合成氨工艺流程与工艺仿真范围模板.doc
《合成氨工艺流程与工艺仿真范围模板.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《合成氨工艺流程与工艺仿真范围模板.doc(41页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、合成氨工艺仿真转化工段软件说明书 北京东方仿真软件技术1月目录第一章 装置概况1第一节 工艺步骤简述11.1.1 概述11.1.2 原料气脱硫21.1.3 原料气一段转化21.1.4 转化气二段转化31.1.5 变换31.1.6 蒸汽系统41.1.7 燃料气系统5第二节 工艺仿真范围5第三节 控制回路一揽表7第四节 位号和位号描述一揽表9第二章 岗位操作12第一节 冷态开车122.1.1 引DW、除氧器101-U建立液位(蒸汽系统图)122.1.2 开104-J、汽包101-F建立液位(蒸汽系统图)122.1.3 开101-BJ、101-BU点火升温(一段转化图、点火图)132.1.4 空气升
2、温(二段转化)152.1.5 MS升温(二段转化)162.1.6 108-D升温、硫化(一段转化图)142.1.7 投料(脱硫图)162.1.8加空气(二段转化及高低变)172.1.9 联低变172.1.10 其它18第二节 正常工况192.2.1正常操作关键点192.2.1转化岗位关键指标19第三节 正常停车212.3.1 停车前准备工作212.3.2 停车期间分析项目222.3.3 停工期间注意事项222.3.4 停车步骤22第三章 事故处理26第一节 101-J压缩机故障26第二节 原料气系统故障27第三节 水蒸汽系统故障28第四节 101-BJ跳车或故障30第五节 101-BJA跳车或
3、故障30第六节 冷却水中止30第四章 下位机画面设计31第一节DCS用户画面设计311第二节现场操作画面设计311第一章 装置概况第一节 工艺步骤简述1.1.1概述制取合成氨原料气方法关键有以下多个:1.固体燃料气法;2.重油气法;3.气态烃法。其中气态烃法又有蒸汽转化法和间歇催化转化法。本仿真软件是针对蒸汽转化法制取合成氨原料气而设计。制取合成氨原料气所用气态烃关键是天然气(甲烷、乙烷、丙烷等)。蒸汽转化法制取合成氨原料气分两段进行,首先在装有催化剂(镍触媒)一段炉转化管内,蒸汽和气态烃进行吸热转化反应,反应所需热量由管外烧嘴提供。一段转化反应方程式以下:CH4+H2O CO+3H2 206
4、.4 kj/molCH4+2H2O CO2+4H2 - 165.1 kj/mol气态烃转化到一定程度后,送入装有催化剂二段炉,同时加入适量空气和水蒸汽,和部分可燃性气体燃烧提供深入转化所需热量,所生成氮气作为合成氨原料。二段转化反应方程式以下:1.催化床层顶部空间燃烧反应2H2 + O2 2H2O(g)+ 484 kj/molCO+ O2 CO2 + 566 kj/mol2. 催化床层转化烧反应CH4+H2O CO+3H2 206.4 kj/molCH4+ CO2 2CO+2H2 247.4 kj/mol二段炉出口气中含有大量CO,这些未变换CO大部分在变换炉中氧化成CO2,从而提升了H2产量
5、。变换反应方程式以下:CO+ H2O CO2 +H2 + 566 kj/mol1.1.2 原料气脱硫原料天然气中含有6.0ppm左右硫化物,这些硫化物能够经过物理和化学方法脱除。天然气首先在原料气预热器(141-C)中被低压蒸汽预热,流量由FR30统计,温度由TR21统计,压力由PRC1调整,预热后天然气进入活性碳脱硫槽(101-DA 、102-DA一用一备)进行初脱硫。然后进用蒸汽透平驱动单缸离心式压缩机(102-J),压缩到所要求操作压力。压缩机设有FIC12防喘振保护装置,当在低于正常流量条件下进行操作时,它能够能够把某一给定量气体返回气水冷器(130-C),冷却后送回压缩机入口。经压缩
6、后原料天然气在一段炉(101-B)对流段低温段加热到230(TIA37)左右和103-J段间来氢混合后,进入Co-Mo加氢和氧化锌脱硫槽(108-D),经脱硫后,天然气中总硫含量降到0.5ppm以下,用AR4统计。1.1.3 原料气一段转化脱硫后原料气和压力为3.8MPa中压蒸汽混和,蒸汽流量由FRCA2调整。混合后蒸汽和天然气以分子比4:1百分比经过一段炉(101-B)对流段高温段预热后,送到101-B辐射段顶部,气体从一根总管被分配到八根分总管,分总管在炉顶部平行排列,每一根分总管中气体又经猪尾管自上而下地被分配到42根装有触媒转化管中,原料气在一段炉(101B)辐射段336根触媒反应管进
7、行蒸汽转化,管外由顶部144(仿真中为72)个烧嘴提供反应热,这些烧嘴是由MIC1MIC9来调整。经一段转化后,气体中残余甲烷在10(AR1_4)左右。1.1.4 转化气二段转化 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),压缩机有两个缸。从压缩机101-B最终出口管送往二段炉空气量由FRC3调整,工艺空气能够因为电动阀SP3动作而停止送往二段炉。工艺空气在电动阀SP3后面和少许中压蒸汽汇合,然后经过101-B对流段预热。蒸汽量由FI51计量,由MIC19调整,这股蒸汽是为了在工艺空气中止时保护101-B预热盘管。开工旁路(LLV37)
8、不经过预热盘,以避免二段转化触媒在用空气升温时工艺空气过热。工艺气从101-D顶部向下经过一个扩散环而进入炉子燃烧区,转化气中H2和空气中氧燃烧产生热量供给转化气中甲烷在二段炉触媒床中深入转化,出二段炉工艺气残余甲烷含量(AR1_3)在0.3左右,经并联两台第一废热锅炉(101-CA/B)回收热量,再经第二废热锅炉(102-C)深入回收余热后,送去变换炉104-D。废锅炉管侧是来自101-F锅炉水。102-C有一条热旁路,经过TRC10调整变换炉104-D进口温度(370左右)。1.1.5 变换变换炉104-D由高变和低变两个反应器,中间用蝶形头分开,上面是高变炉,下面是低变炉。低变炉底部有蒸
9、汽注入管线,供开车时和短期停车时触媒保温用。从第二废热锅炉(102-C)来转化气约含有12-14CO,进入高变炉,在高变触媒作用下将部分CO转化成CO2,经高温变换后CO含量降到3(AR9)左右,然后经第三废热锅炉(103-C)回收部分热能,传给来自101-F锅炉水,气体从103-C出来,进换热器(104-C)和甲烷化炉进气换热,从而得到深入冷却。104-C之前有一放空管,供开车和发生事故时高变出口气放空用,由电动阀MIC26控制。103-C设置一旁路,由TRC11调整低变炉入口温度。进入低变炉在低变触媒作用下将其它CO转化为CO2,出低变炉工艺气中CO含量约为0.3(AR10)左右。开车或发
10、生事故时气体可不进入低变炉,它是经过关闭低变炉进气管上SP4、打开SP5实现。1.1.6蒸汽系统合成氨装置开车时,将从界外引入3.8MPa、327中压蒸汽约50T/H。辅助锅炉和废热锅炉所用脱盐水从水处理车间引入,用并联低变出口气加热器(106-C)和甲烷化出口气加热器(134-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。除氧水加入氨水调整PH至8.5-9.2,经锅炉给水泵104-J/JA/JB经并联合成气加热器(123-C),甲烷化气加热器(114-C)及一段炉对流段低温段锅炉
11、给水预热盘管加热到295(TI1_44)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,其它供背压透平使用,并产生低压蒸汽,供111-C、101-U使用,其它为伴热使用在这个工段中,缩合/脱水反应是在三个串联反应器中进行,接着是一台分层器
12、,用来把有机物从液流中分离出来。1.1.7 燃料气系统从天然气增压站来燃料气经PRC34调压后,进入对流段第一组燃料预热盘管预热。预热后天然气,一路进一段炉辅锅炉101-UB三个燃烧嘴(DO121、DO122、DO123),流量由FRC1002控制,在FRC1002之前有一开工旁路,流入辅锅点火总管(DO124、DO125、DO126),压力由PCV36控制;另一路进对流段第二组燃料预热盘管预热,预热后燃料气作为一段转化炉8个烟道烧嘴(DO113-DO120)、144个顶部烧嘴(DO001-DO072)和对流段20个过热烧嘴(DO073-DO092)燃料。去烟道烧嘴气量由MIC10控制,顶部烧
13、嘴气量分别由MIC1-MIC9等9个阀控制,过热烧嘴气量由FIC1237控制。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工艺过程和设备为主,对于公用工程和隶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),具体包含以下过程在内:原料气脱硫、原料气一段转化、转化气二段转化、变换、蒸汽系统、燃料气系统。因为本仿真系统关键以仿DCS操作为主,所以,在不影响操作前提下,对部分不很关键现场操作进行简化,简化关键内容为:不关键间歇操作,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,依据实际操作需要,对部分关键现场操作也进行了模拟,并依据DCS画面设计部分现
14、场图,在此操作画面上进行部分关键现场阀开关和泵开启停止。对DCS模拟,以化工厂提供DCS画面和操作规程为依据,并对关键回路和关键设备在现场图上进行补充。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包含到仪表控制回路以下,这些回路具体内容见下表,该表给出了仪表回路公位号、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PRC1原料气入口压力控制MPA1.82PRC102102-J出口压力控制MPA3.86PRC69102-J入口压力控制MPA1.82FIC12102-J 防喘震流量控制M3/H0FRCA1102-
15、J出口流量控制M3/H24556FRCA2101-B进蒸汽量控制M3/H67000FFC2水碳百分比控制3.5-4.2TIC22L进101/2-DA燃料气温度40-50 一段炉变换回路名称回路描述工程单位设定值PRC1018101-F压力控制MPa10.6AICRA6辅锅氧含量控制%3FIC1003辅锅进风量控制M3/H7611PICAS103101BJA出口压力控制MP1147PRCA19101B压力控制MPa-50PRC34燃气进料总压力控制MPa0.8FRC1002辅锅燃气进量控制M3/H2128FIC1004过热烧嘴风量控制 M3/H15510TRCA1238过热蒸汽温度控制 445
16、FIC1237过热烧嘴燃气量控制M3/H320AICRA8101-B氧含量控制%3PICA21辅锅压力控制MPa-60二段转换回路名称回路描述工程单位设定值FRCA3二段转化进空气流量控制M3/H33757FRCA4101-J出口总流量控制M3/H33757TRCA104进104-DA温度控制371TRCA11进104-DB物料温度控制240蒸汽系统回路名称回路描述工程单位设定值PIC13MS压力控制MPA3.865LICA22101-U液位控制%50LRCA76101-F液位控制%50LICA102156-F%50第四节 位号和位号描述一揽表FRCA1N.G TO 101BTI1_18LOW
17、. TEMP.SHIFT 104-DFRCA2STEAM TO 101BTI1_20LOW. TEMP.SHIFT 104-DFIC12102-J KICK BACKTI1_79A103-D SKIN TEMPFR32FUEL GAS TO 101-BTI1_79B103-D SKIN TEMPFR32FUEL GAS TO 101-BTI1_79C103-D SKIN TEMPFR34N.G FLOW TO 2# STAGETI1_79D103-D SKIN TEMPFFC2STM*0.98TI1_100B101-B TUBE S BOTTOM DFRC1002TO AUX BOILER F
18、UEL GASTI1_101B101-B TUBE S BOTTOM EFIC1003TO AUX BOILER FUEL AIRTI1_104A101-B TUBE S BOTTOM JFIC1004AIR TO 101B SUPERHEAT BUTI1_103A101-B TUBE S BOTTOM HFIC1237FUEL GAS TO 101B SUP.H BTI1_102A101-B TUBE S BOTTOM FFI50STEAMTR1_105FEED GAS TO 103-DFR54STEAM TO 104-DTI1_2500# ST TO 101-BFI51550# ST TO
19、 AIR COILTI1_3101-B MIXED FEED HEATFR30N.G. FROM B.CTI1_4AIR & STM TO 103-DFIA1024FEED WATER TO BOI F.LTI1_52F.G AFT.AUX.DUCT NPRC1N.G FROM B.LTI1_53F.G AFT.AUX.DUCT SPRC69102J SEC.PRETR1_54F.G AFT.AUX BOILER EXITPICA21101B PRESSURETR1_55F.G BEF AUX DUCT101-BPRC34N.G TO FUELTI1_56F.G BEF AUX DUCT101
20、-BPICAS103AIR PREHEAT OUT.PRES CTLTI1_57101-B EXIT A TUNNELPDI100103-L P.D -BTI1_58101-B EXIT B TUNNELPDIA64101-J B.C D.PTI1_59101-B EXIT C TUNNELPRC1018STEAM FROM 101FTI1_60101-B EXIT D TUNNELPRC102102-JTI1_61101-B EXIT E TUNNELPRCA19101-BJTI1_62101-B EXIT F TUNNELPR33N.G. FROM B.CTI1_63101-B EXIT
21、G TUNNELPR112101-J DISCHARGETI1_64101-B EXIT H TUNNELPI63LOW. T.S.I.PTI1_65101-B EXIT J TUNNELPI90101F PRESSURETR1_66101-B BOT ROM A WESTAICRA6FROM AUX BOILER GAS O2TR1_67101-B BOT ROM B WESTAICRA8FROM AUX BOILER GAS O2TR1_68101-B BOT ROM C WESTAR4N.G. TO 101-BTR1_69101-B BOT ROM D WESTAR7B.W FROM 1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 合成氨 工艺流程 工艺 仿真 范围 模板
限制150内