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时间:2014年6月24日
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目录
1.实习目的 ............................................................................................................................................................... 2 2.实习内容: ........................................................................................................................................................... 2
2.1固定床反应器模拟实习 ............................................................................................................................ 2
2.1.1固定床反应器介绍 ........................................................................................................................ 2 2.1.2固定床反应器工艺 ........................................................................................................................ 2 2.1.3工艺过程 ........................................................................................................................................ 3 2.1.4心得体会: .................................................................................................................................... 4 2.2流化床反应器模拟实习 ............................................................................................................................ 5
2.2.1流化床反应器介绍 ........................................................................................................................ 5 2.2.2流化床工艺流程 ............................................................................................................................ 5 2.3间歇反应釜模拟 ........................................................................................................................................ 6
2.3.1反应釜类型 .................................................................................................................................... 6 2.3.2工艺流程 ........................................................................................................................................ 6 3.1精馏塔仿真模拟 ........................................................................................................................................ 9
3.1.1精馏塔介绍 .................................................................................................................................... 9 3.1.2精馏塔工艺流程 ............................................................................................................................ 9 3.1.3精馏单元操作规程 ...................................................................................................................... 10 3.2吸收系统仿真模拟 ...................................................................................................................................11
3.2.1吸收系统介绍 ...............................................................................................................................11 3.2.2吸收系统工艺 ...............................................................................................................................11 3.3解吸系统仿真模拟 .................................................................................................................................. 13
3.3.1解吸系统介绍 .............................................................................................................................. 13 4.1换热器仿真模拟 ...................................................................................................................................... 15
4.1.1换热器系统介绍 .......................................................................................................................... 15 4.1.2换热器系统工艺 .......................................................................................................................... 15 4.2离心泵仿真模拟 ...................................................................................................................................... 16
4.2.1离心泵系统介绍 .......................................................................................................................... 16 4.2.2离心泵系统工艺 .......................................................................................................................... 17 4.3真空系统仿真模拟 .................................................................................................................................. 18
4.3.1真空系统介绍 .............................................................................................................................. 18 4.3.2真空系统工艺流程 ...................................................................................................................... 19 5.1催化剂萃取控制仿真模拟 ...................................................................................................................... 19
5.1.1催化剂萃取控制介绍 .................................................................................................................. 19 5.1.2萃取工艺流程 .............................................................................................................................. 20 5.2罐区仿真模拟 .......................................................................................................................................... 20
5.2.1罐区系统介绍 .............................................................................................................................. 20 5.2.2罐区工艺流程 .............................................................................................................................. 20 5.3压缩机仿真模拟 ...................................................................................................................................... 22
5.3.1压缩机系统介绍 .......................................................................................................................... 22 5.1.2压缩机系统工艺 .......................................................................................................................... 22
6.心得体会 ............................................................................................................................................................. 24
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仿真实习报告
1.实习目的
1、了解化工过程的工艺和控制系统的动态特性、提高对工艺过程的运行和控制能力。
2、加深对工厂具体化工设备、化工操作的感性认识,进一步了解所学专业的性质,
以便今后更好的学习专业基础课及专业课。
3、收集各项技术资料和生产数据,培养理论联系实际的习惯。 4、培养学生的学习兴趣和提高学生勇于思考、勇于创新的精神。
2.实习内容:
2.1固定床反应器模拟实习
2.1.1固定床反应器介绍
固定床反应器又称填充床反应器,装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状,粒径2~15mm左右,堆积成一定高度(或厚度)的床层。床层静止不动,流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时,床层则填装固体反应物。涓流床反应器也可归属于固定床反应器,气、液相并流向下通过床层,呈气液固相接触。
2.1.2固定床反应器工艺
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2.1.3工艺过程
EV-429
闪蒸器充丁烷:
确认EV-429压力为0.03MPA
打开EV-429回流阀PV1426的前阀VV1429 打开EV-429回流阀PV1426的后阀VV1430 调节PV1426开度为50%
EH-429通冷却水,打开KXV1430,开度为50% 打开EV-429的丁烷进料阀KXV1420,开度为50% 待EV-429液位到达50%时,关闭进料阀 KXV1420
EV-429闪蒸器充丁烷:
确认ER-424A压力为0.03MPA 确认EV-429液位达到50%
打开丁烷冷剂进ER-424A壳层阀KXV1423 打开丁烷冷剂出ER-424A壳层阀KXV1425
ER-424A启动准备:
稍开S3蒸汽进料控制阀TIC1466, 开度 30% 将PIC1426压力设定在0.40MPA,投自动
ER-424A充压,实气置换:
打开FV1425的前阀VV1425 打开FV1425的后阀VV1426 打开阀KXV1412
打开阀KXV1418开度50%,打通产物通向原料气/反应气换热器EH-423的管路 缓慢打开ER-424A出料阀KXV1413 开度 5% 缓慢打开乙炔进料控制阀FV1425
缓慢提高ER-424A压力,充压到2.523MPA
慢开ER-424A出料阀KXV1413至 50%左右, 充压至压力平衡 将乙炔流量FIC1425控制在56186.8KG/H左右 FIC1425 设自动,设定值 56186.8KG/H
ER-424A配氢:
待反应器入口温度TIC1466约为38.0时,投自动 待TI1467大于32.0后,打开FV1427的前阀VV1427 待TI1467大于32.0后,打开FV1427的后阀VV1428 缓慢打开FV1427,使氢气流量稳定在80kg/H左右 稳定2分钟后,缓慢增加氢气进量到200kg/h 待氢气流量约为200kg/h左右时,FIC1427投串级 将乙炔流量FIC1425控制在56186.8kg/h左右
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EV-429压力:PC1426
反应器ER-424A压力:P424A: 反应器入口温度:TC1466
反应器ER-424A温度:TI1467A
注意事项:
闪蒸罐EV429液位泄空 闪蒸罐EV429液位低于20% 闪蒸罐EV429液位超过80% 闪蒸罐EV429液位溢出
反应器入口温度TIC1466温度超过64℃ 反应器入口温度TIC1466温度达到80℃ 反应器ER426A温度TI1467A超过90℃ 反应器ER426A温度TI1467A超过120℃ 错误打开反应器ER424A阀KXV1414 错误打开闪蒸罐泄液阀KXV1432
2.1.4心得体会:
第一次接触固定床反应器模拟的时候,有点无从下手,刚开始只知道根据步骤一步一步的进行,但是做到后面有一步的时候,控制系统DCS中的温度和压力选项没有变动,等待了很久也没有任何变换,后面只好停止这一工段的模拟,等到第二天的时候,重新做了固定床的模拟以后,突然发现此时的温度压力选项在变化意思是这一次的操作成功了,但是也无法说出具体是为什么来。
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2.2流化床反应器模拟实习
2.2.1流化床反应器介绍
一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在用于气固系统时,又称沸腾床反应器。
2.2.2流化床工艺流程
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2.3间歇反应釜模拟
2.3.1反应釜类型
1、不锈钢反应釜
2、搪玻璃反应釜 3、磁力搅拌反应釜
4、不饱和聚酯树脂全套设备 5、蒸汽反应釜 6、电加热反应釜
按照操作方式,釜式反应器按操作方式可分为: ①间歇釜式反应器,或称间歇釜。
操作灵活,易于适应不同操作条件和产品品种,适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是:需有装料和卸料等辅助操作,产品质量也不易稳定。但有些反应过程,如一些发酵反应和聚合反应,实现连续生产尚有困难,至今还采用间歇釜。 ②连续釜式反应器,或称连续釜 。
可避免间歇釜的缺点,但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长的场合,釜内物料流型可视作全混流,反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合,釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减小返混的不利影响,并可分釜控制反应条件。 ③半连续釜式反应器。
指一种原料一次加入,另一种原料连续加入的反应器,其特性介于间歇釜和连续釜之间。
2.3.2工艺流程
来自备料工序的CS2、C6H4CLNO2、Na2Sn分别注入计量罐及沉淀罐中,经计量沉淀后利用位差及离心泵压入反应釜中,釜温由夹套中的蒸汽、冷却水及蛇管中的冷却水控制,设有分程控制TIC101(只控制冷却水),通过控制反应釜温来控制反应速度及副反应速度,来获得较高的收率及确保反应过程安全。
在本工艺流程中,主反应的活化能要比副反应的活化能要高,因此升温后更利于反应收率。在90℃的时候,主反应和副反应的速度比较接近因此,要尽量延长反应温度在90℃以上时的时间,以获得更多的主反应产物。
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备料过程
(1)向沉淀罐VX03进料(Na2Sn)
①开阀门V9,向罐VX03充液。
②VX03液位接近3.60米时,关小V9,至3.60米时关闭V9。 ③静置4分钟(实际4小时)备用。
(2)向计量罐VX01进料(CS2)
①开放空阀门V2。 ②开溢流阀门V3。
③开进料阀V1,开度约为50%,向罐VX01充液。液位接近1.4米时,可关小V1。 ④溢流标志变绿后,迅速关闭V1。
⑤待溢流标志再度变红后,可关闭溢流阀V3。
(3)向计量罐VX02进料(邻硝基氯苯)
①开放空阀门V6。 ②开溢流阀门V7。
③开进料阀V5,开度约为50%,向罐VX01充液。液位接近1.2米时,可关小V5。 ④溢流标志变绿后,迅速关闭V5。
⑤待溢流标志再度变红后,可关闭溢流阀V7。
进料过程
(1)微开放空阀V12,准备进料。从VX03中向反应器RX01中进料(Na2Sn)
①打开泵前阀V10,向进料泵PUM1中充液。 ②打开进料泵PUM1。
③打开泵后阀V11,向RX01中进料。
④至液位小于0.1米时停止进料。关泵后阀V11。 ⑤关泵PUM1。 ⑥关泵前阀V10。
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(3)从VX01中向反应器RX01中进料(CS2)
①检查放空阀V2开放。
②打开进料阀V4向RX01中进料。 ③待进料完毕后关闭V4。
(4)从VX02中向反应器RX01中进料(邻硝基氯苯)。 ①检查放空阀V6开放。
②打开进料阀V8向RX01中进料。
③待进料完毕后关闭V8。
进料完毕后关闭放空阀V12。
开车阶段
(1)检查放空阀V12、进料阀V4、V8、V11是否关闭。打开联锁控制。 (2)开启反应釜搅拌电机M1。
(3)适当打开夹套蒸汽加热阀V19,观察反应釜内温度和压力上升情况,保持适当的升温速度。
(4)控制反应温度直至反应结束。
反应过程控制
(1)当温度升至55~65℃左右关闭V19,停止通蒸汽加热。
(2)当温度升至70~80℃左右时微开TIC101(冷却水阀V22、V23),控制升温速度。 (3)当温度升至110℃以上时,是反应剧烈的阶段。应小心加以控制,防止超温。当温度难以控制时,打开高压水阀V20。并可关闭搅拌器M1以使反应降速。当压力过高时,可微开放空阀V12以降低气压,但放空会使CS2损失,污染大气。 (4)反应温度大于128℃时,相当于压力超过8atm,已处于事故状态,如联锁开关处于“on”的状态,联锁起动(开高压冷却水阀,关搅拌器,关加热蒸汽阀。)。 (5)压力超过15atm(相当于温度大于160℃),反应釜安全阀作用。
停车操作规程
(1)打开放空阀V12约5~10S,放掉釜内残存的可燃气体。关闭V12。 (2)向釜内通增压蒸汽
①打开蒸汽总阀V15。
②打开蒸汽加压阀V13给釜内升压,使釜内气压高于4个大气压。 (3)打开蒸汽预热阀V14片刻。 (4)打开出料阀门V16出料。
(5)出料完毕后保持开V16约10S进行吹扫。
(6)关闭出料阀V16(尽快关闭,超过1分钟不关闭将不能得分)。 (7)关闭蒸汽阀V15。
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3.1精馏塔仿真模拟
3.1.1精馏塔介绍
是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
3.1.2精馏塔工艺流程
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3.1.3精馏单元操作规程
冷态开车操作规程
装置冷态开工状态为精馏塔单元处于常温、常压氮吹扫完毕后的氮封状态,所有阀门、机泵处于关停状态。 1进料过程
(1)开FA-408顶放空阀PC101排放不凝气,稍开FIC101调节阀(不超过20%),向精馏塔进料。
(2)进料后,塔内温度略升,压力升高。当压力PC101升至0.5atm时,关闭PC101调节阀投自动,并控制塔压不超过4.25atm(如果塔内压力大幅波动,改回手动调节稳定压力)。
2启动再沸器
(1)当压力PC101升至0.5atm时,打开冷凝水PC102调节阀至50%;塔压基本稳定在4.25atm后,可加大塔进料(FIC101开至50%左右)。
(2)待塔釜液位LC101升至20%以上时,开加热蒸汽入口阀V13,再稍开TC101调节阀,给再沸器缓慢加热,并调节TC101阀开度使塔釜液位LC101维持在40%-60%。待FA-414液位LC102升至50%时,并投自动,设定值为50%。
3建立回流(随着塔进料增加和再沸器、冷凝器投用,塔压会有所升高。回流罐逐渐积液。) (1)塔压升高时,通过开大PC102的输出,改变塔顶冷凝器冷却水量和旁路量来控制塔压稳定。
(2)当回流罐液位LC103升至20%以上时,先开回流泵GA412A/B的入口阀V19,再启动泵,再开出口阀V17,启动回流泵。
(3)通过FC104的阀开度控制回流量,维持回流罐液位不超高,同时逐渐关闭进料,全回流操作。 4调整至正常
(1)当各项操作指标趋近正常值时,打开进料阀FIC101。 (2)逐步调整进料量FIC101至正常值。
(3)通过TC101调节再沸器加热量使灵敏板温度TC101达到正常值。 (4)逐步调整回流量FC104至正常值。
(5)开FC103和FC102出料,注意塔釜、回流罐液位。
(6)将各控制回路投自动,各参数稳定并与工艺设计值吻合后,投产品采出串级。
正常操作规程
正常工况下的工艺参数
(1)进料流量FIC101设为自动,设定值为14056 kg/hr。
(2)塔釜采出量FC102设为串级,设定值为7349 kg/hr,LC101设自动,设定值为50%。 (3)塔顶采出量FC103设为串级,设定值为6707 kg/hr (4)塔顶回流量FC104设为自动,设定值为9664 kg/hr。
(5)塔顶压力PC102设为自动,设定值为4.25atm,PC101设自动,设定值为5.0atm。 (6)灵敏板温度TC101设为自动,设定值为89.3 ℃。
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(7)FA-414液位LC102设为自动,设定值为50%。 (8)回流罐液位LC103设为自动,设定值为50%。
3.2吸收系统仿真模拟
3.2.1吸收系统介绍
吸收过程通常在吸收塔中进行。为了使气液两相充分接触,可以采用板式塔和填料塔。一个工业吸收过程一般包括吸收和解吸两个部分。解吸是吸收的逆过程,就是将溶质从吸收后的溶液中分离出来。通过解吸可以回收气体溶质,并实现吸收剂的再生循环使用。
3.2.2吸收系统工艺
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开车前的准备工作
① 将各调节器置手动,且输出为零。 ② 将各手操器和开关关闭。 ③ 开“GYG”、“YBT”、“N2S”、“N2H”。
建立吸收塔和解吸塔系统C6又冷循环和热循环
① 开V6,向FA-311引入贫油,LI-311上升。
② 当LI-311上升置50%之前,先全开V7、V8,启动泵G2A,然后开V9、V12、V13。当LI-311上升置55%左右,手动开FRC-311的输出为20%,当塔内持液量建立后,吸收塔液位LIC-310上升。注意调整V6 阀,保证LI-311不 超限。
③ 当LIC-310达到50%之前,全开V14、V15、V16和V17。当LIC-310接近50% 时,手动开FIC-310,C6油进入解吸塔,LIC-312上升。当LIC-310达到50%时将LIC-310和FIC-310同时投入自动和串级。
④ 当LIC-312达50%之前,全开V18、V19、V20、V21、V24和V25。当LIC-312达50%时投自动。此时已建立C6油的循环。
氮气的升压
开氮气充气阀VN2,将DA-302压力提高到1.0MPa以上,关VN2。
接收富气
确认热循环已建立,氮充压已完成,可开始进富气。 逐渐开V1,同时开V2;约10%~20%左右。
开V4、V5,当PIC-308压力升至1.2MPa左右时投自动。随压力上升,逐渐开大V1、V2,使FI-308达到2000kg/h左右。 进富气达到一定负荷后,开V26和V27,调整两阀使TI-308在5℃以下,以便在FA-304中分离C6油。
手动开TIC-312的输出使温度降低至5℃左右,投自动。
投自动和比值调节设“AKB”为53.5%左右,将FRC-311投自动和比值调节(以串级表示)。
提升进富气负荷逐渐开大V1和V2,待吸收塔顶温TI-309下降置7.0℃左右,是进气流量缓缓提高到5000kg/h左右。 将系统调整到正常工况
心得体会
吸收系统是第四个实验,相比较精馏实验,这个实验较精馏稍微简单点,但是难度系数也很大。它的流程图很复杂,看懂就得耗上很多精力。但是对于这种复杂的工艺过程,就必须先理解其流程,不然一味地按操作进行就只是徒劳。对于这种复杂的过程,应该先将它简化,将它分解单元化,对各个单元逐个击破,然后整体上又将他们有机的联系,整体进行调控。虽然步骤中局部出现小失误,但结果也总算复合要求。这个实验尤其注重数据的改变,绝对不能大起大落,相应的数据调节需逐步进行,不能贪图节省时间而快速调节
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3.3解吸系统仿真模拟
3.3.1解吸系统介绍
钢瓶内二氧化碳经减压后和风机出口空气混合后进入吸收塔下部,混合气体在塔内和吸收液体逆向接触,混合气体中的二氧化碳被水吸收由塔顶排出。出吸收塔富液排入吸收液缓冲罐后,经富液泵进入二氧化碳解吸塔上部,和解吸塔风机来空气在塔内逆向接触,溶液中二氧化碳被解吸出来,随大量空气由塔顶排出,溶液由下部进入解吸液缓冲罐,解吸液经解吸液泵打入吸收塔上部循环使用,继续进行二氧化碳气体吸收操作
3.3.2解吸系统工艺
冷态开车
① 将各调节器置手动,且输出为零。 ② 将各手操器和开关关闭。 ③ 开“GYG”,表示公用工程具备。 ④ 开“YBT”,表示仪表投用。 ⑤ 开“N2S”,表示系统氮气吹扫完成。 ⑥ 开“N2H”,表示氮气置换合格。
建立吸收塔和解吸塔系统C6油冷循环和热循环
① 开阀门V6,向FA-311引入贫油,LI-311上升。
② 当LI-311上升至50%之前,先全开V7、V8,启动泵G2A,然后开V9、V12、V13。当LI-311上升至55%左右,手动开FRC-311的输出约20%,当塔内持液量建立后,吸收塔液位LIC-310上升。注意调整V6阀,保证LI-311不超限。
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③ 当LIC-310达到50%之前,全开V14、V15、V16和V17。当LIC-310 接近50%时,手动
开FIC-310,C6油进入解吸塔,LIC-312上升。当LIC-310 达到50%时将LIC-310和FIC-310同时投入自动和串级。
④ 当LIC-312达50%之前,全开V18、V19、V20、V21、V24和V25。当LIC-312 达50%时
投自动。此时已建立C6油的冷循环。由于设备及管线的持液量也基本建立,若继续进C6油会导致LI-311迅速上涨。应注意关小V6,防止LI-311超限。建立C6油循环时,稳定工况的关键是控制FRC-311不宜过大,否则难于控制各液位。冷循环一旦建立,解吸塔会立即升温(本软件仅仿真吸收塔部分,解吸塔的相关现象由软件自动生成。操作从略)。可观察到系统各测量点温度上升,说明系统已进入热循环阶段。
氮气升压
为了稳定富气进塔的流量, 提高开车阶段的吸收效率,在接收富气前将吸收塔用氮气升压有好处。开氮气充压阀VN2,将DA-302压力提到1.0 MPa 以上, 关VN2。
接收富气(C4混合气):确认热循环已建立,氮充压完成,可开始进富气
(1) 逐渐开V1,同时开V2约10%~20%左右。注意各检测点压力逐渐上升。
(2) 开V4、V5,当PIC-308压力升至1.2 MPa左右时投自动。
(3) 随压力上升,逐渐开大V1和V2,使FI-308达到2000 kg/h 左右。 (4) 进富气达到一定负荷后,开V26和V27,调整两阀使TI-308在5℃以下,以便在FA-304中分离C6油。
(5) 手动开TIC-312的输出,使温度降低至5℃左右,投自动。
(6) 设“AKB”为53.5%左右,将FRC-311投自动和比值调节(以串级表示)。
(7) 提升进富气负荷。逐渐开大V1和V2,待吸收塔顶温TI-309下降至7.0℃左右,使进气流量缓慢提高到5000 kg/h 左右。注意当LI-309高于60%时,可适当开V22阀。 (8) 由于C6油在吸收解吸过程中有一定损耗,当LI-311下降时应适当开大V6补充C6油。
正常停车
① 开V22,使LI-309低于5%,关V22。
② 断开FRC-311的比值调节,将PIC-308置手动。 ③ 关V1,同时尽快关PIC-308输出;关V26、V27
④待塔顶C4组成降至 0.1%时,断开FIC-310的串级,手动关FRC-311,再关V9,停G2A泵,关V8,关V7。
⑤待LIC-310降至0.0% 时,开V22,使LI-309降至0.0%。 ⑥关FIC-310输出,关V14、V17。,将LIC-312置手动(约50%)
⑦当LIC-312降至0.0%时,关LIC-312输出,关V20、V21,再关V24、V25和TIC-312输出。
⑧开V23,降LI-311液位。
⑨开PIC-308输出降压。待LI-311降至0.0%,关V23,待压力降至0.0MPa,关PIC-308。 ⑩氮吹扫,待塔温升至24℃以上时,关闭所有阀门,停车完毕。
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4.1换热器仿真模拟
4.1.1换热器系统介绍
换热器的操作技术培训是很重要的基本单元操作训练。化工生产中所指的换热器,常指间壁式换热器,它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开,热流体将热传到壁面的一侧(对流传热),通过间壁内的热传导,再由间壁的另一侧将热传给冷流体,从而使热物流被冷却,冷物流被加热,满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。
本单元选用的是双程列管式换热器,冷物流被加热后有相变化。 在对流传热中,传递的热量除与传热推动力(温度差)有关外,还与传热面积和传热系数成正比。传热面积减少时,传热量减少;如果间壁上有气膜或垢层,都会降低传热系数,减少传热量。所以,开车时要排不凝气;发生管堵或严重结垢时,必须停车检修或清洗。
另外,考虑到金属的热胀冷缩特性,尽量减小温差应力和局部过热等问题,开车时应先进冷物料后进热物料;停车时则先停热物料后停冷物料。
4.1.2换热器系统工艺
开车操作规程
装置的开工状态为换热器处于常温常压下,各调节阀处于手动关闭状态,各手操阀处于关闭状态,可以直接进冷物流。
启动冷物流进料泵P101A
(1)开换热器壳程排气阀VD03。 (2)开P101A泵的前阀VB01。
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(3)启动泵P101A。
(4)当进料压力指示表PI101指示达9.0atm以上,打开P101A泵的出口阀VB03。
冷物流E101进料
(1)打开FIC101的前后阀VB04,VB05,手动逐渐开大调节阀FV101(FIC101)。
(2)观察壳程排气阀VD03的出口,当有液体溢出时(VD03旁边标志变绿),标志着壳程已无不凝性气体,关闭壳程排气阀VD03,壳程排气完毕。 (3)打开冷物流出口阀(VD04),将其开度置为50%,手动调节FV101,使FIC101其达到12000kg/h,且较稳定时FIC101设定为12000kg/h,投自动。
启动热物流入口泵P102A
(1)开管程放空阀VD06。 (2)开P102A泵的前阀VB11。 (3)启动P102A泵。
(4)当热物流进料压力表PI102指示大于10atm时,全开P102泵的出口阀VB10。
热物流进料
(1)全开TV101A的前后阀VB06,VB07,TV101B的前后阀VB08,VB09。
(2)打开调节阀TV101A(默认即开)给E101管程注液,观察E101管程排汽阀VD06的出口,当有液体溢出时(VD06旁边标志变绿),标志着管程已无不凝性气体,此时关管程排气阀VD06,E101管程排气完毕。 (3)打开E101热物流出口阀(VD07),将其开度置为50%, 手动调节管程温度控制阀TIC101,使其出口温度在177±2℃,且较稳定,TIC101设定在177℃,投自动。
4.2离心泵仿真模拟
4.2.1离心泵系统介绍
离心泵一般由电动机带动。启动前须在离心泵的壳体内充满被输送的液体。当电机通过联轴结带动叶轮高速旋转时,液体受到叶片的推力同时旋转,由于离心力的作用,液体从叶轮中心被甩向叶轮外沿,以高速流入泵壳,当液体到达蜗形通道后,由于截面积逐渐扩大,大部分动能变成静压能,于是液体以较高的压力送至所需的地方。当叶轮中心的流体被甩出后,泵壳吸入口形成了一定的真空,在压差的作用下,液体经吸入管吸入泵壳内,填补了被排出液体的位置。
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4.2.2离心泵系统工艺
罐V101的操作
(1) 打开LIC101调节阀向罐V101充液
(2) 待罐V101液位大于5%后,打开PV101A对罐V101充压 (3) 罐V101液位控制在50%左右时LIC101投自动 (4) 罐V101液位控制 LIC101 设定值50%
(5) 罐V101压力控制在5ATM左右时,PIC101投自动 (6) 罐V101压力控制 PIC101 设定值 5 atmV101罐液位
启动A或B泵
启动A泵
(1) 待罐V101压力达到正常后,打开P101A泵前阀VD01 (2) 打开排气阀VD03排放不凝气
(3) 待泵内不凝气体排尽后,关闭VD03
(4) 启动P101A泵待PI102指示压力比PI101大2.0倍后,打开泵出口阀VD04 (5) P101A泵入口压力
(6) V101罐液位,V101罐压 启动B泵
(1) 待罐V101压力达到正常后,打开P101B泵前阀VD05 (2) 打开排气阀VD07排放不凝气
(3) 待泵内不凝气体排尽后,关闭VD07,启动P101B泵
(4) 待PI104指示压力比PI103大2.0倍后,打开泵出口阀VD08 (5) P101B泵入口压力
出料
(1) 打开FIC101阀的前阀VB03
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(2) 打开FIC101阀的后阀VB04 (3) 打开调节阀FIC101
(4) 调节FIC101阀,使流量控制20000KG/H时投自动 (5) V101罐液位
(6) P101A泵入口压力 (7) P101B泵入口压力 (8) P101A泵出口压力 (9) P101B泵出口压力 (10)V101罐压出口流量
4.3真空系统仿真模拟
4.3.1真空系统介绍
1. 液环真空泵简介及工作原理
水环真空泵(简称水环泵)是一种粗真空泵,它所能获得的极限真空为2000~4000Pa,串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机,称为水环式压缩机,是属于低压的压缩机,其压力范围为1~2×105Pa表压力。)
水环泵最初用作自吸水泵,而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中,如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等,水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展,水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的,故可抽除易燃、易爆的气体,此外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用日益增多。 在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。
水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,因此它属于变容式真空泵。
2.蒸汽喷射泵简介及工作原理
水蒸汽喷射泵是以靠从拉瓦尔喷咀中喷出的高速水蒸汽流来携带气的,故有如下特点: (1)该泵无机械运动部分,不受摩擦、润滑、振动等条件限制,因此可制成抽气能力很大的泵。工作可靠,使用寿命长。只要泵的结构材料选择适当,对于排除具有腐蚀性气体、含有机械杂质的气体以及水蒸等场合极为有利。 9 ?$ L& o5 o/ R: ?' N0 x5 t
(2)结构简单、重量轻,占地面积小。(3)工作蒸汽压力为4~9×105Pa,在一般的冶金、化工、医药等企业中都具备这样的水蒸汽源。
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4.3.2真空系统工艺流程
5.1催化剂萃取控制仿真模拟
5.1.1催化剂萃取控制介绍
利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。
分配定律是萃取方法理论的主要依据,物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。在两种互不相溶的溶剂中,加入某种可溶性的物质时,它能分别溶解于两种溶剂中,实验证明,在一定温度下,该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时,此化合物在两液层中之比是一个定值。不论所加物质的量是多少,都是如此。用公式表示:
CA/CB=K
CA.CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的摩尔浓度。K是一个常数,称为“分配系数”。
有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。在萃取时,若在水溶液中加入一定量的电解质(如氯化钠),利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度,常可提高萃取效果。
要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来,通常萃取一次是不够的,必须重复萃取数次。利用分配定律的关系,可以算出经过萃取后化合物的剩余量。
设:V为原溶液的体积
w0为萃取前化合物的总量
w1为萃取一次后化合物的剩余量 w2为萃取二次后化合物的剩余量
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5.1.2萃取工艺流程
5.2罐区仿真模拟
5.2.1罐区系统介绍
罐区是化工原料,中间产品及成品的集散地,是大型化工企业的重要组成部分,也是化工安全生产的关键环节之一。大型石油化工企业罐区储存的化学品之多,是任何生产装置都无法比拟的。罐区的安全操作关系到整个工厂的正常生产,所以,罐区的设计、生产操作及管理都特别重要。 罐区的工作原理如下:产品从上一生产单元中被送到产品罐,经过换热器冷却后用离心泵打入产品罐中,进行进一步冷却,再用离心泵打入包装设备。
5.2.2罐区工艺流程
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向产品日储罐T01进料
缓慢打开T01的进料阀MV101,直到开度大于50
建立T01的回流
(1) T01液位大于5%时,打开泵P101进口阀KV101 (2) 打开泵P01开关,启动泵P101 (3) 打开泵P01出口阀KV102
(4) 打开换热器E01热物流进口阀KV104 (5) 打开换热器E01热物流出口阀KV103
(6) 缓慢打开T01回流控制阀FIC101,直到开度大于50 (7) 缓慢打开T01出口阀MV102,直到开度大于50
对T01产品进行冷却
(1) 当T01液位大于10%,打开换热器E01冷物流出口阀KV105 (2) 打开换热器E01冷物流进口阀KV106 (3) T01罐内温度保持在32-34度
向产品罐T03进料:
(1) 缓慢打开产品罐T03进口阀MV301,直到开度大于50 (2) 缓慢打开日储罐倒罐阀MV103,直到开度大于50
(3) 缓慢打开T03的设备进料阀MV302,直到开度大于50 (4) 缓慢打开T03回流阀FIC302,直到开度大于50
建立T03的回流
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(1) 当T03的液位大于3%时,打开泵P03的进口阀KV301 (2) 打开泵P03的开关,启动泵P301 (3) 打开泵P03的出口阀KV302
(4) 打开换热器E03热物流进口阀KV304 (5) 打开换热器E03热物流出口阀KV303
(6) 缓慢打开T03回流控制阀FIC301,直到开度大于50
对T03产品进行冷却
(1) 当T03液位大于5%,打开换热器E03冷物流出口阀KV305 (2) 打开换热器E03冷物流进口阀KV306 (3) T03罐内温度保持在29-31度
产品罐T03出料
当T03液位高于80%,缓慢打开出料阀MV303,直到开度大于50
5.3压缩机仿真模拟
5.3.1压缩机系统介绍
压缩机(compressor),将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械。是制冷系统的心脏,它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力,从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。
压缩机分活塞压缩机,螺杆压缩机,离心压缩机等。活塞压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备 (启动器和热保护器) 及冷却系统组成。冷却方式有油冷和自然冷却两种。
5.1.2压缩机系统工艺
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开车准备
(1)启动公用工程 (2)油路开车 (3)盘车
(4)当XN301显示压缩机转速升到199r/min时,停盘车,开启暖机 (5)打开阀门VD05,EA305冷却水投用
罐FA311充低压甲烷
(1)打开低压甲烷原料阀VD11
(2)手动调节PIC303,打开PV303放火炬 (3)逐渐打开FA311入口阀VD01
(4)通过调节FV311顶部安全阀VD03的开度,使储罐FA311压力PRC304 (5)调节PV303阀门开度,使PIC303压力维持在0.1atm
手动升速
(1)开透平低压蒸气出口阀VD10 (2)缓慢打开中压蒸气入口阀HC3011
(3)压缩机转速在250-300r/min,维持一段时间无异常
(4)按递增级差小于10%开大HC3011,使压缩机转速升至1000r/min (5)调节PV303阀门开度,使PIC303压力维持在0.1atm
(6)通过调节FV311顶部安全阀VD03的开度,使储罐FA311压力PRC304保持稳定
跳闸实验
(1)按紧急停车按钮
(2)XN301显示压缩机转速下降为0后,HC3011关闭为0 (3)关闭低压蒸气出口阀VD10
(4)等待半分钟后,按压缩机复位按钮
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启动调速系统
(1)将调速开关切换至PIC304方向
(2)调大PRC304输出值,使阀PV304B缓慢关闭
(3)可缓慢打开压缩机GB301出口安全阀SV310的旁通阀VD13,使压缩机出口压力在3-5atm范围内
(4)压缩机出口压力在3-5atm范围内
调节操作参数到正常值
(1)当PI301压力指示值为3.03atm时,关旁路阀VD13 (2)打开VD06去燃料系统阀
(3)同时相应关闭PIC303放火炬阀
(4)通过改变VD03大小,控制入口压力PRC304在300mmH2O
(5)逐步开大阀PV304A,使压缩机慢慢升速,当压缩机转速达到4480r/min后,将PRC30
投自动
(1)PRC304设定295mmH2O (2)将PIC303投自动 (3)PIC303设定0.1atm (4)PIC303压力在0.1atm
联锁投用
(1)低压甲烷流量FI301
(2)中压甲烷送燃料系统流量FI302 (3)压缩机出口中压甲烷温度TI302
注意事项
(1)系统压力严重超标 (2)压缩机出口压力过大
6.心得体会
通过此次两周的仿真实训,能让我了解化工单元设备的结构特点、工艺过程的组成、控制系统的组成、管道的走向、阀门的大小和位置以及相关控制,让我对离心泵,反应釜,精馏塔,加热炉等有了更加深刻的了解和认识。 本次的仿真实习让我对工厂的相关设备的开关车流程有个大致的了解,在仿真模拟训练中总结生产操作的经验,吸取失败的教训,为以后走上生产岗位打下基础。
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