Совершенствование производства изопренового каучука с использованием информационных технологий тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.13 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ. 1 СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРОИЗВОДСТВА

СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВ

1.1 Основные этапы развития научных исследований

1.2 Этапы становления и развития производства синтетических каучуков на различных стадиях их получения на Стерлитамакском ЗАО «Каучук»

1.3 Технологический процесс получения полиизопрена

1.3.1 Приготовление каталитического комплекса 30 1.3.2 Приготовление, осушка, очистка от микропримесей и охлаждение изопентан-изопреновой шихты 33 Т 1.3.3 Полимеризация изопрена в растворе изопентана

1.3.4 Дезактивация каталитического комплекса, отмывка и стабилизация полимеризата

1.3.5 Отгонка метанола из промывной воды и отпарка углеводородов из отработанной воды ф 1.4 Выделение и сушка изопренового каучука

1.5 Получение каучуков СКИ-ЗС, СКИ-5ПМ,

СКИ-5 и других марок

1.6 Приготовление раствора антиагломератора 49 2 ЭВОЛЮЦИЯ ПРОГРАММНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ

КОМПЛЕКСОВ В НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 51 2.1 Краткие исторические сведения о создании вычислительных машин в России и СССР

2.2 Основные этапы развития аналоговых электронных вычислительных машин

2.3 Основные этапы развития цифровых электронных вычислительных машин

2.4 Электронные клавишные вычислительные машины

2.5 Персональные электронные вычислительные машины 79 3 ЭВОЛЮЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ 83 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВ (на примере Стерлитамакского

ЗАО «Каучук»)

3.1 Системы автоматизации цеха получения полиизопрена на момент его пуска

3.1.1 Датчиковое оборудование

3.1.2 Вторичные устройства, регистрирующие приборы и регуляторы

3.1.3 Исполнительные устройства

3.2 Системы автоматизации цеха получения полиизопрена в период с 1974 по 2005 годы

3.3 Перспективная система автоматизации цеха получения полиизопрена 13 6 ВЫВОДЫ 140 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Актуальность работы. Нефтехимическая отрасль является одной из важнейших составляющих нефтегазового комплекса. Развитие нефтехимии совпало со становлением нефтегазового комплекса и началось в двадцатых годах XX века. Прогресс нефтехимической отрасли относится уже к 50-м годам XX века. Нефтехимия развивалась, базируясь на сырье процессов нефтепереработки, а затем и газопереработки. Нефтегазопереработка давала основные исходные продукты для нефтехимического синтеза. Нефтехимический синтез путем реализации реакций присоединения, замещения, изомеризации, полимеризации, циклоприсоединения и др. позволил получать не только практически полезные, но и жизненно необходимые для человека продукты.

Осуществление нефтехимических реакций в нефтехимических процессах сопряжено с необходимостью обеспечения их заданных параметров. В связи с этим появилась острая необходимость в регистрации параметров процессов, их контроле и управлении процессами, что привело на первом этапе к зарождению и созданию контрольно-измерительных приборов. Усложнение процессов естественным образом привело к увеличению контролируемых параметров. На втором этапе развития нефтехимических процессов, связанных с усложнением технологии, потребовалось не только регистрировать параметры процессов, но и управлять ими на расстоянии. В связи с этим на нефтехимических производствах началось широкое внедрение средств автоматизации процессов и телемеханизации. Появление первых электронно-вычислительных машин, а затем широкое использование их не только при различных расчетах, но и в управлении различными сложнейшими процессами путем разработки и реализации управляющих программ придало новый импульс развитию нефтехимии. С этого времени в нефтехимии наступила эпоха информационных технологий. Одним из важнейших процессов нефтехимии является производство синтетических каучуков. Стерлитамакское ЗАО «Каучук» - передовое предприятие России в этой области, поэтому исследования развития информационных технологий являются актуальной задачей, поскольку информационные технологии позволяют обеспечить эффективную работу предприятия в заданных режимах, повышать качество выпускаемых продуктов, обеспечить безаварийность и экологическую безопасность производств, повышать производительность труда.

Целью настоящей работы является изучение развития и совершенствования возможностей информационных технологий в регулировании и управлении нефтехимическими процессами, в частности, при производстве важнейших продуктов для народного хозяйства - синтетических каучуков.

Задачи работы:

1) исследование зарождения и эволюции технологических процессов производства синтетических каучуков в СССР и России на примере Стерлитамакского ЗАО «Каучук»;

2) исследование этапов развития программно-вычислительных комплексов применительно к нефтехимическим производствам;

3) исследование эволюционных процессов взаимовлияния нефтехимических технологических процессов и информационно-вычислительных и автоматизированных средств их регулирования при производстве синтетических каучуков.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые сделан анализ применения и развития информационных технологий в нефтехимических процессах на примере производства синтетических каучуков. Поэтапно рассмотрено взаимовлияние средств автоматизации нефтехимических технологических процессов и информационных технологий, управляющих нефтехимическими процессами. Выявлено влияние совершенствования информационных технологий на снижение себестоимости, увеличение выхода целевых продуктов, ресурсо- и энегосбережение, повышение безопасности нефтехимических технологических процессов.

Практическая значимость работы заключается в использовании результатов исследований для дальнейшего совершенствования процессов производства каучуков на Стерлитамакском ЗАО «Каучук» и могут быть использованы при перспективном планировании развития процессов производства каучуков различных марок на родственных предприятиях.

Основные положения работы использованы в Уфимском государственном нефтяном техническом университете при подготовке студентов по направлению 250100 «Химическая технология органических веществ и топлив».

Материалы работы также могут быть использованы при разработке обобщающих трудов по нефтехимии синтетических каучуков.

Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось и обсуждалось на 54-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (апрель 2003 г., г. Уфа), II Всероссийской учебно-научно-методической конференции (декабрь 2003 г., г. Уфа), Всероссийской научно-технической конференции (ноябрь 2004 г., г. Уфа), V Международной научной конференции (2004 г., г. Уфа), VI Конгрессе нефтегазопромышлен-ников России (май 2005 г., г. Уфа), V Международной научной конференции «История науки и техники -2004» (2004 г., г. Уфа).

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 151 страницах машинописного текста, включая 27 рисунков, 13 таблиц, и состоит из введения, трех разделов, выводов и списка использованной литературы.

ВЫВОДЫ

1 На основании собранного и исследованного материала установлено, что развитие промышленных нефтехимических технологических процессов производства каучуков требует непрерывного совершенствования и разработки новых информационных технологий. Широкое внедрение информационных технологий, осуществленное за счет применения новых приборов контроля технологических параметров, управляющих программно-вычислительных комплексов и исполнительных механизмов, обеспечит увеличение выхода конечного продукта, повышение его качества и снижение себестоимости.

2 Результаты проведенных автором исследований использованы для дальнейшего совершенствования процессов производства каучуков на Стер-литамакском ЗАО «Каучук». Основные положения работы использованы при подготовке студентов Уфимского государственного нефтяного технического университета по направлению 250100 «Химическая технология органических веществ и топлив».

3 Установлено использование программно-вычислительных комплексов для управления технологическим процессом на двух уровнях: на нижнем уровне программируемые контроллеры обеспечивают управление агрегатами и аппаратами, преобразуя аналоговые сигналы технологических параметров в цифровые коды, анализируя их с выдачей управляющих сигналов на исполнительные механизмы; на верхнем уровне управления (цех, производство) цифровые вычислительные машины обеспечивают сбор и обработку информации о всех технологических процессах производства, обеспечивая эффективное ведение технологических процессов.

4 Впервые установлено взаимовлияние и взаимосовершенствование технологического процесса производства каучуков и систем его автоматизированного управления: совершенствование приборной базы, исполнительных механизмов и программно-вычислительных комплексов позволяет упростить технологический процесс, в то же время совершенствование технологического процесса невозможно без совершенствования систем его управления,

5 На основе проведенных исследований показано перспективное развитие автоматизированных систем управления технологическим процессом направленное на обеспечение его точности, надежности и безопасности. Показаны предпосылки перехода на безлюдную технологию производства кау-чуков.

6 Показана роль производственного персонала, инженеров и техников в осуществлении модернизации и совершенствовании процессов производства каучуков на Стерлитамакском ЗАО «Каучук».

1. Абдуллаев А.А. Из опыта проектирования комплексной автоматизации нефтедобывающих предприятий Азербайджана // Нефтяное хозяйство.160. —№7.

2. Абдуллаев А.А. и др. Комплексно-механизированные и автоматизированные предприятия СССР // Автоматизация добычи нефти. — М.: ЦБТИ, 1962.

3. Абдуллаев А.А., Джавадов А.А.,. Левин А.А., Набиев Н.А. Телемеханические комплексы для нефтяной промышленности. — М.: Недра, 1982.

4. Абдуллаев А.А., Джавадов А.А., Кязимов Н.М., Мустафаев М.М. Устройство обработки телемеханической информации // Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности: РМТС. — М.: ВНИИОЭНГ, 1973.1.

5. Абдуллаев А.А., Набиев И.А. Схема автоматического измерения дебита нефтяных скважин//Автоматика и телемеханика. — 1960. — № 2.

6. Автоматизация, приборы контроля и регулирования производственных процессов в нефтяной и нефтехимической промышленности/ под ред. Ю.И. Шиндлера. Серия справочников. Кн. 5. -М.: Изд-во «Недра», 1967.

7. Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности. — М.: ВНИИЭгазпром, 1977.

8. Автоматизированные системы управления технологическими процессами в промышленности: обзорная информация. Сер. ТС-2 // Автоматизированные системы управления. — М.: ЦНИИТприборостроение, 1974.

9. Алиев Т.М. и др. Автоматические цифровые измерители давления для объектов нефтяной промышленности. Сер. Машины и оборудование нефтегазовой промышленности: тем. обзор. — М.: ВНИИОЭНГ, 1972.

10. Арутюнов И.А., Сеидов Н.М., Журавлев В.П., Коптев Д.А. Промышленность синтетического каучука.- М.: Изд-во ЦНИИТНефтехим, 1969. -№1.

11. И Багдасарьян Х.С. Теория радикальной полимеризации.- М.: «Наука»,1966.

12. Батцер Г. Введение в химию высокомолекулярных соединений.- М.: Издатинлит, 1960.

13. Борисович Г.Ф. Экономика промышленности синтетического каучука. -М.: «Химия», 1968.

14. Бородина И.В., Никитина А.К. Технические свойства советских синтетических каучуков.- М.: Госхимиздат, 1952.

15. Бураков М.В. Опыт эксплуатации цифровой вычислительной машины «Урал». — М.: Наука, 1962.

16. В ритме времени. 45 лет ЗАО «Каучук». 1960-2005 / под. ред. А.Н. Абдуллина.-Уфа: ГУЛ «Башкортостан», 2005.

17. Галил- Оглы Ф.А. Каучуки специального назначения.- М.: Изд-во ЦНИИТНефтехим, 1967.

18. Голдинг В. Каучуки специального назначения.- М.: Изд-во ВИНИТИ, 1961.

19. Голубев-Новожилов Ю.С. Многомашинные комплексы вычислительных средств. — М.: Наука, 1967.

20. Глушков В.М. и др. Вычислительные машины с развитыми системами интерпретации. — Киев: Наука, 1970.

21. Глушков В.М., Погребинский С.Б. Электронная вычислительная машина для инженерных расчетов «Промшь». — Киев: Наукова думка, 1963.

22. Грубов В.И. и др.: справочник по ЭВМ. — Киев: Наукова думка,1989.

23. Грубов В.И., Кирдан B.C. Электронные вычислительные машины и моделирующие устройства. — К.: Наукова думка, 1969.

24. Дианов В.Г. Автоматическое регулирование и регуляторы в химической промышленности.- М.: Химия, 1978.

25. Динер Е.З., Кроль В.А. Каучук и резина. -1968. № 5.

26. Дифманометр поплавковый типа ДП // Описание и монтажно эксплуатационная инструкция. Ивано-Франковск, 1969.

27. Дроздов В.А., Царев О.П., Рабинерзон М.А. Промышленность синтетического каучука. -1966. № 1.

28. Жигалин Я.С. Промышленность синтетического каучука.-М.: Изд. ЦНИИТНефтехим. 1968. - № 6.

29. Каминский M.JI. Монтаж приборов контроля и аппаратуры автоматического регулирования и управления.- М.: Высшая школа, 1970.

30. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. -М.: Химия, 1967.

31. Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.О. Химия и технология синтетического каучука.- Л.: Изд-во «Химия», 1970.

32. Ковалев Н.Ф. Коротков А.А.Каучук и резина. 1968.- № 9.

33. Коротков А.А., Калиничева Н.А., Пичушкина К.П. Полимеризация изопрена комплексными катализаторами.- М.: Химия, 1964.

34. Коршак В.В. Прогресс полимерной химии. М.: Наука, 1965.

35. Коршак В.В. Химия высокомолекулярных соединений.- М.: Изд-во АНСССР, 1950.

36. Крючков А.П. Общая технология синтетического каучука.- М.: Химия, 1969.

37. Кушнаренко А.Г., Лебедев Г.В., Сворень Р.А. Основы информатики и вычислительной техники. — М.: Просвещение, 1990.

38. Литвин О.Б. Основы технологии синтеза каучуков. -М.: Химия,1964.

39. Лосев И.П., Тростянская Е.Б. Химия синтетических полимеров.- М.: Химия, 1964.

40. Лукин Л.Я. Манометры.- М.: Энергоиздат, 1933.

41. Любимская Л.Ю., Мовсумзаде А.Э. Аналоговые вычислительныемашины — важный этап в управлении промышленностью // История науки и техники.- 2004. — № 1. — С. 61-67.

42. Любимская Л.Ю., Мовсумзаде А.Э. Исторические факты зарождения вычислительных машин до XIX века // История науки и техники.- 2004. —№1. — С. 104-107.

43. Любимская Л.Ю., Мовсумзаде А.Э. Создание первых счетных машин: материалы IV Международой конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела». — Уфа, 2003. — С. 93-95.

44. Любимская Л.Ю., Мовсумзаде,А.Э. Этапы развития производства аналоговых вычислительных машин //Нефть, газ и бизнес.- 2003. —№ 6 (55). — С. 62-65.

45. Малиновский Б.Н. Цифровые управляющие машины и автоматизация производства. — М.: Наука, 1963.

46. Манометры, мановакууметры, вакуумметры // Инструкция по монтажу и эксплуатации. Средне Волжский совнархоз. Завод «Теплоконтроль», 1964.

47. Матвеева А.Ю., Насибуллина Е.М., Соколов О.Г. Этапы развития средств КИП и схем автоматизации технологических производств на Стерли-тамакском ЗАО «Каучук» //Баш. хим. журнал. -2005. № 3 , Т. 12 . - С. 95-97.

48. Матвеева А.Ю., Караев А.Э. Технология производства изопренового каучука на Стерлитамакском ЗАО «Каучук» // История науки и техники. -2005.-№4.-С. 60-67.

49. Материалы регламента производства цеха И-5П каучук марки СКИ-3,1970.

50. Материалы регламента производства цеха И-5П каучук марки СКИ-ЗС, 1970.

51. Материалы регламента производства цеха И-5П каучук марки СКИ-5,1970.

52. Материалы регламента производства цеха И-5П каучук марки СКИ-5ПМ, 1970.

53. Миронов К.А., Шипетин Л.И. Автоматические регуляторы.- М.: «Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы», 1961.

54. Мовсумзаде А.Э. Разработка методики принятия решений при многокритериальном выборе присадок // Нефтепереработка и нефтехимия.- М., 2000.-№ 9.- С.34.

55. Мовсумзаде А.Э., Григорьев Л.И. Применение игровых методов при исследовании свойств органонитрильных комплексов. М., Нефтепереработка и нефтехимия, 1997, № 12.

56. Мовсумзаде А.Э., Мовсумзаде М.Э. Актуальность применения методов многокритериальной оптимизации и использования средств ЭВМ при выборе нитрильных комплексов как присадок к индустриальным маслам // Нефтепереработка и нефтехимия.- М., 1998. № 9. - С.37.

57. Мовсумзаде А.Э., Мовсумзаде М.Э. Линейная регрессионная модель при анализе свойств нитрильных металлокомплексов // материалы XII Международной конференции по производству и применению химических реактивов и реагентов «Реактив-99», Уфа, 1999.

58. Мовсумзаде А.Э., Рахманкулов Э.Д., Мовсумзаде Н.Ч. Первые этапы становления автоматизации в нефтяном деле // Нефть, газ и бизнес.- М., 2002.-№ 1.-с. 70-72.

59. Мовсумзаде А.Э., Сощенко А.Е. Развитие систем автоматизации и телемеханизации в нефтегазовой промышленности.- М.: Недра, 2004. — 331с.

60. Никандров А.П. К вопросу о состоянии производства синтетического каучука, его комбинирования и кооперирования в СССР.- М.: Изд-во ЦНИИТНефтехим, 1966.

61. Отчет ЗАО «Каучук» .- Стерлитамак, 1970.

62. Отчет ЗАО «Каучук» .- Стерлитамак, 1974.

63. Отчет ЗАО «Каучук» .- Стерлитамак, 1975.

64. Отчет ЗАО «Каучук» .- Стерлитамак, 1976.

65. Отчет ЗАО «Каучук» .- Стерлитамак, 1978.

66. Отчет ЗАО «Каучук» .- Стерлитамак, 1990.

67. Отчет ЗАО «Каучук» .- Стерлитамак, 1995.

68. Отчет ЗАО «Каучук» Стерлитамак, 2000.

69. Отчет ЗАО «Каучук» .- Стерлитамак, 2003.

70. Охотников Б.П., Хохлов В.Н., Мошинская М.Б., Бондарюк О.М. Мельников В.В. Автоматизированные информационно- измерительные и информационно-управляющие системы. аналитического контроля: обзорная информация.-М., 1975.

71. Пневматические приборы с регулируемым устройством типа 04. Дополнение к монтажно- эксплуатационным инструкциям теплоизмеритель-ных приборов. Завод «Теплоконтроль», 1964.

72. Пневматические регуляторы типа 04, 14 и 24. Дополнение к монтажно- эксплуатационным инструкциям теплоизмерительных приборов. Завод «Теплоконтроль», 1962.

73. Пономоренко В.И., Гарифзянов Г.Г., Тевеленок Л.Я., Колпакова Н.И., Бартецкая Е.Н. Промышленность синтетического каучука. 1968. - № 5.

74. Попов В.А., Абубакиров Р.С. Башкирский исполин. Уфа: Скиф,2000.

75. Поспелов В.К. Промышленность синтетического каучука. 1966.2.

76. Приборы контроля пневматические самопищущие ПВ4.4Э, ПВ10.1Э, ПВ10.2Э. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 1983.

77. Рейх В.Н., Иванова Л.С., Ковалев Н.Ф., Олалев А.И., Гудвилович Е.В. Полимеризация изопрена комплексными катализаторами.- М.: Химия, 1964.

78. Рекитар ЕА. Тенденции развития строительства в ведущих капиталистических странах. — М.: Наука, 1981.

79. Ривин Э.М., Страж А.Г. Каучук и резина. 1968. - № 9.

80. Сендов Н.М., Далин М.А., Камбаров Ю.Г., Арутюнов И.А., Абдулла-ев Р.Д. Каучук и резина. 1966. - № 6.

81. Слоним Л.И, Курицин А.К. Контрольно-измерительные установки на нефтезаводах.- М.: ОНТИ, 1937.

82. Смирнов Н.И. Синтетические каучуки. М.: Изд-во Госхимиздат,1954.

83. Справочник основных показателей нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР. — М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1975.

84. Тагер А.А. Физико химия полимеров.- М.: Химия, 1968.

85. Телемеханические комплексы и приборы для АСУТП нефтяной промышленности. — М.: ВНИИЭгазпром, 1974.

86. Теория автоматического управления / под ред. А.В.Нетушина. — Ч. 1. — М.: Высшая школа, 1963.

87. Трифонов Е.Ф. Программные средства для решения математических задач // учебно-практ. пособие. — Пенза: Изд. Пенз. технолог, ин-та, 1999.

88. Уитби Г.С. Каучуки специального назначения,- М.: Изд-во ВИНИТИ, 1961.

89. Уитби Г.С. Синтетический каучук.- М.: Изд-во Госхимиздат, 1957.

90. Управляющие вычислительные машины в АСУ технологическими процессами / под ред. Л.Харрисона. — М.: Мир, 1976.

91. Уравнемеры поплавковые УП1, УП2, УПП1, УПП2, УПЭ1 и УПЭ2: информационный материал.- М.: НПО «Нефтехимавтомат», 1975.

92. Успехи химии полимеров // под. ред. З.А. Роговина.- М.: Химия,1966.

93. Федоренко Н.П. Экономика промышленности синтетических материалов.- М.: Экономика, 1967.

94. Филинов Е.Н., Ландау И.Е., Сергеев Б.Г., Гольдина Л.Л. Автоматизация проектирования средств вычислительной техники: обзорная информация; выпуск 1. -М.: ЦНИИТЭИП средств автоматизации систем управления, 1977.

95. ФГУП НИИСК//Химия и рьшок.-2001.-№ 5.

96. Френкель С .Я. Введение в статистическую теорию полимеризации.-М.: Наука, 1965.

97. Хазанович И.Г., Цайлингольд B.JL , Громова В.А., Лазарянц Э.Г., Фермор Н.А., Яковлев Ю.М. Каучук и резина. 1968. - № 4.

98. Хомиковский П.М. Успехи химии; вып. 9. 1958.- № 27.

99. Хувинк Р., Ставермак А. Химия и технология полимеров. Т. 1.- М.: Химия, 1965.

100. Шур A.M. Высокомолекулярные соединения.- М.: Высшая школа,1966.

101. Электронные автоматические потенциометры и мосты. Техническое описание. 4 АО.072.000.ТО // под ред. М.Л. Черешневой, 1964.

102. Электронные потенциометры и уравновешенные мосты типа ЭПП и ЭМП. Инструкция. Центральное бюро технической информации.- Ленинград: Завод «Лентеплоприбор», 1965.

103. Яшунская Ф.И., Евстратов В.Ф. Журнал ВХО им. Менделеева.-1968.-№1.

104. Bulluten of Japan Petrol Institute. — 1975, Vol. 17, N 1.

105. Block U., Hegner В. Математическая модель колонны трехфазной ретификации // Кибернетика в химии и химической технологии. — 1976. — №45.

106. Farrar G.L. Oil and gas journal. — 1974, Vol. 1, N 49.

107. Farrar G.L. Process instrumentalion and control // The oil and gas Journal.—1963,—N43.

108. KautschukundGummi.-1961.- Vol. 4.-№14.

109. Kuchen D.R., Dardson H. Computer control mathematics of control «Chamical Engineering Process». — 1961, Vol. 57. — N6.

110. Oil transportation of Russia and other CIS countries under the circumstances of the transition to market economy. V.D. Cherniaev and others. Proceedings of the 14th World Petroleum Congress. Published by John Wiley&Sons. — 1994.

111. Overberger C., Neuton M. J. Am. Chem. Sos., 1960. Vol. 82. - № 12.

112. БАШКОРТОСТАН РЕСПУБЛИКАЬЫ РЕСПУБЛИКА БАШКОРТОСТАН