокого давления.

Максимально допустимое содержание СО и СО₂ в потоке подпиточного газа, поступающего на установку должно быть не более 20ppm. Более высокое содержание отрицательно влияет на активность катализатора. СО имеет ограниченную растворимость как в углеводородах, так и в воде, и накапливается в циркуляционном газе, СО₂ легче растворяется в воде и легко удаляется из системы в сепараторе высокого давления. Как СО₂, так и СО оказывают схожее воздействие на катализатор, на активных участках катализатора они превращаются в метан и воду, такая реакция конкурирует с углеводородами за активные участки катализатора. При превышении расчетного уровня содержания СО+СО₂ не рекомендуется повышать температуру катализатора для компенсации снижения конверсии, до тех пор пока не будет выяснена и исключена причина высокого содержания СО и СО₂, температуру катализатора должна поддерживаться на том же уровне. Это не приведет к повреждению катализатора за счет повышенной дезактивации при более высоких температурах и исключит возможность выхода температуры из-под контроля за счет реакции образования метана.

КИП и А

 

ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ:

 

1) Манометрические термометры.

Манометрические термометры предназначены для непрерывного

дистанционного измерения температуры жидких и газообразных нейтральных сред в стационарных условиях.

Принцип действия основан на измерении давления (объема) рабочего вещества в замкнутом объеме в зависимости от температуры чувствительного элемента. Основными частями манометрических термометров являются термобаллон (чув-ствительный элемент), капилляр и деформационный манометрический преобразователь, связанный со стрелкой прибора.

В зависимости от агрегатного состояния вещества, заполняющего систему, манометрические термометры делятся на жидкостные, газовые и парожидкостные (конденсатные). В качестве заполнителей термосистем применяются: в газовых манометрических термометрах - азот, в жидкостных - поли-метилоксановые жидкости, в парожидкостных -ацетон, метил хлористый, фреон.

Измерение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем через термобаллон и преобразуется в изменение давления, под действием которого манометрическая трубчатая пружина с помощью тяги и сектора перемещает стрелку относительно шкалы.

В зависимости от выполняемых функций манометрические термометры

разделяются на показывающие, самопишущие, комбинированные, бесконтактные, с наличием устройств для телеметрической передачи, сигнализации, регулирования или без них.

В зависимости от способа соединения термобаллона с корпусом термометры могут быть местные и дистанционные. В зависимости от формы диаграммы и поля записи самопишущие термометры подразделяют на дисковые, ленточные. В зависимости от типа механизма для передвижения диаграммных лент самопишущие термометры изготовляют с часовым или электрическим приводом.

Достоинством манометрических термометров являются: возможность измерения температуры без использования дополнительных источников энергии,

сравнительная простота конструкции, возможность автоматической записи показаний, взрывобезопасность, нечувствительность к внешним магнитным полям.

К недостаткам относятся: относительно невысокая точность измерения, трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы, низкая прочность капилляра, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний,

значительная инерционность.

Основные типы манометрических термометров: ТПГ - 100 Эк,

ТПГ- ЮОСг – газовый показывающий сигнализирующий;

ТКП - 100, ТКП - 160 -конденсационный показывающий; ТЖП - 100 - жидкостной показывающий; ТГП - 100 - газовый показывающий.

 

2) Термопреобразователи сопротивления.

Термопреобразователи сопротивления применяются для измерения температур в пределах от -260 до 750°С. Принцип действия основан на свойстве проводника изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры.

Основными частями термопреобразователя сопротивления являются:

чувствительный элемент, защитная арматура и головка преобразователя с

зажимами для подключения и соединительных проводов. Чувствительные

элементы медных термопреобразователей представляют собой проволоку,

покрытую эмалевой изоляцией, которая бифилярно намотана на каркас, либо без каркаса, помещенную в тонкостенную металлическую оболочку. Чувствительный элемент помещается в защитную арматуру.

Платиновая проволока не может быть покрыта слоем изоляции. Поэтому

платиновые спирали располагают в тонких каналах керамического каркаса, заполненных керамическим порошком. Этот порошок выполняет функции

изолятора, осуществляет фиксацию положения спиралей в каналах и препятствует межвитковому замыканию.

Термопреобразователи сопротивления выпускаются для измерений температур в диапазоне от -260 до 1100°С следующих исполнений: погружаемые и поверхностные, стационарные и переносные; негерметичные и герметичные; обыкновенные, пылезащищенные, водозащищенные, взрывобезопасные, защищенные от агрессивных сред и других внешних воздействий; малоинерционные, средней и большой инерционности; обыкновенные и виброустойчивые; одинарные и двойные; 1-3 классов точности.

Выпускаются термопреобразователи сопротивления следующих номинальных статических характеристик преобразования: платиновые -10П, 50П, 100П, медные -ЮМ, 50М, 100М. Число в условном обозначении характеристики показывает сопротивление термопреобразователя при 0°С.

К числу достоинств следует отнести высокую точность и стабильность характеристики преобразователя, возможность измерять криогенные температуры, возможность осуществления ав томатической записи и дистанционной передачи показаний.

К недостаткам следует отнести больше размеры чувствительного элемента, не позволяющие измерять температуру в точке объекта или измеряемой среды, необходимость индивидуального источника питания, значительная инертность.

3)Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь температуры) — термоэлемент, применяемый в измерительных и преобразовательных устройствах, а также в системах автоматизации. Международный стандарт на термопары МЭК 60584 (п.2.2) дает следующее определение термопары: Термопара — пара проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры. Для измерения разности температур зон, ни в одной из которых не находится вторичный преобразователь (измеритель термо-ЭДС), удобно использовать дифференциальную термопару: две одинаковых термопары, соединенных навстречу друг другу. Каждая из них измеряет перепад температур между своим рабочим спаем и условным спаем, образованным концами термопар, подключёнными к клеммам вторичного преобразователя, но вторичный преобразователь измеряет разность их сигналов, таким образом, две термопары вместе измеряют перепад температур между своими рабочими спаями.

 

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ, ГАЗОВ И ПАРОВ.

Наиболее широко применяющиеся приборы для измерения расходов веществ, протекающие по трубопроводам, можно разделить на следующие группы:

- расходомеры переменного перепада давления;

- расходомеры постоянного перепада давления;

- электромагнитные расходомеры;

- счетчики;

- другие.

 

1) Расходомеры переменного перепада давления.

Расходомеры переменного перепада давления основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого устройством, которое установлено в трубопроводе, или же самим элементом последнего.

В состав расходомера входят: преобразователь расхода, создающий перепад давления; дифференциальный манометр, измеряющий этот перепад и соединительные (импульсные) трубки между преобразователем и дифманометром. При необходимости передать показания расходомера на значительное расстояние к указанным трем элементам добавляются еще вторичный преобразователь, преобразующий перемещение подвижного элемента дифманометра в

электрический и пневматический сигнал, который по линии связи передается к вторичному измерительному прибору. Если первичный дифманометр (или вторичный измерительный прибор) имеет интегратор, то такой прибор измеряет не только расход, но и количество прошедшего вещества.

В зависимости от принципа действия преобразователя расхода данные расходомеры подразделяются на шесть самостоятельных групп:

- расходомеры с сужающими устройствами;

- расходомеры с гидравлическим сопротивлением;

- центробежные расходомеры;

- расходомеры с напорным устройством;

- расходомеры с напорным усилителем;

- расходомеры ударно-струйные.

Рассмотрим подробнее расходомеры с сужающим устройством, так как они получили наибольшее распространение в качестве основных промышленных приборов для измерения расхода жидкости, газа и пара, в том числе на нашем предприятии. Они основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого сужающим устройством, в результате которого происходит преобразование части потенциальной энергии потока в кинетическую.

Разность давлений до и после сужающего устройства измеряется

дифманометром. В качестве примера рассмотрим принцип действия прибора

13ДД11.

Принцип действия преобразователей разности давлений 13ДД основан на пневматической силовой компенсации. В плюсовую и минусовую полости преобразователя, образованные фланцами и мембранами подводится давление. Измеряемый перепад давления воздействует на мембраны, приваренные к

основанию. Внутренняя полость между мембранами заполнена кремнийоргани-

ческой жидкостью. Под воздействием давления мембраны поворачивают рычаг на небольшой угол относительно опоры - упругой мембраны вывода. Заслонка перемещается относительно сопла, питаемого сжатым воздухом. При этом сигнал в линии сопла управляет давлением в усилителе и в сильфоне отрицательной

обратной связи. Последний создает момент на рычаге 8, компенсирующий момент, возникающий от перепада давления. Сигнал, поступающий в сильфон,пропорциональный измеряемому перепаду давления, одновременно направляется в выходную линию преобразователя. Пружина корректора нуля 10 позволяет устанавливать начальное значение выходного сигнала, равное 0.02 МПа. Настройка преобразователя на заданный предел измерения осуществляется перемещением сильфона 14 вдоль рычага 8. Измерительные пневматические преобразователи

других модификаций выполнены аналогично.

 

2) Расходомеры постоянного перепада давления.

Принцип их действия основан на восприятии динамического напора контролируемой среды, зависящего от расхода,

чувствительным элементом (например, поплавком), помещенным в поток. В результате воздействия потока чувствительный элемент перемещается, и величина перемещения служит мерой расхода.

 

3) Электромагнитные расходомеры.

В основе электромагнитных расходомеров лежит взаимодействие движущейся электропроводной жидкости с магнитным полем, подчиняющееся закону электромагнитной индукции.

Основное применение получили такие электромагнитные расходомеры, у

которых измеряется ЭДС, индуктируемая в жидкости, при пересечении ею магнитного поля.

 

4) Счетчики.

По принципу действия все счетчики жидкостей и газов делятся на скоростные и объемные.

Скоростные счетчики устроены таким образом, что жидкость, протекающая

через камеру прибора, приводит во вращение вертушку или крыльчатку, угловая скорость которых пропорциональна скорости потока, следовательно, и расходу.

Объемные счетчики. Поступающая в прибор жидкость (или газ) измеряется отдельными, равными по объему дозами, которые затем суммируются.

5) Кориолисовы расходомеры — приборы, использующие эффект Кориолиса для измерения массового расхода жидкостей, газов. Принцип действия основан на изменениях фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется среда. Сдвиг фаз пропорционален величине массового расхода. Поток с определенной массой, движущийся через входные ветви расходомерных трубок, создает кориолисову силу, которая сопротивляется вибрации расходомерных трубок. Наглядно это сопротивление чувствуется, когда гибкий шланг извивается под напором прокачиваемой через него воды.

Преимущества измерения кориолисовым расходомером:

· высокая точность измерений параметров;

· работают вне зависимости от направления потока;

· не требуются прямолинейные участки трубопровода до и после расходомера;

· нет затрат на установку вычислителей расхода;

· надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды (только если расходомер установлен на резиновые подставки-прокладки);

· длительный срок службы и простота обслуживания благодаря отсутствию движущихся и изнашивающихся частей;

· нет необходимости в периодической перекалибровке и регулярном техническом обслуживании;

· могут работать от разных источников питания с помощью самопереключающегося встроенного блока питания;

· измеряют расход сред с высокой вязкостью;

· разрешено использование в пищевой, химической и фармацевтической промышленностях.

Вихревой расходомер — разновидность расходомера, принцип действия которого основан на измерении частоты колебаний, возникающих в потоке в процессе вихреобразования.

 

 

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ:

Давление характеризуется отношением силы, равномерно распределенной по площади и нормальной к величине этой площади.

По принципу действия приборы для измерения давлений делятся на жидкостные, деформационные, грузопоршневые и электрические.

В зависимости от измеряемой величины различают следующие приборы:

манометры - для измерения избыточных давлений; вакуумметры - для измерения разрежения; мановакуумметры - для измерения избыточных давлений; напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры - для измерения малых избыточных давлений и разрежений (до нескольких кПа); дифференциальные манометры (дифманометры) - для измерения перепадов (разности)давлений.

 

 

1) Деформационные манометры.

В этих приборах измеряемое давление или разрежение уравновешивается силами упругого противодействия различных чувствительных элементов, деформация которых, пропорциональная измеряемому параметру, через рычаги передается на стрелку или перо прибора. При снятии давления чувствительный элемент возвращается в первоначальное положение под воздействием упругой деформации. Деформационные манометры нашли широкое применение в промышленности, что обусловлено простотой и надежностью конструкции, наглядностью показаний, малыми габаритами, высокой точностью и широкими пределами измерения.

В качестве измерительных элементов деформационных манометров и

измерительных преобразователей давления, разрежения и перепада давлений используют одновитковую трубчатую пружину, сильфон, мембранную коробку, многовитковую трубчатую пружину,вялую мембрану, жесткую мембрану.

В трубчато-пружинном манометре с одновитковой трубчатой пружиной получившем наибольшее распространение, чувствительным элементом является трубчатая пружина, представляющая собой полую трубку овального или эллиптического сечения, согнутую по дуге окружности на 180-270°. Маленькая ось эллипса трубки расположена параллельно, а большая - перпендикулярно плоскости чертежа. Один конец трубчатой пружины жестко соединен с держателем, укрепленным винтами в круглом корпусе манометра. Держатель имеет резьбовой ниппель, предназначенный для крепления прибора на трубопроводе или аппарате, в котором измеряется давление. Свободный конец пружины поводком связан с передаточным механизмом, состоящим из зубчатого сектора и сцепленной с ним шестеренки, на ось которой насажена стрелка.

Для устранения мертвого хода стрелки, вызванного люфтами в соединениях, передаточный механизм снабжен упругим спиральным волоском. Внутренний

конец волоска крепится на оси стрелки, а внешний - на неподвижной плате механизма. Волосок постоянно прижимает шестеренки со стрелкой в направлении, противоположном перемещению звеньев механизма под действием давления, что устраняет влияние люфтов в соединениях, и стрелка прибора начинает двигаться одновременно с отклонением чувствительного элемента.

Под действием давления среды, сообщающейся с внутренней полостью трубчатой пружины, последняя несколько распрямляется, свободный конец перемещается и тянет за собой поводок, который через передаточный механизм вызывает перемещение стрелки по шкале прибора. Раскручивание трубчатой пружины, согнутой по дуге окружности, обусловлено тем, что при подаче давления ее эллиптическое сечение стремится перейти в круглое. При этом малая ось

эллипса, расположенная в плоскости чертежа, увеличивается, и волокна пружины, находящиеся на радиусе г₁, переходят на больший радиус г₁', а волокна,

находящиеся на радиусе г₂, переходят на меньший радиус г₂'. Так как длина трубчатой пружины остается неизменной, а один конец ее жестко заделан в держателе, в пружине возникают внутренние напряжения, приводящие к ее раскручиванию и перемещению свободного конца. Последний и, следовательно, стрелка прибора перемещаются пропорционально изменению измеряемого

давления, поэтому манометр имеет равномерную шкалу.

 

 

2) Электрические манометры.

Действие этих приборов основано на зависимости электрических параметров преобразователя давления от величны измеряемого давления. К ним относятся: пьезометрические манометры, в которых используется зависимость электрического заряда пьезоэлемента от измеряемого давления; манометры сопротивления, основанные на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от измеряемого давления; ионизационные манометры, действие которых базируется на зависимости силы тока положительных ионов, образованных в результате ионизации молекул разреженного газа, от измеряемого давления; а также радиоизотопные манометры, в которых для ионизации газа используется излучение радиоизотопных источников.

 

 

ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ:

Для измерения уровня жидкостей применяются специальные средства измерений - уровнемеры. Многообразие типов уровнемеров, принцип действия которых основан на различных физических методах, объясняется разнообразием свойств измеряемых жидкостей.

Широкое распространение получили следующие виды уровнемеров: буйковые, пьезометрические, гидростатические, поплавковые и емкостные.

Буйковый уровнемер - уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения буйка или силы гидростатического давления,

действующей на буек.

Буек в отличие от поплавка не плавает на поверхности жидкости, а погружен в жидкость и перемещается в зависимости от ее уровня.

Буйковые уровнемеры наиболее часто применяются для измерения уровня однородных, в том числе агрессивных, жидкостей, находящихся при высоких рабочих давлениях (до 32 МПа), широком диапазоне температур (от -200 до +600 ) и не обладающих свойствами адгезии (прилипания) к буйкам.

Главной особенностью буйковых уровнемеров является возможность измерения уровня границы раздела двух жидкостей.

Недостатком буйковых уровнемеров являются зависимость их точности от плотности и температуры измеряемой среды, ограниченность использования для больших (свыше 16 м) диапазонов измерения уровней жидкостей и жидкостей, обладающих адгезией к буйку.