本帖最后由 ktcontrol 于 2013-11-27 18:08 编辑
杭州坤天自动化系统有限公司以实际工厂60万吨煤制甲醇为原型，开发煤化工全流程仿真模拟系统，包括煤浆制备、煤气化、CO变换、低温甲醇洗、甲醇合成、甲醇精馏以及下游产品二甲醚工段的仿真模拟系统，满足操作员培训需求（OTS），令其熟悉工艺和稳态工况，并培训冷态开车操作过程、正常停车操作过程以及各种故障处理过程。下面是甲醇合成仿真系统的工艺及设备具体介绍。
1 煤化工合成工艺介绍
1.1 工作原理本工艺模拟甲醇合成工段，原料气通过加压后送入反应器R4001反应合成甲醇。 主要反应方程式： 主反应：CO+2H2àCH3OH+Q 副反应：CO+2H2àCH3OH+H2O+Q 2CO +4H2àCH3OCH3+H2O 2CO+4H2àC2H5OH+H2O CO+3H2àCH4+H2O nCO +2nH2à(CH2)n烃类+nH2O
1.2 工艺流程 来自净化工段的新鲜净化气经过压缩泵C4002压缩至8.7MPa、161℃，与从吸收塔T4001塔顶经循环压缩机C4001循环回来的气体混合，进入预热器E4001预热到8.4MPa、210℃后，进入合成反应器R4001；在反应器中，H2、CO、CO2反应转化成CH3OH。合成反应器出口反应气体的温度约为240℃，出塔气在中间换热器E4001中被原料气冷却到127℃左右，冷凝少部分的甲醇，再进入循环水冷却器E4002被进一步冷却至40℃，此时大部分甲醇冷凝下来，在高压分离器S4001中进行气液分离，底部出来的粗甲醇经减压进入粗甲醇储罐V4001；粗甲醇（约94t/h）再送入至精馏工段。
从高压分离塔S4001出来的气体，进入水洗塔T4001，回收其中的甲醇，塔顶出来的气体部分（2.5t/h左右）进入火炬总管，以免原料气中包含的少量的惰性气体，如N2、Ar、CH4等积累太多；另一部分(207t/h左右）作为循环气与新鲜气混合进入反应器。水洗塔T4001塔底排出的液体进入稀醇储罐V4002，通过稀醇泵P4002输送至精馏工段。甲醇合成反应是强放热反应，反应热由甲醇合成反应器R4001壳侧的饱和水汽移出。甲醇合成反应器壳侧副产2.4MPa左右的饱和蒸汽，进入汽包V4004，再经调节阀调压后，送饱和中压蒸汽管网（2.4 MPa），汽包V4004和甲醇合成反应器R4001为一自然循环式锅炉。汽包V4004所用锅炉给水温度133℃，压力4.5MPaG，来自变换工段，甲醇合成反应器V4001内床层温度通过调节汽包的压力进行控制。合成触媒的升温加热，由开工喷射器P4004加入过热中压蒸汽进行，过热中压蒸汽的压力为4MPa，温度300℃。过热中压蒸汽经开工蒸汽喷射器P4004喷射进入合成塔，带动炉水循环，使床层温度逐渐上升。
1.3 仿真界面
图1.1煤化工合成仿真工
图1.2煤化工合成仿真DCS图（一）
图1.3煤化工合成仿真现场图（一）
2 工艺设备及参数 2.1工艺设备说明
C4001：压缩机，对新鲜气进行加压； C4002：循环压缩机，将T4001的塔顶出气打循环； E4001：内部换热器，预热冷的反应原料，同时对反应产物进行第一阶段的冷却； E4002：冷却换热器，将反应产物进一步冷却； R4001：合成反应器； S4001：高压分离塔，主要将初甲醇分离出来； T4001：水洗塔，回收气体中的甲醇； V4001：粗甲醇储槽； V4002：稀甲醇储槽； V4003：软水储槽； V4004：汽包，与反应器进行换热； P4001：粗甲醇泵，将粗甲醇送至精馏工段； P4002：稀甲醇泵，将稀甲醇送至精馏工段； P4003：醇回收泵，将V4003中的软水送至醇回收塔；
2.2 控制器介绍 LIC4001：单回路控制，通过阀门LV4001开度调节中压锅炉水进料量，进而对汽包V4004的液位进行控制。阀门FV1001开度增大，进料量增加；反之，阀门开度减小，进料量减小。 LIC4002：单回路控制，通过阀门LV4002开度的调节控制低压分离塔S4001的出料流量，进而对S4001的液位进行控制。阀门LV4002开度增大，S4001出料量增加；反之，阀门开度减小，出料量减小。 LIC4003：单回路控制，通过阀门LV4003开度的调节控制水洗塔T4001的出料流量，进而对T4001的液位进行控制。阀门LV4003开度增大，T4001的出料量增加；反之，阀门开度减小，出料量减小。 LIC4004：单回路控制，通过阀门LV4004开度的调节控制水洗塔V4001的出料流量，进而对V4001的液位进行控制。阀门LV4004开度增大，V 4001的出料量增加；反之，阀门开度减小，出料量减小。 LIC4005：单回路控制，通过阀门LV4005开度的调节控制水洗塔V4002的出料流量，进而对V4005的液位进行控制。阀门LV4005开度增大，V 4002的出料量增加；反之，阀门开度减小，出料量减小。 LIC4006：单回路控制，通过阀门LV4006开度的调节控制水洗塔V4003的出料流量，进而对V4003的液位进行控制。阀门LV4006开度增大，V 4003的出料量增加；反之，阀门开度减小，出料量减小 PIC4006：单回路控制，通过阀门PV4006的开度的调节控制V4001的气体出量，进而对V4001的压力进行控制。阀门PV4006开度增大，V4001的出气量增加；反之，阀门开度减小，出气量减小。 PIC4007：单回路控制，通过阀门PV4007的开度的调节控制惰性气体的排出量，进而对V4001的压力进行控制。阀门PV4006开度增大，V4001的出气量增加；反之，阀门开度减小，出气量减小。 PIC4008：单回路控制，通过阀门PV4008的开度的调节控制V4004的气体出量，进而对V4004的压力进行控制。阀门PV4008开度增大，V4004的出气量增加；反之，阀门开度减小，出气量减小。 TIC4002：单回路控制，通过阀门TV4002的开度调节控制不经过预热器直接进入反应器的流量，进而对进料的温度进行控制。
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发表于 2013-11-27 15:10:42
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