化工原理仿真实训报告
姓名： 张正元
学科、专业：应用化学0911 学号： 0920109124
指导教师：韩志慧 刘 垚
实习日期： 2012年7月2日——7月6日
苏州科技学院
Suzhou University of Science and Technolog
化工原理仿真实训报告
目录
单元一离心泵 ....................................................... 1 一、实习目的........................................................ 1 二、工艺原理简介.................................................... 1
2.1、离心泵工作原理基础 ......................................... 1 2.2、工艺流程简介 ............................................... 2 2.3、控制方案 ................................................... 2 三、操作步骤........................................................ 3
3.1、开车操作规程 ............................................... 3
3.1.1、准备工作.............................................. 3 3.1.2、罐V101充液、充压..................................... 3 3.1.3、启动泵前准备工作...................................... 3 3.1.4、启动离心泵............................................ 4 3.2、正常操作规程 ............................................... 4
3.2.1、正常工况操作参数...................................... 4 3.2.2、负荷调整.............................................. 4 3.3.停车操作规程 ................................................ 4
3.3.1、V101罐停进料 ......................................... 4 3.3.2、停泵.................................................. 4 3.3.3、泵P101A泄液.......................................... 4 3.3.4、V101罐泄压、泄液 ..................................... 5
四、截图............................................................ 5
4.1冷态开车..................................................... 5 4.2正常停车..................................................... 7 4.3正常操作..................................................... 8 五、思考题......................................................... 10 单元二换热器 ...................................................... 11 一、实习目的....................................................... 11 二、工艺原理简介................................................... 11
1、工艺说明 .................................................... 11 2、本单元复杂控制方案说明 ...................................... 12 三、操作步骤....................................................... 12
3.1、开车操作规程 .............................................. 12
3.1.1、启动冷物流进料泵P101A ............................... 12 3.1.2、冷物流E101进料...................................... 13 3.1.3、启动热物流入口泵P102A ............................... 13 3.1.4、热物流进料........................................... 13 3.2、正常操作规程 .............................................. 13
3.2.1、正常工况操作参数..................................... 13 3.2.2、备用泵的切换......................................... 14 3.3.停车操作规程 ............................................... 14
3.3.1、停热物流进料泵P102A ................................. 14
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3.3.2、停热物流进料......................................... 14 3.3.3、停冷物流进料泵P101A ................................. 14 3.3.4、停冷物流进料......................................... 14 3.3.5、E101管程泄液 ........................................ 14 3.3.6 E101壳程泄液 ......................................... 15
四、截图........................................................... 15
4.1冷态开车.................................................... 15 4.2正常停车.................................................... 17 4.3正常操作.................................................... 18 五、思考题......................................................... 20 单元三液位控制 .................................................... 21 一、实习目的....................................................... 21 二、工艺原理简介................................................... 21 三、操作步骤....................................................... 23
3.1、冷态开车规程 .............................................. 23
3.1.1 缓冲罐V-101充压及液位建立........................... 23 3.1.2 中间罐V-102液位建立................................. 23 3.1.3 产品罐V-103建立液位................................. 23 3.2、正常操作规程 .............................................. 24 3.3、停车操作规程 .............................................. 24
3.3.1 正常停车............................................. 24 3.3.2 紧急停车............................................. 24
四、截图........................................................... 25
4.1冷态开车.................................................... 25 4.2正常停车.................................................... 26 4.3正常操作.................................................... 28 五、思考题......................................................... 29 单元四精馏 ........................................................ 31 一、实习目的....................................................... 31 二、工艺原理简介................................................... 31
2.1、工艺说明 .................................................. 31 2.2、本单元复杂控制方案说明 .................................... 32 三、操作步骤....................................................... 32
3.1、冷态开车操作规程 .......................................... 32
3.1.1、进料过程............................................. 32 3.1.2、启动再沸器........................................... 33 3.1.3、建立回流............................................. 33 3.1.4、调整至正常........................................... 33 3.2、正常操作规程 .............................................. 33
3.2.1、正常工况下的工艺参数................................. 33 3.2.2、主要工艺生产指标的调整方法........................... 34 3.3、停车操作规程 .............................................. 34
3.3.1、降负荷............................................... 34 3.3.2、停进料和再沸器....................................... 34
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3.3.3、停回流............................................... 35 3.3.4 降压、降温............................................ 35
四、截图........................................................... 36
4.1冷态开车.................................................... 36 4.2正常停车.................................................... 37 4.3正常操作.................................................... 39 五、思考题......................................................... 40
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单元一离心泵
一、实习目的
1、理解并掌握离心泵的工作原理 2、理解并掌握离心泵的操作特性
二、工艺原理简介
2.1、离心泵工作原理基础
在工业生产和国民经济的许多领域，常需对液体进行输送或加压，能完成此类任务的机械称为泵。而其中靠离心作用的叫离心泵。由于离心泵具有结构简单，性能稳定，检修方便，操作容易和适应性强等特点，在化工生产中应用十分广泛，据统计超过液体输送设备的80%。所以，离心泵的操作是化工生产中的最基本的操作。
离心泵由吸入管，排出管和离心泵主体组成。离心泵主体分为转动部分和固定部分。转动部分由电机带动旋转，将能量传递给被输送的部分，主要包括叶轮和泵轴。固定部分包括泵壳，导轮，密封装置等。叶轮是离心泵中使液体接受外加能量的部件。泵轴的作用是把电动机的能量传递给叶轮。泵壳是通道截面积逐渐扩大的蜗形壳体，它将液体限定在一定的空间里，并将液体大部分动能转化为静压能。导轮是一组与叶轮旋转方向相适应，且固定于泵壳上的叶片。密封装置的作用是防止液体的泄漏或空气的倒吸入泵内。
启动灌满了被输送液体的离心泵后，在电机的作用下，泵轴带动叶轮一起旋转，叶轮的叶片推动其间的液体转动，在离心力的作用下，液体被甩向叶轮边缘并获得动能；在导轮的引领下沿流通截面积逐渐扩大的泵壳流向排出管，液体流速逐渐降低，而静压能增大。排出管的增压液体经管路即可送往目的地。与此同时，叶轮中心因为液体被甩出而形成一定的真空，因贮槽液面上方压强大于叶轮中心处，在压力差的作用下，液体不断从吸入管进入泵内，以填补被排出的液体位置。因此，只要叶轮不断旋转，液体便不断的被吸入和排出。由此，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮。
离心泵的操作中有两种现象应当避免：气缚和气蚀。 气缚是指在启动泵前泵内没有灌满被输送的液体，或在运转过程中泵内渗入了空气，因为气体的密度小于液体，产生的离心力小，无法把空气甩出去，导致叶轮中心所形成的真空度不足以将液体吸入泵内，尽管此时叶轮在不停的旋转，却由于离心泵失去了自吸能力而无法输送液体，这种现象称为气缚。 气蚀是指当贮槽叶面的压力一定时，如叶轮中心的压力降低到等于被输送液体当前温度下的饱和蒸汽压时，叶轮进口处的液体会出现大量的气泡，这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而凝结，致使气泡所在空间形成真空，周围的液体质点以极大的速度冲向气泡中心，造成瞬间冲击压力，从而使得叶轮部分很快损
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坏，同时伴有泵体震动，发出噪音，泵的流量，扬程和效率明显下降。这种现象叫气蚀。
2.2、工艺流程简介
离心泵是化工生产过程中输送液体的常用设备之一，其工作原理是靠离心泵内外压差不断的吸入液体，靠叶轮的高速旋转使液体获得动能，靠扩压管或导叶将动能转化为压力，从而达到输送液体的目的。
本工艺为单独培训离心泵而设计，其工艺流程（参考流程仿真界面）如下：
N2FIC101PIC101N2WATERWATERV101LIC101LG102PI102TI101PI101PI103PI104ventP101AP101B
来自某一设备约40℃的带压液体经调节阀LV101进入带压罐V101，罐液位由液位控制器LIC101通过调节V101的进料量来控制；罐内压力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分别调节进入V101和出V101的氮气量,从而保持罐压恒定在5.0atm(表)。罐内液体由泵P101A/B抽出,泵出口流量在流量调节器FIC101的控制下输送到其它设备。
2.3、控制方案
V101的压力由调节器PIC101分程控制，调节阀PV101的分程动作示意图如图所示。
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三、操作步骤
3.1、开车操作规程
3.1.1、准备工作
(1)盘车。
(2)核对吸入条件。
(3)调整填料或机械密封装置。 3.1.2、罐V101充液、充压
(1)向罐V101充液
①打开LIC101调节阀，开度约为30%，向V101罐充液。 ②当LIC101达到50%时,LIC101设定50%,投自动。
(2)罐V101充压
①待V101罐液位>5%后，缓慢打开分程压力调节阀PV101A向V101罐充压。 ②当压力升高到5.0atm时,PIC101设定5.0 atm,投自动。 3.1.3、启动泵前准备工作
(1)灌泵
待V101罐充压充到正常值5.0atm后，打开P101A泵入口阀VD01，向离心泵充液。观察VD01出口标志变为绿色后，说明灌泵完毕。 (2)排气
①打开P101A泵后排气阀VD03排放泵内不凝性气体。
②观察P101A泵后排空阀VD03的出口,当有液体溢出时,显示标志变为绿色，标志着P101A泵已无不凝气体，关闭P101A泵后排空阀VD03,启动离心泵的准备工作已就绪。
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3.1.4、启动离心泵
(1)启动离心泵
然后启动P101A(或B)泵。 (2)流体输送
①待PI102指示比入口压力大1.5-2.0倍后，打开P101A泵出口阀(VD04)。 ②将FIC101调节阀的前阀、后阀打开。
③逐渐开大调节阀FIC101的开度，使PI101、PI102趋于正常值。 (3)调整操作参数
微调FV101调节阀，在测量值与给定值相对误差5%范围内且较稳定时,FIC101设定到正常值,投自动。
3.2、正常操作规程
3.2.1、正常工况操作参数
(1)P101A泵出口压力PI102：12.0ATM。 (2)V101罐液位LIC101：50.0%。 (3)V101罐内压力PIC101：5.0ATM。 (4)泵出口流量FIC101：20000KG/H。 3.2.2、负荷调整
可任意改变泵、按键的开关状态，手操阀的开度及液位调节阀、流量调节阀、分程压力调节阀的开度，观察其现象。 P101A泵功率正常值:15KW FIC101量程正常值:20吨/h
3.3.停车操作规程
3.3.1、V101罐停进料
LIC101置手动，并手动关闭调节阀LV101，停V101罐进料。 3.3.2、停泵
(1)待罐V101液位小于10%时，关闭P101A(或B)泵的出口阀(VD04)。 (2)停P101A泵。
(3)关闭P101A泵前阀VD01。
(4)FIC101置手动并关闭调节阀FV101及其前、后阀(VB03、VB04)。 3.3.3、泵P101A泄液
打开泵P101A泄液阀VD02，观察P101A泵泄液阀VD02的出口,当不再有液体
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泄出时，显示标志变为红色，关闭P101A泵泄液阀VD02。 3.3.4、V101罐泄压、泄液
(1)待罐V101液位小于10%时,打开V101罐泄液阀VD10。 (2)待V101罐液位小于5%时，打开PIC101泄压阀。 (3)观察V101罐泄液阀VD10的出口，当不再有液体泄出时，显示标志变为红色，待罐V101液体排净后，关闭泄液阀VD10。
四、截图
4.1冷态开车
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4.2正常停车
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4.3正常操作
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五、思考题
1、请简述离心泵的工作原理和结构。 答：离心泵的构造
①叶轮：作用是将能量传给液体。按有无盖板分为开式、闭式和半开式； ②泵壳：作用是收集被叶轮抛出的液体，并将部分动能转换成压强能； ③泵轴：作用是将电机的输出功传给叶轮。
离心泵的工作原理：依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水，防止气蚀现象发生。当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。水原的水在大气压力(或水压)的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水。在此值得一提的是：离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出水量减少，对水泵造成损坏(简称“气蚀”)造成设备事故！所谓的气蚀是指：离心泵启动时，若泵内存在空气，由于空气的密度很低，旋转后产生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵内，不能输送流体的现象。
2.、请举例说出除离心泵以外你所知道的其它类型的泵。 答：离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式 （1）按叶轮吸入方式分：单吸式离心泵双吸式离心泵； （2）按叶轮数目分：单级离心泵多级离心泵；
（3）按叶轮结构分：敞开式叶轮离心泵半开式叶轮离心泵封闭式叶轮离心泵； （4）按工作压力分：低压离心泵中压离心泵高压离心泵； （5）按泵轴位置分：卧式离心泵边管道离心泵。 3、什么叫气蚀现象?气蚀现象有什么破坏作用?
答：离心泵安装高度不合理时，将导致泵进口压力过低，当进口压力降至被输送液体在该温度下对应的饱和蒸汽压时，将发生汽化，所生成的汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速增大而急剧冷凝，发生逆相变化，气泡瞬间溃灭。使周围液体以很大的速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，使设备表面产生疲劳，发生腐蚀，这种现象称为气蚀现象。
危害：汽蚀时传递到叶轮及泵壳的冲击波，加上液体中微量溶解的氧对金属化学腐蚀的共同作用，在一定时间后，可使其表面出现斑痕及裂缝，甚至呈海面状逐步脱落；发生汽蚀时，还会发出噪声，进而使泵体震动；同时由于蒸汽的生成使得液体的表观密度下降，于是液体实际流量、出口压力和效率都下降，严重时可导致完全不能输出。
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单元二换热器
一、实习目的
通过换热器单元仿真培训要求正确掌握换热器的有关理论、换热原理、换热器的开车操作、正常操作、停车操作和故障处理。
二、工艺原理简介
1、工艺说明
换热器是进行热交换操作的通用工艺设备，广泛应用于化工、石油、石油化工、动力、冶金等工业部门，特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有重要地位。换热器的操作技术培训在整个操作培训中尤为重要。
本单元设计采用管壳式换热器。来自界外的92℃冷物流由泵P101A/B送至换热器E101的壳程被流经管程的热物流加热至145℃,并有20%被汽化。冷物流流量由流量控制器FIC101控制,正常流量为12000kg/h。来自另一设备的225℃热物流经泵P102A/B送至换热器E101与注经壳程的冷物流进行热交换,热物流出口温度由TIC101控制。
为保证热物流的流量稳定,TIC101采用分程控制,TV101A和TV101B分别调节流经E101和副线的流量,TIC101输出0%~100%分别对应TV101A开度0%~100%,TV101B开度100~0%。
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AI101VENTTI102FI101FCFIC101E101FCFI102TI104FOTIC101PI101TI101PI102TI103P102AP101BP102AP102B 2、本单元复杂控制方案说明
TIC101的分程控制线：
100.0%TV101B位阀TV101A0.0%0.0%调节器输出100% 三、操作步骤
3.1、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。 3.1.1、启动冷物流进料泵P101A
(1)开换热器壳程排气阀VD03。
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(2)开P101A泵的前阀VB01。 (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。 3.1.2、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。 3.1.3、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。 3.1.4、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。
3.2、正常操作规程
3.2.1、正常工况操作参数
(1)冷物流流量为12000kg/h，出口温度为145℃，气化率20%。 (2)热物流流量为10000kg/h，出口温度为177℃。
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3.2.2、备用泵的切换
(1)P101A与P101B之间可任意切换。 (2)P102A与P102B之间可任意切换。
3.3.停车操作规程
3.3.1、停热物流进料泵P102A
(1)关闭P102泵的出口阀VB01。 (2)停P102A泵。
(3)待PI102指示小于0.1atm时，关闭P102泵入口阀VB11。 3.3.2、停热物流进料
(1)TIC101置手动。
(2)关闭TV101A的前、后阀VB06、VB07。 (3)关闭TV101B的前、后阀VB08、VB09。 (4)关闭E101热物流出口阀VD07。 3.3.3、停冷物流进料泵P101A
(1)关闭P101泵的出口阀VB03。 (2)停P101A泵。
(3)待PI101指示小于0.1atm时，关闭P101泵入口阀VB01。 3.3.4、停冷物流进料
(1)FIC101置手动。
(2)关闭FIC101的前、后阀VB04、VB05。 (3)关闭E101冷物流出口阀VD04。 3.3.5、E101管程泄液
打开管程泄液阀VD05,观察管程泄液阀VD05的出口,当不再有液体泄出时，关闭泄液阀
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VD05。
3.3.6 E101壳程泄液
打开壳程泄液阀VD02,观察壳程泄液阀VD02的出口,当不再有液体泄出时，关闭泄液阀VD02。
四、截图
4.1冷态开车
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4.2正常停车
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4.3正常操作
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五、思考题
1、影响间壁式换热器传热量的因素有哪些？ 答：流速、结构、污垢、换热管壁厚、材质。 2、传热有哪几种基本方式，各自的特点是什么？
答：三种热传递方式
1.辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的红外线，而不必有任何介质，就可以
达成温度平衡。
2.传导：物体之间直接接触，热能直接以原子振动，由高温处传递到低温处。 3.对流：物体之间以流体为介质，利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性，传
递热能。
3、工业生产中常见的换热器有哪些类型？
答：按用途可分为热交换器、冷凝器、蒸发器，加热器及冷却器五大类；按热量传递方式则可分为混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器等。
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单元三液位控制
一、实习目的
1、熟悉组态王软件，达到熟练使用组态软件的常用工具; 2、学会完成组态工程的设计步骤;
3、锻炼学生的动手能力和分析问题解决问题的能力。
二、工艺原理简介
本流程为液位控制系统，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。
缓冲罐V101仅一股来料，8Kg/cm2压力的液体通过调节产供阀FIC101向罐V101充液,此罐压力由调节阀PIC101分程控制,缓冲罐压力高于分程点（5.0Kg/cm2）时，PV101B自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg/cm2。缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液体通过泵P101A或P101B(备用泵)打入罐V102,该泵出口压力一般控制在9Kg/cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg/hr。
罐V102有两股来料，一股为V101通过FIC102与LIC101串级调节后来的流量；另一股为8Kg/cm2压力的液体通过调节阀LIC102进入罐V102,一般V102液位控制在50%左右,V102底液抽出通过调节阀FIC103进入V103,正常工况时FIC103的流量控制在30000 kg/hr。
罐V103也有两股进料，一股来自于V102的底抽出量，另一股为8kg/cm2压力的液体通过FIC103与FI103比值调节进入V103,比值系数为2:1，V103底液体通过LIC103调节阀输出，正常时罐V103液位控制在50%左右。
本单元控制回路说明 本单元主要包括：单回路控制系统、分程控制系统、比值控制系统、串级控制系统。 单回路控制回路
单回路控制回路又称单回路反馈控制。由于在所有反馈控制中，单回路反馈控制是最基本、结构做简单的一种，因此，它又被称之为简单控制。
单回路反馈控制由四个基本环节组成，即被控对象（简称对象）或被控过程（简称过程）、测量变送装置、控制器和控制阀。
所谓控制系统的整定，就是对于一个已经设计并安装就绪的控制系统，通过控制器参数的调整，使得系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。
本单元的单回路控制有：FIC101，LIC102，LIC103。 分程控制回路
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通常是一台控制器的输出只控制一只控制阀。然而分程控制系统却不然，在这种控制回路中，一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而由每一段信号去控制一只控制阀。
本单元的分程控制回路有：PIC101分程控制冲压阀PV101A和泄压阀PV101B。如下图
100%
阀PV101A PV101B
位
开
度
0
100% 0 50%
PIC101.OP
比值控制系统
在化工、炼油及其他工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系，比例一旦失调，将影响生产或造成事故。
实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之流量比值控制系统。
比值控制系统可分为：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。
FFIC104:为一比值调节器。根据FIC1103的流量，按一定的比例，相适应比例调整FI103的流量。
对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而FIC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。
串级控制系统
如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。
串级控制系统的特点：
1、 能迅速地克服进入副回路的扰动 2、 改善主控制器的被控对象特征
3、 有利于克服副回路内执行机构等的非线性
在本单元中罐V101的液位是由液位调节器LIC101和流量调节器FIC102串级控制。
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三、操作步骤
3.1、冷态开车规程
装置的开工状态为V-102和V-103两罐已充压完毕，保压在2.0kg/cm2，缓冲罐V-101压力为常压状态，所有可操作阀均处于关闭状态。 3.1.1 缓冲罐V-101充压及液位建立
（1）确认事项：
·V-101压力为常压
（2）V-101充压及建立液位：
·在现场图上,打开V-101进料调节器FIC101的前后手阀V1和V2,开度在100%。 ·在DCS图上，打开调节阀FIC101,阀位一般在30%左右开度,给缓冲罐V101充液。
·待V101见液位后再启动压力调节阀PIC101,阀位先开至20%充压。 ·待压力达5kg/cm2左右时,PIC101投自动. 3.1.2 中间罐V-102液位建立
（1）确认事项：
·V-101液位达40%以上
·V-101压力达5.0kg/cm2左右 （2）V-102建立液位：
·在现场图上，打开泵P101A的前手阀V5为100%； ·启动泵P101A.
·当泵出口压力达10kg/cm2时,打开泵P101A的后手阀V7为100%； ·打开流量调节器FIC102前后手阀V9及V10为100%.
·打开出口调节阀FIC102,手动调节FV102开度,使泵出口压力控制在 9.0kg/cm2左右.
·打开液位调节阀LV102至50%开度.
·V-101进料流量调整器FIC101投自动，设定值为20000.0kg/hr.
·操作平稳后调节阀FIC102投入自动控制并与LIC101串级调节V101液位. ·V-102液位达50%左右,LIC102投自动，设定值为50%. 3.1.3 产品罐V-103建立液位
（1）确认事项：
·V-102液位达50%左右 （2）V-103建立液位：
·在现场图上，打开流量调节器FIC103的前后手阀V13及V14 ·在DCS图上，打开FIC103及FFIC104,阀位开度均为50%.
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·当V103液位达50%时,打开液位调节阀LIC103开度为50%. ·LIC103调节平稳后投自动，设定值为50%.
3.2、正常操作规程
正常工况下的工艺参数：
(1) FIC101投自动，设定值为20000.0kg/hr.
(2) PIC101投自动（分程控制），设定值为5.0kg/cm2 (3) LIC101投自动，设定值为50%. (4) FIC102投串级(与LIC101串级)
(5) FIC103投自动，设定值为30000.0kg/hr
(6) FFIC104投串级(与FIC103比值控制)，比值系统为常数2.0. (7) LIC102投自动，设定值为50% (8) LIC103投自动，设定值为50%
(9) 泵P101A(或P101B)出口压力PI101正常值为9.0kg/cm2 (10) V-102外进料流量FI101正常值为10000.0kg/hr.
(11) V-103产品输出量FI102的流量正常值为45000.0kg/hr.
3.3、停车操作规程
3.3.1 正常停车
（1）关进料线:
·将调节阀FIC101改为手动操作，关闭FIC101，再关闭现场手阀V1及V2. ·将调节阀LIC102改为手动操作，关闭LIC102，使V-102外进料流量FI101为0.0kg/hr.
·将调节阀FFIC104改为手动操作，关闭FFIC104. （2）将调节器改手动控制：
·将调节器LIC101改手动调节，FIC102解除串级改手动控制.
·手动调节FIC102，维持泵P101A出口压力，使V-101液位缓慢降低. ·将调节器FIC103改手动调节，维持V-102液位缓慢降低. ·将调节器LIC103改手动调节，维持V-103液位缓慢降低. （3）V-101泄压及排放：
·罐V101液位下降至10%时,先关出口阀FV102,停泵P101A,再关入口阀V5. ·打开排凝阀V4，关FIC102手阀V9及V10.
·罐V-101液位降到0.0时,PIC101置手动调节,打开PV101为100%放空. （4）当罐V-102液位为0.0时,关调节阀FIC103及现场前后手阀V13及V14. （5）当罐V-103液位为0.0时,关调节阀LIC103. 3.3.2 紧急停车
紧急停车操作规程同正常停车操作规程。
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四、截图
4.1冷态开车
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4.2正常停车
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4.3正常操作
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五、思考题
1、本单元包括了常见的串级、分程、比值三种复杂调节系统，它们各有什么特点？与简单控制系统的差别是什么？ 答：
单回路控制回路
单回路控制回路又称单回路反馈控制。由于在所有反馈控制中，单回路反馈控制是最基本、结构做简单的一种，因此，它又被称之为简单控制。
单回路反馈控制由四个基本环节组成，即被控对象（简称对象）或被控过程（简称过程）、测量变送装置、控制器和控制阀。
分程控制回路
通常是一台控制器的输出只控制一只控制阀。然而分程控制系统却不然，在这种控制回路中，一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而由每一段信号去控制一只控制阀。
本单元的分程控制回路有：PIC101分程控制冲压阀PV101A和泄压阀PV101B
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比值控制系统
在化工、炼油及其他工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系，比例一旦失调，将影响生产或造成事故。
实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之流量比值控制系统。
比值控制系统可分为：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。
串级控制系统
如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。
串级控制系统的特点：
(1)能迅速地克服进入副回路的扰动。 (2)改善主控制器的被控对象特征。
(3)有利于克服副回路内执行机构等的非线性。
2、找出本工艺中的比值调节系统，分析哪一个是主动量？为什么？
答：FFIC104:为一比值调节器。根据FIC1103的流量，按一定的比例，相适应比例调整FI103的流量。
对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而FIC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。
3、找出本工艺中的串级调节系统，分析哪一个是主控？哪一个是副控？为什么要如此设计？
答: 在本单元中罐V101的液位是由液位调节器LIC101和流量调节器FIC102串级控制。
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单元四精馏
一、实习目的
1、认识精馏设备结构 2、认识精馏装置流程及仪表 3、掌握精馏装置的运行操作技能 4、学会常见异常现象的判别及处理方法
二、工艺原理简介
2.1、工艺说明
本流程是利用精馏方法，在脱丁烷塔中将丁烷从脱丙烷塔釜混合物中分离出来。精馏是将液体混合物部分气化，利用其中各组分相对挥发度的不同，通过液相和气相间的质量传递来实现对混合物分离。本装置中将脱丙烷塔釜混合物部分气化，由于丁烷的沸点较低，即其挥发度较高，故丁烷易于从液相中气化出来，再将气化的蒸汽冷凝，可得到丁烷组成高于原料的混合物，经过多次气化冷凝，即可达到分离混合物中丁烷的目的。 原料为67.8℃脱丙烷塔的釜液(主要有C4、C5、C6、C7等)，由脱丁烷塔(DA-405)的第16块板进料(全塔共32块板),进料量由流量控制器FIC101控制。灵敏板温度由调节器TC101通过调节再沸器加热蒸汽的流量,来控制提馏段灵敏板温度，从而控制丁烷的分离质量。
脱丁烷塔塔釜液（主要为C5以上馏分）一部分作为产品采出，一部分经再沸器(EA-418A、B)部分汽化为蒸汽从塔底上升。塔釜的液位和塔釜产品采出量由LC101和FC102组成的串级控制器控制。再沸器采用低压蒸汽加热。塔釜蒸汽缓冲罐（FA－414）液位由液位控制器LC102调节底部采出量控制。
塔顶的上升蒸汽（C4馏分和少量C5馏分）经塔顶冷凝器（EA-419）全部冷凝成液体，该冷凝液靠位差流入回流罐（FA-408）。塔顶压力PC102采用分程控制：在正常的压力波动下，通过调节塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力，当压力超高时，压力报警系
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统发出报警信号，PC102调节塔顶至回流罐的排气量来控制塔顶压力调节气相出料。操作压力4.25atm (表压)，高压控制器PC101将调节回流罐的气相排放量，来控制塔内压力稳定。冷凝器以冷却水为载热体。回流罐液位由液位控制器LC103调节塔顶产品采出量来维持恒定。回流罐中的液体一部分作为塔顶产品送下一工序，另一部分液体由回流泵(GA-412A、B)送回塔顶做为回流，回流量由流量控制器FC104控制。
2.2、本单元复杂控制方案说明
吸收解吸单元复杂控制回路主要是串级回路的使用，在吸收塔、解吸塔和产品罐中都使用了液位与流量串级回路。
串级回路：是在简单调节系统基础上发展起来的。在结构上，串级回路调节系统有两个闭合回路。主、副调节器串联，主调节器的输出为副调节器的给定值，系统通过副调节器的输出操纵调节阀动作，实现对主参数的定值调节。所以在串级回路调节系统中，主回路是定值调节系统，副回路是随动系统。
分程控制：就是由一只调节器的输出信号控制两只或更多的调节阀，每只调节阀在调节器的输出信号的某段范围中工作。 具体实例：
DA405的塔釜液位控制LC101和和塔釜出料FC102构成一串级回路。 FC102.SP随LC101.OP的改变而变化。
PIC102为一分程控制器，分别控制PV102A和PV102B，当PC102.OP逐渐开大时，PV102A从0逐渐开大到100；而PV102B从100逐渐关小至0。
三、操作步骤
3.1、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。 3.1.1、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
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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)。 3.1.2、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％。 3.1.3、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。 3.1.4、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。
3.2、正常操作规程
3.2.1、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。
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(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 ℃。 (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%。 3.2.2、主要工艺生产指标的调整方法
(1)质量调节：本系统的质量调节采用以提馏段灵敏板温度作为主参数，以再沸器和加热蒸汽流量的调节系统，以实现对塔的分离质量控制。
(2)压力控制：在正常的压力情况下，由塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力，当压力高于操作压力4.25atm(表压）时，压力报警系统发出报警信号，同时调节器PC101将调节回流罐的气相出料，为了保持同气相出料的相对平衡，该系统采用压力分程调节。
(3)液位调节：塔釜液位由调节塔釜的产品采出量来维持恒定。设有高低液位报警。回流罐液位由调节塔顶产品采出量来维持恒定。设有高低液位报警。
(4)流量调节：进料量和回流量都采用单回路的流量控制；再沸器加热介质流量，由灵敏板温度调节。
3.3、停车操作规程
3.3.1、降负荷
(1)逐步关小FIC101调节阀，降低进料至正常进料量的70%。
(2)在降负荷过程中，保持灵敏板温度TC101的稳定性和塔压PC102的稳定，使精馏塔分离出合格产品。
(3)在降负荷过程中，尽量通过FC103排出回流罐中的液体产品，至回流罐液位LC104在20%左右。
(4)在降负荷过程中，尽量通过FC102排出塔釜产品，使LC101降至30%左右。 3.3.2、停进料和再沸器
在负荷降至正常的70%，且产品已大部采出后，停进料和再沸器。
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(1)关FIC101调节阀，停精馏塔进料。
(2)关TC101调节阀和V13或V16阀，停再沸器的加热蒸汽。 (3)关FC102调节阀和FC103调节阀，停止产品采出。
(4)打开塔釜泄液阀V10，排不合格产品，并控制塔釜降低液位。 (5)手动打开LC102调节阀，对FA-114泄液。 3.3.3、停回流
(1)停进料和再沸器后，回流罐中的液体全部通过回流泵打入塔，以降低塔内温度。 (2)当回流罐液位至0时，关FC104调节阀，关泵出口阀V17（或V18），停泵GA412A（或GA412B），关入口阀V19（或V20），停回流。
(3)开泄液阀V10排净塔内液体。 3.3.4 降压、降温
(1)打开PC101调节阀，将塔压降至接近常压后，关PC101调节阀。
(2)全塔温度降至50℃左右时，关塔顶冷凝器的冷却水(PC102的输出至0)。
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四、截图
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4.2正常停车
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4.3正常操作
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五、思考题
1．塔顶温度变化（升高、降低）对产品质量有何影响？如果从塔顶回流考虑应如何处理？
答：塔顶温度升高，液体汽化量增大，塔顶产品变重；塔顶温度降低，液体汽化量降低，塔顶产品变轻，处理方法是：塔顶温度高必须提高塔顶回流量，反之塔顶温度低就降低回流量。从而达到提高产品质量的目的。
2．塔顶冷回流有什么作用？塔顶冷回流量的大小对塔顶产品质量有何影响？
答：塔顶冷回流作用：控制塔顶温度。从而保证塔顶产品质量，塔顶回来流量大，塔顶温度低，塔顶产品变轻；塔顶回流量小，塔顶温度高，顶产品变重。 3.塔顶产品不及格（变轻、变重），如果从塔顶回流考虑应如何处理？
答：如果塔顶产品变重，说明塔顶温度偏高，如果从塔顶回流考虑，必须增加回流量。反之，塔顶产品变轻，说明塔顶温度偏低，必须减少回流量，从而保证产品质量的目的。
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