化学与生物工程学院

化工仿真实习报告

一 仿真实习目的

 化工仿真实习是我们大学学习计划的重要组成部分，是加强理论与实践相结合的实践性环节。通过计算机再现实际生产过程的片段，使我们比较系统的学习生产过程的基本程序和具体操作方法，分析操作参数的合理性、设备及仪表是否运转正常，从而加强我们对基本理论的理解、基本方法的运用和基本技能的训练是我们将所学的理论知识与技能和生产实际相结合的过程，可进一步巩固和深化我们的专业知识和专业技能；提高我们的感性认识，培养我们的动手能力，培养我们分析和解决实际问题的能力。

二 实习内容

（一）“双塔精馏开、停车过程仿真操作

流程图如下：

流程图说明：

该工艺取材于苯乙烯生产过程中，乙苯精馏单元中的苯塔和乙苯塔。它的任务是接收烷基化液，通过精馏的方式，由苯塔回收烷基化液中未参加反应的苯，由乙苯塔将乙苯与混合二乙苯及高沸物分开，精馏出乙苯单元的目的产品——99.6%的乙苯。

烷基化液进入苯塔，将水以及低沸物与乙苯及高沸物分开。塔顶馏出物在塔顶冷凝器中被冷凝，并产生1.0KCG的蒸汽，冷凝液进入塔顶罐。该罐带有一个小集水器，用来收集冷凝液中的水相（通常无流量）。冷凝苯一部分做为苯塔的回流，在流量控制下用泵返回塔顶。在塔顶罐液位控制下，另一部分液体送到苯干燥塔。未冷凝的气体从苯塔顶罐顶部流出，进入苯干燥塔冷凝器EA-210。苯塔的塔顶压力由流入EA-210未凝气体的流量来控制。

苯塔釜物作为乙苯塔的进料。由于两个塔之间存在着压力差，所以进料部分闪蒸。

乙苯塔的塔顶蒸汽在乙苯塔冷凝器中冷凝，利用塔顶余热产生3.2KCG的蒸汽，冷凝液进入塔顶罐FA-203。FA-203收集的冷凝液，一部分用乙苯塔顶泵送回塔顶作为回流，其余部分作为乙苯产品送出。乙苯塔顶压力由一个分程控制器进行控制，通过向塔顶罐的排气管线加进氮气或向火炬排放未凝气实现。

乙苯塔釜为混合二乙苯及高沸物，在塔釜液位控制下，作为多乙苯塔的进料。

苯塔和乙苯塔都通过热虹吸式再沸器，35KCG蒸汽加热。蒸汽冷凝液进入再沸器的液位罐，通过调节液位罐的液位调节传热速率，液位罐的的液位由灵敏板的温度进行重调。

开车步骤：

1：关闭苯塔顶罐到EA-210管线上的阀门（V1），打开苯塔压力排放阀（V4）。

2：打开苯塔底的公用工程接管上的进氮气阀（V3）；关闭苯塔压力排放阀（V4），充压后，关闭进氮气阀（V3），对塔进行压力实验，检查塔泄漏。

3：设定乙苯塔压PIC-2016为1.42KCG；关闭乙苯塔压力排放阀（V26），接通到乙苯塔的氮气管线上的截止阀（V38），并打开旁通阀（V42），加速充压；充压后，关闭旁通阀（V42）和截止阀（V38）。

4：打开乙苯塔顶罐上的排放阀（V40），将乙苯塔泄压，关闭排放阀（V40）；再次打开乙苯塔氮气管线上的截止阀（V38），升压到正常压力，检查乙苯塔的气密性。

5：把苯塔压力控制器PIC-2001设定在4.7KCG，打开塔顶罐到EA-210管线上的截止阀（V1），并将PIC-2001投自动。

6：打开苯塔冷凝器壳程的排放阀（V15）；打开LCV-2004，充冷凝液至正常液位的一半（V16），将LIC-2004设定到低液位（1表低液位，2表正常液位）并投自动。

7：打开乙苯塔冷凝器壳程的排放阀（V25）；打开LCV-2017，充冷凝液至正常液位的一半（V36），将LIC-2017设定到低液位（1表低液位，2表正常液位）并投自动。

8：完全打开有机物冷却器EA-214上冷却水的入口阀门（V11）与出口阀门（V10）。

9：打开从苯塔顶罐经EA-214（V5）到FB-504的液体流出物管线上的阀门（V30），把LIC-2003打到手动控制，关上LCV-2003（V18）。

10：接通苯塔回流管线（D1），把FIC-2001设定在苯塔顶泵所许可的最小流量(1000Kg/h)；将FIC-2010/LIC-2002打到手动控制，并关闭FCV-2010（V21）。

11：把LIC-2002的设定点升高到稍低于塔釜最大液位(100%),打开苯塔进料管线上的截止阀（V14）,启动苯塔进料泵（D5）,对苯塔釜充液到最大液位,关闭进料泵（D5）。

12：接通苯塔底到FB-504的管线（D3），但不要开启该管线上的阀门。

13：将苯塔再沸器液位罐液位调节器LIC-2501打到手动控制，并使LCV-2501（V19）处于关闭状态。

14：打开进苯塔再沸器的蒸汽管线上的旁通阀（V13），慢慢引蒸汽升温，当液位罐建立起液位时，打开液位罐和再沸器的排放阀（V9,V8）排放惰性气体。

15：当液位约达到最大液位的80%时，完全打开再沸器蒸汽管线上的截止阀（V2），关闭旁通阀（V13）。用手动的LCV-2501（V19）控制200℃以前的升温速率为15℃~30℃/h。

16：当苯塔冷凝器壳程开始产生蒸汽时，提高其冷凝液位到正常值（1表低液位，2表正常液位），200℃以后的升温速率为10℃~15℃/h。

17：苯塔顶罐出现液位后，关闭冷凝器壳程的排放阀（V15），并将LIC-2003设定为正常液位(50%)。

18：苯塔顶罐液位接近正常时，启动塔顶泵（D6）对塔打回流；将FIC-2001投自动，并增加回流量设定值（1300~2000），保持塔顶罐中液位接近正常。

19：苯塔塔釜和塔顶罐液位稳定后，用手动LCV-2501（V19，开度为36%）的增加蒸汽流率到正常流率的80%，并增加回流量设定值到正常值（4995Kg/h）。如下图为第19步骤的状态：

20：检查苯塔底到乙苯塔的进料流程（D2）。

21：打开乙苯塔顶罐到EA-214管线上的阀门（V33）；将LIC-2018打到手动并关闭LCV-2018（V35）。

22：接通乙苯塔回流管线（D4），使其处于全回流的状态，把回流控制器FIC-2011打到手动并关闭FCV-2011（V28），不要启动塔顶泵。

23：打开乙苯塔底到EA-214管线上的阀门（V31），把FIC-2022/LIC-2015打到手动并关闭FCV-2022（V23）。

24：将LIC-2516打到手动，并关闭LCV-2516（V27）；打开乙苯塔再沸器壳侧的排放阀（V43），微开蒸汽管线上的截止阀（V29），当再沸器变热时，关闭排放阀（V43）。

25：设定TIC-2001为165℃；将TIC-2001/LIC-2501打到自动；将LIC-2002设定为正常值（50%）并将LIC-2002/FIC-2010投自动。

26：打开苯塔底到EA-214管线上的截止阀（V6）；打开苯塔进料泵（D5）并将LIC-2003投自动。

27：待苯塔操作稳定后，将塔顶物料切换到苯干燥塔（打开V12，关闭V5），塔底物料切换到乙苯塔（打开V24，关闭V6）；打开乙苯塔塔顶罐上的排放阀（V40）并将PIC-2016投自动。

28：由于来自苯塔的进料会发生闪蒸，打开乙苯塔压力控制阀的旁通阀（V37），当压力可用PIC-2016正常设定点控制时，关闭旁通阀（V37）。

29：乙苯塔塔釜液位上升时，将LIC-2015\FIC-2022打到自动，乙苯塔塔底物料被送往FB-504。

30：部分打开乙苯塔蒸汽管线上的截止阀（V29）；液位罐中液位达80%时,打开再沸器壳侧的排放阀（V43）排放不凝气，关闭排放阀（V43）；完全打开截止阀（V29），LIC-2516投自动。

31：当乙苯塔冷凝器壳程开始产生蒸汽时，提高其冷凝液位到正常值。釜温200℃之前升温速率为15℃~30℃/h。

32：乙苯塔顶罐中液位接近正常时，启动塔顶泵（D7），将FIC-2011投自动；将LIC-2018打到自动，塔顶物被送往FB-504。

33：乙苯塔操作稳定后，给出TIC-2012设定值并将TIC-2012打到自动重调，调整TIC-2012设定值，使乙苯塔塔釜温度约为229℃，塔顶温度约为172℃。

34：塔温、塔压已经稳定，打开乙苯塔顶罐到FB-505管线上的阀门（V34），并关闭乙苯塔顶罐到EA-214管线上的阀门（V33）。

35：打开乙苯塔底物到多乙苯塔管线上的阀门（V32），关闭乙苯塔底到EA-214管线上的阀门（V31），把乙苯塔底物料切换到多乙苯塔。

36：稳定乙苯塔的生产，达到正常生产能力；下面是正常生产时的操作画面。开车过程结束。如下图为开车结束的运行状态：

停车步骤：

1：打开乙苯塔底经EA-214到FB-504管线上的阀门（V31，V30），关闭去多乙苯塔管线上的阀门（V32），把EB塔底物料切换到FB-504。

2：打开乙苯塔顶罐到EA-214管线上的阀门（V33），关闭去FB-505管线上的阀门（V34），把去FB-505的乙苯产品切换到FB-504。

3：打开苯塔底到EA-214管线上的截止阀（V6）；关闭乙苯塔进料管线上的截止阀（V24），把乙苯塔进料送到FB-504，停止对EB塔进料。

4：关闭进料泵（D5），停止苯塔进料；将FIC-2002打到手动；打开苯塔顶罐到EA-214管线上的阀门（V5）关闭去苯干燥塔管线上的截止阀（V12）。

5：把TIC-2012/LIC-2516打到手动，调节LCV-2516（V27），增加乙苯塔液位罐的液位；液位罐中液位超过80%时，关闭乙苯塔蒸汽管线上的截止阀（V29）。

6：打开乙苯塔再沸器壳侧的排放阀（V43），排放乙苯塔再沸器和再沸器液位罐中的冷凝液

7：把TIC-2001/LIC-2501打到手动，调节LCV-2501（V19），增加苯塔液位罐的液位；液位罐中液位超过80%时，关闭苯塔蒸汽管线上的截止阀（V2）。

8：打开苯塔再沸器壳侧的排放阀（V9），排放苯塔再沸器和液位罐中的冷凝液。

9：将FIC-2011打到手动并关闭FCV-2011（V28）；将LIC-2015/FIC-2022打到手动,釜液送往FB-504；将LIC-2018打到手动，乙苯塔顶罐倒空时关闭塔顶泵（D7）。

10：将FIC-2001打到手动并关闭FCV-2001（V17）；将LIC-2002/FIC-2010打到手动，釜体送往FB-504；将LIC-2003打到手动，苯塔顶罐倒空时关闭塔顶泵（D6）。

11：将PIC-2001打到手动，调节PCV-2001（V22）降低苯塔塔压，关闭PCV-2001（V22）及到EA-210管线上的截止阀（V1）；打开苯塔压力排放阀（V4）通大气，关闭排放阀（V4）。

12：将PIC-2016打到手动，用PCV-2016（V41）降低乙苯塔压；然后关闭PCV-2016（V41）和乙苯塔塔顶罐上的排放阀（V40）。

13：将LIC-2004打到手动并关闭控制阀LCV-2004（V16）；将LIC-2017打到手动并关闭控制阀LCV-2017（V36）。

14：恭喜你，已成功地完成了停车过程操作！要进行其它过程，请重新设定工况。如下图为停车结束的状态：

（二）多乙苯精馏塔仿真操作

流程图如下

工艺过程说明

乙苯塔底物料从第6块塔板进入多乙苯塔。塔顶蒸发物在冷凝器EA-209（该冷凝器同时又作为苯干燥塔的再沸器）中冷凝，未凝气体在尾气深冷器中进一步用冷却水冷凝，冷凝器和深冷器中的冷凝液都进入塔顶罐。正常操作期间，乙苯塔顶罐收集的冷凝液大约有7%在流量控制下经塔顶泵返回塔顶，其余的在塔顶罐液位控制下直接送到DC-101进行烷基转移反应。

尾气深冷器中的气体仍含有一些乙苯、二乙苯及真空塔漏入的空气和不凝气体，该气体进入多乙苯塔真空泵（GB-202）。真空系统由真空泵，汽液分离器（FA-207），真空泵冷却器（EA-217X）和真空系统封液罐（FA-208）组成，以维持塔顶压力在155mmHg的真空条件下操作。塔顶压力由一个分程控制器进行控制。该分程控制器调节从FA-207返回真空泵入口的气体量。如果需要，还可以加氮气调节塔压。

从真空泵出来的物料进入FA-207，分离后的气体和部分液体流到密封罐，气体经密封罐排向大气，液体返回到多乙苯塔顶泵的入口；另有少量液体经EA-217X冷却后，作为密封液返回到真空泵的入口。

多乙苯塔底物（残油）送到残油罐，其流量由流量控制器和温度控制器串级调节。

多乙苯塔的再沸器为降膜式，35KCG的蒸汽进入再沸器的壳程以提供塔内物料所需要的热量，塔釜液位通过重调再沸器液位罐中的液位，来调节进入再沸器的蒸汽量，从而调节再沸器的热负荷。

开车步骤

开车前，假定已作好了如下准备工作：

1 各设备、管线、仪表处于完好备用状态；

2 公用工程条件满足要求且充足可用（包括氮气、仪表风、35KCG高压蒸汽、冷凝液、冷却水等）。

具体开车步骤为：

1：接通多乙苯塔顶至真空泵（GB-202）的管线（D01），接通该真空泵密封液循环回路（D02），打开FI-2025下部阀门（V01）,充泵后关闭。

2：打开真空泵冷却器（EA-217）及塔顶罐（FA-204）尾气冷凝器（EA-211）的冷却水通道（D03），通冷却水。

3：启动真空泵（D04），将系统抽真空(直到135mmHg左右），同时打开转子流量计入口侧截止阀（V01）。

4：检查塔内压力的上升速度，如果压力上升的速率大于10mmHg/Hr，检查塔系统泄露，检查真空；关闭塔压控制器(PIC-2035)的控制阀（D02）。

5：接通真空密封罐到多乙苯塔顶泵入口的液体管线（D05），把密封罐液位控制器（LIC-2037）打到手动并关闭。

6：接通塔顶泵(GA-206)的流程（D06），把回流量控制器（FIC-2017）打到手动并关闭。

7：接通塔顶产物到烷基化液贮罐（FB-506）的管线（V04），把液位控制器（LIC-2029）打到手动并关闭。

8：接通用多乙苯塔顶冷凝器EA-209（亦即苯干燥塔再沸器）的流程（D07）。

9：接通多乙苯塔底泵(GA-211)流程（D08），但不要启动GA-211。

10：接通多乙苯塔的进料流程（D09），关闭进料管线上的截止阀（V06）。

11：接通塔底部物流经残油空冷器(EC-201)到残油供应罐的管线（D10），把流量控制器（FIC-2021)打到手动并关闭。

12：把再沸器液位罐控制器（LIC-2028）打到手动并关闭。适当（20~70%，如30%）打开蒸汽管线上的截止阀（V09）。

13：当系统打到规定的真空度,塔处于155mmHg附近的操作压力时开始对塔进料，完全打开进料管线上的截止阀（V06）。

14：如塔釜显示出液位，就启动塔底泵（D11）。

15：当再沸器液位的液位打到全充满的80%时，把LIC-2028打到自动，并完全打开蒸汽管线上的截止阀（V09）。

16：启动塔顶泵打回流（D12），把FIC-2017最初设定在满足泵要求的最小量(12Kg/h),随后设定在212Kg/h,接着把FIC-2017和LIC-2029打到自动。

17：回流正常后，真空系统密封罐显示出液位后，把密封罐液位控制器（LIC-2037）打到自动；把塔顶压力控制器（PIC-2035）打自动。

18：把残油流量控制器（FIC-2021）打到自动，开始从釜液中排放残油。

19：等到塔操作稳定时(塔釜温度在233℃附近稳定下来)时，打开去反应器(DC-101)管线上的截止阀（V10）,关闭去烷基化贮罐(FB-506)管线上的截止阀（D04）。

20：开车操作完成！

下图为开车完成的状态：

停车步骤

1：关闭进料管线上的截止阀（V06），停止对多乙苯塔（DA-203)进料。

2：把去烷基转移反应器(DC-101)的循环多乙苯切换到贮罐(FB-506) （打开V04，关闭V10）。

3：把LIC-2028打到手动，调节控制阀使再沸器中的液位达到80％附近时，关上蒸汽供应管线上的截止阀（D09）。

4：排放再沸器和再沸器液位罐中的冷凝液,并打开再沸器液位罐上的排放阀（V11）通大气。

5：把FIC-2017打到手动,关上控制阀（V03）。把LIC-2029打到手动,用塔顶泵GA-206倒空塔顶罐,关掉该泵（D12），关闭LIC-2029控制阀（V05）。下图为此时的操作状态：

6：用塔底泵(GA-211)倒空塔釜和再沸器回路,送到残油供应罐(FA-206)。当泵抽空时,停掉泵（D11）；最后把FIC-2021打到手动并关闭控制阀（V07）。

7：停掉真空泵（D04），停下真空系统，关上转子流量计(FI-2025)入口侧的截止阀（V01）,停止密封液流。

8：把密封罐液位控制阀(LIC-2037)打到手动，用塔顶泵(GA-206)把密封罐存料打到FB-504，倒空后,关闭塔顶泵（D12）和密封罐控制阀（V12）。

9：把塔压控制器(PIC-2035)打到手动，关上控制阀（V02）。

10：多乙苯塔停车到此完毕。

下图为停车结束的状态：

（三）造气生产过程仿真

正常生产时，上行煤气温度趋势曲线为一锯齿状斜向上的形状，出现锯齿的原因是煤制气过程是一个周期性过程，吹风阶段为蓄热过程，温度是上升的，制气阶段为一吸热过程，温度是下降的。

在实际生产过程中，细心的同学会发现，当吹风阶段到来时，上行煤气温度趋势曲线并不马上上升，这是由于阀门切换及仪表数据采集存在滞后的缘故。这点在本仿真中可以清楚的看出来。其它阶段也有类似现象。

下图为一正常生产的趋势曲线图。

正常生产的趋势曲线图

加煤时，将现场的加煤按钮按下，这时，自动控制与数据采集程序仍在运行，只是已经和现场阀门断开，程序在空转！

在现场仪表或本仿真中见到的现象是，似乎生产仍在进行。但从趋势曲线上可非常清楚地看出，过程正处在加煤阶段。

加煤阶段的趋势曲线为：

加煤阶段的趋势曲线

三 仿真实习收获

“要想为事业多添一把火，自己就得多添一捆材”。通过此次的实习，我进一步深刻地了解了化工生产的操作过程，熟悉了以上的三个化工生产的开停车过程。并具备了一定的基本操作能力。虽然没有在前两次的工厂实习操作中真正的动手操作，但是此次的仿真实习胜似在实际的工厂操作中。在此次的实习中，使我们在工厂实习中了解到的生产流程和操作得到了实际化和深化。

在实习的第一天的练习是双塔精馏开、停车过程仿真操作，虽然操作过程很复杂，而且需要操作的阀门开关很多，但是我仍能很认真地去学习，而且很快就记得了该流程的基本步骤。接着就是继续练习多乙苯精馏塔开、停车过程仿真操作以及深入了解造气过程。经过几次的练习后，我能很熟练地操作双塔精馏和乙苯精馏塔开、停车过程，本以为这样就算得上是自己已经很熟悉了这两个操作流程，所以上课时曾有两次开小差，结果都被老师发现了。深知自己的上课的懈怠行为是一种错误之后，我继续静下心来重复这两个仿真操作，同时这也启发了我：做事要持之以恒，要有耐心，不要自以为是。在最后的操作考试中由于我的粗心大意，使得系统发生了故障，又得重新操作了三次，当时心里面要求自己选择放弃的念头确实很强烈，真想立刻离开教室，但是我还是没有这么做，因为我相信我练习了那么多一定会完成的，就是这样的自信心让我静下心来继续完成了这复杂的双塔精馏开车的操作过程。

这几天的实习时间，让我收获颇多，总的来说我对这次实训还是比较满意的。不但让我掌握了生产流程的相关知识，还让我在实习过程中悟出了为人做事的道理来。在这次实习中再次领会到了理论和实践的结合，体会到了学以致用的重要性，且让我们开阔了眼界，扩大了视野，认识到了自己专业的薄弱之处，认清了自身的差距，而且不到半年就要出到社会去工作，目前认识到了要成为一名合格的职员还存在着一定的差距，所以从现在开始就要认清自己，继续发扬自己的优点，努力改正自己的不足，还更要努力地系统化地学习好专业知识，加强自身的动手能力，要经常做实验，常常动脑经，以提高自己的能力，更要丰富我们的课外知识和社会阅历，为今后的工作打下坚实的基础，还有加强各方面的素质培养以适应社会的发展。