固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书东方仿真ES北京东方仿真软件技术有限公司2009年1月
固定床反应器单元仿真培训系统 操作说明书 北京东方仿真软件技术有限公司 2009 年 1 月
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书目录工艺流程说明21、工艺说明2、本单元复杂控制回路说明.23、设备一览.3二、固定床反应器单元操作规程.31、开车操作规程..32、正常操作规程.4S3、停车操作规程4、联锁说明.5、仪表及报警一览表7三、事故设置一览8四、仿真界面、.10附：思考题12地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室邮编：1000291网址：www.besct.comE-mail:support@besct.com电话：010—64951832
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 1 目 录 一、工艺流程说明.2 1、工艺说明 .2 2、本单元复杂控制回路说明.2 3、设备一览 .3 二、固定床反应器单元操作规程.3 1、开车操作规程 .3 2、正常操作规程 .4 3、停车操作规程 .5 4、联锁说明 .5 5、仪表及报警一览表 .7 三、事故设置一览.8 四、仿真界面. 10 附：思考题. 12
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书一、工艺流程说明1、工艺说明本流程为利用催化加氢脱乙炔的工艺。乙炔是通过等温加氢反应器除掉的反应器温度由壳侧中冷剂温度控制。主反应为：nC2H2+2nH2→（C2H6）n，该反应是放热反应。每克乙炔反应后放出热量约为34000千卡。温度超过66℃时有副反应为：2nC2H4→（C4H8）n，该反应也是放热反应。冷却介质为液态丁烷，通过丁烷蒸发带走反应器中的热量，丁烷蒸汽通过冷却水冷凝。反应原料分两股，一股为约-15℃的以C2为主的烃原料，进料量由流量控制器FIC1425控制：另一股为H2与CH4的混合气，温度约10℃C，进料量由流量控制器FIC1427控制。FIC1425与FIC1427为比值控制，两股原料按一定比例在管线中混合后经原料气/反应气换热器(EH-423)预热，再经原料预热器（EH-424)预热到38℃，进入固定床反应器(ER-424A/B）。预热温度由温度控制器TIC1466通过调节预热器EH-424加热蒸汽（S3）的流量来控制。ER-424A/B中的反应原料在2.523MPa、44℃下反应生成C2H6。当温度过高时会发生C2H4聚合生成C4H8的副反应。反应器中的热量由反应器壳侧循环的加压CA冷剂蒸发带走。C4蒸汽在水冷器EH-429中由冷却水冷凝，而C4冷剂的压力由压力控制器PIC-1426通过调节C4蒸汽冷凝回流量来控制，从而保持C4冷剂的温度。2、本单元复杂控制回路说明FFI1427：为一比值调节器。根据FIC1425（以C2为主的烃原料）的流量，按一定的比例，相适应的调整FIC1427（H2）的流量。比值调节：工业上为了保持两种或两种以上物料的比例为一定值的调节叫比值调节。对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而FIC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室邮编：1000292E-mail:support@besct.com电话：010—64951832网址：www.besct.com
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 2 一、工艺流程说明 1、工艺说明 本流程为利用催化加氢脱乙炔的工艺。乙炔是通过等温加氢反应器除掉的, 反应器温度由壳侧中冷剂温度控制。 主反应为：nC2H2＋2nH2→（C2H6）n，该反应是放热反应。每克乙炔反应后 放出热量约为 34000 千卡。温度超过 66℃时有副反应为：2nC2H4→（C4H8）n，该 反应也是放热反应。 冷却介质为液态丁烷，通过丁烷蒸发带走反应器中的热量，丁烷蒸汽通过冷 却水冷凝。 反应原料分两股,一股为约-15℃的以 C2 为主的烃原料,进料量由流量控制器 FIC1425 控制;另一股为 H2 与 CH4 的混合气,温度约 10℃,进料量由流量控制器 FIC1427 控制。FIC1425 与 FIC1427 为比值控制,两股原料按一定比例在管线中混合 后经原料气/反应气换热器(EH-423)预热,再经原料预热器(EH-424)预热到 38℃,进 入固定床反应器(ER-424A/B)。预热温度由温度控制器 TIC1466 通过调节预热器 EH-424 加热蒸汽(S3)的流量来控制。 ER-424A/B 中的反应原料在 2.523MPa、44℃下反应生成 C2H6。当温度过高时 会发生 C2H4 聚合生成 C4H8 的副反应。反应器中的热量由反应器壳侧循环的加压 C4 冷剂蒸发带走。C4 蒸汽在水冷器 EH-429 中由冷却水冷凝,而 C4 冷剂的压力由压力 控制器 PIC-1426 通过调节 C4 蒸汽冷凝回流量来控制,从而保持 C4 冷剂的温度。 2、本单元复杂控制回路说明 FFI1427：为一比值调节器。根据 FIC1425（以 C2 为主的烃原料）的流量，按 一定的比例，相适应的调整 FIC1427（H2）的流量。 比值调节：工业上为了保持两种或两种以上物料的比例为一定值的调节叫比值 调节。对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物 料来配比。在本单元中，FIC1425（以 C2 为主的烃原料）为主物料，而 FIC1427（H2） 的量是随主物料（C2 为主的烃原料）的量的变化而改变
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书3、设备一览EH-423：原料气/反应气换热器EH-424：原料气预热器EH-429：C4蒸汽冷凝器EV-429:C4闪蒸罐ER424A/B：C2X加氢反应器二、固定床反应器单元操作规程1、开车操作规程本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。装置的开工状态为反应器和闪蒸罐都处于已进行过氮气冲压置换后，保压在0.03MPa状态。可以直接进行实气冲压置换。1.1、EV-429闪蒸器充丁烷(1)确认EV-429压力为0.03MPa。(2)打开EV-429回流阀PV1426的前后阀VV1429、VV1430。（3）调节PV1426（PIC1426）阀开度为50%。(4)EH-429通冷却水，打开KXV1430，开度为50%。5)打开EV-429的丁烷进料阀门KXV1420，开度50%。6）当EV-429液位到达50%时，关进料阀KXV1420。1.2、ER-424A反应器充丁烷(1)确认事项①反应器0.03MPa保压。②EV-429液位到达50%。(2)充丁烷打开丁烧冷剂进ER-424A壳层的阀门KXV1423，有液体流过，充液结束：同时打开出ER-424A壳层的阀门KXV1425。地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室邮编：1000293E-mail:support@besct.com电话：010-64951832网址：www.besct.com
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 3 3、设备一览 EH-423：原料气/反应气换热器 EH-424：原料气预热器 EH-429：C4 蒸汽冷凝器 EV-429：C4 闪蒸罐 ER424A/B：C2X 加氢反应器 二、固定床反应器单元操作规程 1、开车操作规程 本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。 装置的开工状态为反应器和闪蒸罐都处于已进行过氮气冲压置换后，保压在 0.03MPa 状态。可以直接进行实气冲压置换。 1.1、EV-429 闪蒸器充丁烷 (1)确认 EV-429 压力为 0.03 MPa。 (2)打开 EV-429 回流阀 PV1426 的前后阀 VV1429、VV1430。 (3)调节 PV1426(PIC1426)阀开度为 50%。 (4)EH-429 通冷却水，打开 KXV1430，开度为 50%。 (5)打开 EV-429 的丁烷进料阀门 KXV1420，开度 50%。 (6)当 EV-429 液位到达 50%时，关进料阀 KXV1420。 1.2、ER-424A 反应器充丁烷 (1)确认事项 ①反应器 0.03 MPa 保压。 ②EV-429 液位到达 50％。 (2)充丁烷 打开丁烷冷剂进 ER-424A 壳层的阀门 KXV1423，有液体流过，充液结束；同时 打开出 ER-424A 壳层的阀门 KXV1425
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书1.3、ER-424A启动(1）启动前准备工作①ER-424A壳层有液体流过。②打开S3蒸汽进料控制TIC1466.③调节PIC-1426设定，压力控制设定在0.4MPa。(2)ER-424A充压、实气置换①打开FIC1425的前后阀VV1425、VV1426和KXV1412。②打开阀KXV1418。③微开ER-424A出料阀KXV1413，丁烷进料控制FIC1425（手动），慢慢增加进料，提高反应器压力，充压至2.523MPa。④慢开ER-424A出料阀KXV1413至50%，充压至压力平衡。乙炔原料进料控制FIC1425设自动，设定值56186.8KG/H。(3)ER-424A配氢，调整丁烷冷剂压力①稳定反应器入口温度在38.0℃，使ER-424A升温。②当反应器温度接近38.0℃（超过35.0℃），准备配氢。打开FV1427的前后阀VV1427、VV1428。③氢气进料控制FIC1427设自动，流量设定80KG/H。④观察反应器温度变化，当氢气量稳定后，FIC1427设手动。③缓慢增加氢气量，注意观察反应器温度变化。③氢气流量控制阀开度每次增加不超过5%。氢气量最终加至200KG/H左右，此时H2/C2=2.0，FIC1427投串级。③控制反应器温度44.0℃左右。2、正常操作规程2.1、正常工况下工艺参数（1）正常运行时，反应器温度TI1467A：44.0℃，压力PI1424A控制在2.523MPa。2)FIC1425设自动，设定值56186.8KG/H，FIC1427设串级。(3)PIC1426压力控制在0.4MPa，EV-429温度TI1426控制在38.0℃。地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室邮编：1000294E-mail:support@besct.com电话：010-64951832网址：www.besct.com
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 4 1.3、ER-424A 启动 (1)启动前准备工作 ①ER-424A 壳层有液体流过。 ②打开 S3 蒸汽进料控制 TIC1466. ③调节 PIC-1426 设定，压力控制设定在 0.4MPa。 (2)ER-424A 充压、实气置换 ①打开 FIC1425 的前后阀 VV1425、VV1426 和 KXV1412。 ②打开阀 KXV1418。 ③微开 ER-424A 出料阀 KXV1413，丁烷进料控制 FIC1425(手动)，慢慢增 加进料， 提高反应器压力，充压至 2.523MPa。 ④慢开 ER-424A 出料阀 KXV1413 至 50%，充压至压力平衡。 ⑤乙炔原料进料控制 FIC1425 设自动，设定值 56186.8 KG/H。 (3)ER-424A 配氢，调整丁烷冷剂压力 ①稳定反应器入口温度在 38.0℃，使 ER-424A 升温。 ②当反应器温度接近 38.0℃(超过 35.0℃)，准备配氢。打开 FV1427 的前 后阀 VV1427、VV1428。 ③氢气进料控制 FIC1427 设自动,流量设定 80 KG/H。 ④观察反应器温度变化，当氢气量稳定后,FIC1427 设手动。 ⑤缓慢增加氢气量，注意观察反应器温度变化。 ⑥氢气流量控制阀开度每次增加不超过 5％。 ⑦氢气量最终加至 200 KG/H 左右，此时 H2/C2=2.0，FIC1427 投串级。 ⑧控制反应器温度 44.0℃左右。 2、正常操作规程 2.1、正常工况下工艺参数 (1)正常运行时，反应器温度 TI1467A：44.0℃，压力 PI1424A 控制在 2.523MPa。 (2)FIC1425 设自动，设定值 56186.8 KG/H，FIC1427 设串级。 (3)PIC1426 压力控制在 0.4MPa，EV-429 温度 TI1426 控制在 38.0℃
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书(4)TIC1466设自动，设定值38.0℃。(5)ER-424A出口氢气浓度低于50PPm，乙炔浓度低于200PPm。(6)EV429液位LI1426为50%。2.2、ER-424A与ER-424B间切换(1)关闭氢气进料。(2)ER-424A温度下降低于38.0℃后，打开C4冷剂进ER-424B的阀KXV1424、KXV1426，关闭C4冷剂进ER-424A的阀KXV1423、KXV1425。(3）开C2H2进ER-424B的阀KXV1415，微开KXV1416。关C2H2进ER-424A的阀KXV1412。2.3、ER-424B的操作ER-424B的操作与ER-424A操作相同。3、停车操作规程本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。3.1、正常停车(1)关闭氢气进料，关VV1427、VV1428，FIC1427设手动，设定值为0%。(2）关闭加热器EH-424蒸汽进料，TIC1466设手动，开度0%。(3）闪蒸器冷凝回流控制PIC1426设手动，开度100%。(4)逐渐减少乙炔进料，开大EH-429冷却水进料。（5)逐渐降低反应器温度、压力，至常温、常压。(6)逐渐降低闪蒸器温度、压力，至常温、常压。3.2、紧急停车(1）与停车操作规程相同。2)也可按急停车按钮（在现场操作图上）。4、联锁说明该单元有一联锁。4.1、联锁源（1）现场手动紧急停车（紧急停车按钮）。地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室邮编：1000295E-mail:support@besct.com电话：010-64951832网址：www.besct.com
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 5 (4)TIC1466 设自动，设定值 38.0℃。 (5)ER-424A 出口氢气浓度低于 50PPm，乙炔浓度低于 200PPm。 (6)EV429 液位 LI1426 为 50%。 2.2、ER-424A 与 ER-424B 间切换 (1)关闭氢气进料。 (2)ER-424A 温度下降低于 38.0℃后，打开 C4 冷剂进 ER-424B 的阀 KXV1424、 KXV1426，关闭 C4 冷剂进 ER-424A 的阀 KXV1423、KXV1425。 (3)开 C2H2 进 ER-424B 的阀 KXV1415，微开 KXV1416。关 C2H2 进 ER-424A 的阀 KXV1412。2.3、ER-424B 的操作 ER-424B 的操作与 ER-424A 操作相同。 3、停车操作规程 本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。 3.1、正常停车 (1)关闭氢气进料，关 VV1427、VV1428，FIC1427 设手动，设定值为 0%。 (2)关闭加热器 EH-424 蒸汽进料,TIC1466 设手动,开度 0%。 (3)闪蒸器冷凝回流控制 PIC1426 设手动，开度 100%。 (4)逐渐减少乙炔进料，开大 EH-429 冷却水进料。 (5)逐渐降低反应器温度、压力，至常温、常压。 (6)逐渐降低闪蒸器温度、压力，至常温、常压。 3.2、紧急停车 (1)与停车操作规程相同。 (2)也可按急停车按钮（在现场操作图上）。 4、联锁说明 该单元有一联锁。 4.1、联锁源 (1)现场手动紧急停车(紧急停车按钮)
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书（2)反应器温度高报（TI1467A/B>66℃）。4.2、联锁动作(1)关闭氢气进料，FIC1427设手动。(2）关闭加热器EH-424蒸汽进料，TIC1466设手动。(3)闪蒸器冷凝回流控制PIC1426设手动，开度100%。(4)自动打开电磁阀XV1426。该联锁有一复位按钮。注：在复位前，应首先确定反应器温度已降回正常，同时处于手动状态的各控制点的设定应设成最低值。地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室邮编：1000296网址：www.besct.comE-mail:support@besct.com电话：010—64951832
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 6 (2)反应器温度高报(TI1467A/B>66℃)。 4.2、联锁动作 (1)关闭氢气进料，FIC1427 设手动。 (2)关闭加热器 EH-424 蒸汽进料，TIC1466 设手动。 (3)闪蒸器冷凝回流控制 PIC1426 设手动，开度 100％。 (4)自动打开电磁阀 XV1426。 该联锁有一复位按钮。 注:在复位前，应首先确定反应器温度已降回正常，同时处于手动状态的各控 制点的设定应设成最低值
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书5、仪表及报警一览表位号说明类型工程单位量程高限量程低限报警上限报警下限无1. 0PIC1426EV429罐压力控制PID0. 0MPa0.70c无TIC1466EH423出口温控PID80.00. 043.0无无0. 0FIC1425C2X流量控制PID700000.0KG/H无无H2流量控制PID0. 0KG/HFIC1427300.0无无FT1425C2X流量PV700000.00. 0KG/H无无FT1427H2流量PV0. 0KG/H300.0c无PV0. 0TC1466EH423出口温度80.043.0℃PV0. 0无48.0TI1467AER424A温度400.0PVc无TI1467BER424B温度400.00. 048.0PV无EV429压力1.00. 0MPa0.70PC1426PV%LI1426EV429液位1000. 080.020.0无PV无AT1428ER424A出口氢浓度200000.0PPm90. 0无无无PVPPmAT1429ER424A出口乙炔浓度1000000.0无无AT1430PVPPm90. 0ER424B出口氢浓度200000.0无无无AT1431ER424B出口乙炔浓度PVPPm1000000.0地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室.邮编：1000297网址：www.besct.comE-mail:support@besct.com电话：010-64951832
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 7 5、仪表及报警一览表 位号 说明 类型 量程高限 量程低限 工程单位 报警上限 报警下限 PIC1426 EV429 罐压力控制 PID 1.0 0.0 MPa 0.70 无 TIC1466 EH423 出口温控 PID 80.0 0.0 ℃ 43.0 无 FIC1425 C2X 流量控制 PID 700000.0 0.0 KG/H 无 无 FIC1427 H2 流量控制 PID 300.0 0.0 KG/H 无 无 FT1425 C2X 流量 PV 700000.0 0.0 KG/H 无 无 FT1427 H2 流量 PV 300.0 0.0 KG/H 无 无 TC1466 EH423 出口温度 PV 80.0 0.0 ℃ 43.0 无 TI1467A ER424A 温度 PV 400.0 0.0 ℃ 48.0 无 TI1467B ER424B 温度 PV 400.0 0.0 ℃ 48.0 无 PC1426 EV429 压力 PV 1.0 0.0 MPa 0.70 无 LI1426 EV429 液位 PV 100 0.0 % 80.0 20.0 AT1428 ER424A 出口氢浓度 PV 200000.0 PPm 90.0 无 无 AT1429 ER424A 出口乙炔浓度 PV 1000000.0 PPm 无 无 无 AT1430 ER424B 出口氢浓度 PV 200000.0 PPm 90.0 无 无 AT1431 ER424B 出口乙炔浓度 PV 1000000.0 PPm 无 无 无
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书三、事故设置一览下列事故处理操作仅供参考，详细操作以评分系统为准。1、氢气进料阀卡住原因：FIC1427卡在20%处。现象：氢气量无法自动调节。处理：降低EH-429冷却水的量。用旁路阀KXV1404手工调节氢气量。2、预热器EH-424阀卡住原因：TIC1466卡在70%处。现象：换热器出口温度超高。处理：增加EH-429冷却水的量。减少配氢量。3、闪蒸罐压力调节阀卡原因：PIC1426卡在20%处。现象：闪蒸罐压力，温度超高。处理：增加EH-429冷却水的量。用旁路阀KXV1434手工调节。4、反应器漏气原因：反应器漏气，KXV1414卡在50%处。现象：反应器压力迅速降低。处理：停工。5、EH-429冷却水停原因：EH-429冷却水供应停止。现象：闪蒸罐压力，温度超高。处理：停工。6、反应器超温原因：闪蒸罐通向反应器的管路有堵塞。地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室邮编：1000298E-mail:support@besct.com电话：010-649518322网址：www.besct.com
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 8 三、事故设置一览 下列事故处理操作仅供参考，详细操作以评分系统为准。 1、氢气进料阀卡住 原因：FIC1427 卡在 20%处。 现象：氢气量无法自动调节。 处理：降低 EH-429 冷却水的量。 用旁路阀 KXV1404 手工调节氢气量。 2、预热器 EH-424 阀卡住 原因：TIC1466 卡在 70%处。 现象：换热器出口温度超高。 处理：增加 EH-429 冷却水的量。 减少配氢量。 3、闪蒸罐压力调节阀卡 原因：PIC1426 卡在 20%处。 现象：闪蒸罐压力，温度超高。 处理：增加 EH-429 冷却水的量。 用旁路阀 KXV1434 手工调节。 4、反应器漏气 原因：反应器漏气，KXV1414 卡在 50%处。 现象：反应器压力迅速降低。 处理：停工。 5、EH-429 冷却水停 原因：EH-429 冷却水供应停止。 现象：闪蒸罐压力，温度超高。 处理：停工。 6、反应器超温 原因：闪蒸罐通向反应器的管路有堵塞
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书现象：反应器温度超高，会引发乙烯聚合的副反应。处理：增加EH-429冷却水的量。地址：北京市朝阳区安外小关东里10号院，润宇大厦610室邮编：1000299E-mail:support@besct.com电话：010—64951832网址：www.besct.com
固定床反应器单元仿真培训系统操作说明书 地址：北京市朝阳区安外小关东里 10 号院，润宇大厦 610 室 邮编：100029 E-mail:support@besct.com 电话：010－64951832 网址：www.besct.com 9 现象：反应器温度超高，会引发乙烯聚合的副反应。 处理：增加 EH-429 冷却水的量