甲醇精制工艺仿真软件.docx

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甲醇精制工艺仿真软件

北京东方仿真软件技术有限公司

Beijingeastsimulationsoftware&technologyco.,ltd

目录

一．仿真实习软件工艺流程简介4

1.20万吨天然气造甲醇工艺简介4

2.复杂控制方案说明5

3.主要设备5

二.甲醇精制工段操作规程6

1.冷态开车操作规程6

2.正常操作规程14

3.停车操作规程15

4.仪表一览表21

5.报警说明23

三事故操作规程25

1.回流控制阀FV4004阀卡：

25

2.回流泵P-0402A故障26

3.回流罐V-0403液位超高26

附：

仿真界面28

煤化工仿真软件系统

煤化工是以煤为原料，经过化学反应，生成各种化学品和油品的产业。

煤通过高温干馏生产焦炭；通过气化生产合成气，进而生产合成氨和甲醇甲醚，煤烯烃和油等无机有机化工产品。

其中甲醇是重要的化工原料；甲醚则是可以作为汽车燃料的环保产品。

当前，我国的煤化工正逐渐步入一个快速发展的新时期，产业化呼声空前高涨，并成为当今能源化工发展的热点。

同时再加上我国众多的中小型氮肥厂，其生产的原料就是煤，以及从中央到地方都在研究和部署，煤化工工业是今后20年的重要发展方向，我国将成为世界最大的煤化工业国家。

针对煤化工业的大力发展，煤化企业必定对熟悉煤化工艺和操作流程的技术人员有大量的需求，东方仿真适时推出一系列煤化工仿真教学培训软件――合成氨、甲醇、甲醚等仿真实习软件。

该仿真系统是以现有的计算机软硬件技术为基础，在深入了解化工生产各种过程、设备、控制系统及其正常操作的条件下，开发出各种工段生产操作过程动态模型，并设计出计算机易于实现而在传统教学与实践中无法实现的各种培训功能，整合计算机技术、多媒体技术，模拟出与真实工艺操作相近的全流程，从而为从事化工操作的各类人员提供一个操作与试验的仿真培训系统，因此，该仿真系统也是针对化工专业学生进行实习、实训时现场学习环境相对困难、无法动手操作，从而造成学生对具体工艺流程及生产原理细节理解不深的一个解决办法。

通过建立动态数学模型实时模拟一些煤化装置的真实生产过程的冷态开车、正常操作和正常停车、常见事故处理的现象和过程，再现了一个离线的、能够亲自动手操作的仿真Honeywell公司TDC3000或者是通用DCS操作界面，使员工或学生能够对工艺流程的主要指标进行控制和调节，结合对真实现场的感性认识和理解，从而使实习和培训的效果更加理想。

一．仿真实习软件工艺流程简介

1.20万吨天然气造甲醇工艺简介

本仿真培训系统为甲醇精制工段

本软件是根据甘肃某化工厂年产20万吨甲醇项目开发的，本工段采用四塔（3+1）精馏工艺，包括预塔、加压塔、常压塔及甲醇回收塔。

预塔的主要目的是除去粗甲醇中溶解的气体（如CO2、CO、H2等）及低沸点组分（如二甲醚、甲酸甲酯），加压塔及常压塔的目的是除去水及高沸点杂质（如异丁基油），同时获得高纯度的优质甲醇产品。

另外，为了减少废水排放，增设甲醇回收塔，进一步回收甲醇，减少废水中甲醇的含量。

Ø工艺特点

三塔精馏加回收塔工艺流程的主要特点是热能的合理利用：

采用双效精馏方法：

将加压塔塔顶气相的冷凝潜热用作常压塔塔釜再沸器热源。

废热回收：

其一是将天然气蒸汽转化工段的转化气作为加压塔再沸器热源；

其二是加压塔辅助再沸器、预塔再沸器冷凝水用来预热进料粗甲醇；

其三是加压塔塔釜出料与加压塔进料充分换热。

Ø流程简述

从甲醇合成工号来的粗甲醇进入粗甲醇预热器（E-0401）与预塔再沸器（E-0402）、加压塔再沸器（E-0406B）和回收塔再沸器（E-0414）来的冷凝水进行换热后进入预塔（D-0401），经D-0401分离后，塔顶气相为二甲醚、甲酸甲酯、二氧化碳、甲醇等蒸汽，经二级冷凝后，不凝气通过火炬排放，冷凝液中补充脱盐水返回D-0401作为回流液，塔釜为甲醇水溶液，经P-0403增压后用加压塔（D-0402）塔釜出料液在E-0405中进行预热，然后进入D-0402。

经D-0402分离后，塔顶气相为甲醇蒸汽，与常压塔（D-0403）塔釜液换热后部分返回D-0402打回流，部分采出作为精甲醇产品，经E-0407冷却后送中间罐区产品罐，塔釜出料液在E-0405中与进料换热后作为E-0403塔的进料。

在D-0403中甲醇与轻重组分以及水得以彻底分离，塔顶气相为含微量不凝气的甲醇蒸汽，经冷凝后，不凝气通过火炬排放，冷凝液部分返回D-0403打回流，部分采出作为精甲醇产品，经E-0410冷却后送中间罐区产品罐，塔下部侧线采出杂醇油作为回收塔（D-0404）的进料。

塔釜出料液为含微量甲醇的水，经P-0409增压后送污水处理厂。

经D-0404分离后，塔顶产品为精甲醇，经E-0415冷却后部分返回D-0404回流，部分送精甲醇罐，塔中部侧线采出异丁基油送中间罐区副产品罐，底部的少量废水与D-0403塔底废水合并。

2.复杂控制方案说明

本工段复杂控制回路主要是串级回路的使用，使用了液位与流量串级回路和温度与流量串级回路。

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。

具体实例：

预塔D-0401的塔釜温度控制TIC005和再沸器热物流进料FIC005构成一串级回路。

温度调节器的输出值同时是流量调节器的给定值，即即流量调节器FIC005的SP值由温度调节器TIC005的输出OP值控制，TIC005.OP的变化使FIC005.SP产生相应的变化。

3.主要设备

该工段包括以下设备：

E-0401：

粗甲醇预热器

E-0402：

预塔再沸器

E-0403：

预塔一级冷凝器

D-0401：

预塔

P-0402A/B：

预塔回流泵

P-0403A/B：

预后泵

V-0403：

预塔回流罐

E-0405：

加压塔预热器

E-0406A：

加压塔蒸汽再沸器

E-0406B：

加压塔转化气再沸器

E-0407：

精甲醇冷却器

E-0408：

冷凝再沸器

E-0413：

加压塔二冷

D-0402：

加压塔

V-0405：

加压塔回流罐

P-0404A/B：

加压塔回流泵

E-0409：

常压塔冷凝器

E-0410：

精甲醇冷却器

E-0416：

废水冷却器

D-0403：

常压塔

V-0406：

常压塔回流罐

P-0405A/B：

常压塔回流泵

P-0406A/B：

回收塔进料泵

P-0409A/B：

废液泵

E-0414：

回收塔再沸器

E-0415：

回收塔冷凝器

D-0404：

回收塔

V-0407：

回收塔回流罐

P-0411A/B：

回收塔回流泵

二.甲醇精制工段操作规程

1.冷态开车操作规程

装置冷态开工状态为所有装置处于常温、常压下，各调节阀处于手动关闭状态，各手操阀处于关闭状态，可以直接进冷物流。

1.1开车前准备

（1）打开预塔一级冷凝器E0403和二级冷凝器的冷却水阀。

（2）打开加压塔冷凝器E0413和E0407的冷却水阀门。

（3）打开常压塔冷凝器E0409、E0410和E0416的冷却水阀门。

（4）打开回收塔冷凝器E-0415的冷却水阀。

（5）打开加压塔的N2进料阀，充压至0.65atm，关闭N2进口阀。

1.2预塔、加压塔和常压塔开车

（1）开粗甲醇预热器E-0401的进口阀门VA4001（>50%），向预塔D-0401进料。

（2）待塔顶压力大于0.02MPa时，调节预塔排气阀FV4003，使塔顶压力维持在0.03MPa左右。

（3）预塔D-0401塔底液位超过80%后，打开泵P-0403A的入口阀，启动泵，

（4）再打开泵出口阀，启动预后泵。

（5）手动打开调节阀FV4002（>50%），向加压塔D-0402进料。

（6）当加压塔D-0402塔底液位超过60%后，手动打开塔釜液位调节阀FV4007（>50%），向常压塔D-0403进料。

（7）通过调节蒸汽阀FV4005开度，给预塔再沸器E-0402加热；通过调节阀门PV4007的开度，使加压塔回流罐压力维持在0.65MPa；通过调节FV4014开度，给加压塔再沸器E-0406B加热；通过调节TV4027开度，给加压塔再沸器E-0406A加热。

（8）通过调节阀门HV4001的开度，使常压塔回流罐压力维持在0.01MPa。

（9）当预塔回流罐有液体产生时，开脱盐水阀VA4005，冷凝液中补充脱盐水，开预塔回流泵P-0402A入口阀，启动泵，开泵出口阀，启动回流泵。

（10）通过调节阀FV4004（开度>40%）开度控制回流量，维持回流罐V-0403液位在40%以上

（11）当加压塔回流罐有液体产生时，开加压塔回流泵P-0404A入口阀，启动泵，开泵出口阀，启动回流泵。

调节阀FV4013（开度>40%）开度控制回流量，维持回流罐V-0405液位在40%以上

（12）回流罐V-0405液位无法维持时，逐渐打开LV4014，打开VA4052，采出塔顶产品。

（13）当常压塔回流罐有液体产生时，开常压塔回流泵P-0405A入口阀，启动泵，开泵出口阀。

调节阀FV4022（开度>40%），维持回流罐V-0406液位在40%以上。

（14）回流罐V-0406液位无法维持时，逐渐打开FV4024，采出塔顶产品。

（15）维持常压塔塔釜液位在80%左右

1.3回收塔开车

（1）常压塔侧线采出杂醇油作为回收塔D-0404进料，打开侧线采出阀VD4029-VD4032，开回收塔进料泵P0406A入口阀，启动泵，开泵出口阀。

调节阀FV4023（开度>40%）开度控制采出量，打开回收塔进料阀VD4033-VD4037。

（2）待塔D-0404塔底液位超过50%后，手动打开流量调节阀FV4035，与D-0403塔底污水合并。

（3）通过调节蒸汽阀FV4031开度，给再沸器E-0414加热。

（4）通过调节阀VA4046的开度，使回收塔压力维持在0.01MPa。

（5）当回流罐有液体产生时，开回流泵P-0411A入口阀，启动泵，开泵出口阀，调节阀FV4032（开度>40%），维持回流罐V-0407液位在40%以上。

（6）回流罐V-0407液位无法维持时，逐渐打开FV4036，采出塔顶产品。

1.4调节至正常

（1）通过调整PIC4003开度，使预塔PIC4003达到正常值。

（2）调节FV4001，进料温度稳定至正常值。

（3）逐步调整预塔回流量FIC4004至正常值。

（4）逐步调整塔釜出料量FIC4002至正常值。

（5）通过调整加热蒸汽量FIC4005控制预塔塔釜温度TIC4005至正常值。

（6）通过调节PIC007开度，使加压塔压力稳定。

（7）逐步调整加压塔回流量FIC013至正常值。

（8）开LIC4014和FIC4007出料，注意加压塔回流罐、塔釜液位。

（9）通过调整加热蒸汽量FIC4014和TIC4027控制加压塔塔釜温度TIC4027至正常值。

（10）开LIC4024和LIC4021出料，注意常压塔回流罐、塔釜液位。

（11）开FIC4036和FIC4035出料，注意回收塔回流罐、塔釜液位。

（12）通过调整加热蒸汽量FIC4031控制回收塔塔釜温度TIC4065至正常值。

（13）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:

操作单元:

冷态开车

总分:

1670.00

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

开车前准备:

100

0

该过程历时10秒

10

0

打开预塔冷凝器E0403的冷却水阀VA4006

10

0

打开二级冷凝器的冷却水阀VA4008

10

0

打开加压塔冷凝器E-0413的冷却水阀VA4018

10

0

打开冷凝器E-0407的冷却水阀VA4021

10

0

打开常压塔冷凝器E-0409的冷却水阀VA4027

10

0

打开冷凝器E-0410的冷却水阀VA4026

10

0

打开冷凝器E-0416的冷却水阀VA4033

10

0

打开回收塔冷凝器E-0415的冷却水阀VA4045

10

0

打开N2阀，给加压塔充压至0.65MPa

10

0

关闭VD4043

预塔、加压塔和常压塔开车:

420

0

该过程历时10秒

10

0

开粗甲醇预热器E-0401的进口阀门，向预塔D-0401进料

10

0

打开碱液计量泵P-0410的入口阀VD4065

10

0

打开计量泵P-0410

10

0

打开碱液计量泵P-0410的出口阀VD4066

10

0

加碱液

10

0

待塔顶压力大于0.02MPa时，调节预塔排气阀FV4003开度，使塔顶压力维持在0.03MPa左右

10

0

待预塔D-0401塔底液位超过80%后，打开泵P-0403A的入口阀

10

0

启动泵

10

0

打开泵出口阀

10

0

手动打开调节阀FV4002，向加压塔D-0402进料

10

0

当加压塔D-0402塔底液位超过60%后，手动打开塔釜液位调节阀FV4007，向常压塔D-0403进料

10

0

待常压塔D-0403塔底液位超过50%后，打开塔底阀门VA4051

10

0

打开泵P-0409A的入口阀VD4021

10

0

启动泵

10

0

打开泵出口阀VD4022

10

0

手动打开调节阀FV4021，塔釜残液去污水处理

10

0

通过调节FV4005开度，给再沸器E-0402加热

10

0

通过调节阀门PV4007的开度，使加压塔回流罐压力维持在0.65MPa

10

0

通过调节FV4014开度，给再沸器E-0406B加热

10

0

通过调节TV4027开度，给再沸器E-0406A加热

10

0

投用转化气分离器V-0409液位控制阀LIC4027，设定50%投自动

10

0

通过调节阀门HV4001的开度，使常压塔回流罐压力维持在0.01MPa

10

0

开脱盐水阀VA4005

10

0

开回流泵P-0402A入口阀VD4006

10

0

启动泵

10

0

开泵出口阀

10

0

手动打开调节阀FV4004，维持回流罐V-0403液位在40%以上

10

0

回流罐V-0403液位

10

0

开回流泵P-0404A入口阀VD4010

10

0

启动泵

10

0

开泵出口阀

10

0

手动打开调节阀FV4013，维持回流罐V-0405液位在40%以上

10

0

回流罐V-0405液位

10

0

回流罐V-0405液位无法维持时，逐渐打开LV4014

10

0

打开VA4052，采出塔顶产品

10

0

开回流泵P-0405A入口阀

10

0

启动泵

10

0

开泵出口阀

10

0

手动打开调节阀FV4022，维持回流罐V-0406液位在40%以上

10

0

回流罐V-0406液位

10

0

回流罐V-0406液位无法维持时，逐渐打开FV4024

10

0

打开VA4054，采出塔顶产品

回收塔开车:

290

0

该过程历时0秒

10

0

常压塔侧线采出杂醇油作为回收塔D-0404进料，分别打开侧线采出阀VD4029

10

0

开侧线采出阀VD4030

10

0

开侧线采出阀VD4031

10

0

开侧线采出阀VD4032

10

0

开回收塔进料泵入口阀

10

0

启动泵

10

0

开泵出口阀

10

0

手动打开调节阀FV4023（开度>40%）

10

0

打开回收塔进料阀VD4033

10

0

打开回收塔进料阀VD4034

10

0

打开回收塔进料阀VD4035

10

0

打开回收塔进料阀VD4036

10

0

打开回收塔进料阀VD4037

10

0

待塔D-0404塔底液位超过50%后，手动打开流量调节阀FV4035，与D-0403塔底污水合并

10

0

通过调节FV4031开度，给再沸器E-0414加热

10

0

通过调节阀门VA4046的开度，使回收塔压力维持在0.01MPa

10

0

开回流泵P-0411A入口阀

10

0

启动泵

10

0

开泵出口阀

10

0

手动打开调节阀FV4032，维持回流罐V-0407液位在40%以上

10

0

回流罐V-0407液位

10

0

回流罐V-0407液位无法维持时，逐渐打开FV4036

10

0

打开VA4056，采出塔顶产品

10

0

回收塔侧线采出异丁基油，分别打开侧线采出阀VD4038

10

0

打开侧线采出阀VD4039

10

0

打开侧线采出阀VD4040

10

0

打开侧线采出阀VD4041

10

0

手动打开调节阀FV4034（开度>40%）

10

0

调节阀门VA4060，使异丁基油中间罐V-0408液位维持在50%

调节至正常:

860

0

该过程历时0秒

10

0

待预塔塔压稳定后，将PIC4003设置为自动

10

0

设定PIC4003为0.03Mpa

10

0

预塔塔压控制在0.03Mpa左右

10

0

进料温度稳定在72℃后，将TIC4001设置为自动

10

0

进料温度

10

0

将调节阀FV4004开至50%

10

0

当FIC4004稳定在16690kg/h，将FIC4004设置为自动

10

0

设定FIC4004为16690kg/h

10

0

将LIC4005设为自动

10

0

设定LIC4005为50%

10

0

将FIC4004设为串级

10

0

FIC4004流量稳定在16690kg/h

10

0

将调节阀FV4002开至50%

10

0

当FIC4002稳定在35176kg/h，将FIC4002设置为自动

10

0

设定FIC4002为35176kg/h

10

0

将LIC4001设为自动

10

0

设定LIC4001为50%

10

0

将FIC4002设为串级

10

0

预塔塔釜液位

10

0

FIC4002流量稳定在35176kg/h

10

0

将调节阀FV4005开至50%

10

0

当FIC4005稳定在11200kg/h，将FIC4005设置为自动

10

0

设定FIC4005为11200kg/h

10

0

将TIC4005设为自动

10

0

设定TIC4005为77.4℃

10

0

将FIC4005设为串级

10

0

塔釜温度稳定在77.4℃

10

0

FIC4005流量稳定在11200kg/h

10

0

加压塔压力控制在0.7MPa

10

0

将LIC4014设为自动

10

0

设定LIC4014为50%

10

0

将调节阀FV4013开至50%

10

0

当FIC4013稳定在37413kg/h，将FIC4013设置为自动

10

0

设定FIC4013为37413kg/h

10

0

FIC4013流量稳定在37413kg/h

10

0

将调节阀FV4007开至50%

10

0

当FIC4007稳定在22747kg/h，将FIC4007设置为自动

10

0

设定FIC4007为22747kg/h

10

0

将LIC4011设为自动

10

0

设定LIC4011为50%

10

0

将FIC4007设为串级

10

0

加压塔塔釜液位

10

0

FIC4007流量稳定在22747kg/h

10

0

将调节阀FV4014开至50%

10

0

当FIC4014稳定在15000kg/h，将FIC4014设置为自动

10

0

设定FIC4014为15000kg/h

10

0

将TIC4027设为自动

10

0

设定TIC4027为134.8℃

10

0

将FIC4014设为串级

10

0

加压塔塔釜温度稳定在134.8℃

10

0

FIC4005流量稳定在11200kg/h

10

0

将LIC4024设为自动

10

0

设定LIC4024为50%

10

0

将调节阀FV4022开至50%

10

0

当FIC4022稳定在27621kg/h，将FIC4022设置为自动

10

0

设定FIC4022为27621kg/h

10

0

FIC4022流量稳定在27621kg/h

10

0

将LIC4021设为自动

10

0

设定LIC4021为50%

10

0

常压塔塔釜液位

10

0

将调节阀FV4036开至50%

10

0

当FIC4036稳定在135kg/h，将FIC4036设置为自动

10

0

设定FIC4036为135kg/h

10

0

将LIC4016设为自动

10

0

设定LIC4016为50%

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0

将FIC4036设为串级

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0

FIC4036流量稳定在135kg/h

10

0

将调节阀FV4032开至50%

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0

当FIC4032稳定在1188kg/h，将FIC4032设置为自动

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0

设定FIC4032为1188kg/h

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0

FIC4032流量稳定在1188kg/h

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