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1、过程控制工程课程设计任务书一、设计题目：脱丙烷塔控制系统设计二、设计目的：1、掌握控制系统的基本构成、原理及设计的方法和步骤。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、掌握节流装置和调节阀的计算。4、了解信号报警及联锁系统的设计和顺序控制系统的设计。5、了解过程控制设计的设计文件构成及编制。6、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 和协作完成工程设计任务能力的培养。三、设计所需数据：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 釜重关键是丁二烯。主要工艺流程如附图1
2、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32C，塔顶温度为8.9C，塔釜温度为72C。塔内操作压力基本恒 定在0.75MPa（绝压）。采用的回流比约为1.13。冷凝器由0C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。 假设该脱丙烷塔控制的主要目标是塔釜关键组分，可以再沸器的减压蒸汽流量为 操纵变量构成控制系统，且
3、此时再沸器的减压蒸汽流量是经常出现的扰动。同时 要保持塔进料稳定，以及塔釜液位与塔底A馏出物料均匀缓慢变化。试设计自动 控制，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III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离远，易与计算机配合使用，除 控制阀外，可选用电动I型仪表或采用数字式控制仪表。采用安全栅，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
4、板计算数据：(1) 被测流体：饱和水蒸汽(2) 流量：M =1350kg/h; M =900kg/h; M =450kg/hmaxcommin(3) 工作压力：pj0.15MPa(绝压)；工作温度：tj110C(4 )密度：p =0.8528kg/m3;粘度 n =25 x 10*a s(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：pj140kPa阀后绝压：P2=105kPa阀前温度：t1=110C管道内径：Dj D2=200mm正常流量：W =9
5、00kg/hs密度：p =0.8528kg/m3(3 )稳态最大流量：Wmax=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、主要设计任务1、 确定基本控制方案，要带有信号报警系统(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、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、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、分析所用到的复杂控制系统并绘制复杂控制系统的仪表回路接线图。5、编
6、制自控设备表（单个回路）。五、需提交的设计文件1、设计说明书2、控制流程图3、自控设备表（按规范绘制整张表格，可只填写已选型仪表）4、复杂控制安装系统图（选做）5、节流装置及调节阀计算数据表其中第1项应包括目录、摘要、正文及参考文献等项；2-6项均应按制 图或制表规范来制作，图纸一律采用3号纸（ 297 x 420mm）,作为附录附在 设计说明书后。设计说明书采用统一封面，见附图2。参考资料1、过程控制系统工程设计.孙洪程，翁唯勤合编.化学工业出版社2、过程控制系统.李国勇.电子工业出版社3、工业过程控制工程.王树清等编.化学工业出版社4、石油化工自动控制设计手册、自控常用材料器件手册、仪表回路接 线图、流量测量节流装置设计手册（第二版）等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附图2课程设计统一封面（打印时请略去此行）成绩:/、K、卞淑机，徵电过程控制工程课程设计说明书题目:专业 自动化班级学号姓名
