化工单元仿真实训指导书.doc

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化工单元仿真实训指导书

第一章实训目的

第二章实训内容

锅炉单元仿真

一、工作原理

锅炉主要是通过燃烧后辐射段的火焰和高温烟气对水冷壁的锅炉给水进行加热，使锅炉给水变成饱和水而进入汽包进行气水分离，而从辐射室出来进入对流段的烟气仍具有很高的温度，再通过对流室对来自于汽包的饱和蒸汽进行加热即产生过热蒸汽。

锅炉的主要用途是提供中压蒸汽及消除催化裂化装置再生的CO废气对大气的污染，回收催化装置再生的废气之热能。

二、主要设备

WGZ65/39-6型锅炉，采用自然循环，双汽包结构。

B101：

锅炉主体，V101：

高压瓦斯罐，DW101：

除氧器，P101：

高压水泵，P102：

低压水泵，P103：

Na2HPO4加药泵，P104：

鼓风机，P105：

燃料油泵。

三、装置的操作

1、冷态开车操作

本装置的开车状态为所有设备均经过吹扫试压，压力为常压，温度为环境温度，所有可操作阀均处于关闭状态。

步骤：

（1）启动公用工程，

（2）除氧器投运，（3）锅炉上水，（4）燃料系统投运，（5）锅炉点火，（6）锅炉升压，（7）锅炉并汽，（8）锅炉负荷提升，（9）至催化裂化除氧水流量提升。

2、正常操作

（1）正常工况下工艺参数

①FI105：

蒸汽负荷正常控制值为65T/h。

②TIC101：

过热蒸汽温度投自动，设定值为447℃。

③LIC102：

上汽包水位投自动，设定值为0.0mm。

④PIC102：

过热蒸汽压力投自动，设定值为3.77Mpa。

⑤PI101：

给水压力正常控制值为5.0MPa.⑥PI105：

炉膛压力正常控制值为小于200mmH2O。

⑦TI104：

油气与CO烟气混烧200℃,最高250℃油气混烧排烟温度控制值小于180℃。

⑧POXYGEN：

烟道气氧含量：

0.9-3.0%。

⑨PIC104：

燃料气压力投自动，设定值为0.30MPa。

⑩PIC101：

除氧器压力投自动，设定值为2000H2O,LIC101：

除氧器液位投自动，设定值为400mmH20.

（2）正常工况操作要点

1）在正常运行中，不允许中断锅炉给水。

2）当给水自动调节投入运行时，仍须经常监视锅炉水位的变化。

保持给水量变化平稳，避免调整幅度过大或过急，要经常对照给水流量与蒸汽流量是否相符。

若给水自动调整失灵，应改为手动调整给水。

3）在运行中应经常监视给水压力和给水温度的变化。

通过高压泵循环阀调整给水压力；通过除氧器压力间接调整给水温度。

4）汽包水位计每班冲洗一次。

5）冲洗水位计时的安全注意事项。

（3）汽压和汽温的调整

（4）锅炉燃烧的调整

（5）锅炉排污

（6）钢珠除灰

（7）自动装置运行

3、正常停车操作

停车前应做的工作：

①彻底排灰（开除尘阀B32）。

②冲洗水位计一次。

（1）锅炉负荷降量，

（2）关闭燃料系统，（3）停上汽包上水，（4）泄液。

四、思考题

1、观察在出现锅炉负荷（锅炉给水）剧减时，汽包水位将出现什么变化？

为什么？

2、具体指出本单元中减温器的作用。

3、说明为什么上下汽包之间的水循环不用动力设备，其动力何在？

4、结合本单元（TIC101），具体说明分程控制的作用和工作原理。

流化床反应器单元仿真

一、工作原理

流化床反应器取材于HIMONT工艺本体聚合装置，用于生产高抗冲击共聚物。

具有剩余活性的干均聚物（聚丙烯），在压差作用下自闪蒸罐D-301流到该气相共聚反应器R-401。

乙烯，丙烯以及反应混合气在一定的温度70度，一定的压力1.35Mpa下，通过具有剩余活性的干均聚物（聚丙烯）的引发，在流化床反应器里进行反应，同时加入氢气以改善共聚物的本征粘度，生成高抗冲击共聚物。

主要原料：

乙烯，丙烯，具有剩余活性的干均聚物（聚丙烯），氢气。

主产物：

高抗冲击共聚物（具有乙烯和丙烯单体的共聚物）。

副产物：

无。

反应方程式：

nC2H4+nC3H6———→[C2H4—C3H6]n。

二、主要设备

A401：

R401的刮刀；C401：

R401循环压缩机；E401：

R401气体冷却器；E409：

夹套水加热器；P401：

开车加热泵；R401：

共聚反应器；S401：

R401旋风分离器。

三、装置的操作

1、冷态开车规程

（1）开车准备

准备工作包括：

系统中用氮气充压，循环加热氮气，随后用乙烯对系统进行置换（按照实际正常的操作，用乙烯置换系统要进行两次，考虑到时间关系，只进行一次）。

这一过程完成之后，系统将准备开始单体开车。

（2）干态运行开车

聚合物进入之前，共聚集反应系统具备合适的单体浓度，另外通过该步骤也可以在实际工艺条件下，预先对仪表进行操作和调节。

（3）共聚反应物的开车

（1）确认系统温度TC451维持在70度左右。

（2）当系统压力升至1.2Mpa（表）时，开大HC403开度在40%和LV401在20-25%，以维持流态化。

（3）打开来自D-301的聚合物进料阀。

（4）停低压加热蒸汽，关闭HV451。

（4）稳定状态的过渡

2、正常操作规程

正常工况下的工艺参数：

（1）FC402：

调节氢气进料量（与AC402串级）正常值：

0.35kg/hr。

（2）FC403：

单回路调节乙烯进料量正常值：

567.0kg/hr。

（3）FC404：

调节丙烯进料量（与AC403串级）正常值：

400.0kg/hr。

（4）PC402：

单回路调节系统压力 正常值：

1.4Mpa。

（5）PC403：

主回路调节系统压力 正常值：

1.35Mpa。

（6）LC401：

反应器料位（与PC403串级）正常值：

60%。

（7）TC401：

主回路调节循环气体温度正常值：

70℃。

（8）TC451：

分程调节取走反应热量（与TC401串级）正常值：

50℃。

（9）AC402：

主回路调节反应产物中H2/C2之比 正常值：

0.18。

（10）AC403：

主回路调节反应产物中C2/C3&C2之比正常值：

0.38。

3、停车操作

（1）降反应器料位

（2）关闭乙烯进料，保压

（3）关丙烯及氢气进料

（4）氮气吹扫

四、思考题

1、在开车及运行过程中，为什么一直要保持氮封？

2、熔融指数（MFR）表示什么？

氢气在共聚过程中起什么作用？

试描述AC402指示值与MFR的关系？

3、气相共聚反应的温度为什么绝对不能偏差所规定的温度？

4、气相共聚反应的停留时间是如何控制的？

5、气相共聚反应器的流态化是如何形成的？

6、冷态开车时，为什么要首先进行系统氮气充压加热？

7、什么叫流化床？

与固定床比有什么特点？

8、请解释以下概念：

共聚、均聚、气相聚合、本体聚合。

9、请简述本培训单元所选流程的反应机理。

萃取塔单元操作

一、工作原理

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。

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）。

二、主要设备

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

三、装置的操作

（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

事故名称

主要现象

处理方法

P412A泵坏

1.P412A泵的出口压力急剧下降

2.FIC4021的流量急剧减小

1.停泵P12A；

2.换用泵P412B

调节阀FV4020阀卡

FIC4020的流量不可调节

1.打开旁通阀V4003；

1.关闭FV4020的前后阀V4105、V4106

间歇反应釜单元仿真

一、工作原理

间歇反应在助剂、制药、染料等行业的生产过程中很常见。

本工艺过程的产品（2—巯基苯并噻唑）就是橡胶制品硫化促进剂DM（2,2-二硫代苯并噻唑）的中间产品，它本身也是硫化促进剂，但活性不如DM。

全流程的缩合反应包括备料工序和缩合工序。

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