化工單元仿真實(shí)習(xí)操作課件.pptx

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1、精餾塔單元,一、工作原理簡(jiǎn)述 二、典型精餾塔動(dòng)畫(huà)演示 三、工藝流程簡(jiǎn)介 四、組態(tài)畫(huà)面及設(shè)備說(shuō)明,一、工作原理簡(jiǎn)述,精餾是化工生產(chǎn)中分離互溶液體混合物 的典型單元操作，其實(shí)質(zhì)是多級(jí)蒸餾，即在 一定壓力下，利用互溶液體混合物各組分的 沸點(diǎn)或飽和蒸汽壓不同，使輕組分（沸點(diǎn)較 低或飽和蒸汽壓較高的組分）汽化，經(jīng)多次 部分液相汽化和部分氣相冷凝，使氣相中的 輕組分和液相中的重組分濃度逐漸升高，從 而實(shí)現(xiàn)分離。,精餾過(guò)程的主要設(shè)備有：精餾塔、再沸器、 冷凝器、回流罐和輸送設(shè)備等。精餾塔以進(jìn)料 板為界，上部為精餾段，下部為提留段。一定 溫度和壓力的料液進(jìn)入精餾塔后，輕組分在精 餾段逐漸濃縮，離開(kāi)塔頂后全部冷

2、凝進(jìn)入回流 罐，一部分作為塔頂產(chǎn)品（也叫餾出液），另 一部分被送入塔內(nèi)作為回流液。回流液的目的 是補(bǔ)充塔板上的輕組分，使塔板上的液體組成,保持穩(wěn)定，保證精餾操作連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。而 重組分在提留段中濃縮后，一部分作為塔釜產(chǎn) 品（也叫殘液），一部分則經(jīng)再沸器加熱后送 回塔中，為精餾操作提供一定量連續(xù)上升的蒸 氣氣流。,二、精餾塔動(dòng)畫(huà)演示,1.板式塔結(jié)構(gòu) 2.板式塔工作原理 3.精餾塔實(shí)觀 4.精餾塔剖面圖 5.板式精餾塔,1.板式塔結(jié)構(gòu),2.板式塔工作原理,3 精餾塔實(shí)觀,4精餾塔剖面圖,5.板式精餾塔,三、工藝流程簡(jiǎn)介,本單元是一種加壓精餾操作，原料液為脫 丙烷塔塔釜的混合液，分離后餾出液為高純

3、度 的C4產(chǎn)品，殘液要是C5以上組分。 67.80C的原料液經(jīng)流量調(diào)節(jié)器FIC101控制 流量（14056Kg/h）后，從精餾塔DA405的第16 塊塔板（全塔共32塊塔版）進(jìn)料。塔頂蒸氣經(jīng) 全凝器EA419冷凝為液體后進(jìn)入回流罐FA408； 回流罐FA408的液體由泵GA412A/B抽出，一部分,作為回流液由調(diào)節(jié)器FC104控制流量（9664KG/H） 送回DA405第32層塔板；另一部分則作為產(chǎn)品，其 流量由調(diào)節(jié)器FC103控制（6707Kg/h）?；亓鞴薜?液位由調(diào)節(jié)器LC103與FC103構(gòu)成的串級(jí)控制回路 控制。DA405操作壓力由調(diào)節(jié)器PC102分程控制為 5.0Kg/m2。同時(shí)調(diào)

4、節(jié)器PC101將調(diào)節(jié)回流罐的氣相 出料，保證系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。,塔釜液體的一部分經(jīng)再沸器EA408A/B回精餾 塔，另一部分由調(diào)節(jié)器FC102控制流量（7349Kg/h）, 作為塔底采出產(chǎn)品。調(diào)節(jié)器LC101和FC102構(gòu)成串 級(jí)控制回路，調(diào)節(jié)精餾塔的液位。再沸器用低壓 蒸氣加熱，加熱蒸氣流量由調(diào)節(jié)器TC101控制， 其冷凝液送FA414。FA414的液位由調(diào)節(jié)器LC102 調(diào)節(jié)。,四、組態(tài)畫(huà)面及設(shè)備,1.精餾塔單元仿DCS圖 2.精餾塔單元仿現(xiàn)場(chǎng)圖 3.精餾工藝流程 4.換熱器 5.再沸器,1.精餾塔單元仿DCS圖,2.精餾塔單元仿現(xiàn)場(chǎng)圖,3.精餾工藝流程,4.換熱器,5.再沸器,吸收解吸單

5、元,一、工作原理簡(jiǎn)述 二、工藝流程動(dòng)畫(huà)演示 三、工藝流程簡(jiǎn)介 四、主要設(shè)備及結(jié)構(gòu)說(shuō)明,一、工作原理簡(jiǎn)述,吸收解吸是化工生產(chǎn)過(guò)程中用于分離提取混合氣 體組分的單元操作，與蒸餾操作一樣是屬于氣-液 兩相操作，目的是分離均相混合物。吸收是利用氣 體混合物中各組分在液體吸收劑中的溶解度不同， 來(lái)分離氣體混合物的過(guò)程。能夠溶解的組分稱為溶 質(zhì)或吸收質(zhì)，要進(jìn)行分離的混合氣體富含溶質(zhì)稱為 富氣，不被吸收的氣體稱為貧氣，也叫惰性氣體或,載體。不含溶質(zhì)的吸收劑稱為貧液（或溶劑）， 富含溶質(zhì)的吸收劑稱為富液。 當(dāng)吸收劑與氣體混合物接觸，溶質(zhì)便向液 相轉(zhuǎn)移，直至液相中溶質(zhì)達(dá)到飽和，濃度不再 增加為止，這種狀態(tài)稱為相

6、平衡。平衡狀態(tài)下 氣相中的溶質(zhì)分壓稱為平衡分壓，吸收過(guò)程進(jìn) 行的方向與限度取決于溶質(zhì)的氣液兩相中的平 衡關(guān)系。當(dāng)溶質(zhì)在氣相中的實(shí)際分壓高于平衡,分壓，溶質(zhì)由氣相向液相轉(zhuǎn)移，此過(guò)程稱為吸 收；當(dāng)溶質(zhì)在氣相中的實(shí)際分壓低于平衡分壓， 溶質(zhì)從液相溢出到氣相，此過(guò)程稱為解吸，是 吸收過(guò)程的逆過(guò)程。提高壓力、降低溫度有利 于溶質(zhì)吸收；降低壓力、提高溫度有利于溶質(zhì) 解吸。,二、工藝流程動(dòng)畫(huà)演示,三、工藝流程簡(jiǎn)介,本培訓(xùn)單元選用的是用C6油分離提純 混合物富氣中的C4組分，流程分為吸收和 解吸兩部分，每部分都有獨(dú)立的仿DCS圖 和仿現(xiàn)場(chǎng)圖。,1.吸收系統(tǒng),吸收系統(tǒng)仿DCS圖,吸收系統(tǒng)仿現(xiàn)場(chǎng)圖,來(lái)自界區(qū)外的原

7、料氣（富氣，其中C4 組分 占25.13%，CO和CO2占6.26%，N2占64.58%，H2 占3.5%，O2占0.53%）由閥V1控制流量從吸收塔 T-101底部進(jìn)入與自上而下的貧油（C6油)逆向 接觸，將原料其中的C4組分吸收下來(lái)，富油 （C4占8.3%，C6占91.8%）從塔釜排出，經(jīng)貧富 油換熱器E-103預(yù)熱至80OC,進(jìn)入解吸塔。吸收 塔塔釜液位由LIC101和FIC104通過(guò)調(diào)節(jié)塔釜富,油采出量串級(jí)控制。未被吸收的氣體由T-101 塔頂排出，經(jīng)吸收塔塔頂冷凝器E-101 被-40C 的鹽水冷卻至20C,進(jìn)入氣液分離罐D(zhuǎn)-102回收 被冷凝下來(lái)C6油和C4組分，凝液與吸收塔塔釜

8、富油一起進(jìn)入解吸塔 不凝氣在PIC102控制下， 保持D-102壓力為1.2MPa（表），其余通過(guò)放 空總管排放入大氣。,貧油由C6油貯罐D(zhuǎn)-101經(jīng)泵P-101A/B打入吸 收塔，貧油流量由FRC103控制（13.5t/h）。 C6油貯罐的貧油少數(shù)由界區(qū)提供，大多數(shù)是來(lái) 自解吸塔系統(tǒng)的循環(huán)油。,2.解吸系統(tǒng)DCS圖,解吸系統(tǒng)仿現(xiàn)場(chǎng)圖,由吸收塔塔釜和氣液分離罐回收的富油經(jīng)貧富 油熱交換氣E-103換熱升溫后進(jìn)入解吸塔T-102進(jìn) 行解吸分離。塔頂出C4產(chǎn)品（C4組分占66.7%）， 經(jīng)冷凝器E-104全部冷凝至400C，凝液送入集液罐 D-103，經(jīng)泵P-102A/B一部分作回流直解吸塔頂 部

9、，流量由FIC106控制（8.0t/h）；另一部分作 產(chǎn)品出裝置，由LIC105控制。解吸塔塔釜的C6油 （C6油占98.8%）流量由LIC104控制，經(jīng)貧富油,熱交換器E-103、鹽水冷卻器E-102冷卻降溫至50C 返回D-101循環(huán)使用。返回油溫度由TIC103通過(guò) 調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻鹽水量來(lái)控制。解吸塔塔釜有再沸 器E-105，利用蒸汽進(jìn)行加熱，再沸器溫度由 TIC104和FIC108串級(jí)調(diào)節(jié)蒸汽流量（3.0t/h）來(lái) 控制。解吸塔壓力（0.5MPa）由PIC105調(diào)解塔頂 冷凝器冷卻水流量來(lái)控制；當(dāng)壓力超高時(shí)，由 PIC104調(diào)解D-103放空量來(lái)控制。,隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，要定期排放氣液分離

10、罐D(zhuǎn)- 102的液體，補(bǔ)充新鮮的C6油入貯罐。另外，為 保證系統(tǒng)中的操作穩(wěn)定，操作時(shí)要保持系統(tǒng)之間 的壓力差。,四、主要設(shè)備及結(jié)構(gòu)說(shuō)明,1.氣液傳質(zhì)設(shè)備（吸收塔、解吸塔） 2.冷凝器 3.換熱器 4.再沸器,1.氣液傳質(zhì)設(shè)備（吸收塔、解吸塔）,填料塔的總體結(jié)構(gòu),填料塔的結(jié)構(gòu),2.冷凝器,3.換熱器,4.再沸器,離心泵單元,一、離心泵的工業(yè)背景 二、離心泵的工作原理 1。離心泵的工作原理 2。離心泵工作原理演示 3。離心泵的主要性能參數(shù) 4。離心泵的特性曲線 三、離心泵的結(jié)構(gòu)說(shuō)明 1。離心泵的主要部件 2。葉輪形式 四、離心泵單元仿真工藝說(shuō)明 1。泵DCS圖 2。泵現(xiàn)場(chǎng)圖,離心泵的工業(yè)背景,離心

11、泵是化工生產(chǎn)過(guò)程中輸送液體的常用設(shè)備之一 ，按用途分為： (1)井用泵： 深井泵、深井潛水泵； (2) 電站用泵： 鍋爐給水泵、冷凝泵等。 (3)化工用泵： 耐腐蝕泵、液態(tài)烴泵等。 (4)油泵： 冷油泵、熱油泵、輸油泵、潤(rùn)滑油泵 、污油泵等。,返回,離心泵的工作原理,離心泵工作原理就是在泵內(nèi)充滿液體的情況下，叫葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，葉輪槽道小的液體在離心力的作用下被甩向外圍而流進(jìn)泵殼，于是葉輪中心壓力降低，這個(gè)壓力低于進(jìn)水池液面的壓力，液體就在這個(gè)壓力差的作用下由吸入池進(jìn)入葉輪，這樣泵就可以不斷的吸入壓出，完成液體的輸送,返回,原理演示,返回,離心泵的主要性能參數(shù),一.流量Q：離心泵的送液能力；

12、m3/h; 二.揚(yáng)程H：泵的壓頭，m，單位重量液體流 經(jīng)泵后所獲得的能量。 影響泵壓頭大小的因素： 1.泵的結(jié)構(gòu)（葉輪大小、彎曲程度）； 2.轉(zhuǎn)速； 3.流量。 三.有效功率Ne Ne= H Qg = W G H 揚(yáng)程m；W外加能量 Q 流量m3/s; G 質(zhì)量流量kg/s; Qg流體重量流量。 四.效率 = Ne / N軸 能量損失的原因： 1.容積損失； 2.水利損失； 3.機(jī)械損失。,返回,離心泵的特性曲線,當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí) H、N、與Q的關(guān)系曲線，最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn),返回,離心泵的主要部件,一.葉輪 1.敞式葉輪 2.敝式葉輪 3.半敝式葉輪 二.泵殼：蝸形 三.軸封裝置：密封涵 機(jī)械密封

13、,返回,葉輪形式,返回,離心泵單元仿真工藝說(shuō)明,來(lái)自某一設(shè)備約40的帶壓液體經(jīng)調(diào)節(jié)閥LV101進(jìn)入帶壓罐V101，罐液位由液位控制器LIC101通過(guò)調(diào)節(jié)V101的進(jìn)料量來(lái)控制；罐內(nèi)壓力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分別調(diào)節(jié)進(jìn)入V101和出V101的氮?dú)饬?從而保持罐壓恒定在5.0atm(表)。罐內(nèi)液體由泵P101A/B抽出,泵出口流量在流量調(diào)節(jié)器FIC101的控制下輸送到其它設(shè)備。,返回,泵DCS圖,返回,泵現(xiàn)場(chǎng)圖,返回,壓縮機(jī)單元,一、壓縮機(jī)的工業(yè)背景 二、壓縮機(jī)的工作原理 1、壓縮機(jī)的工作原理 2、壓縮機(jī)的工作原理動(dòng)畫(huà)演示 三、壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 四、壓縮機(jī)的工藝仿真說(shuō)明

14、 1、壓縮機(jī)的DCS圖 2、壓縮機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)圖,壓縮機(jī)工業(yè)背景,氣體和液體統(tǒng)稱為流體?；どa(chǎn)中所處理的物料（包括原料、半成品與產(chǎn)品）大多是流體，流體輸送設(shè)備遂成為化工過(guò)程為最為普遍的單元操作之一，其主要問(wèn)題包括：流體通過(guò)管道或設(shè)備的壓力變化，輸送所需功率，流量測(cè)量，輸送機(jī)械的選擇與操作等。 液體輸送是化工生產(chǎn)及其它過(guò)程工業(yè)中最常見(jiàn)、最重要的操作單元之一。 由于流體種類、特性的多樣性，生產(chǎn)工藝條件的復(fù)雜性，流體輸送機(jī)械的種類很多。通常，輸送液體的機(jī)械稱為泵，輸送氣體的機(jī)械根據(jù)其產(chǎn)生的壓力高低分別稱為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)與真空泵。 離心式壓縮機(jī)是化工生產(chǎn)中使用最多的氣體壓送機(jī)械之一，這主要得益于它

15、具有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易損件少、體積小、轉(zhuǎn)速高、運(yùn)行安全平穩(wěn)、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和大型化等優(yōu)點(diǎn)。但也有缺陷：操作適應(yīng)性較差、有喘振現(xiàn)象、兩機(jī)并列操作運(yùn)行困難。,返回,壓縮機(jī)工業(yè)原理,透平壓縮機(jī)是進(jìn)行氣體壓縮的常用設(shè)備。它以汽輪機(jī)(蒸汽透平)為動(dòng)力,蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)主軸，主軸帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)。被壓縮氣體從軸向進(jìn)入壓縮機(jī)葉輪在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪作用下隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)并沿半徑方向甩出葉輪,葉輪在汽輪機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)把所得到的機(jī)械能傳遞給被壓縮氣體。因此,氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程中,一方面受離心力作用增加了氣體本身的壓力,另一方面得到了很大的動(dòng)能。氣體離開(kāi)葉輪進(jìn)入流通面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，氣體流速急劇下

16、降，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能(勢(shì)能),使氣體的壓力進(jìn)一步提高，使氣體氣體壓縮。,返回,壓縮機(jī)的原理動(dòng)畫(huà)演示,返回,壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式,活塞式壓縮機(jī)的外觀 活塞式壓縮機(jī)的原理 微型活塞式空氣壓縮機(jī) 離心式壓縮機(jī)的外觀 離心式壓縮機(jī)的原理 全封閉制冷式壓縮機(jī) 無(wú)潤(rùn)滑油壓縮機(jī) L型壓縮機(jī)高壓側(cè) L型壓縮機(jī)低壓側(cè) 二氧化碳?jí)嚎s機(jī),返回,活塞式壓縮機(jī)的外觀,返回,活塞式壓縮機(jī)的原理,返回,微型活塞式空氣壓縮機(jī),返回,離心式壓縮機(jī)的外觀,返回,離心式壓縮機(jī)的原理,返回,全封閉制冷式壓縮機(jī),返回,無(wú)潤(rùn)滑油壓縮機(jī),返回,L型壓縮機(jī)高壓側(cè),返回,L型壓縮機(jī)低壓側(cè),返回,二氧化碳?jí)嚎s機(jī),返回,壓縮機(jī)的工藝仿真說(shuō)明,本仿真培

17、訓(xùn)系統(tǒng)選用甲烷單級(jí)透平壓縮的典型流程作為仿真對(duì)象。 在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的壓力為1.21.6kg/cm2(絕)，溫度為30左右的低壓甲烷經(jīng)VD01閥進(jìn)入甲烷貯罐FA311，罐內(nèi)壓力控制在300mmH2O。甲烷從貯罐FA311出來(lái)，進(jìn)入壓縮機(jī)GB301，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮，出口排出壓力為4.03kg/cm2(絕)，溫度為160的中壓甲烷，然后經(jīng)過(guò)手動(dòng)控制閥VD06進(jìn)入燃料系統(tǒng)。 該流程為了防止壓縮機(jī)發(fā)生喘振，設(shè)計(jì)了由壓縮機(jī)出口至貯罐FA311的返回管路，即由壓縮機(jī)出口經(jīng)過(guò)換熱器EA305和PV304B閥到貯罐的管線。返回的甲烷經(jīng)冷卻器EA305冷卻。另外貯罐FA311有一超壓保護(hù)控制器PIC303,當(dāng)F

18、A311中壓力超高時(shí)，低壓甲烷可以經(jīng)PIC303控制放火炬，使罐中壓力降低。壓縮機(jī)GB301由蒸汽透平GT301同軸驅(qū)動(dòng)，蒸汽透平的供汽為壓力15kg/cm2(絕)的來(lái)自管網(wǎng)的中壓蒸汽，排汽為壓力3kg/cm2(絕)的降壓蒸汽，進(jìn)入低壓蒸汽管網(wǎng)。 流程中共有兩套自動(dòng)控制系統(tǒng)：PIC303為FA311超壓保護(hù)控制器，當(dāng)貯罐FA311中壓力過(guò)高時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)放火炬閥。PRC304為壓力分程控制系統(tǒng)，當(dāng)此調(diào)節(jié)器輸出在50100范圍內(nèi)時(shí)，輸出信號(hào)送給蒸汽透平GT301的調(diào)速系統(tǒng)，即PV304A，用來(lái)控制中壓蒸汽的進(jìn)汽量，使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速在3350轉(zhuǎn)/分至4704轉(zhuǎn)/分之間變化，此時(shí)PV304B閥全關(guān)。當(dāng)此

19、調(diào)節(jié)器輸出在0到50范圍內(nèi)時(shí)，PV304B閥的開(kāi)度對(duì)應(yīng)在100至0范圍內(nèi)變化。透平在起始升速階段由手動(dòng)控制器HC311手動(dòng)控制升速,當(dāng)軒速大于3450轉(zhuǎn)/分時(shí)可由切換開(kāi)關(guān)切換到PIC304控制。,返回,壓縮機(jī)仿真的DCS圖,返回,壓縮機(jī)仿真的現(xiàn)場(chǎng)圖,返回,固定床反應(yīng)器單元,一、固定床反應(yīng)器的工業(yè)背景 二、固定床反應(yīng)器的工作原理 1、固定床反應(yīng)器的工作原理 2、固定床反應(yīng)器的原理動(dòng)畫(huà) 三、固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式 四、固定床反應(yīng)器的工藝仿真說(shuō)明 1、固定床反應(yīng)器的DCS圖 2、固定床反應(yīng)器的現(xiàn)場(chǎng)圖,固定床反應(yīng)器的工業(yè)背景,反應(yīng)器是化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，是人們通過(guò)一定的手段抑制副反應(yīng)、提高轉(zhuǎn)化率和生

20、產(chǎn)能力的化學(xué)反應(yīng)設(shè)備。在反應(yīng)器內(nèi)不僅有化學(xué)變化過(guò)程，還有傳質(zhì)和穿熱過(guò)程。按反應(yīng)物系聚集狀態(tài)可分為均相和非均相反應(yīng)器；按換熱方式分類有絕熱式、對(duì)外換熱式和自熱式；以反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式又可分為釜式、管式、塔式、固定床和流化床等反應(yīng)器。 氣-固相催化反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是：床內(nèi)流體呈理想置換流動(dòng)，流體停留時(shí)間可嚴(yán)格控制，溫度分布可適當(dāng)調(diào)節(jié)，催化劑用量少，反應(yīng)器體積小，催化劑的顆粒不易磨損，可在高溫高壓下操作等。其主要缺點(diǎn)有：流體流速不能太大，傳熱性能差，溫度分布不易控制均勻，在放熱反應(yīng)中，換熱式反應(yīng)器軸向位置存在“熱點(diǎn)”，易造成“飛溫”；此外，不能使用細(xì)顆粒的催化劑，且催化劑的再生和更換不便。,返回,固定

21、床反應(yīng)器的工作原理,凡是流體通過(guò)靜態(tài)固體顆粒形成的 床層而進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備都稱作固定床反應(yīng)器，有氣-固相催化反應(yīng)器和液-固相催化反應(yīng)器兩種。其中以氣態(tài)反應(yīng)物料通過(guò)由固體催化劑所構(gòu)成的床層進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的氣-固相催化反應(yīng)器在化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。,返回,固定床反應(yīng)器的原理動(dòng)畫(huà),返回,固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式,管式固定床反應(yīng)器 徑向固定床反應(yīng)器一 徑向固定床反應(yīng)器二 單徑絕熱反應(yīng)器 單段絕熱式 多段絕熱式 對(duì)外換熱式 對(duì)外換熱式結(jié)構(gòu) 固定床反應(yīng)器的實(shí)物,返回,管式固定床反應(yīng)器,返回,徑向固定床反應(yīng)器,返回,徑向固定床反應(yīng)器,返回,單徑絕熱反應(yīng)器,返回,單段絕熱式,返回,多段絕熱式,返回,對(duì)外換熱式

22、,返回,對(duì)外換熱式結(jié)構(gòu),返回,固定床反應(yīng)器實(shí)物,返回,固定床反應(yīng)器工藝仿真說(shuō)明,本流程為利用催化加氫脫乙炔的工藝。乙炔是通過(guò)等溫加氫反應(yīng)器除掉的,反應(yīng)器溫度由殼側(cè)中冷劑溫度控制。 主反應(yīng)為：nC2H22nH2（C2H6）n，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。每克乙炔反應(yīng)后放出熱量約為34000千卡。溫度超過(guò)66時(shí)有副反應(yīng)為：2nC2H4（C4H8）n，該反應(yīng)也是放熱反應(yīng)。 冷卻介質(zhì)為液態(tài)丁烷，通過(guò)丁烷蒸發(fā)帶走反應(yīng)器中的熱量，丁烷蒸汽通過(guò)冷卻水冷凝。 反應(yīng)原料分兩股,一股為約-15的以C2為主的烴原料,進(jìn)料量由流量控制器FIC1425控制;另一股為H2與CH4的混合氣,溫度約10,進(jìn)料量由流量控制器FIC142

23、7控制。FIC1425與FIC1427為比值控制,兩股原料按一定比例在管線中混合后經(jīng)原料氣/反應(yīng)氣換熱器(EH-423)預(yù)熱,再經(jīng)原料預(yù)熱器(EH-424)預(yù)熱到38,進(jìn)入固定床反應(yīng)器(ER-424A/B)。預(yù)熱溫度由溫度控制器TIC1466通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)熱器EH-424加熱蒸汽(S3)的流量來(lái)控制。 ER-424A/B中的反應(yīng)原料在2.523MPa、44下反應(yīng)生成C2H6。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)發(fā)生C2H4聚合生成C4H8的副反應(yīng)。反應(yīng)器中的熱量由反應(yīng)器殼側(cè)循環(huán)的加壓C4冷劑蒸發(fā)帶走。C4蒸汽在水冷器EH-429中由冷卻水冷凝,而C4冷劑的壓力由壓力控制器PIC-1426通過(guò)調(diào)節(jié)C4蒸汽冷凝回流量來(lái)控制

24、,從而保持C4冷劑的溫度。,返回,固定床反應(yīng)器的DCS圖,返回,固定床反應(yīng)器的現(xiàn)場(chǎng)圖,返回,液位控制系統(tǒng)單元,一、液位控制系統(tǒng)的工作原理 1、液位控制系統(tǒng)的工作原理 2、液位控制系統(tǒng)原理演示 二、控制方案簡(jiǎn)介 1、控制系統(tǒng)的基本概念 2、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 3、復(fù)雜控制系統(tǒng) 三、控制系統(tǒng)的工藝仿真說(shuō)明 1、液位控制系統(tǒng)DCS圖 2、液位控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)圖,液位控制系統(tǒng)的工作原理,多級(jí)液位控制和原料的比例混合，是化工生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。要做到平穩(wěn)準(zhǔn)確地控制，除了按流程中主物料流向逐漸建立液位外，還應(yīng)準(zhǔn)確分析流程，找出主副控制變量，選擇合理的自動(dòng)控制方案，并進(jìn)行正確的控制操作。本仿真培訓(xùn)單元流程中有一個(gè)儲(chǔ)

25、罐，兩個(gè)儲(chǔ)槽，通過(guò)簡(jiǎn)單控制回路和分程、串級(jí)、比值等復(fù)雜控制回路，對(duì)其進(jìn)行液位控制。,返回,液位控制系統(tǒng)原理演示,返回,控制系統(tǒng)基本概念,控制系統(tǒng)的組成 過(guò)渡過(guò)程質(zhì)量指標(biāo),返回,控制系統(tǒng)的組成,返回,過(guò)渡過(guò)程質(zhì)量指標(biāo),返回,簡(jiǎn)單控制系統(tǒng),簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)舉例,返回,簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成,返回,簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)舉例,返回,復(fù)雜控制系統(tǒng),串級(jí)控制系統(tǒng) 比值控制系統(tǒng) 開(kāi)環(huán)比值控制系統(tǒng) 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 均勻控制系統(tǒng) 分程控制系統(tǒng) 分程控制系統(tǒng)方塊圖 分程控制系統(tǒng)原理圖 前饋控制系統(tǒng) 選擇性控制系統(tǒng) 選擇性控制系統(tǒng)方塊圖 選擇性控制系統(tǒng)原理圖,返回,串級(jí)控制系統(tǒng),

26、返回,開(kāi)環(huán)比值控制系統(tǒng),返回,單閉環(huán)比值控制系統(tǒng),返回,雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng),返回,均勻控制系統(tǒng),返回,分程控制系統(tǒng)方塊圖,返回,分程控制系統(tǒng)原理圖,返回,前饋控制系統(tǒng),返回,選擇性控制系統(tǒng)的方塊圖,返回,選擇性控制系統(tǒng)的原理圖,返回,液位控制系統(tǒng)的工藝仿真說(shuō)明,本流程為液位控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)三個(gè)罐的液位及壓力的調(diào)節(jié)，使學(xué)員掌握簡(jiǎn)單回路及復(fù)雜回路的控制及相互關(guān)系。 緩沖罐V101僅一股來(lái)料，8Kg/cm2壓力的液體通過(guò)調(diào)節(jié)產(chǎn)供閥FIC101向罐V101充液,此罐壓力由調(diào)節(jié)閥PIC101分程控制,緩沖罐壓力高于分程點(diǎn)（5.0Kg/cm2）時(shí)，PV101B自動(dòng)打開(kāi)泄壓，壓力低于分程點(diǎn)時(shí)，PV101B自

27、動(dòng)關(guān)閉，PV101A自動(dòng)打開(kāi)給罐充壓，使V101壓力控制在5Kg/cm2。緩沖罐V101液位調(diào)節(jié)器LIC101和流量調(diào)節(jié)閥FIC102串級(jí)調(diào)節(jié)，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液體通過(guò)泵P101A或P101B(備用泵)打入罐V102,該泵出口壓力一般控制在9Kg/cm2，F(xiàn)IC102流量正常控制在20000Kg/hr。 罐V102有兩股來(lái)料，一股為V101通過(guò)FIC102與LIC101串級(jí)調(diào)節(jié)后來(lái)的流量；另一股為8Kg/cm2壓力的液體通過(guò)調(diào)節(jié)閥LIC102進(jìn)入罐V102,一般V102液位控制在50%左右,V102底液抽出通過(guò)調(diào)節(jié)閥FIC103進(jìn)入V103,正常工況時(shí)FIC103

28、的流量控制在30000 kg/hr。 罐V103也有兩股進(jìn)料，一股來(lái)自于V102的底抽出量，另一股為8kg/cm2壓力的液體通過(guò)FIC103與FI103比值調(diào)節(jié)進(jìn)入V103,比值系數(shù)為2:1，V103底液體通過(guò)LIC103調(diào)節(jié)閥輸出，正常時(shí)罐V103液位控制在50%左右。,返回,液位控制系統(tǒng)DCS圖,返回,液位控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)圖,返回,換熱器單元,一、換熱器的工業(yè)背景 二、換熱器的工作原理 1、換熱器的工作原理 2、換熱器的原理動(dòng)畫(huà)演示 三、換熱器的結(jié)構(gòu)形式 四、列管式換熱器的工藝仿真說(shuō)明 1、列管換熱器的DCS圖 2、列管換熱器的現(xiàn)場(chǎng)圖,換熱器的工業(yè)背景,換熱器作為工藝過(guò)程中必不可少的單元設(shè)備，

29、廣泛地應(yīng)用于石油、化工、動(dòng)力、輕工、機(jī)械、冶金、交通、制藥等工程領(lǐng)域中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中換熱器投資約占裝置建設(shè)總投資的 30%40%；在合成氨廠中，換熱器約占全部設(shè)備總臺(tái)數(shù)40%。由此可見(jiàn)，換熱器對(duì)整個(gè)企業(yè)的建設(shè)投資及經(jīng)濟(jì)效益有著重要的影響。,返回,換熱器的工作原理,在工業(yè)生產(chǎn)中，要實(shí)現(xiàn)熱量的交換，須采用一定的設(shè)備，此種交換的設(shè)備統(tǒng)稱為換熱器。 熱的傳遞有：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種基本方式。熱傳導(dǎo)是無(wú)物質(zhì)宏觀唯一的傳熱方式，發(fā)生靜止物質(zhì)內(nèi)；對(duì)流傳熱是指流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移引起的熱交換，常伴有熱傳導(dǎo)；由熱的原因產(chǎn)生電磁波在空間的熱傳遞是輻射傳熱，它不需要有傳遞介質(zhì)。 化工生產(chǎn)中所指的換

30、熱器，常指間壁式換熱器，它利用金屬壁將冷、熱兩種流體間隔開(kāi)，熱流體將熱傳到避面的一側(cè)（對(duì)流傳熱），通過(guò)間壁內(nèi)的熱傳導(dǎo)，再由間壁的另一側(cè)將熱傳遞給冷流體，從而使熱物流被冷卻，冷物流被加熱，滿足化工生產(chǎn)中對(duì)冷物流或熱物流溫度的控制要求。,返回,換熱器的原理動(dòng)畫(huà)演示,返回,換熱器的結(jié)構(gòu)形式,列管式換熱器 套管式換熱器 蛇管式換熱器 橫排管束式換熱器 肋管式換熱器 板式換熱器,返回,列管式換熱器,返回,套管式換熱器,返回,蛇管式換熱器,返回,橫排管束式換熱器,返回,肋管式換熱器,返回,板式換熱器,返回,列管式換熱器的工藝仿真說(shuō)明,本單元設(shè)計(jì)采用管殼式換熱器。來(lái)自界外的92冷物流（沸點(diǎn):198.25）由

31、泵P101A/B送至換熱器E101的殼程被流經(jīng)管程的熱物流加熱至145,并有20%被汽化。冷物流流量由流量控制器FIC101控制,正常流量為12000kg/h。來(lái)自另一設(shè)備的225熱物流經(jīng)泵P102A/B送至換熱器E101與注經(jīng)殼程的冷物流進(jìn)行熱交換,熱物流出口溫度由TIC101控制(177)。 為保證熱物流的流量穩(wěn)定,TIC101采用分程控制,TV101A和TV101B分別調(diào)節(jié)流經(jīng)E101和副線的流量,TIC101輸出0%100%分別對(duì)應(yīng)TV101A開(kāi)度0%100%,TV101B開(kāi)度1000%。,返回,列管式換熱器的DCS圖,返回,列管式換熱器的現(xiàn)場(chǎng)圖,返回,流化床反應(yīng)器單元,一、流化床反應(yīng)

32、器的工業(yè)背景 二、流化床反應(yīng)器的工作原理 1、流化床反應(yīng)器的工作原理 2、流化床反應(yīng)器的原理動(dòng)畫(huà) 三、流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及流化現(xiàn)象 四、流化床反應(yīng)器的工藝仿真說(shuō)明 1、流化床反應(yīng)器的DCS圖 2、流化床反應(yīng)器的現(xiàn)場(chǎng)圖,流化床反應(yīng)器的工業(yè)背景,固體流化技術(shù)是近若干年來(lái)化工技術(shù)發(fā)展中的一項(xiàng)重要成就。由于流化床具有很高的傳熱效率，溫度分布均勻、氣固相之間有很大的接觸面積，因而大大強(qiáng)化了操作，簡(jiǎn)化了流程，為石油、化工、冶金等部門的氣固非均相加工過(guò)程開(kāi)辟了嶄新的途徑。 由于流化床層內(nèi)流體和固體劇烈攪動(dòng)混合，使床層溫度分布均勻，避免局部過(guò)熱，（或局部反應(yīng)不完全）。流化床單位體積內(nèi)氣固相之間接觸面積大，提高

33、界面的傳熱、傳質(zhì)速率。由于床層的流動(dòng)性，顆粒容易連續(xù)加入或取出，可使反應(yīng)過(guò)程及再生過(guò)程連續(xù)化。流化床與沉浸在床層中構(gòu)件之間的傳熱速率較高，因此，流化床中換熱器所需面積 較小。設(shè)備生產(chǎn)強(qiáng)度大，宜于大規(guī)模操作。 由于流化床反應(yīng)器存在上述優(yōu)點(diǎn)，流化床反應(yīng)器比較適用于下速過(guò)程：熱效應(yīng)很大的放熱或吸熱過(guò)程；要求有均一的催化劑溫度和需要精確控制溫度的反應(yīng)；催化劑壽命比較短，操作較短時(shí)間就需要更換（或活化）的反應(yīng)；有爆炸危險(xiǎn)的反應(yīng)，某些能夠比較安全地在高濃度下操作的氧化反應(yīng)，可以提高生產(chǎn)能力，減少分離和精致的負(fù)擔(dān)。,返回,流化床反應(yīng)器的工作原理,流化床反應(yīng)器是將流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用于流（通常指氣體）、固相化學(xué)反應(yīng)

34、的設(shè)備，有氣-固相流化床催化反應(yīng)器和氣-固相流化床非催化反應(yīng)器兩種以一定的流動(dòng)速度使固體催化劑顆粒呈懸浮湍動(dòng)，并在催化劑作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備稱為氣-固相流化床催化反應(yīng)器（常簡(jiǎn)稱為流化床），它是氣-固相催化反應(yīng)常用的一種反應(yīng)器。而在氣-固相流化床非催化反應(yīng)器中，是原料氣直接與懸浮湍動(dòng)的固體原料發(fā)生化學(xué)反映。,返回,流化床反應(yīng)器的原理動(dòng)畫(huà),返回,流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及流化現(xiàn)象,流化床 1、流化床在不同氣速下的狀態(tài)-固定床 2、流化床在不同氣速下的狀態(tài)-流化床 3、流化床在不同氣速下的狀態(tài)-流體輸送 4、局部溝流 5、貫穿溝流 6、氣固系統(tǒng)流化床的大氣泡和騰涌 7、機(jī)械攪動(dòng)流化床 流化床反應(yīng)器的實(shí)

35、物圖片 1、氣提式生物流化床反應(yīng)器 2、流化床反應(yīng)器 3、流化床反應(yīng)器2,返回,流化床在不同氣速下的狀態(tài)-固定床,返回,流化床在不同氣速下的狀態(tài)-流化床,返回,流化床在不同氣速下的狀態(tài)-流體輸送,返回,局部溝流,返回,貫穿溝流,返回,氣固系統(tǒng)流化床的大氣泡和騰涌,返回,機(jī)械攪動(dòng)流化床,返回,氣提式生物流化床反應(yīng)器,返回,流化床反應(yīng)器,返回,流化床反應(yīng)器,返回,流化床反應(yīng)器的工藝流程說(shuō)明,該流化床反應(yīng)器取材于HIMONT工藝本體聚合裝置，用于生產(chǎn)高抗沖擊共聚物。具有剩余活性的干均聚物（聚丙烯），在壓差作用下自閃蒸罐D(zhuǎn)-301流到該氣相共聚反應(yīng)器R-401。 在氣體分析儀的控制下，氫氣被加到乙烯進(jìn)

36、料管道中，以改進(jìn)聚合物的本征粘度，滿足加工需要。 聚合物從頂部進(jìn)入流化床反應(yīng)器，落在流化床的床層上。流化氣體（反應(yīng)單體）通過(guò)一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的柵板進(jìn)入反應(yīng)器。由反應(yīng)器底部出口管路上的控制閥來(lái)維持聚合物的料位。聚合物料位決定了停留時(shí)間，從而決定了聚合反應(yīng)的程度，為了避免過(guò)度聚合的鱗片狀產(chǎn)物堆積在反應(yīng)器壁上，反應(yīng)器內(nèi)配置一轉(zhuǎn)速較慢的刮刀，以使反應(yīng)器壁保持干凈。 柵板下部夾帶的聚合物細(xì)末，用一臺(tái)小型旋風(fēng)分離器S401除去，并送到下游的袋式過(guò)濾器中。 所有末反應(yīng)的單體循環(huán)返回到流化壓縮機(jī)的吸入口。 來(lái)自乙烯汽提塔頂部的回收氣相與氣相反應(yīng)器出口的循環(huán)單體匯合，而補(bǔ)充的氫氣，乙烯和丙烯加入到壓縮機(jī)排出口。 循環(huán)氣體用工業(yè)色譜儀進(jìn)行分析，調(diào)節(jié)氫氣和丙烯的補(bǔ)充量。 然后調(diào)節(jié)補(bǔ)充的丙烯進(jìn)料量以保證反應(yīng)器的進(jìn)料氣體滿足工藝要求的組成。 用脫鹽水作為冷卻介質(zhì)，用一臺(tái)立式列管式換熱器將聚合反應(yīng)熱撤出。該熱交換器位于循環(huán)氣體壓縮機(jī)之前。 共聚物的反應(yīng)壓力約為1.4Mpa(表)，70，注意，該系統(tǒng)壓力位于閃蒸罐壓力和袋式過(guò)濾器壓力之間，從而在整個(gè)聚合物管路中形成一定壓力梯度，以避免容器間物料的返混并使聚合物向前流動(dòng)。,返回,流化床反應(yīng)器的DCS圖,返回,流化床反應(yīng)器的現(xiàn)場(chǎng)圖,返回,