固定床反應(yīng)器單元操作手冊(cè)范本

1、 固定床反應(yīng)器單元仿真系統(tǒng)使用手冊(cè)（教師/學(xué)員）目 錄一、工藝流程簡(jiǎn)介1二、設(shè)備列表2三、儀表列表2四、現(xiàn)場(chǎng)閥列表3五、物料平衡和工藝卡片4六、操作規(guī)程51. 正常開工52. 正常停車63. 正常運(yùn)行64. 氫氣中斷事故65. 原料中斷事故66. 反應(yīng)器飛溫67. 項(xiàng)目列表7七、復(fù)雜控制說(shuō)明7八、重點(diǎn)設(shè)備操作8九、仿DCS操作組畫面9十、固定床反應(yīng)器DCS圖10十一、固定床反應(yīng)器現(xiàn)場(chǎng)圖12十二、固定床反應(yīng)器PI&D圖14一、工藝流程簡(jiǎn)介本單元模擬的乙炔加氫反應(yīng)系統(tǒng)，其作用是除去脫乙烷塔頂氣相混合碳二組份中的乙炔。脫乙烷塔塔頂物料則經(jīng)加熱后進(jìn)入乙炔轉(zhuǎn)化器（R101A/B），采用選擇性加氫

2、生成乙烯的方法，除去物料中所含的乙炔。本裝置設(shè)有兩臺(tái)反應(yīng)器，進(jìn)行切換操作，使催化劑在不影響連續(xù)操作的情況下，用過(guò)熱蒸汽和空氣的混合物對(duì)催化劑進(jìn)行再生。該加氫步驟分兩步完成以提高反應(yīng)的選擇性。反應(yīng)都是在氣相中進(jìn)行的。通過(guò)流量控制將氫氣干燥器的高純度（95%（mol）氫氣加入到反應(yīng)器進(jìn)料中。通過(guò)流量控制還加入少量粗氫（含有CO）以調(diào)節(jié)催化劑的活性。高純度氫和粗氫還通過(guò)流量控制加入到二段反應(yīng)器進(jìn)料中。反應(yīng)器進(jìn)料首先通過(guò)與乙炔轉(zhuǎn)化器進(jìn)料/排放物流換熱器（E101）中的反應(yīng)器排放物流換熱，然后與乙炔轉(zhuǎn)化器進(jìn)料預(yù)熱器E102中的低壓蒸汽換熱被加熱到反應(yīng)溫度。然后，它進(jìn)入第一個(gè)反應(yīng)器床層，并向下流經(jīng)催化劑床

3、層。在第一個(gè)床層中應(yīng)有大約75%的乙炔被轉(zhuǎn)化。一段的排放物流在乙炔轉(zhuǎn)化器中間冷卻器中被冷卻以脫除反應(yīng)的熱量，然后進(jìn)入第二個(gè)反應(yīng)器床層，對(duì)剩余的乙炔進(jìn)行加氫反應(yīng)。用于該工藝的催化劑是一種采用散布在氧化鋁上的鈀金屬的加氫催化劑。第一段催化劑是作為一種選擇性催化劑操作，其操作條件設(shè)定用于加強(qiáng)乙炔轉(zhuǎn)換為乙烯的反應(yīng)。第二段催化劑是一種較小選擇的模式，可將反應(yīng)器排放物流中的乙炔降到最低程度。二、設(shè)備列表序號(hào)位 號(hào)名 稱說(shuō) 明1E101進(jìn)出料換熱器2E102進(jìn)料加熱器3E103R101A/B中間冷卻器4E104R102A/B中間冷卻器5E105出料冷卻器6R101A/B乙炔轉(zhuǎn)化器7R102A/B乙炔轉(zhuǎn)化器8

4、D101凝液罐三、儀表列表點(diǎn) 名說(shuō)明單位正常值量程FIC1001原料進(jìn)料流量控制Kg/h38624.00-60000.0FIC1002一段反應(yīng)器氫氣進(jìn)料Kg/h68.00-200.0FIC1003二段反應(yīng)器氫氣進(jìn)料Kg/h23.00-100.0FIC1004一段反應(yīng)器粗氫進(jìn)料Kg/h5.00-20.0FIC1005二段反應(yīng)器粗氫進(jìn)料Kg/h4.00-20.0LIC1001D101液位控制%50.00-100.0TIC1001一段反應(yīng)器進(jìn)料溫度控制30.0-50-100.0TIC1002二段反應(yīng)器進(jìn)料溫度控制40.00-150.0TIC1003二段反應(yīng)器進(jìn)料溫度控制0-150.0PIC1001反

5、應(yīng)器壓力控制MpaG1.8300-3.0TI1004R101A出口溫度顯示79.20-150.0TI1005R101B出口溫度顯示40.00-150.0TI1006R102A出口溫度顯示0-150.0TI1007R102B出口溫度顯示0-150.0TI1008E105熱物流出口穩(wěn)度顯示39.00-150.0TI1009產(chǎn)品出裝置溫度顯示-9.6-50.0-150.0PI1002R101A入口壓力顯示MpaG1.9950-3.0PI1003R101A出口壓力顯示MpaG1.9180-3.0PI1004R101B壓力顯示MpaG1.9050-3.0PI1005R101B出口壓力顯示MpaG1.83

6、00-3.0PI1006R102A入口壓力顯示MpaG0-3.0PI1007R102A出口壓力顯示MpaG0-3.0PI1008R102B壓力顯示MpaG0-3.0PI1009R102B出口壓力MpaG0-3.0四、現(xiàn)場(chǎng)閥列表序號(hào)閥 名說(shuō) 明1FV1001B控制閥FIC1001的旁路閥2FV1002B控制閥FIC1002的旁路閥3FV1003B控制閥FIC1003的旁路閥4FV1004B控制閥FIC1004的旁路閥5FV1005B控制閥FIC1005的旁路閥6TV1001AB控制閥TV1001A的旁路閥7TV1001BB控制閥TV1001B的旁路閥8TV1002B控制閥TV1002的旁路閥9T

7、V1003B控制閥TV1003的旁路閥10PV1001B控制閥PV1001的旁路閥11VX1E102E102的蒸汽入口閥12VX1E103E103循環(huán)冷卻水入口閥13VX1E104E104循環(huán)冷卻水入口閥14VX1E105E105循環(huán)冷卻水入口閥15VX1R101AR101A的排綠閥16VX1R101BR101B的排綠閥19VX1R102AR102A的排綠閥20VX1R102BR102B的排綠閥23VI1R101原料進(jìn)料的開關(guān)閥24VI2R101氫氣進(jìn)料的開關(guān)閥25VI3R101產(chǎn)品出裝置的開關(guān)閥26VI1R101A原料去R101A的開關(guān)閥27VI1R101B氫氣去R101B的開關(guān)閥29VI1

8、R102A原料去R102A的開關(guān)閥30VI1R102B氫氣去R102B的開關(guān)閥五、物料平衡和工藝卡片物流項(xiàng)目與位號(hào)正常指標(biāo)單位原料進(jìn)裝置流量（FIC1001）38264kg/h溫度-30氫氣進(jìn)一段反應(yīng)器流量（FIC1002）68kg/h溫度15.8粗氫進(jìn)一段反應(yīng)器流量（FIC1004）5kg/h溫度15.8氫氣進(jìn)二段反應(yīng)器流量（FIC1003）23kg/h溫度15.8粗氫進(jìn)一段反應(yīng)器流量（FIC1005）4kg/h溫度15.8產(chǎn)品出裝置流量38364kg/h溫度（TI1009）-9.6六、操作規(guī)程1. 正常開工1） 開車前準(zhǔn)備，檢查各儀表以與閥門都處于正常狀態(tài)。打開所有控制閥的前后閥。2） 開

9、從脫乙烷塔來(lái)的進(jìn)料截至閥VI1R101，打開原料進(jìn)料控制閥FV1001以與一段反應(yīng)器R101A入口開關(guān)閥VI1R101A給反應(yīng)器系統(tǒng)進(jìn)行充壓，PIC1001充壓至1.75 MpaG。3） 壓力由反應(yīng)器出口PIC1001控制，壓力達(dá)到1.83Mpa時(shí)，將PIC1001投自動(dòng)；打開VX1E102，投用E102的蒸汽，同時(shí)調(diào)整反應(yīng)器一段入口溫度TIC1001在25-30。4） 將進(jìn)料FIC1001調(diào)整至正常，打開FIC1002和FIC1004，給一段反應(yīng)器配入氫氣。一段反應(yīng)器出口溫度TIC1002接近40時(shí)，打開FIC1003和FIC1005，給二段反應(yīng)器配入氫氣。（見(jiàn)復(fù)雜控制說(shuō)明）5） 按比例配入

10、氫氣，調(diào)整反應(yīng)器一段入口溫度TIC1001在3035，二段反應(yīng)器入口溫度TIC1002在：4555，反應(yīng)器出口壓力控制在1.83 MpaG， AE1001取樣分析反應(yīng)器出口物料中乙炔含量小于0.001時(shí)，打開VI3R101，將反應(yīng)器出口物流切換至產(chǎn)品出裝置線。2. 正常停車1） 關(guān)閉閥門FIC1002、FIC1003、FIC1004以與FIC1005，切斷反應(yīng)器氫氣和粗氫的進(jìn)料；2） 關(guān)閉FIC1001，切斷進(jìn)料；3） 關(guān)閉VI3R101，切斷產(chǎn)品采出，改排火炬；4） 開一、二段排綠油線閥VI1R101A和VI1R101B，排綠油干凈后關(guān)閥；5） 泄壓去火炬，PIC1001至正常。3. 正常運(yùn)

11、行與調(diào)整3.1原料組分乙炔含量降低 現(xiàn)象：反應(yīng)器溫度降低 操作：調(diào)整氫氣量，使氫炔比趨近正常3.2原料組分乙炔含量增加現(xiàn)象：反應(yīng)器溫度升高操作：調(diào)整氫氣量，使氫炔比趨近正常3.3催化劑活性高選擇性降低現(xiàn)象：產(chǎn)品不合格，反應(yīng)器溫度升高？ 操作：調(diào)整（降低）粗氫量，降低催化劑活性，提高其選擇性。3.4粗氫中CO含量過(guò)高 現(xiàn)象：催化劑活性低，反應(yīng)器溫度降低，產(chǎn)品不合格 操作：降低粗氫量，調(diào)整氫氣量，恢復(fù)催化劑活性3.5冷卻水溫度高 現(xiàn)象：反應(yīng)器二段溫度偏高 操作：增加冷卻水量，控制二段溫度在正常圍3.6冷卻水溫度低 現(xiàn)象：反應(yīng)器二段溫度偏低 操作：打開旁路，調(diào)整反應(yīng)器二段溫度在正常圍3.7升負(fù)荷10

12、5% 現(xiàn)象：反應(yīng)器溫度略有升高，壓力升高操作：調(diào)整冷卻水量，控制溫度壓力在正常圍3.8降負(fù)荷75%現(xiàn)象：反應(yīng)器溫度略有降低，壓力降低操作：調(diào)整冷卻水量，控制溫度壓力在正常圍4. 事故4.1 氫氣中斷事故事故現(xiàn)象：氫氣進(jìn)料為零，反應(yīng)溫度急劇下降事故原因：氫氣供給中斷處理方法：按停車步驟處理4.2原料中斷事故事故現(xiàn)象：原料進(jìn)料為零，反應(yīng)溫度急劇上升事故原因：原料進(jìn)料中斷處理方法：按停車步驟處理4.3反應(yīng)器飛溫事故現(xiàn)象：反應(yīng)溫度急劇上升事故原因：反應(yīng)器溫度偏高處理方法：按停車步驟處理4.4冷卻水中斷事故現(xiàn)象：二段反應(yīng)溫度升高處理方法：按停車步驟處理4.5催化劑活性過(guò)低，切換反應(yīng)器事故現(xiàn)象：反應(yīng)器溫度

13、降低處理方法：首先關(guān)閉氫氣進(jìn)料，停止反應(yīng)。然后用乙炔對(duì)備用反應(yīng)器沖壓，壓力達(dá)到正常圍之后，緩慢打通反應(yīng)器出口。最后向第二反應(yīng)器通入氫氣，進(jìn)行反應(yīng)。最終關(guān)閉第一反應(yīng)器乙炔進(jìn)料。5. 項(xiàng)目列表序號(hào)項(xiàng)目名稱項(xiàng)目描述處理辦法1.正常開工基本項(xiàng)目同操作規(guī)程2.正常停車基本項(xiàng)目同操作規(guī)程3.正常運(yùn)行基本項(xiàng)目同操作規(guī)程4.原料組分乙炔含量降低正常運(yùn)行與調(diào)節(jié)同操作規(guī)程5.原料組分乙炔含量升高正常運(yùn)行與調(diào)節(jié)同操作規(guī)程6.催化劑活性高選擇性降低正常運(yùn)行與調(diào)節(jié)同操作規(guī)程7.粗氫中CO含量過(guò)高正常運(yùn)行與調(diào)節(jié)同操作規(guī)程8.冷卻水溫度高正常運(yùn)行與調(diào)節(jié)同操作規(guī)程9.冷卻水溫度低正常運(yùn)行與調(diào)節(jié)同操作規(guī)程10.升負(fù)荷105%正

14、常運(yùn)行與調(diào)節(jié)同操作規(guī)程11.降負(fù)荷75%正常運(yùn)行與調(diào)節(jié)同操作規(guī)程12.氫氣中斷事故事故同操作規(guī)程13.原料中斷事故事故同操作規(guī)程14.反應(yīng)器飛溫事故同操作規(guī)程15.冷卻水中斷事故同操作規(guī)程16.催化劑活性過(guò)低，切換反應(yīng)器事故同操作規(guī)程17.開車（PIC1001失靈）開車（儀表PIC1001失靈）見(jiàn)備注18.開車（FV1002卡）開車（閥FV1002失靈）見(jiàn)備注19.開車（E105結(jié)垢/FV1003卡）開車（換熱器E105結(jié)垢/閥FV1003失靈）見(jiàn)備注20.正常（氫氣中斷）正常（氫氣中斷）見(jiàn)備注21.正常（FV1004卡/原料中斷）正常（閥FV1004失靈/原料中斷）見(jiàn)備注22.正常（E103

15、結(jié)垢/PIC1001失靈）正常（換熱器E103結(jié)垢/儀表PIC1001失靈）見(jiàn)備注23.正常（TIC1002失靈）正常（儀表TIC1002失靈）見(jiàn)備注備注：（處理方法）1) 閥失靈處理（用組合鍵（CTRL+M）調(diào)出處理畫面，選中所需處理的閥之后，點(diǎn)擊處理，即可修復(fù)。下同）。2) 閥漂移處理。3) 儀表失靈處理。4) 儀表漂移處理。5) 泵壞處理或啟動(dòng)備用泵。6) 換熱器結(jié)垢啟動(dòng)備用或提高冷卻水量。特定事故：詳見(jiàn)操作手冊(cè)中事故的處理方法。七、復(fù)雜控制說(shuō)明1，分程控制本裝置的原料進(jìn)料溫度是通過(guò)分程控制方案來(lái)控制的。當(dāng)TIC1001開度小于50時(shí)，加熱蒸汽控制A閥門開，當(dāng)TIC1001調(diào)節(jié)器控制在5

16、0開度時(shí)，A閥和B閥全關(guān)；當(dāng)調(diào)節(jié)器控制在50-100開度時(shí)，B閥漸開。分程方式見(jiàn)下圖：TIC1001的分程控制示意圖2，比例控制在本裝置中，氫氣的量影響著反應(yīng)溫度和濃度，所以氫氣與新鮮進(jìn)料成比例關(guān)系。FIC1001FIC1002，F(xiàn)IC1001FIC1003采用比例控制，使氫氣量隨著原料進(jìn)料量而變。當(dāng)原料量FIC1001接近給定值時(shí)，將FIC1002投入串級(jí)，使氫氣流量投入比例控制。同理，當(dāng)二段反應(yīng)器達(dá)到投用條件時(shí)，F(xiàn)IC1003也投用串級(jí)。3，反應(yīng)器壓力控制反應(yīng)器的壓力是通過(guò)PIC1001放火炬來(lái)控制的，R101和R102可切換操作。當(dāng)投用的反應(yīng)器是R101時(shí)，PIC1001的壓力是從R101傳遞過(guò)來(lái)，顯示值為PT1001A；當(dāng)投用的反應(yīng)器是R102時(shí)，PIC1001的壓力是從R102傳遞過(guò)來(lái)，顯示值為PT1001B。八、重點(diǎn)設(shè)備操作該固定床反應(yīng)器的反應(yīng)步驟分兩步完成以提高反應(yīng)的選擇性。反應(yīng)都是在氣相中進(jìn)行的。通過(guò)流量控制將氫氣干燥器的高純度（95%（mol）氫氣加入到反應(yīng)器進(jìn)料中。通過(guò)流量控制還加入少量粗氫（含有CO）以調(diào)節(jié)催化劑的活性。高純度氫和粗氫還通過(guò)流量控制加入到二段反應(yīng)器進(jìn)料中。反應(yīng)器進(jìn)料首先通過(guò)與乙炔轉(zhuǎn)化器進(jìn)料/排放物流換熱器（E101）中的反應(yīng)器排放物流換熱，然后與乙炔轉(zhuǎn)化器進(jìn)料預(yù)熱器E102中的低壓蒸汽