转化装置仿真培训系统软件说明书.docx
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转化装置仿真培训系统软件说明书
仿真培训系统软件说明书
北京东方仿真控制技术有限公司
仿真工程事业部
2004年12月
第一章装置概况
第一节工艺流程简述
1.概述
转化工段包括下列主要部分:
原料气脱硫
原料气的一段蒸汽转化
转化气的二段转化
高变、低变
给水、炉水、蒸汽系统
2.原料气脱硫
原料天然气在原料气预热器(141-C)中被低压蒸汽预热后,进入活性碳脱硫槽(101-DA、102-DA一用一备),进行初脱硫后,经压缩机(102-J)加压。
在一段炉对流段低温段加热到230℃左右与103-J段间来氢混合后进入Co-Mo加氢和氧化锌脱硫槽(108-D)终脱硫后,天然气中的总硫≤0.1ppm。
3.原料气的一段蒸汽转化
脱硫后的原料气与中压蒸汽混和后,经对流段高温段加热后,进入一段炉(101-B)的336根触媒反应管进行蒸汽转化,管外由顶部的144个烧嘴提供反应热,经一段转化后,气体中残余甲烷在10%左右。
4.转化气的二段转化
一段转化气进入二段炉(103-D),在二段炉中同时送入工艺空气,工艺空气来自空气压缩机(101-J)加入少量中压蒸汽并经对流段高温段预热,转化气中的H2和空气中的氧燃烧产生的热量供给转化气中的甲烷在二段炉触媒床中进一步转化,出二段炉的工艺气残余甲烷含量0.3%左右,经并联的两台第一废热锅炉回收热量,再经第二废热锅炉进一步回收余热后,送去变换。
5.变换
由第二废热锅炉来的转化气约含有12-14%的CO,进入高变炉(104-DA),在高变触媒的作用下将部分CO转化成CO2,经高温变换后CO含量降到3%左右,然后经第三废热锅炉(103-C)回收部分热能,经换热器(104-C)进入低变炉(104-DB)在低变触媒的作用下将其余CO转化为CO2,出低变炉的工艺气中CO含量约为0.3%左右。
6.给水、炉水、蒸汽系统
合成氨装置开车时,将从界外引入3.8MPa、327℃的中压蒸汽约50T/H。
辅助锅炉和废热锅炉所用的脱盐水从水处理车间引入,用并联的低变出口气加热器(106-C)和甲烷化出口气加热器(一三4-C)预热到100℃左右,进入除氧器(101-U)脱氧段,在脱氧段用低压蒸汽脱除水中溶解氧后,然后在储水段加入二甲基硐肟除去残余溶解氧。
最终溶解氧含量小于7PPb。
除氧水加入氨水调节PH至8.5-9.2,经锅炉给水泵104-J/JA/JB经并联的合成气加热器(123-C),甲烷化气加热器(114-C)及一段炉对流段低温段锅炉给水预热盘管加热到295℃左右进入汽包(101-F),同时在汽包中加入磷酸盐溶液,汽包底部水经101-CA/CB、102-C、103-C、一段炉对流段低温段废热锅炉及辅助锅炉加热部分汽化后进入汽包,经汽包分离出的饱和蒸汽在一段炉对流段过热后送至103-JAT,经103-JAT抽出3.8MPa、327℃中压蒸汽,供各中压蒸汽用户使用。
103-JAT停运时,高压蒸汽经减压,全部进入中压蒸汽管网,中压蒸汽一部分供工艺使用、一部分供凝汽透平使用,其余供背压透平使用,并产生低压蒸汽,供111-C、101-U使用,其余为伴热使用在这个工段中,缩合/脱水反应是在三个串联的反应器中进行的,接着是一台分层器,用来把有机物从液流中分离出来。
第二节工艺仿真范围
转化装置转化工段仿真以主工艺物流的工艺过程和设备为主,对于公用工程和附属系统不进行过程定量模拟,只做事故定性仿真(如:
停冷却水,停蒸汽等),具体包括如下过程在内:
原料气脱硫原料气脱硫原料气的一段蒸气转化,转化气的二段转化,变换,给水炉水蒸汽系统
由于本仿真系统主要以仿DCS操作为主,因而,在不影响操作的前提下,对一些不很重要的现场操作进行简化,简化主要内容为:
不重要的间歇操作,部分现场手阀,现场盲板拆装,现场分析及现场临时管线拆装等等。
另外,根据实际操作需要,对一些重要的现场操作也进行了模拟,并根据DCS画面设计一些现场图,在此操作画面上进行部分重要现场阀的开关和泵的启动停止。
对DCS的模拟,以化工厂提供的DCS画面和操作规程为依据,并对重要回路和关键设备在现场图上进行补充。
下图为转化工段仿真培训软件大概内容。
现场画面见附图。
第三节控制回路一揽表
转化装置转化工段仿真培训系统共涉及到仪表控制回路如下,这些回路的详细内容见下表,该表给出了仪表回路的公位号、回路描述、工程单位、正常设定及正常输出。
这些内容仅供操作参考。
转化工段仪表回路一览表
原料气脱硫
回路名称
回路描述
工程单位
设定值
输出
PRC1
原料气入口压力控制
MPA
1.82
50
PRC102
102-J出口压力控制
MPA
3.86
50
PRC69
102-J入口压力控制
MPA
1.82
50
FIC12
102-J防喘震流量控制
KG/H
0
50
FRCA1
102-J出口流量控制
KG/H
24556
50
FRCA2
101-B进蒸汽量控制
KG/H
67000
50
FFC2
水碳比例控制
3.5
50
一段炉变换
回路名称
回路描述
工程单位
设定值
输出
PRC10一八
101-F压力控制
MPA
10.6
50
AICRA6
辅锅氧含量控制
%
3
50
FIC1003
辅锅进风量控制
KG/H
7611
50
PICAS103
101BJA出口压力控制
MPA
1147
50
PRCA19
101B压力控制
MPA
-50
50
PRC34
燃气进料总压力控制
MPA
0.8
50
FRC1002
辅锅燃气进量控制
KG/H
2128
50
FIC1004
过热烧嘴风量控制
KG/H
一五510
50
TRCA1238
过热蒸汽温度控制
DEGC
445
50
FIC1237
过热烧嘴燃气量控制
KG/H
320
50
AICRA6
辅锅氧含量控制
%
3
50
PICA21
辅锅压力控制
MPA
-50
50
二段转换
回路名称
回路描述
工程单位
设定值
输出
FRCA3
二段转化进空气流量控制
KG/H
33757
50
FRCA4
101-J出口总流量控制
KG/H
33757
50
TRCA104
进104-DA温度控制
DEGC
371
50
变换
回路名称
回路描述
工程单位
设定值
输出
TRCA11
进104-DB物料温度控制
KG/H
240
0
LICA22
101-U液位控制
%
50
50
LRCA76
101-F液位控制
%
50
50
蒸汽生产
回路名称
回路描述
工程单位
设定值
输出
PIC一三
MS压力控制
MPA
3.865
50
PIC14
50#蒸汽流压力控制
MPA
0.34
50
PIC17
20#蒸汽压力控制
MPA
1.378
50
PIC25
545#蒸汽压力控制
MPA
0.34
50
LICA2
一三5-JC
%
50
50
第二章装置冷态开工过程
1、引DW、除氧器101-U建液位(水、蒸汽系统图,图P5)
●现场开预热器106-C、一三4-C入口总阀LVV08。
●开入106-C阀LVV09。
●开入一三4-C阀LVV10。
●开106-C、一三4-C出口总阀LVV一三。
●开LICA23、现场开101-U底排污阀LCV24,当LICA23达60%投自动。
2、开104-J、汽包101-F建液位(水、蒸汽系统图,图P5)
●现场开101-U顶部放空阀LVV20。
●现场开低压蒸汽进101-U阀PCV229。
●开加DMKO阀,以利分析101-U水中氧含量。
●开104-J出口总阀MIC-12。
●开MIC-1024。
●开SP-7(在辅操台(图P7)按‘SP-7开’按钮),现场开加NH3阀KVV23。
●开104-J/JB
●开入口阀LVV25/LVV36
●开平衡阀LVV27/LVV37
●开回流阀LVV26/LVV30
●开104-J的透平MIC-27/28,启动104-J/JB
●开104-J出口小旁路阀LVV29/LVV32,控制LR1(既LRCA7650%投自动)在50%.
3.开101-BJ、101-BU点火升温(101-B辅锅图:
图P2)
●开风门MIC-30。
开MIC-31。
(已开)
●开AICRA8,控制氧含量。
(4%左右)
●开PICA21,控制辅锅炉膛付压。
(-60Pa左右)
●全开顶部烧嘴风门LVV71,LVV73,LVV75,LVV77,LVV79,LVV81,LVV83,LVV85,LVV87。
(点火现场1、点火现场2的1~9排空气伐)
●现场先开一段炉引风机101-BJ。
●再开PRCA19,控制PICA19与PICA21在-50Pa左右。
●到辅操台(图P7)按“启动吹扫”按钮。
●到辅操台(图P7)把101-B工艺总联锁开关打旁路。
●现场开燃料气进料总压力控制PRC-34后截止阀。
●在燃料气系统图上全开PCV36(图P6、MIC1264下面),并在P2现场开截止阀LVV46(在燃烧管线上的控制阀MIC1284上方的蒸汽管线上)。
●把燃料气进料总压力控制PRC-34设在0.8MPa投自动。
●开点火烧嘴考克阀。
(点火现场3从上往下数第3排上从左往右数2、4、6阀)
●按点火启动按钮,(点火现场3第3排2、4、6伐下方的方块)
●开主火嘴考克阀(点火现场3从上往下数第3排上从左往右数1、3、5伐)
●在燃料气系统图上开FRC1002,并全开MIC1284,MIC1274,MIC1264。
●在辅操台(图P7)上按‘蒸汽温度高复位’按钮、‘101-F液位低复位’按钮、‘允许101-BU就地点火’按钮。
●101-BU升温、升压(水、蒸汽系统图:
图P5)。
●在升压前,稍开101-F顶部2寸管放空阀,当产汽后加Na3PO4。
LVV02
●现场开过热蒸汽总阀。
LVV03
●当PI-90>0.4Mpa时,开101-F蒸汽出口大阀,用过热蒸汽总阀控制升压。
●关101-F顶部2寸管放空阀
●当PI-90达6.3Mpa、TRCA-1238比TI1-34大于50-80℃时,进行安全阀试跳。
4.108-D升温、硫化(一段转化图:
图P1)
●现场全开101-DA进出口阀。
●现场全开102-J大副线。
LLV一五
●在辅操台上按‘SP-2复位’按钮和‘SP-2开’按钮。
●稍开102-J出口流量控制阀FRCA1。
●现场全开108-D入口阀。
LLV35
●现场全开入界区NG大阀。
LLV201
●稍开原料气入口压力控制PRC1。
●现场开108-D出口放空。
LLV48
●将FRCA1缓慢提升至30%(7367Nm3/h)。
●开现场开141-C的低压蒸汽,将TI1_1加热到40-50℃。
●当TI-109为200℃时,开界外加氢阀。
(TI109为108-D的温度)
●当AR-4<0.5PPM稳定后,准备投料。
5.空气升温(二段转化及高低变:
图P4)
●开二段转化炉103-D工艺气出口阀HCV-8。
●开TRCA1
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