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1、精馏塔单元仿真实训指导书阿拉善经济开发区中等职业技术学校化工教研室2011 年 4 月目录一、工艺流程说明 21、工艺说明 22、 本单元复杂控制方案说明 23、设备一览 3二、精馏单元操作规程 31、冷态开车操作规程 32、正常操作规程 43、停车操作规程 44、仪表一览表 6三、事故设置一览 7四、仿真界面 9附：思考题 11、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
2、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67.8r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
3、制器控 制。再沸器采用低压蒸汽加热。塔釜蒸汽缓冲罐（FA414）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LC10
4、3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
5、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PC102.0P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
6、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0.5a tm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
7、(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
8、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FC10 4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FC10
9、2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 C。(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
10、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
11、 、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 )关卩C102调节阀和F C103
12、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F A-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50C左右时，关塔顶冷凝器的冷却水(PC102的输出至0)。4
13、、仪表览表位号FIC101FC102FC103FC104PC101PC102TC101LC101LC102LC103TI102TI103TI104TI105说明塔进料量控制塔釜采出量控制塔顶采出量控制塔顶回流量控制塔顶压力控制塔顶压力控制灵敏板温度控制塔釜液位控制塔釜蒸汽缓冲罐液位控制塔顶回流罐液位控制塔釜温度进料温度回流温度塔顶气温度类型PIDPIDPIDPIDPIDPIDPIDPIDPIDPIDAIAIAIAI正常值14056.07349.06707.09664.04.254.2589.350.050.050.0109.367.839.146.5量程高限28000.014698.01341
14、4.019000.0&5&5190.0100.0100.0100.0200.0100.0100.0100.0量程低限0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0化工教研室三、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
