1、精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 1北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ 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精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 2北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ 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
2、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
3、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
4、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。 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。
5、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。精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 3北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ 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。FC102
6、.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.OP 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
7、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)。精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 4北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ 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，
8、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FC
9、104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
10、步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 5北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ 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: 40 0该过程历时 0 秒10 0微开 PV101 排放塔内不凝气10 0打开 FV101（开度40%）,向精馏塔进料10 0当压力升高至 0.5atm（表压）时，关闭 PV10110 0塔顶压力大于 1.0atm，不超过 4.25atm启动再沸器
11、: 60 0该过程历时 0 秒10 0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%10 0待塔釜液位 LC101 升至 20%以上，全开加热蒸气入口阀 V1310 0再稍开 TC101 调节阀，给再沸器缓慢加热10 0将蒸气缓冲罐 FA414 的液位控制 LC102 设为自动10 0将蒸气缓冲罐 FA414 的液位 LC102 设定在 50%10 0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: 50 0该过程历时 0 秒10 0全开回流泵 GA412A 入口阀 V1910 0启动泵10
12、0全开泵出口阀 V1710 0手动打开调节阀 FV104(开度40%) ，维持回流罐液位升至 40%以上10 0回流罐液位 LC103调节至正常: 290 0该过程历时 0 秒10 0待塔压稳定后，将 PC101 设置为自动10 0设定 PC101 为 4.25atm10 0将 PC102 设置为自动10 0设定 PC102 为 4.25atm10 0待进料量稳定在 14056kg/h 后，将 FIC101 设置为自动10 0设定 FIC101 为 14056kg/h10 0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 设置为自动精馏塔单元仿真培
13、训系统操作说明书 6北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ 10 0进料量稳定在 14056Kg/h10 0灵敏板温度 TC10110 0塔釜温度稳定在 109.3 度10 0将调节阀 FV104 开至 50%10 0当 FC104 流量稳定在 9664kg/h 后,将其设置为自动10 0设定 FC104 为 9664kg/h10 0 FC104 流量稳定在 9664Kg/h10 0当塔釜液位无法维持时(大于 35%)，逐渐打开FC102,采出塔釜产品10 0
14、将 LC101 设置为自动10 0设定 LC101 为 50%10 0塔釜液位 LC10110 0当塔釜产品采出量稳定在 7349kg/h,将 FC102 设置为自动10 0设定 FC102 为 7349kg/h10 0将 FC102 设置为串级10 0塔釜产品采出量稳定在 7349kg/h10 0当回流罐液位无法维持时，逐渐打开 FV103,采出塔顶产品10 0将 LC103 设置为自动10 0设定 LC103 为 50%10 0待产出稳定在 6707kg/h，将 FC103 设置为自动10 0设定 FC103 为 6707kg/h10 0将 FC103 设置为串级10 0塔顶产品采出量稳定
15、在 6707kg/h扣分过程: 0 0该过程历时 0 秒10 0塔顶压力超过 6atm10 0塔釜液位 LC101 严重超标10 0蒸汽缓冲罐液位严重超标10 0回流罐液位严重超标10 0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。精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 7北京东方仿真控制技术有限公司 网址：ht
16、tp:/ Tel: 86-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ (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
17、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
18、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。精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 8北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86-1
19、0-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ (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
20、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: 80 0该过程历时 0 秒10 0手动逐步关小调解阀 FV101，使进料降至正常进料量的 70%10 0进料降至正常进料量的 70%10 0保持灵敏板温度 TC101 的稳定性10 0保持塔压
21、 PC102 的稳定性10 0断开 LC103 和 FC103 的串级，手动开大 FV103，精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 9北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ 使液位 LC103 降至 20%10 0液位 LC103 降至 20%10 0断开 LC101 和 FC102 的串级，手动开大 FV102，使液位 LC101 降至 30%10 0液位 LC101 降至 30%停进料和再沸器: 70 0该过程历时 0 秒10 0停精馏塔进料，关闭调节阀 FV
22、10110 0关闭调节阀 TV10110 0停加热蒸气，关加热蒸气阀 V1310 0停止产品采出，手动关闭 FV10210 0手动关闭 FV10310 0打开塔釜泄液阀 V10,排出不合格产品10 0手动打开 LV102,对 FA414 进行泄液停回流: 50 0该过程历时 0 秒10 0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10 0当回流罐液位降至 0%，停回流，关闭调节阀FV10410 0关闭泵出口阀 V1710 0停泵 GA412A10 0关闭泵入口阀 V19降压、降温: 50 0该过程历时 0 秒10 0塔内液体排完后，手动打开 PV101 进行降压10 0
23、当塔压降至常压后，关闭 PV10110 0灵敏板温度降至 50以下，PC102 投手动10 0灵敏板温度降至 50以下，关塔顶冷凝器冷凝水，手动关闭 PV102A10 0当塔釜液位降至 0%后，关闭泄液阀 V10扣分过程: 0 0该过程历时 0 秒10 0回流罐液位过低，塔顶采出产品不合格10 0塔釜液位过低，采出产品不合格10 0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 PID 14056.0 28000.0 0.0 kg/hr精馏塔单元仿真培训系统操作说明书 10北京东方仿真控制技术有限公司 网址：http:/ Tel: 86
24、-10-64971654, 64951832 Fax: 86-10-64971654 E-mail: sts_ FC102 塔釜采出量控制 PID 7349.0 14698.0 0.0 kg/hrFC103 塔顶采出量控制 PID 6707.0 13414.0 0.0 kg/hrFC104 塔顶回流量控制 PID 9664.0 19000.0 0.0 kg/hrPC101 塔顶压力控制 PID 4.25 8.5 0.0 atmPC102 塔顶压力控制 PID 4.25 8.5 0.0 atmTC101 灵敏板温度控制 PID 89.3 190.0 0.0 LC101 塔釜液位控制 PID 50
25、.0 100.0 0.0 LC102 塔釜蒸汽缓冲罐液位控制PID 50.0 100.0 0.0 LC103 塔顶回流罐液位控制PID 50.0 100.0 0.0 TI102 塔釜温度 AI 109.3 200.0 0.0 TI103 进料温度 AI 67.8 100.0 0.0 TI104 回流温度 AI 39.1 100.0 0.0 TI105 塔顶气温度 AI 46.5 100.0 0.0 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
