文档编号精馏塔操作手册DOC精馏塔单元仿真培训系统.doc

文档编号:精馏塔操作手册.DOC精馏塔单元仿真培训系统操作说明书北京东方仿真控制技术有限公司二零零四年八月一 工艺流程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（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。l 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。随的改变而变化。PIC102为一分程控制器，分别控制PV102A和PV102B，当逐渐开大时，PV102A从0逐渐开大到100；而PV102B从100逐渐关小至0。该单元包括以下设备：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。学员姓名:学员操作单元:冷态开车总分:440.00测评历时0秒实际得分:0.00测评限时0秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明进料及排放不凝气: 400该过程历时0秒 100微开PV101排放塔内不凝气 100打开FV101（开度40%）,向精馏塔进料 100当压力升高至0.5atm（表压）时，关闭PV101 100塔顶压力大于1.0atm，不超过4.25atm启动再沸器: 600该过程历时0秒 100待塔顶压力PC101升至0.5atm(表压)后，逐渐打开冷凝水调节阀PV102A至开度50% 100待塔釜液位LC101升至20%以上，全开加热蒸气入口阀V13 100再稍开TC101调节阀，给再沸器缓慢加热 100将蒸气缓冲罐FA414的液位控制LC102设为自动 100将蒸气缓冲罐FA414的液位LC102设定在50% 100逐渐开大TV101至50%,使塔釜温度逐渐上升至100，灵敏板温度升至75建立回流:500该过程历时0秒 100全开回流泵GA412A入口阀V19 100启动泵 100全开泵出口阀V17 100手动打开调节阀FV104(开度40%)，维持回流罐液位升至40%以上 100回流罐液位LC103调节至正常:2900该过程历时0秒 100待塔压稳定后，将PC101设置为自动 100设定PC101为4.25atm 100将PC102设置为自动 100设定PC102为4.25atm 100待进料量稳定在14056kg/h后，将FIC101设置为自动 100设定FIC101为14056kg/h 100热敏板温度稳定在89.3度，塔釜温度TI102稳定在109.3度后，将TC101设置为自动 100进料量稳定在14056Kg/h 100灵敏板温度TC101 100塔釜温度稳定在109.3度 100将调节阀FV104开至50% 100当FC104流量稳定在9664kg/h后,将其设置为自动 100设定FC104为9664kg/h 100FC104流量稳定在9664Kg/h 100当塔釜液位无法维持时(大于35%)，逐渐打开FC102,采出塔釜产品 100将LC101设置为自动 100设定LC101为50% 100塔釜液位LC101 100当塔釜产品采出量稳定在7349kg/h,将FC102设置为自动 100设定FC102为7349kg/h 100将FC102设置为串级 100塔釜产品采出量稳定在7349kg/h 100当回流罐液位无法维持时，逐渐打开FV103,采出塔顶产品 100将LC103设置为自动 100设定LC103为50% 100待产出稳定在6707kg/h，将FC103设置为自动 100设定FC103为6707kg/h 100将FC103设置为串级 100塔顶产品采出量稳定在6707kg/h扣分过程: 00该过程历时0秒 100塔顶压力超过6atm 100塔釜液位LC101严重超标 100蒸汽缓冲罐液位严重超标 100回流罐液位严重超标 100当塔釜温度比较高时，塔釜液位过低2.正常操作规程2.1 正常工况下的工艺参数如下：(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)。学员姓名:学员操作单元:正常停车总分:250.00测评历时0秒实际得分:0.00测评限时0秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明降负荷: 800该过程历时0秒 100手动逐步关小调解阀FV101，使进料降至正常进料量的70% 100进料降至正常进料量的70% 100保持灵敏板温度TC101的稳定性 100保持塔压PC102的稳定性 100断开LC103和FC103的串级，手动开大FV103，使液位LC103降至20% 100液位LC103降至20% 100断开LC101和FC102的串级，手动开大FV102，使液位LC101降至30% 100液位LC101降至30%停进料和再沸器:700该过程历时0秒 100停精馏塔进料，关闭调节阀FV101 100关闭调节阀TV101 100停加热蒸气，关加热蒸气阀V13 100停止产品采出，手动关闭FV102 100手动关闭FV103 100打开塔釜泄液阀V10,排出不合格产品 100手动打开LV102,对FA414进行泄液停回流:500该过程历时0秒 100手动开大FV104,将回流罐内液体全部打入精馏塔，以降低塔内温度 100当回流罐液位降至0%，停回流，关闭调节阀FV104 100关闭泵出口阀V17 100停泵GA412A 100关闭泵入口阀V19降压、降温:500该过程历时0秒 100塔内液体排完后，手动打开PV101进行降压 100当塔压降至常压后，关闭PV101 100灵敏板温度降至50以下，PC102投手动 100灵敏板温度降至50以下，关塔顶冷凝器冷凝水，手动关闭PV102A 100当塔釜液位降至0%后，关闭泄液阀V10扣分过程: 00该过程历时0秒 100回流罐液位过低，塔顶采出产品不合格 100塔釜液位过低，采出产品不合格 100塔压不正常4.仪表一览表位号说明类型正常值量程高限量程低限工程单位FIC101塔进料量控制PID14056.028000.00.0kg/hrFC102塔釜采出量控制PID7349.014698.00.0kg/hrFC103塔顶采出量控制PID6707.013414.00.0kg/hrFC104塔顶回流量控制PID9664.019000.00.0kg/hrPC101塔顶压力控制PID4.258.50.0atmPC102塔顶压力控制PID4.258.50.0atmTC101灵敏板温度控制PID89.3190.00.0LC101塔釜液位控制PID50.0100.00.0LC102塔釜蒸汽缓冲罐液位控制PID50.0100.00.0LC103塔顶回流罐液位控制PID50.0100.00.0TI102塔釜温度AI109.3200.00.0TI103进料温度AI67.8100.00.0TI104回流温度AI39.1100.00.0TI105塔顶气温度AI46.5100.00.0三 事故操作规程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。学员姓名:学员操作单元:事故处理总分:70.00测评历时0秒实际得分:0.00测评限时0秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明加热蒸气压力过高: 700该过程历时0秒 100将TC101改为手动调节 100减小调节阀TV101的开度 100待温度稳定后，将TC101改为自动调节 100将TC101设定为89.3 300质量指标：灵敏塔板温度TC1012.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。学员姓名:学员操作单元:事故处理总分:70.00测评历时0秒实际得分:0.00测评限时0秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明加热蒸气压力过低: 700该过程历时0秒 100将TC101改为手动调节 100增大调节阀TV101的开度 100待温度稳定后，将TC101改为自动调节 100将TC101设定为89.3 300质量指标：灵敏塔板温度TC1013.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: 开回流罐放空阀PC101保压手动关闭FC101，停止进料。手动关闭TC101，停加热蒸汽。手动关闭FC103和FC102，停止产品采出。开塔釜排液阀V10,排不合格产品.手动打开LIC102,对FA114泄液.当回流罐液位为0时,关闭FIC104.关闭回流泵出口阀V17/V18.关闭回流泵GA424A/GA424B关闭回流泵入口阀V19/V20 待塔釜液位为0时,关闭泄液阀V10待塔顶压力降为常压后,关闭冷凝器.学员姓名:学员操作单元:事故处理总分:200.00测评历时0秒实际得分:0.00测评限时0秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明冷凝水中断:过程正在评分2000该过程历时0秒 100将PC101设置为手动 100打开回流罐放空阀PV101 100将FIC101设置为手动 100关闭FIC101，停止进料 100将TC101设置为手动 100关闭TC101，停止加热蒸气 100将FC102设置为手动 100关闭FC102，停止产品采出 100将FC103设置为手动 100关闭FC103，停止产品采出 100打开塔釜泄液阀V10 100打开回流罐泄液阀V23排不合格产品 100将LC102设置为手动 100打开LC102，对FA414泄液 100当回流罐液位为0时，关闭V23 100关闭回流泵GA412A出口阀V17 100停泵GA412A 100关闭回流泵GA412A入口阀V19 100当塔釜液位为0时，关闭V10 100当塔顶压力降至常压，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: 手动开回流罐放空阀PC101泄压手动关进料阀FIC101手动关出料阀FC102和FC103手动关加热蒸汽阀TC101开塔釜排液阀V10和回流罐泄液阀V23,排不合格产品.手动打开LIC102,对FA114泄液.当回流罐液位为0时,关闭V23.关闭回流泵出口阀V17/V18.关闭回流泵GA424A/GA424B关闭回流泵入口阀V19/V20 待塔釜液位为0时,关闭泄液阀V10待塔顶压力降为常压后,关闭冷凝器.学员姓名:学员操作单元:事故处理总分:200.00测评历时0秒实际得分:0.00测评限时0秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明停电: 2000该过程历时0秒 100将PC101设置为手动 100打开回流罐放空阀PV101 100将FIC101设置为手动 100关闭FIC101，停止进料 100将FC102设置为手动 100关闭FC102，停止产品采出 100将FC103设置为手动 100关闭FC103，停止产品采出 100将TC101设置为手动 100关闭TC101，停止加热蒸气 100打开塔釜泄液阀V10 100打开回流罐泄液阀V23排不合格产品 100将LC102设置为手动 100打开LC102，对FA414泄液 100当回流罐液位为0时，关闭V23 100关闭回流泵GA412A出口阀V17 100停泵GA412A 100关闭回流泵GA412A入口阀V19 100当塔釜液位为0时，关闭V10 100当塔顶压力降至常压，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: 开备用泵入口阀V20。启动备用泵GA412B。开备用泵出口阀V18。关闭运行泵出口阀V17。停运行泵GA412A。关闭运行泵入口阀V19学员姓名:学员操作单元:事故处理总分:80.00测评历时0秒实际得分:0.00测评限时0秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明回流泵GA412A故障: 600该过程历时0秒 100开备用泵入口阀V20 100启动备用泵GA412B 100开备用泵出口阀V18 100关泵出口阀V17 100停泵GA412A 100关泵入口阀V19质量评分: 200该过程历时0秒 100塔顶压力 100塔釜液位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。 学员姓名:学员操作单元:事故处理总分:40.00测评历时0秒实际得分:0.00测评限时0秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细：应得实得操作步骤说明回流量调节阀FV104阀卡: 100该过程历时0秒 100打开旁通阀V14，保持回流质量评分: 300该过程历时0秒 100塔顶压力PC101 100塔釜温度TC101 100回流量FC104附1：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。附2：仿真界面