东方仿真实习报告

2021-06-11 实习报告

　　篇一：四川理工化工仿真实习报告(日志)

　　化工生产实习报告

　　这次为期10天的生产实习是我们参与实践活动的很重要的一部分，在陈晓峰老师的指导下我们学习了 “东方仿真软件”中的“合成氨”的仿真操作。可以说我们在这10天的生产实习中学到了很多在平时课堂没学到的知识,受益匪浅。这次实习仿真软件的操作，使我们不仅进一步熟悉了“合成氨”三个工段的工艺流程，更让我们了解到在工厂的实际操作上是怎么操作的，使我们了解到计算机系统在实际的生产操作中起到的重要作用。这是一种步骤，更是一种结合。

　　我们现在班上大多数同学都已与公司企业签了协议，不久我们就要真正的踏上工作岗位。所以这一次的生产实习我觉得尤为重要，这不仅是学校给我们的一个课程，而且还是我们对以后在工厂 “中控室”的一种初步了解,让我们受益匪浅!

　　1.实习目的：

　　生产实习是我们应用化工技术专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，动手能力，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，逐步实现由学生（学校）到职业者（社会）的转变，培养我们初步担任技术工作的能力。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。只有先进行了解，我们才能去进一步学习，去加深，去进取。 (具体的实习目的是:1:了解合成氨的工艺流程以及详细的阅读“合成氨仿真系统的操作说明书”。

　　①认识关于合成氨的设备以及控制系统的原理。

　　②认真学习仿真系统的操作。

　　③通过学习和操作练习，得出结论和心得。

　　2.实习内容：

　　①阅读“年产30万吨的合成氨装置仿真培训系统使用说明书”，对合成氨的工艺流程进行一定初步了解;

　　②了解“年产30万吨的合成氨的工段---净化,转化,合成工段”的工艺流程；

　　③阅读“净化工段”的说明书，并参照其说明书和“成绩测评系统”的步骤完成“冷态开车”和“正常停车”的仿真操作；

　　④阅读“转化工段”的说明书，并参照其说明书和“成绩测评系统”的步骤完成“冷态开车”和“正常停车”的仿真操作；

　　⑤阅读“合成工段”的说明书，并参照其说明书和“成绩测评系统”的步骤完成“冷态开车”和“正常停车”的仿真操作；

　　⑥综合了解“年产30万吨的合成氨的工段---净化,转化,合成三个工段”，认清“工厂控制室操作”的情况；

　　3.实习时间：

　　四川理工学院“仿真系统培训基地”--------------------12月20日至29日

　　①了解合成氨总的工艺流程--------------------------- 12月20日上午

　　②完成“净化工段”的冷态开车的操作 -----------------12月20日下午

　　③完成“净化工段”的正常停车的操作------------------12月21日整天

　　④完成“转化工段”的冷态开车的操作------------------12月22-23日

　　⑤完成“转化工段”的正常停车的操作------------------12月24-25日

　　⑥完成“合成工段”的冷态开车的操作------------------12月26-27日

　　⑦完成“合成工段”的正常停车的操作------------------ 12月27-28日

　　⑧检查“净化，转化，合成”工段的操作--------------- 12月29日

　　4.生产实习的过程内容:

　　第一节净化工艺流程简介

　　一、脱碳

　　变换气中的CO2是氨合成触媒（镍的化合物）的一种毒物，因此，在进行氨合成之前必须从气体中脱除干净。工艺气体中大部分CO2是在CO2吸收塔101-E中用活化aMDEA溶液进行逆流吸收脱除的。从变换炉（104-D）出来的变换气（温度60℃、压力2.799MPa），用变换气分离器102-F将其中大部分水分除去以后，进入CO2吸收塔101-E下部的分布器。气体在塔101-E内向上流动穿过塔内塔板，使工艺气与塔顶加入的自下流动的贫液（解吸了CO2的aMDEA溶液，40℃（TI_24））充分接触，脱除工艺气中所含CO2，再经塔顶洗涤段除沫层后出CO2吸收塔，出CO2吸收塔101-E后的净化气去往净化气分离器121-F，在管路上由喷射器喷入从变换气分离器(102-F)来的工艺冷凝液（由LICA17控制），进一步洗涤，经净化气分离器(121-F)分离出喷入的工艺冷凝液，净化后的气体，温度44℃，压力2.764MPa，去甲烷化工序（106-D），液体与变换冷凝液汇合液由液位控制器LICA26调节去工艺冷凝液处理装置。

　　从CO2吸收塔101-E出来的富液（吸收了CO2的aMDEA溶液）先经溶液换热器(109-CB1/2)加热、再经溶液换热器(109-CA1/2)，被CO2汽提塔102-E（102-E为筛板塔，共10块塔板）出来的贫液加热至105℃（TI109），由液位调节器LIC4控制，进入CO2汽提塔(102-E)顶部的闪蒸段，闪蒸出一部分CO2，然后向下流经102-E汽提段，与自下而上流动的蒸汽汽提再生。再生后的溶液进入变换气煮沸器(105-CA/B)、蒸汽煮沸器(111-C)，经煮沸成汽液混合物后返回102-E下部汽提段，气相部分作为汽提用气，液相部分从102-E底部出塔。

　　从CO2汽提塔102-E底部出来的热贫液先经溶液换热器(109-CA1/2)与富液换热降温后进贫液泵，经贫液泵(107-JA/JB/JC)升压，贫液再经溶液换热器(109-CB1/2) 进一步冷却降温后，经溶液过滤器101-L除沫后，进入溶液冷却器（108-CB1/2）被循环水冷却至40℃（TI1_24）后，进入CO2吸收塔101-E上部。

　　从CO2汽提塔102-E顶部出来的CO2气体通过CO2汽提塔回流罐103-F除沫后，从塔103-F顶部出去，或者送入尿素装置或者放空，压力由PICA89或PICA24控制。分离出来的冷凝水由回流泵（108-J/JA）升压后，经流量调节器FICA15控制返回CO2吸收塔101-E的上部。103-F的液位由LICA5及补入的工艺冷凝液（VV043支路）控制。

　　二、甲烷化

　　因为碳的氧化物是氨合成触媒的毒物，因此在进行合成之前必须去除干净，甲烷化反应的目的是要从合成气中完全去除碳的氧化物，它是将碳的氧化物通过化学反应转化成甲烷来实现的，甲烷在合成塔中可以看成是惰性气体，可以达到去除碳的氧化物的目的。

　　甲烷化系统的原料气来自脱碳系统，该原料气先后经合成气一脱碳气换热器(136-C)预热至117.5℃（TI104）、高变气—脱碳气换热器(104-C)加热到316℃（TI105），进入甲烷化炉(106-D)，炉内装有18m3、J-105型镍催化剂，气体自上部进入106-D，气体中的CO和CO2与H2反应生成CH4和H2O。系统内的压力由压力控制器PIC5调节。甲烷化炉(106-D)的出口温度为363℃（TIAI1002A），依次经锅炉给水预热器(114-C)，甲烷化气脱盐水预热器(134-C)和水冷器(115-C)，温度降至40℃（TI139），甲烷化后的气体中CO（AR2_1）和CO2（AR2_2）含量降至10ppm以下，进入合成气压缩机吸收罐104-F进行气液分离。

　　甲烷化反应如下：

　　催化剂 CO + 3H

　　CH4 + H2O + 206.3KJ

　　催化剂 CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O + 165.3KJ

　　三、冷凝液回收系统

　　自低变104-D来的工艺气260℃（TI130），经102-F底部冷凝液猝冷后，再经105-C，106-C换热至60℃，进入102-F，其中工艺气中所带的水分沉积下来，脱水后的工艺气进入CO2吸收塔101-E脱除CO2。102-F的水一部分进入103-F，一部分经换热器E66401换热后进入C66401，由管网来的327℃（TI143）的蒸汽进入C66401的底部，塔顶产生的气体进入蒸汽系统，底部液体经E66401，E66402换热后排出。

　　下面就看看“合成氨净化工段总图”，结合上面的'过程了解。

　　第二节转化工艺流程介绍

　　2.1.1概述

　　制取合成氨原料气的方法主要有以下几种：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。这次实习的仿真软件是针对蒸汽转化法制取合成氨原料气而设计的。

　　制取合成氨原料气所用的气态烃主要是天然气（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）的一段炉转化管内，蒸汽与气态烃进行吸热的转化反应，反应所需的热量由管外烧嘴提供。一段转化反应方程式如下：CH4+H22 – 206.4 kj/mol

　　CH4+2H22+4H2 - 165.1 kj/mol 气态烃转化到一定程度后，送入装有催化剂的二段炉，同时加入适量的空气和水蒸汽，与部分可燃性气体燃烧提供进一步转化所需的热量，所生成的氮气作为合成氨的原料。二段转化反应方程式如下：

　　1.催化床层顶部空间的燃烧反应

　　2H2 + O22O（g）+ 484 kj/mol

　　CO+ O2 2 + 566 kj/mol

　　2. 催化床层的转化烧反应

　　CH4+H22 – 206.4 kj/mol

　　CH4+ CO22 – 247.4 kj/mol

　　二段炉的出口气中含有大量的CO，这些未变换的CO大部分在变换炉中氧化成CO2，从而提高了H2的产量。变换反应方程式如下：

　　CO+ H22 +H2 + 566 kj/mol

　　2.1.2 原料气脱硫

　　原料天然气中含有6.0ppm左右的硫化物，这些硫化物可以通过物理的和化学的方法脱除。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记录，温度由TR21记录，压力由PRC1调节，预热后的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的单缸离心式压缩机（102-J），压缩到所要求的操作压力。

　　压缩机设有FIC12防喘振保护装置，当在低于正常流量的条件下进行操作时，它可以可以把某一给定量的气体返回气水冷器（130-C），冷却后送回压缩机的入口。经压缩后的原料天然气在一段炉（101-B）对流段低温段加热到230℃（TIA37）左右与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，天然气中的总硫含量降到0.5ppm以下，用AR4记录。

　　2.1.3 原料气的一段转化

　　脱硫后的原料气与压力为3.8MPa的中压蒸汽混和，蒸汽流量由FRCA2调节。混合后的蒸汽和天然气以分子比4：1的比例通过一段炉（101-B）对流段高温段预热后，送到101-B辐射段的顶部，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，每一根分总管中的气体又经猪尾管自上而下地被分配到42根装有触媒的转化管中，原料气在一段炉（101－B）辐射段的336根触媒反应管进行蒸汽转化，管外由顶部的144（仿真中为72）个烧嘴提供反应热，这些烧嘴是由MIC1～MIC9来调节的。经一段转化后，气体中残余甲烷在10％（AR1_4）左右。

　　2.1.4 转化气的二段转化

　　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的空气量由FRC3调节，工艺空气可以由于电动阀SP3的动作而停止送往二段炉。工艺空气在电动阀SP3的后面与少量的中压蒸汽汇合，然后通过101-B对流段预热。蒸汽量由FI51计量，由MIC19调节，这股蒸汽是为了在工艺空气中断时保护101-B的预热盘管。开工旁路（LLV37）不通过预热盘，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的顶部向下通过一个扩散环而进入炉子的燃烧区，转化气中的H2和空气中的氧燃烧产生的热量供给转化气中的甲烷在二段炉触媒床中进一步转化，出二段炉的工艺气残余甲烷含量（AR1_3）在0.3％左右，经并联的两台第一废热锅炉（101-CA/B）回收热量，再经第二废热锅炉（102-C）进一步回收余热后，送去变换炉104-D。废锅炉的管侧是来自101-F的锅炉水。102-C有一条热旁路，通过TRC10调节变换炉104-D的进口温度（370℃左右）。

　　2.1.5 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。低变炉底部有蒸汽注入管线，供开车时以及短期停车时触媒保温用。从第二废热锅炉（102-C）来的转化气约含有12-14％的CO，进入高变炉，在高变触媒的作用下将部分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的锅炉水，气体从103-C出来，进换热器（104-C）与甲烷化炉进气换热，从而得到进一步冷却。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的，由电动阀MIC26控制。103-C设置一旁路，由TRC11调节低变炉入口温度。进入低变炉在低变触媒的作用下将其余CO转化为CO2，出低变炉的工艺气中CO含量约为0.3％（AR10）左右。开车或发生事故时气体可不进入低变炉，它是通过关闭低变炉进气管上的SP4、打开SP5实现的。

　　2.1.6蒸汽系统

　　合成氨装置开车时，将从界外引入3.8MPa、327℃的中压蒸汽约50T/H。辅助锅炉和废热锅炉所用的脱盐水从水处理车间引入，用并联的低变出口气加热器（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。

　　除氧水加入氨水调节PH至8.5-9.2，经锅炉给水泵104-J/JA/JB经并联的合成气加热器（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，经汽包分离出的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，其余供背压透平使用，并产生低压蒸汽，供111-C、101-U使用，其余为伴热使用在这个工段中，缩合/脱水反应是在三个串联的反应器中进行的，接着是一台分层器，用来把有机物从液流中分离出来。

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