【应用化工系】化工仿真实训-实训说明书

第一章装置概况
第一节单元简介
压缩机单元是将合成氨装置的原料气CO2经本单元压缩做工后送往下一工段尿素合成工段,采用的是以汽轮机驱动的四级离心压缩机。其机组主要由压缩机主机、驱动机、润滑油系统、控制油系统和防喘振装置组成。
1.离心式压缩机工作原理
离心式压缩机的工作原理和离心泵类似,气体从中心流入叶轮,在高速转动的叶轮的作用下,随叶轮作高速旋转并沿半径方向甩出来。叶轮在驱动机械的带动下旋转,把所得到的机械能转通过叶轮传递给流过叶轮的气体,即离心压缩机通过叶轮对气体作了功。气体一方面受到旋转离心力的作用增加了气体本身的压力,另一方面又得到了很大的动能。气体离开叶轮后,这部分速度能在通过叶轮后的扩压器、回流弯道的过程中转变为压力能,进一步使气体的压力提高。
离心式压缩机中,气体经过一个叶轮压缩后压力的升高是有限的。因此在要求升压较高的情况下,通常都有许多级叶轮一个接一个、连续地进行压缩,直到最末一级出口达到所要求的压力为止。压缩机的叶轮数越多,所产生的总压头也愈大。气体经过压缩后温度升高,当要求压缩比较高时,常常将气体压缩到一定的压力后,从缸内引出,在外设冷却器冷却降温,然后再导入下一级继续压缩。这样依冷却次数的多少,将压缩机分成几段,一个段可以是一级或多级。
2.离心式压缩机的喘振现象及防止措施
离心压缩机的喘振是操作不当,进口气体流量过小产生的一种不正常现象。当进口气体流量不适当地减小到一定值时,气体进入叶轮的流速过低,气体不再沿叶轮流动,在叶片背面形成很大的涡流区,甚至充满整个叶道而把通道塞住,气体只能在涡流区打转而流不出来。这时系统中的气体自压缩机出口倒流进入压缩机,暂时弥补进口气量的不足。虽然压缩机似乎恢复了正常工作,重新压出气体,但当气体被压出后,由于进口气体仍然不足,上述倒流现象重复出现。这样一种在出口处时而倒吸时而吐出的气流,引起出口管道低频、高振幅的气流脉动,并迅速波及各级叶轮,于是整个压缩机产生噪音和振动,这种现象称为喘振。喘振对机器是很不利的,振动过分会产生局部过热,时间过久甚至会造成叶轮破碎等严重事故。
当喘振现象发生后,应设法立即增大进口气体流量。方法是利用防喘振装置,将压缩机出口的一部份气体经旁路阀回流到压缩机的进口,或打开出口放空阀,降低出口压力。
3.离心式压缩机的临界转速
由于制造原因,压缩机转子的重心和几何中心往往是不重合的,因此在旋转的过程中产生了周期性变化的离心力。这个力的大小与制造的精度有关,而其频率就是转子的转速。如果产生离心力的频率与轴的固有频率一致时,就会由于共振而产生强烈振动,严重时会使机器损坏。这个转速就称为轴的临界转速。临界转速不只是一个,因而分别称为第一临界转速、第二临界转速等等。
压缩机的转子不能在接近于各临界转速下工作。一般离心泵的正常转速比第一临界转速低,这种轴叫做刚性轴。离心压缩机的工作转速往往高于第一临界转速而低于第二临界转速,这种轴称为挠性轴。为了防止振动,离心压缩机在启动和停车过程中,必须较快地越过临界转速。
4.离心式压缩机的结构
离心式压缩机由转子和定子两大部分组成。转子由主轴、叶轮、轴套和平衡盘等部件组成。所有的旋转部件都安装在主轴上,除轴套外,其它部件用键固定在主轴上。主轴安装在径向轴承上,以利于旋转。叶轮是离心式压缩机的主要部件,其上有若干个叶片,用以压缩气体。
气体经叶片压缩后压力升高,因而每个叶片两侧所受到气体压力不一样,产生了方向指向低压端的轴向推力,可使转子向低压端窜动,严重时可使转子与定子发生摩擦和碰撞。为了消除轴向推力,在高压端外侧装有平衡盘和止推轴承。平衡盘一边与高压气体相通,另一边与低压气体相通,用两边的压力差所产生的推力平衡轴向推力。
离心式压缩机的定子由气缸、扩压室、弯道、回流器、隔板、密封、轴承等部件组成。气缸也称机壳,分为水平剖分和垂直剖分两种形式。水平剖分就是将机壳分成上下两部分,上盖可以打开,这种结构多用于低压。垂直剖分就是筒型结构,由圆筒形本体和端盖组成,多用于高压。气缸内有若干隔板,将叶片隔开,并组成扩压器和弯道、回流器。
为了防止级间窜气或向外漏气,都设有级间密封和轴密封。
离心式压缩机的辅助设备有中间冷却器、气液分离器和油系统等。
5.汽轮机的工作原理
汽轮机又称为蒸汽透平,是用蒸汽做功的旋转式原动机。进入汽轮的高压、高温蒸汽,由喷嘴喷出,经膨胀降压后,形成的高速气流按一定方向冲动汽轮机转子上的动叶片,带动转子按一定速度均匀地旋转,从而将蒸汽的能量转变成机械能。
由于能量转换方式不同,汽轮机分为冲动式和反动式两种,在冲动式中,蒸汽只在喷嘴中膨胀,动叶片只受到高速气流的冲动力。在反动式汽轮机中,蒸汽不仅在喷嘴中膨胀,而且还在叶片中膨胀,动叶片既受到高速气流的冲动力,同时受到蒸汽在叶片中膨胀时产生的反作用力。
根据汽轮机中叶轮级数不同,可分为单极或多极两种。按热力过程不同,汽轮机可分为背压式、凝气式和抽气凝气式。背压式汽轮机的蒸汽经膨胀做功后以一定的温度和压力排出汽轮机,可继续供工艺使用;凝气式蒸汽轮机的进气在膨胀做功后,全部排入冷凝器凝结为水;抽气凝气式汽轮机的进气在膨胀做功时,一部分蒸汽在中间抽出去作为其它用,其余部分继续在气缸中做功,最后排入冷凝器冷凝。
第二节工艺流程简述
1.CO2流程说明:
来自合成氨装置的原料气CO2压力为150Kpa(A),温度38℃,流量由FR8103计量,进入CO2压缩机一段分离器V-111,在此分离掉CO2气相中夹带的液滴后进入CO2压缩机的一段入口,经过一段压缩后,CO2压力上升为0.38Mpa(A),温度194℃,进入一段冷却器E-119用循环水冷却到43℃,为了保证尿素装置防腐所需氧气,在CO2进入E-119前加入适量来自合成氨装置的空气,流量由FRC-8101调节控制,CO2气中氧含量0.25-0.35%,在一段分离器V-119中分离掉液滴后进入二段进行压缩,二段出口CO2压力1.866Mpa(A),温度为227℃。然后进入二段冷却器E-120冷却到43℃,并经二段分离器V-120分离掉液滴后进入三段。
在三段入口设计有段间放空阀。便于低压缸CO2压力控制和快速泄压,CO2经三段压缩后压力升到8.046Mpa(A),温度214℃,进入三段冷却器E-121中冷却。为防止CO2过度冷却而生成干冰,在三段冷却器冷却水回水管线上设计有温度调节阀TV-8111,用此阀来控制四段入口CO2温度在50-55℃之间。冷却后的CO2进入四段压缩后压力升到15.5Mpa(A),温度为121℃,进入尿素高压合成系统。为防止CO2压缩机高压缸超压、喘振,在四段出口管线上设计有四回一阀HV-8162(即HIC8162)。
2.蒸汽流程说明:
主蒸汽压力5.882Mpa.湿度450℃,流量82t/hr,进入透平做功,其中一大部分在透平中部被抽出,抽汽压力2.598Mpa,温度350℃,流量54.4t/hr,送至框架,另一部分通过中压调节阀进入透平后汽缸继续做功,做完功后的乏汽进入蒸气冷凝系统。
第三节工艺仿真范围
1.工艺范围
二氧化碳压缩、透平机、油系统
2.边界条件
所有各公用工程部分:水、电、汽、风等均处于正常平稳状况。
3.现场操作
现场手动操作的阀、机、泵等,根据开车、停车及事故设定的需要等进行设计。调节阀的前后截止阀不进行仿真。
第二章主要设备列表
1.CO2气路系统:E-119、E-120、E-121、V-111、V-119、V-120、V-121、K-101。
2.蒸气透平及油系统:DSTK-101、油箱、油温控制器、油泵、油冷器、油过滤器、盘车油泵、稳压器、速关阀、调速器、调压器。
3.设备说明(E:换热器;V:分离器)

4.主要控制阀列表

第三章正常操作工艺指标



第四章工艺报警及联锁系统
1.工艺报警及联锁说明:
为了保证工艺、设备的正常运行,防止事故发生,在设备重点部位安装检测装置并在辅助控制盘上设有报警灯进行提示,以提前进行处理将事故消除。
工艺联锁是设备处于不正常运行时的自保系统,本单元设计了两个联锁自保措施:
A:压缩机振动超高联锁(发生喘振):
动作:20秒后(主要是为了方便培训人员处理)自动进行以下操作:
关闭透平速关阀HS8001、调速阀HIC8205、中压蒸汽调压阀PIC8224;
全开防喘振阀HIC8162、段间放空阀HIC8101
处理:在辅助控制盘上按RESET按钮,按冷态开车中暖管暖机冲转开始重新开车
B:油压低联锁:
动作:自动进行以下操作:
关闭透平速关阀HS8001、调速阀HIC8205、中压蒸汽调压阀PIC8224;
全开防喘振阀HIC8162、段间放空阀HIC8101
处理:找到并处理造成油压低的原因后在辅助控制盘上按RESET按钮,按冷态开车中油系统开车起重新开车.
2.工艺报警及联锁触发值

第五章工艺操作规程
第一节冷态开车准备工作:引循环水:
压缩机岗位E119开循环水阀OMP1001,引入循环水;
压缩机岗位E120开循环水阀OMP1002,引入循环水;
压缩机岗位E121开循环水阀TIC8111,引入循环水;
CO2压缩机油系统开车:
在辅助控制盘上启动油箱油温控制器OMP1045,将油温升到40度左右;
打开油泵的前切断阀OMP1026;
打开油泵的后切断阀OMP1048;
从辅助控制盘上开启主油泵OIL PUMP;
调整油泵回路阀TMPV186,将控制油压力控制在0.9Mpa以上;
盘车:
开启盘车泵的前切断阀OMP1031;
开启盘车泵的后切断阀OMP1032;
从辅助控制盘启动盘车泵;
在辅助控制盘上按盘车按钮盘车至转速大于150rpm;
检查压缩机有无异常响声,检查振动、轴位移等;
停止盘车:
在辅助控制盘上按盘车按钮停盘车
从辅助控制盘停盘车泵;
关闭盘车泵的后切断阀OMP1032;
关闭盘车泵的前切断阀OMP1031;
联锁试验:
油泵自启动试验
主油泵启动且将油压控制正常后,在辅助控制盘上将辅助油泵自动启动按钮按下,按一下RESET按钮,打开透平蒸汽速关阀hs8001,再在辅助控制盘上按停主油泵,辅助油泵应该自行启动,联锁不应动作。
低油压联锁试验
主油泵启动且将油压控制正常后,确认在辅助控制盘上没有将辅助油泵设置为自动启动,按一下RESET按钮,打开透平蒸汽速关阀hs8001,
关闭四回一阀和段间放空阀,通过油泵回路阀缓慢降低油压,当油压降低到一定值时,仪表盘PSXL8372应该报警,按确认后继续开大阀降低油压,检查联锁是否动作,动作后透平蒸汽速关阀hs8001应该关闭,关闭四回一阀和段间放空阀应该全开。
停车试验
主油泵启动且将油压控制正常后,按一下RESET按钮,打开透平蒸汽速关阀hs8001,关闭四回一阀和段间放空阀,在辅助控制盘上按一下STOP按钮,透平蒸汽速关阀hs8001应该关闭,关闭四回一阀和段间放空阀应该全开。
暖管暖机:
在辅助控制盘上点辅油泵自动启动按钮,将辅油泵设置为自启动;
打开入界区蒸汽副线阀OMP1006,准备引蒸汽;
打开蒸汽透平主蒸汽管线上的切断阀OMP1007,压缩机暖管;
打开CO2放空截止阀TMPV102;
打开CO2放空调节阀PIC8241;
透平入口管道内蒸汽压力上升到5.0MPa后,开入界区蒸汽阀OMP1005;
关副线阀OMP1006;
打开CO2进料总阀OMP1004;
全开CO2进口控制阀TMPV104;
打开透平抽出截止阀OMP1009;
从辅助控制盘上按一下RESET按钮,准备冲转压缩机;
打开透平速关阀HS8001;
逐渐打开阀HIC8205,将转速SI8335提高到1000rpm,进行低速暖机;
控制转速1000,暖机15分钟(模拟为1分钟);
打开油冷器冷却水阀TMPV181;
暖机结束,将机组转速缓慢提到2000rpm,检查机组运行情况;
检查压缩机有无异常响声,检查振动、轴位移等;
控制转速2000,停留15分钟(模拟为1分钟);
过临界转速:
继续开大hic8205,将机组转速缓慢提到3000rpm,准备过临界转速(3000~3500);
继续开大hic8205,用20~30秒的时间将机组转速缓慢提到4000rpm,通过临界转速;
逐渐打开PIC8224到50%;
缓慢将段间放空阀HIC8101关小到72%;
将V111液位控制LIC8101投自动,设定值在20%左右;
将V119液位控制LIC8167投自动,设定值在20%左右;
将V120液位控制LIC8170投自动,设定值在20%左右;
将V121液位控制LIC8173投自动,设定值在20%左右;
将TIC8111投自动,设定值在52度左右;
升速升压:
继续开大hic8205,将机组转速缓慢提到5500rpm;
缓慢将段间放空阀HIC8101关小到50%;
继续开大hic8205,将机组转速缓慢提到6050rpm;
缓慢将段间放空阀HIC8101关小到25%;
缓慢将四回一阀HIC8162关小到75%;
继续开大hic8205,将机组转速缓慢提到6400rpm;
缓慢将段间放空阀HIC8101关闭;
缓慢将四回一阀HIC8162关闭;
继续开大hic8205,将机组转速缓慢提到6935rpm;
调整HIC8205,将机组转速SI8335稳定在6935rmp;
投料:
逐渐关小PIC8241,缓慢将压缩机四段出口压力提升到14.4MPa,平衡合成系统压力;
打开CO2出口阀OMP1003;
继续手动关小PIC8241,缓慢将压缩机四段出口压力提升到15.4MPa,将CO2引入合成系统;
当PIC8241控制稳定在15.4MPa左右后,将其设定在15.4投自动;
第二节正常停车CO2压缩机停车:
调节HIC8205将转速降至6500rpm;
调节HIC8162,将负荷减至21000Nm3/h;
继续调节HIC8162,抽汽与注汽量,直至HIC8162全开;
手动缓慢打开PIC8241,将四段出口压力降到14.5MPa以下,CO2退出合成系统;
关闭CO2入合成总阀OMP1003;
继续开大PIC8241缓慢降低四段出口压力到8.0-10.0Mpa;
调节HIC8205将转速降至6403rpm;
继续调节HIC8205将转速降至6052rpm;
调节HIC8101,将四段出口压力降至4.0Mpa;
继续调节HIC8205将转速降至3000rpm;
继续调节HIC8205将转速降至2000rpm;
在辅助控制盘上按STOP按钮,停压缩机;
关闭CO2入压缩机控制阀TMPV104;
关闭CO2入压缩机总阀OMP1004;
关闭蒸汽抽出至MS总阀OMP1009;
关闭蒸汽至压缩机工段总阀OMP1005;
关闭压缩机蒸汽入口阀OMP1007;
油系统停车:
从辅助控制盘上取消辅油泵自启动;
从辅助控制盘上停运主油泵;
关闭油泵进口阀OMP1048;
关闭油泵出口阀OMP1026;
关闭油冷器冷却水阀TMPV181;
从辅助控制盘上停油温控制;
第六章事故列表
一、压缩机振动大:
原因:
机械方面的原因,如轴承磨损,平衡盘密封坏,找正不良,轴弯曲,连轴节松动等等设备本身的原因;
转速控制方面的原因,机组接近临界转速下运行产生共振;
工艺控制方面的原因,主要是操作不当造成计算机喘振。
处理措施:(模拟中只有20秒的处理时间,处理不及时就会发生联锁停车。)
机械方面故障需停车检修;
产生共振时,需改变操作转速,另外在开停车过程中过临界转速时应尽快通过;
当压缩机发生喘振时,找出发生喘振的原因,并采取相应的措施:
Ⅰ.入口气量过小:打开防喘振阀HIC8162,开大入口控制阀开度;
Ⅱ.出口压力过高:打开防喘振阀HIC8162,开大四段出口排放调节阀开度;
Ⅲ.操作不当,开关阀门动作过大:打开防喘振阀HIC8162,消除喘振后再精心操作。
预防措施:
1.离心式压缩机一般都设有振动检测装置,在生产过程中应经常检查,发现轴振动或位移过大,应分析原因,及时处理。
2.喘振预防:应经常注意压缩机气量的变化,严防入口气量过小而引发喘振。在开车时应遵循“升压先升速”的原则,先将防喘振阀打开,当转速升到一定值后,再慢慢关小防喘振阀,将出口压力升到一定值,然后再升速,使升速、升压交替缓慢进行,直到满足工艺要求。停车时应遵循“降压先降速”的原则,先将防喘振阀打开一些,将出口压力降低到某一值,然后再降速,降速、降压交替进行,至到泄完压力再停机。
二、压缩机辅助油泵自动启动:
原因:辅助油泵自动启动的原因是由于油压低引起的自保措施,一般情况下是由以下两种原因引起的,1.油泵出口过滤器有堵,2.油泵回路阀开度过大。
处理措施:
关小油泵回路阀;
按过滤器清洗步骤清洗油过滤器;
从辅助控制盘停辅助油泵。
预防措施:
油系统正常运行是压缩机正常运行的重要保证,因此,压缩机的油系统也设有各种检测装置,如油温、油压、过滤器压降、油位等,生产过程中要对这些内容经常进行检查,油过滤器要定期切换清洗。
三、四段出口压力偏低,CO2打气量偏少:
原因:
压缩机转速偏低;
防喘振阀未关死;
压力控制阀PIC8241未投自动,或未关死
处理措施:
将转速调到6935rpm;
关闭防喘振阀;
关闭压力控制阀PIC8241。
预防措施:
压缩机四段出口压力和下一工段的系统压力有很大的关系,下一工段系统压力波动也会造成四段出口压力波动,也会影响到压缩机的打气量,所以在生产过程中下一系统合成系统压力应该控制稳定,同时应该经常检查压缩机的吸气流量、转速、排放阀、和防喘振阀以及段间放空阀的开度,正常工况下这三个阀应该尽量保持关闭状态,以保持压缩机的最高工作效率。
四、压缩机因喘振发生联锁跳车
原因:
操作不当,压缩机发生喘振,处理不及时;
处理措施:
关闭CO2去尿素合成总阀OMP1003;
在辅助控制盘上按一下RESET按钮;
按冷态开车步骤中暖管暖机冲转开始重新开车。
预防措施:
按振动过大中喘振预防措施预防喘振发生,一旦发生喘振要及时按其处理措施进行处理,及时打开防喘振阀。
五、压缩机三段冷却器出口温度过低
原因:
冷却水控制阀TIC8111未投自动,阀门开度过大;
处理措施:
1.关小冷却水控制阀TIC8111,将温度控制在52度左右;
2.控制稳定后将TIC8111设定在52度投自动。
二氧化碳在高压下温度过低会析出固体干冰,干冰会损坏压缩机叶轮,而影响到压缩机的正常运行,因而压缩机运行过程中应该经常检查该点温度,将其控制在正常工艺指标范围之内。
第七章仿真DCS画面






 
 一、工作原理简述
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。
 二、工艺流程简介
本装置是通过萃取剂(水)来萃取丙烯酸丁酯生产过程中的催化剂(对甲苯磺酸)。
具体工艺如下:
将自来水(FCW)通过阀V4001或者通过泵P425及阀V4002送进催化剂萃取塔C-421,当液位调节器LIC4009为50%时,关闭阀V4001或者泵P425及阀V4002;开启泵P413将含有产品和催化剂的R-412B的流出物在被E-415冷却后进入催化剂萃取塔C-421的塔底;开启泵P412A,将来自D-411作为溶剂的水从顶部加入。泵P413的流量由FIC-4020控制在21126.6kg/h;P412的流量由FIC4021控制在2112.7kg/h;萃取后的丙烯酸丁酯主物流从塔顶排出,进入塔C-422;塔底排出的水相中含有大部分的催化剂及未反应的丙烯酸,一路返回反应器R-411A循环使用,一路去重组分分解器R-460作为分解用的催化剂(见图1)。

下表是萃取过程中用到的物质

三、主要设备(如表1所示)
表1 主要设备一览表
设备位号
 
设备名称
P425
P412A/B
P413
E-415
C-421
进水泵
溶剂进料泵
主物流进料泵
冷却器
萃取塔
四、调节阀、显示仪表及现场阀说明
1.调节阀(如表2所示)

2.显示仪表(如图3所示)

3.现场阀说明(如图4所示)


五、操作规程
(一)冷态开车
进料前确认所有调节器为手动状态,调节阀和现场阀均处于关闭状态,机泵处于关停状态。
1.灌水
(1)(当D-425液位LIC-4016达到50%时)全开泵P425的前后阀V4115和V4116,启动泵P425。
(2)打开手阀V4002,使其开度为50%,对萃取塔C-421进行罐水。
(3)当C421界面液位LIC4009的显示值接近50%,关闭阀门V4002
(4)依次关闭泵P425的后阀V4116,开关阀V4123,前阀V4115。
2.启动换热器
开启调节阀FV4041,使其开度为50%,对换热器E415通冷物料。
3.引反应液
(1)依次开启泵P413的前阀V4107,开关阀V4125,后阀V4108,启动泵P413。
(2)全开调节器FIC4020的前后阀V4105和V4106,开启调节阀FV4020,使其开度为50%,将R-412B出口液体经热换器E-415,送至C-421。
(3)将TIC4014投自动,设为30℃;并将FIC4041投串级。
4.引溶剂
(1)打开泵P412的前阀V4101,开关阀V4124,后阀V4102,启动泵P412。
(2)全开调节器FIC4021的前后阀V4103和V4104,开启调节阀FV4021,使其开度为50%,将D-411出口液体送至C-421。
5.引C421萃取液
(1)全开调节器FIC4022的前后阀V4111和V4112,开启调节阀FV4022,使其开度为50%,将C421塔底的部分液体返回R-411A中。
(2)全开调节器FIC4061的前后阀V4113和V4114,开启调节阀FV4061,使其开度为50%,将C-421塔底的另外部分液体送至重组分分解器R-460中。
6.调至平衡
(1)界面液位LIC4009达到50%时,投自动;
(2)FIC4021达到2112.7KG/H时,投串级;
(3)FIC4020的流量达到21126.6kg/h时,投自动
(4)FIC4022的流量达到1868.4kg/h时,投自动;
(5)FIC4061的流量达到77.1kg/h时,投自动。
(二)正常运行
熟悉工艺流程,维持各工艺参数稳定;密切注意各工艺参数的变化情况,发现突发事故时,应先分析事故原因,并做正确处理。
(三)正常停车
1.停主物料进料
(1)关闭调节阀FV4020的前后阀V4105和V4106,将FV4020的开度调为0。
(2)关闭泵P413的后阀V4108,开关阀V4125,前阀V4107。
2.灌自来水
(1)打开进自来水阀V4001,使其开度为50%;
(2)当罐内物料相中的BA的含量小于0.9%时,关闭V4001。
2.停萃取剂
(1)将控制阀FV4021的开度调为0,关闭前手阀V4103和V4104关闭;
(2)关闭泵P412A的后阀V4102,开关阀V4124,后阀V4101。
3.萃取塔C421泻液
(1)打开阀V41007,使其开度为50%,同时将FV4022的开度调为100%;
(2)打开阀V41009,使其开度为50%,同时将FV4061的开度调为100%;
(3)当FIC4022的值小于0.5kg/h时,关闭V41007,将FV4022的开度置0,关闭其前后阀V4111和V4112;同时关闭V41009,将FV4061的开度置0,关闭其前后阀V4113和V4114。
(四)事故处理

 一、工艺流程说明
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、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。
3、设备一览
DA-405:脱丁烷塔
EA-419:塔顶冷凝器
FA-408:塔顶回流罐
GA-412A、B:回流泵
EA-418A、B:塔釜再沸器
FA-414:塔釜蒸汽缓冲罐
二、精馏单元操作规程
1、冷态开车操作规程
本操作规程仅供参考,详细操作以评分系统为准。
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。
1.1、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)。
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%。
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。
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。
2、正常操作规程
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。
(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%。
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、停车操作规程
本操作规程仅供参考,详细操作以评分系统为准。
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。
3.2、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。
(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、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。
3.4 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)。
4、仪表一览表

三、事故设置一览
下列事故处理操作仅供参考,详细操作以评分系统为准。
1、热蒸汽压力过高
原因:热蒸汽压力过高。
现象:加热蒸汽的流量增大,塔釜温度持续上升。
处理:适当减小TC101的阀门开度。
2、热蒸汽压力过低
原因:热蒸汽压力过低。
现象:加热蒸汽的流量减小,塔釜温度持续下降。
处理:适当增大TC101的开度。
3.冷凝水中断
原因:停冷凝水。
现象:塔顶温度上升,塔顶压力升高。
处理:(1)开回流罐放空阀PC101保压。
(2)手动关闭FC101,停止进料。
(3)手动关闭TC101,停加热蒸汽。
(4)手动关闭FC103和FC102,停止产品采出。
(5)开塔釜排液阀V10,排不合格产品。
(6)手动打开LIC102,对FA114泄液。
(7)当回流罐液位为0时,关闭FIC104。
(8)关闭回流泵出口阀V17/V18。
(9)关闭回流泵GA424A/GA424B。
(10)关闭回流泵入口阀V19/V20。
(11)待塔釜液位为0时,关闭泄液阀V10。
(12)待塔顶压力降为常压后,关闭冷凝器。
4.停电
原因:停电。
现象:回流泵GA412A停止,回流中断。
处理:(1)手动开回流罐放空阀PC101泄压。
(2)手动关进料阀FIC101。
(3)手动关出料阀FC102和FC103。
(4)手动关加热蒸汽阀TC101。
(5)开塔釜排液阀V10和回流罐泄液阀V23,排不合格产品。
(6)手动打开LIC102,对FA114泄液。
(7)当回流罐液位为0时,关闭V23。
(8)关闭回流泵出口阀V17/V18。
(9)关闭回流泵GA424A/GA424B。
(10)关闭回流泵入口阀V19/V20。
(11)待塔釜液位为0时,关闭泄液阀V10。
(12)待塔顶压力降为常压后,关闭冷凝器。
5.回流泵故障
原因:回流泵GA-412A泵坏。
现象:GA-412A断电,回流中断,塔顶压力、温度上升。
处理:(1)开备用泵入口阀V20。
(2)启动备用泵GA412B。
(3)开备用泵出口阀V18。
(4)关闭运行泵出口阀V17。
(5)停运行泵GA412A。
(6)关闭运行泵入口阀V19。
6.回流控制阀FC104阀卡
原因:回流控制阀FC104阀卡。
现象:回流量减小,塔顶温度上升,压力增大。
处理:打开旁路阀V14,保持回流。
四、仿真界面


思考题
1、什么叫蒸馏?在化工生产中分离什么样的混合物?蒸馏和精馏的关系是什么?
2、精馏的主要设备有哪些?
3、在本单元中,如果塔顶温度、压力都超过标准,可以有几种方法将系统调节稳定?
4、当系统在一较高负荷突然出现大的波动、不稳定,为什麽要将系统降到一低负荷的稳态,再从新开到高负荷?
5、根据本单元的实际,结合“化工原理”讲述的原理,说明回流比的作用。
6、若精馏塔灵敏板温度过高或过低,则意味着分离效果如何?应通过改变哪些变量来调节至正常?
7、请分析本流程中如何通过分程控制来调节精馏塔正常操作压力的。
8、根据本单元的实际,理解串级控制的工作原理和操作方法。
一、工艺流程说明
1、工艺说明
吸收解吸是石油化工生产过程中较常用的重要单元操作过程。吸收过程是利用气体混合物中各个组分在液体(吸收剂)中的溶解度不同,来分离气体混合物。被溶解的组分称为溶质或吸收质,含有溶质的气体称为富气,不被溶解的气体称为贫气或惰性气体。
溶解在吸收剂中的溶质和在气相中的溶质存在溶解平衡,当溶质在吸收剂中达到溶解平衡时,溶质在气相中的分压称为该组分在该吸收剂中的饱和蒸汽压。当溶质在气相中的分压大于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从气相溶入溶质中,称为吸收过程。当溶质在气相中的分压小于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从液相逸出到气相中,称为解吸过程。
提高压力、降低温度有利于溶质吸收;降低压力、提高温度有利于溶质解吸,正是利用这一原理分离气体混合物,而吸收剂可以重复使用。
该单元以C6油为吸收剂,分离气体混合物(其中C4:25.13%,CO和CO2:6.26%,N2:64.58%,H2:3.5%,O2:0.53%)中的C4组分(吸收质)。
从界区外来的富气从底部进入吸收塔T-101。界区外来的纯C6油吸收剂贮存于C6油贮罐D-101中,由C6油泵P-101A/B送入吸收塔T-101的顶部,C6流量由FRC103控制。吸收剂C6油在吸收塔T-101中自上而下与富气逆向接触,富气中C4组分被溶解在C6油中。不溶解的贫气自T-101顶部排出,经盐水冷却器E-101被-4℃的盐水冷却至2℃进入尾气分离罐D-102。吸收了C4组分的富油(C4:8.2%,C6:91.8%)从吸收塔底部排出,经贫富油换热器E-103预热至80℃进入解吸塔T-102。吸收塔塔釜液位由LIC101和FIC104通过调节塔釜富油采出量串级控制。
来自吸收塔顶部的贫气在尾气分离罐D-102中回收冷凝的C4,C6后,不凝气在D-102压力控制器PIC103(1.2MPaG)控制下排入放空总管进入大气。回收的冷凝液(C4,C6)与吸收塔釜排出的富油一起进入解吸塔T-102。预热后的富油进入解吸塔T-102进行解吸分离。塔顶气相出料(C4:95%)经全冷器E-104换热降温至40℃全部冷凝进入塔顶回流罐D-103,其中一部分冷凝液由P-102A/B泵打回流至解吸塔顶部,回流量8.0T/h,由FIC106控制,其他部分做为C4产品在液位控制(LIC105)下由P-102A/B泵抽出。塔釜C6油在液位控制(LIC104)下,经贫富油换热器E-103和盐水冷却器E-102降温至5℃返回至C6油贮罐D-101再利用,返回温度由温度控制器TIC103通过调节E-102循环冷却水流量控制。
T-102塔釜温度由TIC104和FIC108通过调节塔釜再沸器E-105的蒸汽流量串级控制,控制温度102℃。塔顶压力由PIC-105通过调节塔顶冷凝器E-104的冷却水流量控制,另有一塔顶压力保护控制器PIC-104,在塔顶有凝气压力高时通过调节D-103放空量降压。
因为塔顶C4产品中含有部分C6油及其他C6油损失,所以随着生产的进行,要定期观察C6油贮罐D-101的液位,补充新鲜C6油。
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。
举例:在吸收塔T101中,为了保证液位的稳定,有一塔釜液位与塔釜出料组成的串级回路。液位调节器的输出同时是流量调节器的给定值,即流量调节器FIC104的SP值由液位调节器LIC101的输出OP值控制,LIC101.OP的变化使FIC104.SP产生相应的变化。
3、设备一览
T-101:吸收塔
D-101:C6油贮罐
D-102:气液分离罐
E-101:吸收塔顶冷凝器
E-102:循环油冷却器
P-101A/B:C6油供给泵
T-102:解吸塔
D-103:解吸塔顶回流罐
E-103:贫富油换热器
E-104:解吸塔顶冷凝器
E-105:解吸塔釜再沸器
P-102A/B:解吸塔顶回流、塔顶产品采出泵
二、吸收解吸单元操作规程
1、开车操作规程
本操作规程仅供参考,详细操作以评分系统为准。
装置的开工状态为吸收塔解吸塔系统均处于常温常压下,各调节阀处于手动关闭状态,各手操阀处于关闭状态,氮气置换已完毕,公用工程已具备条件,可以直接进行氮气充压。1.1、氮气充压
(1)确认所有手阀处于关状态。
(2)氮气充压
①打开氮气充压阀,给吸收塔系统充压。
②当吸收塔系统压力升至1.0Mpa(g)左右时,关闭N2充压阀。
③打开氮气充压阀,给解吸塔系统充压。
④当吸收塔系统压力升至0.5Mpa(g)左右时,关闭N2充压阀。
1.2、进吸收油
(1)确认
①系统充压已结束。
②所有手阀处于关状态。
(2)吸收塔系统进吸收油
①打开引油阀V9至开度50%左右,给C6油贮罐D-101充C6 油至液位70%。
②打开C6油泵P-101A(或B)的入口阀,启动P-101A(或B)。
③打开P-101A(或B)出口阀,手动打开FV103阀至30%左右给吸收塔T-101充液至50%。充油过程中注意观察D-101液位,必要时给D-101补充新油。
(3)解吸塔系统进吸收油
①手动打开调节阀FV104开度至50%左右,给解吸塔T-102进吸收油至液位50%。
②给T-102进油时注意给T-101和D-101补充新油,以保证D-101和T-101的液位均不低于50%。
1.3、C6油冷循环
(1)确认
①贮罐,吸收塔,解吸塔液位50%左右。
②吸收塔系统与解吸塔系统保持合适压差。
(2)建立冷循环
①手动逐渐打开调节阀LV104,向D-101倒油。
②当向D-101倒油时,同时逐渐调整FV104,以保持T-102液位在50%左右,将LIC104设定在50%设自动。
③ 由T-101至T-102油循环时,手动调节FV103以保持T-101液位在50%左右,将LIC101设定在50%投自动。
④ 手动调节FV103,使FRC103保持在13 .50T/h,投自动,冷循环10分钟。
1.4、T-102回流罐D-103灌C4
打开V21向D-103灌C4至液位为20%
1.5、C6油热循环
(1) 确认
①冷循环过程已经结束。
②D-103液位已建立。
(2) T-102再沸器投用
①设定TIC103于5℃,投自动。
②手动打开PV105至70%。
③手动控制PIC105于0.5MPa,待回流稳定后再投自动。
④手动打开FV108至50%,开始给T-102加热。
(3)建立T-102回流
①随着T-102塔釜温度TIC107逐渐升高,C6油开始汽化,并在E-104中冷凝至回流罐D-103。
②当塔顶温度高于50℃时,打开P-102A/B泵的入出口阀VI25/27、VI26/28,打开FV106的前后阀,手动打开FV106至合适开度,维持塔顶温度高于51℃。
③当TIC107温度指示达到102℃时,将TIC107设定在102℃投自动,TIC107和FIC108投串级。
④热循环10分钟。
1.6、进富气
(1)确认C6油热循环已经建立。
(2)进富气
①逐渐打开富气进料阀V1,开始富气进料。
②随着T-101富气进料,塔压升高,手动调节PIC103使压力恒定在1.2MPa(表)。当富气进料达到正常值后,设定PIC103于1.2MPa(表),投自动。
③当吸收了C4的富油进入解吸塔后,塔压将逐渐升高,手动调节PIC105,维持PIC105在0.5MPa(表),稳定后投自动。
④当T-102温度,压力控制稳定后,手动调节FIC106使回流量达到正常值8.0T/h,投自动。
⑤观察D-103液位,液位高于50时,打开LIV105的前后阀,手动调节LIC105维持液位在50%,投自动。
⑥将所有操作指标逐渐调整到正常状态。
2、正常操作规程
2.1、正常工况操作参数
(1)吸收塔顶压力控制PIC103:1.20MPa(表)。
(2)吸收油温度控制TIC103:5.0℃。
(3)解吸塔顶压力控制PIC105:0.50MPa(表)。
(4)解吸塔顶温度:51.0℃。
(5)解吸塔釜温度控制TIC107:102.0℃。
2.2、补充新油
因为塔顶C4产品中含有部分C6油及其他C6油损失,所以随着生产的进行,要定期观察C6油贮罐D-101的液位,当液位低于30%时,打开阀V9补充新鲜的C6油。
2.3、D-102排液
生产过程中贫气中的少量C4和C6组分积累于尾气分离罐D-102中,定期观察D-102的液位,当液位高于70%时,打开阀V7将凝液排放至解吸塔T-102中。
2.4、T-102塔压控制
正常情况下T-102的压力由PIC-105通过调节E-104的冷却水流量控制。生产过程中会有少量不凝气积累于回流罐D-103中使解吸塔系统压力升高,这时T-102顶部压力超高保护控制器PIC-104会自动控制排放不凝气,维持压力不会超高。必要时可打手动打开PV104至开度1%--3%来调节压力。
3、停车操作规程
本操作规程仅供参考,详细操作以评分系统为准。
3.1、停富气进料
(1)关富气进料阀V1,停富气进料。
(2)富气进料中断后,T-101塔压会降低,手动调节PIC103,维持T-101压力>1.0MPa(表)。
(3)手动调节PIC105维持T-102塔压力在0.20MPa(表)左右。
(4)维持T-101T-102D-101的C6油循环。
3.2、停吸收塔系统
(1)停C6油进料
①停C6油泵P-101A/B。
②关闭P-101A/B入出口阀。
③FRC103置手动,关FV103前后阀。
④手动关FV103阀,停T-101油进料。
此时应注意保持T-101的压力,压力低时可用N2充压,否则T-101塔釜C6油无法排出。
(2)吸收塔系统泄油
①LIC101和FIC104置手动,FV104开度保持50%,向T-102泄油。
②当LIC101液位降至0%时,关闭FV108。
③打开V7阀,将D-102中的凝液排至T-102中。
④当D-102液位指示降至0%时,关V7阀。
⑤关V4阀,中断盐水停E-101。
⑥手动打开PV103,吸收塔系统泄压至常压,关闭PV103。
3.3、停解吸塔系统
(1)停C4产品出料
富气进料中断后,将LIC105置手动,关阀LV105,及其前后阀。
(2)T-102塔降温
①TIC107和FIC108置手动,关闭E-105蒸汽阀FV108,停再沸器E-105。
②停止T-102加热的同时,手动关闭PIC105和PIC104,保持解吸系统的压力。
(3)停T-102回流
①再沸器停用,温度下降至泡点以下后,油不再汽化,当D-103液位LIC105指示小于10%时,停回流泵P-102A/B,关P-102A/B的入出口阀。
②手动关闭FV106及其前后阀,停T-102回流。
③打开D-103泄液阀V19。
④当D-103液位指示下降至0%时,关V19阀。
(4)T-102泄油
①手动置LV104于50%,将T-102中的油倒入D-101。
②当T-102液位LIC104指示下降至10%时,关LV104。
③手动关闭TV103,停E-102。
④打开T-102泄油阀V18,T-102液位LIC104下降至0%时,关V18。
(5)T-102泄压
①手动打开PV104至开度50%;开始T-102系统泄压。
②当T-102系统压力降至常压时,关闭PV104。
3.4、吸收油贮罐D-101排油
(1)当停T-101吸收油进料后,D-101液位必然上升,此时打开D-101排油阀V10排污油。
(2)直至T-102中油倒空,D-101液位下降至0%,关V10。
4、仪表及报警一览表



三、事故设置一览
下列事故处理操作仅供参考,详细操作以评分系统为准。
1、冷却水中断
主要现象:
(1)冷却水流量为0。
(2)入口路各阀常开状态。
处理方法:(1)停止进料,关V1阀。
(2)手动关PV103保压。
(3)手动关FV104,停T-102进料。
(4)手动关LV105,停出产品。
(5)手动关FV103,停T-101回流。
(6)手动关FV106,停T-102回流。
(7)关LIC104前后阀,保持液位。
2、加热蒸汽中断
主要现象:
(1)加热蒸汽管路各阀开度正常。
(2)加热蒸汽入口流量为0。
(3)塔釜温度急剧下降。
处理方法:
(1)停止进料,关V1阀。
(2)停T-102回流。
(3)停D-103产品出料。
(4)停T-102进料。
(5)关PV103保压。
(6)关LIC104前后阀,保持液位。
3、仪表风中断
主要现象:各调节阀全开或全关。
处理方法:
(1)打开FRC103旁路阀V3。
(2)打开FIC104旁路阀V5。
(3)打开PIC103旁路阀V6。
(4)打开TIC103旁路阀V8。
(5)打开LIC104旁路阀V12。
(6)打开FIC106旁路阀V13。
(7)打开PIC105旁路阀V14。
(8)打开PIC104旁路阀V15。
(9)打开LIC105旁路阀V16。
(10)打开FIC108旁路阀V17。
4、停电
主要现象:(1)泵P-101A/B停。
(2)泵P-102A/B停。
处理方法:
(1)打开泄液阀V10,保持LI102液位在50%。
(2)打开泄液阀V19,保持LI105液位在50%。
(3)关小加热油流量,防止塔温上升过高。
(4)停止进料,关V1阀。
5、P-101A泵坏
主要现象:
(1)FRC103流量降为0。
(2)塔顶C4上升,温度上升,塔顶压上升。
(3)釜液位下降。
处理方法:
(1)停P-101A,注:先关泵后阀,再关泵前阀。
(2)开启P-101B,先开泵前阀,再开泵后阀。
(3)由FRC-103调至正常值,并投自动。
6、LIC104调节阀卡
主要现象:
(1)FI107降至0。
(2)塔釜液位上升,并可能报警。
处理方法:(1)关LIC104前后阀VI13,VI14。
(2)开LIC104旁路阀V12至60%左右。
(3)调整旁路阀V12开度,使液位保持50%。
7、换热器E-105结垢严重
主要现象:
(1)调节阀FIC108开度增大。
(2)加热蒸汽入口流量增大。
(3)塔釜温度下降,塔顶温度也下降,塔釜C4组成上升。
处理方法:
(1)关闭富气进料阀V1。
(2)手动关闭产品出料阀LIC102。
(3)手动关闭再沸器后,清洗换热器E-105。
四、仿真界面




思考题
1、吸收岗位的操作是在高压、低温的条件下进行的,为什麽说这样的操作条件对吸收过程的进行有利?
 2、请从节能的角度对换热器E-103在本单元的作用做出评价?
 3、结合本单元的具体情况,说明串级控制的工作原理。
 4、操作时若发现富油无法进入解吸塔,会有哪些原因导致?应如何调整?
 5、假如本单元的操作已经平稳,这时吸收塔的进料富气温度突然升高,分析会导致什麽现象?如果造成系统不稳定,吸收塔的塔顶压力上升(塔顶C4增加),有几种手段将系统调节正常?
6、请分析本流程的串级控制;如果请你来设计,还有哪些变量间可以通过串级调节控制?这样做的优点是什么?
7、C6油贮罐进料阀为一手操阀,有没有必要在此设一个调节阀,使进料操作自动化,为什么?
 一.工艺流程说明
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。
 (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。
因水蒸汽喷射泵具有上述特点,所以广泛用于冶金、化工、医药、石油以及食品等工业部门。
喷射泵是由工作喷咀和扩压器及混合室相联而组成。工作喷咀和扩压器这两个部件组成了一条断面变化的特殊气流管道。气流通过喷咀可将压力能转变为动能。工作蒸汽压强P0和泵的出口压强P4之间的压力差,使工作蒸汽在管道中流动。
在这个特殊的管道中,蒸汽经过喷咀的出口到扩压器入口之间的这个区域(混合室),由于蒸汽流处于高速而出现一个负压区。此处的负压要比工作蒸汽压强P0和反压强P4低得多。此时,被抽气体吸进混合室,工作蒸汽和被抽气体相互混合并进行能量交换,把工作蒸汽由压力能转变来的动能传给被抽气体,混合气流在扩压器扩张段某断面产生正激波,波后的混合气流速度降为亚音速,混合气流的压力上升。亚音速的气流在扩压器的渐扩段流动时是降速增压的。混合气流在扩压器出口处,压力增加,速度下降。故喷射泵也是一台气体压缩机。
3.工艺流程简介

该工艺主要完成三个塔体系统真空抽取。液环真空泵P416系统负责A塔系统真空抽取,正常工作压力为26.6kpaA,并作为J-451、J-441喷射泵的二级泵。J-451是一个串联的二级喷射系统,负责C塔系统真空抽取,正常工作压力为1.33kpaA。J-441为单级喷射泵系统,抽取B塔系统真空,正常工作压力为2.33kpaA。被抽气体主要成分为可冷凝气相物质和水。由D417气水分离后的液相提供给P416灌泵,提供所需液环液相补给;气相进入换热器E-417,冷凝出的液体回流至D417,E417出口气相进入焚烧单元。生产过程中,主要通过调节各泵进口回流量或泵前被抽工艺气体流量来调节压力。
J441和J451A/B两套喷射真空泵分别负责抽取塔B区和C区,中压蒸汽喷射形成负压,抽取工艺气体。蒸汽和工艺气体混合后,进入E418、E419、E420等冷凝器。在冷凝器内大量蒸汽和带水工艺气体被冷凝后,流入D425封液罐。未被冷凝的气体一部分作为液环真空泵P416的入口回流,一部分作为自身入口回流,以便压力控制调节。
D425主要作用是为喷射真空泵系统提供封液。防止喷射泵喷射被压过大而无法抽取真空。开车前应该为D425灌液,当液位超过大气腿最下端时,方可启动喷射泵系统。
4.正常工况工艺参数
工艺参数                  数值(单位)
1.PI4010                26.6KPa(由于控制调节速率,允许有一定波动)
2.PI4035                3.33KPa(由于控制调节速率,允许有一定波动)
3.PI4042                1.33KPa(由于控制调节速率,允许有一定波动)
4.TI4161                 8.17oC
5.LI4161                 68.78%(>=50%)
6.LI4162                 80.84%
7.LI4163                 <=50%
二.设备一览表

1.容器列表序号 位号 名称 备注
1 D416 压力缓冲罐 1.5M3
2 D441 压力缓冲罐 1.5M3
3 D451 压力缓冲罐 1.5M


三.控制说明
1.压力回路调节:PIC4010检测压力缓冲罐D416内压力,调节P416进口前回路控制阀PV4010开度,调节P416进口流量。PIC4035和PIC4042调节压力机理同PIC4010.
2.D417内液位控制:采用浮阀控制系统。当液位低于50%时,浮球控制的阀门VD4105自动打开。在阀门V4105打开的条件下,自动为D417内加水,满足P416灌液所需水位。当液位高于68.78%时,液体溢流至工艺废水区,确保D417内始终有一定液位。
四.操作规程
1.冷态开车:
1.液环真空和喷射真空泵灌水:
开阀V4105为D417灌水.
待D417有一定液位后,开阀V4109.
开启灌水水温冷却器E416.开阀VD417。
开阀V417,开度50.
开阀VD4163A.为液环泵P416A灌水.
在D425中,开阀V425为D425灌水,液位达10以上.
2.开液环泵:
开进料阀V416.
开泵前阀VD4161A.
开泵P416A.
开泵后阀VD4162A.
开E417冷凝系统:开阀VD418.
开阀V418,开度50.
开回流四组阀:打开VD4202.
打开VD4203.
PIC4010投自动,设置SP值为26.6KPa.
3.开喷射泵:
开进料阀V441.开度100.
开进口阀V451,开度100.
在J441/J451现场中,开喷射泵冷凝系统,开VD4104.
开阀V4104,开度50.
开阀VD4102.
开阀V4102,开度50.
开阀VD4103.
开阀V4103,开度50.
开回流四组阀:开阀VD4208.
开阀VD4209.
投PIC4042为自动,输入SP值为1.33.
开阀VD4205.
开阀VD4206.
投PIC4035为自动,输入SP值为3.33.
开启中压蒸汽,开始抽真空.开阀V4101,开度50.
开阀V4099,开度50.
开阀V4100,开度50.
4.检查D425左右室液位:    
开阀V427,防止右室液位过高.
 
2. 检修停车:
1.停喷射泵系统.
在D425中开阀V425,为封液罐灌水.
关闭进料口阀门.关闭阀V441.
关闭阀V451.
3.排液
开阀V4107,排放D417内液体.
开阀VD4164A,排放液环泵P416A内液体.
五.事故处理培训
1.喷射泵大气腿未正常工作
现象:PI4035及PI4042压力逐渐上升。
原因:由于误操作将D425左室排液阀门V426打开,导致左室液位太低。大气进入喷射真空系统,导致喷射泵出口压力变大。真空泵抽气能力下降。
处理方法:关闭阀门V426,升高D425左室液位,重新恢复大气腿高度。
2.液环泵灌水阀未开
现象:PI4010压力逐渐上升。
原因:由于误操作将P416A灌水阀VD4163A关闭,导致液环真空泵进液不够,不能形成液环,无法抽气。
处理方法:开启阀门VD4163,对P416进行灌液。
3.液环抽气能力下降(温度对液环真空影响)
现象:PI4010压力上升,达到新的压力稳定点。
原因:由于液环介质温度高于正常工况温度,导致液环抽气能力下降
处理方法:检查换热器E416出口温度是否高于正常工作温度8.17oC。如果是,加大循环水阀门开度,调节出口温度至正常。
4.J441蒸汽阀漏
现象:PI4035压力逐渐上升。
原因:由于进口蒸汽阀V4101有漏气,导致J441抽气能力下降。处理方法:停车更换阀门。
5.PV4010阀卡
现象:PI4010压力逐渐下降,调节PV4010无效。
原因:由于PV4010卡住开度偏小,回流调节量太低。
处理方法:减小阀门V416开度,降低被抽气量。控制塔A区压力。
 
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