CSTS吸收-解吸工艺仿真.doc

。

吸收解吸单元仿真培训系统
操作说明书

北京东方仿真软件技术有限公司
2009年1月

目 录

一、工艺流程说明 2
1、工艺说明 2
2、本单元复杂控制方案说明 3
3、设备一览 3
二、吸收解吸单元操作规程 4
1、开车操作规程 4
2、正常操作规程 6
3、停车操作规程 6
4、仪表及报警一览表 8
三、事故设置一览 10
四、仿真界面 12
附：思考题 16

一、工艺流程说明
1、工艺说明
吸收解吸是石油化工生产过程中较常用的重要单元操作过程。吸收过程是利用气体混合物中各个组分在液体(吸收剂)中的溶解度不同,来分离气体混合物。被溶解的组分称为溶质或吸收质,含有溶质的气体称为富气,不被溶解的气体称为贫气或惰性气体。
溶解在吸收剂中的溶质和在气相中的溶质存在溶解平衡,当溶质在吸收剂中达到溶解平衡时,溶质在气相中的分压称为该组分在该吸收剂中的饱和蒸汽压。当溶质在气相中的分压大于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从气相溶入溶质中,称为吸收过程。当溶质在气相中的分压小于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从液相逸出到气相中,称为解吸过程。
提高压力、降低温度有利于溶质吸收;降低压力、提高温度有利于溶质解吸,正是利用这一原理分离气体混合物,而吸收剂可以重复使用。
该单元以C6油为吸收剂,分离气体混合物(其中C4:25.13％，CO和CO2:6.26％，N2:64.58％，H2:3.5％，O2:0.53％)中的C4组分(吸收质)。
从界区外来的富气从底部进入吸收塔T-101。界区外来的纯C6油吸收剂贮存于C6油贮罐D-101中,由C6油泵P-101A/B送入吸收塔T-101的顶部,C6流量由FRC103控制。吸收剂C6油在吸收塔T-101中自上而下与富气逆向接触,富气中C4组分被溶解在C6油中。不溶解的贫气自T-101顶部排出,经盐水冷却器E-101被-4℃的盐水冷却至2℃进入尾气分离罐D-102。吸收了C4组分的富油(C4:8.2%,C6:91.8%)从吸收塔底部排出,经贫富油换热器E-103预热至80℃进入解吸塔T-102。吸收塔塔釜液位由LIC101和FIC104通过调节塔釜富油采出量串级控制。
来自吸收塔顶部的贫气在尾气分离罐D-102中回收冷凝的C4,C6后,不凝气在D-102压力控制器PIC103(1.2MPaG)控制下排入放空总管进入大气。回收的冷凝液(C4,C6)与吸收塔釜排出的富油一起进入解吸塔T-102。
预热后的富油进入解吸塔T-102进行解吸分离。塔顶气相出料(C4:95％)经全冷器E-104换热降温至40℃全部冷凝进入塔顶回流罐D-103,其中一部分冷凝液由P-102A/B泵打回流至解吸塔顶部,回流量8.0T/h,由FIC106控制,其他部分做为C4产品在液位控制(LIC105)下由P-102A/B泵抽出。塔釜C6油在液位控制(LIC104)下,经贫富油换热器E-103和盐水冷却器E-102降温至5℃返回至C6油贮罐D-101再利用,返回温度由温度控制器TIC103通过调节E-102循环冷却水流量控制。
T-102塔釜温度由TIC104和FIC108通过调节塔釜再沸器E-105的蒸汽流量串级控制，控制温度102℃。塔顶压力由PIC-105通过调节塔顶冷凝器E-104的冷却水流量控制，另有一塔顶压力保护控制器PIC-104,在塔顶有凝气压力高时通过调节D-103放空量降压。
因为塔顶C4产品中含有部分C6油及其他C6油损失,所以随着生产的进行，要定期观察C6油贮罐D-101的液位，补充新鲜C6油。
2、本单元复杂控制方案说明
吸收解吸单元复杂控制回路主要是串级回路的使用，在吸收塔、解吸塔和产品罐中都使用了液位与流量串级回路。
串级回路：是在简单调节系统基础上发展起来的。在结构上，串级回路调节系统有两个闭合回路。主、副调节器串联，主调节器的输出为副调节器的给定值，系统通过副调节器的输出操纵调节阀动作，实现对主参数的定值调节。所以在串级回路调节系统中，主回路是定值调节系统，副回路是随动系统。
举例：在吸收塔T101中，为了保证液位的稳定，有一塔釜液位与塔釜出料组成的串级回路。液位调节器的输出同时是流量调节器的给定值，即流量调节器FIC104的SP值由液位调节器LIC101的输出OP值控制，LIC101.OP的变化使FIC104.SP产生相应的变化。
3、设备一览
T-101：吸收塔
D-101：C6油贮罐
D-102：气液分离罐
E-101：吸收塔顶冷凝器
E-102：循环油冷却器
P-101A/B：C6油供给泵
T-102：解吸塔
D-103：解吸塔顶回流罐
E-103：贫富油换热器
E-104：解吸塔顶冷凝器
E-105：解吸塔釜再沸器
P-102A/B：解吸塔顶回流、塔顶产品采出泵

二、吸收解吸单元操作规程
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。
装置的开工状态为吸收塔解吸塔系统均处于常温常压下，各调节阀处于手动关闭状态，各手操阀处于关闭状态，氮气置换已完毕，公用工程已具备条件，可以直接进行氮气充压。1.1、氮气充压
(1)确认所有手阀处于关状态。
(2)氮气充压
①打开氮气充压阀，给吸收塔系统充压。
②当吸收塔系统压力升至1.0Mpa(g)左右时,关闭N2充压阀。
③打开氮气充压阀，给解吸塔系统充压。
④当吸收塔系统压力升至0.5Mpa(g)左右时，关闭N2充压阀。
1.2、进吸收油
(1)确认
①系统充压已结束。
②所有手阀处于关状态。
(2)吸收塔系统进吸收油
①打开引油阀V9至开度50％左右，给C6油贮罐D-101充C6 油至液位70%。
②打开C6油泵P-101A(或B)的入口阀,启动P-101A(或B)。
③打开P-101A(或B)出口阀,手动打开FV103阀至30％左右给吸收塔T-101充液至50%。充油过程中注意观察D-101液位,必要时给D-101补充新油。
(3)解吸塔系统进吸收油
①手动打开调节阀FV104开度至50％左右,给解吸塔T-102进吸收油至液位50%。
②给T-102进油时注意给T-101和D-101补充新油,以保证D-101和T-101的液位均不低于50%。
1.3、C6油冷循环
(1)确认
①贮罐，吸收塔，解吸塔液位50%左右。
②吸收塔系统与解吸塔系统保持合适压差。
(2)建立冷循环
①手动逐渐打开调节阀LV104,向D-101倒油。
②当向D-101倒油时,同时逐渐调整FV104,以保持T-102液位在50%左右,将LIC104设定在50%设自动。
③ 由T-101至T-102油循环时,手动调节FV103以保持T-101液位在50%左右,将LIC101设定在50%投自动。
④ 手动调节FV103,使FRC103保持在13 .50T/h,投自动，冷循环10分钟。
1.4、T-102回流罐D-103灌C4
打开V21向D-103灌C4至液位为20%
1.5、C6油热循环
(1)确认
①冷循环过程已经结束。
②D-103液位已建立。
(2) T-102再沸器投用
①设定TIC103于5℃,投自动。
②手动打开PV105至70%。
③手动控制PIC105于0.5MPa,待回流稳定后再投自动。
④手动打开FV108至50%,开始给T-102加热。
(3)建立T-102回流
①随着T-102塔釜温度TIC107逐渐升高,C6油开始汽化,并在E-104中冷凝至回流罐D-103。
②当塔顶温度高于50℃时，打开P-102A/B泵的入出口阀VI25/27、VI26/28,打开FV106的前后阀,手动打开FV106至合适开度,维持塔顶温度高于51℃。
③当TIC107温度指示达到102℃时,将TIC107设定在102℃投自动,TIC107和FIC108投串级。
④热循环10分钟。
1.6、进富气
(1)确认C6油热循环已经建立。
(2)进富气
①逐渐打开富气进料阀V1,开始富气进料。
②随着T-101富气进料,塔压升高,手动调节PIC103使压力恒定在1.2MPa(表)。当富气进料达到正常值后,设定PIC103于1.2MPa(表)，投自动。
③当吸收了C4的富油进入解吸塔后,塔压将逐渐升高,手动调节PIC105,维持PIC105在0.5MPa(表),稳定后投自动。
④当T-102温度,压力控制稳定后,手动调节FIC106使回流量达到正常值8.0T/h,投自动。
⑤观察D-103液位,液位高于50时,打开LIV105的前后阀,手动调节LIC105维持液位在50%,投自动。
⑥将所有操作指标逐渐调整到正常状态。
2、正常操作规程
2.1、正常工况操作参数
(1)吸收塔顶压力控制PIC103：1.20MPa(表)。
(2)吸收油温度控制TIC103：5.0℃。
(3)解吸塔顶压力控制PIC105：0.50MPa(表)。
(4)解吸塔顶温度：51.0℃。
(5)解吸塔釜温度控制TIC107：102.0℃。
2.2、补充新油
因为塔顶C4产品中含有部分C6油及其他C6油损失,所以随着生产的进行，要定期观察C6油贮罐D-101的液位，当液位低于30％时，打开阀V9补充新鲜的C6油。
2.3、D-102排液
生产过程中贫气中的少量C4和C6组分积累于尾气分离罐D-102中,定期观察D-102的液位，当液位高于70％时，打开阀V7将凝液排放至解吸塔T-102中。
2.4、T-102塔压控制
正常情况下T-102的压力由PIC-105通过调节E-104的冷却水流量控制。生产过程中会有少量不凝气积累于回流罐D-103中使解吸塔系统压力升高,这时T-102顶部压力超高保护控制器PIC-104会自动控制排放不凝气,维持压力不会超高。必要时可打手动打开PV104至开度1％--3％来调节压力。
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、停富气进料
(1)关富气进料阀V1,停富气进料。
(2)富气进料中断后,T-101塔压会降低,手动调节PIC103,维持T-101压力>1.0MPa(表)。
(3)手动调节PIC105维持T-102塔压力在0.20MPa(表)左右。
(4)维持T-101®T-102®D-101的C6油循环。
3.2、停吸收塔系统
(1)停C6油进料
①停C6油泵P-101A/B。
②关闭P-101A/B入出口阀。
③FRC103置手动,关FV103前后阀。
④手动关FV103阀,停T-101油进料。
此时应注意保持T-101的压力,压力低时可用N2充压,否则T-101塔釜C6油无法排出。
(2)吸收塔系统泄油
①LIC101和FIC104置手动,FV104开度保持50%,向T-102泄油。
②当LIC101液位降至0%时,关闭FV108。
③打开V7阀,将D-102中的凝液排至T-102中。
④当D-102液位指示降至0%时,关V7阀。
⑤关V4阀,中断盐水停E-101。
⑥手动打开PV103,吸收塔系统泄压至常压,关闭PV103。
3.3、停解吸塔系统
(1)停C4产品出料
富气进料中断后,将LIC105置手动,关阀LV105,及其前后阀。
(2)T-102塔降温
①TIC107和FIC108置手动,关闭E-105蒸汽阀FV108,停再沸器E-105。
②停止T-102加热的同时,手动关闭PIC105和PIC104,保持解吸系统的压力。
(3)停T-102回流
①再沸器停用,温度下降至泡点以下后,油不再汽化,当D-103液位LIC105指示小于10%时,停回流泵P-102A/B,关P-102A/B的入出口阀。
②手动关闭FV106及其前后阀,停T-102回流。
③打开D-103泄液阀V19。
④当D-103液位指示下降至0%时,关V19阀。
(4)T-102泄油
①手动置LV104于50%,将T-102中的油倒入D-101。
②当T-102液位LIC104指示下降至10%时,关LV104。
③手动关闭TV103,停E-102。
④打开T-102泄油阀V18,T-102液位LIC104下降至0%时,关V18。
(5)T-102泄压
①手动打开PV104至开度50%;开始T-102系统泄压。
②当T-102系统压力降至常压时,关闭PV104。
3.4、吸收油贮罐D-101排油
(1)当停T-101吸收油进料后,D-101液位必然上升,此时打开D-101排油阀V10排污油。
(2)直至T-102中油倒空,D-101液位下降至0%,关V10。

-可编辑修改-
4、仪表及报警一览表

位号
说明
类型
正常值
量程上限
量程下限
工程单位
高报值
低报值
高高报值
低低报值
AI101
回流罐C4组分
AI
>95.0
100.0
0
%

FI101
T-101进料
AI
5.0
10.0
0.
T/H

FI102
T-101塔顶气量
AI
3.8
6.0
0
T/H

FRC103
吸收油流量控制
PID
13.50
20.0
0
T/H
16.0
4.0

FIC104
富油流量控制
PID
14.70
20.0
0
T/H
16.0
4.0

FI105
T-102进料
AI
14.70
20.0
0
T/H

FIC106
回流量控制
PID
8.0
14.0
0
T/H
11.2
2.8

FI107
T-101塔底贫油采出
AI
13.41
20.0
0
T/H

FIC108
加热蒸汽量控制
PID
2.963
6.0
0
T/H

LIC101
吸收塔液位控制
PID
50
100
0
%
85
15

LI102
D-101液位
AI
60.0
100
0
%
85
15

LI103
D-102液位
AI
50.0
100
0
%
65
5

LIC104
解吸塔釜液位控制
PID
50
100
0
%
85
15

LIC105
回流罐液位控制
PID
50
100
0
%
85
15

位号
说明
类型
正常值
量程上限
量程下限
工程单位
高报值
低报值
高高报值
低低报值
PI101
吸收塔顶压力显示
AI
1.22
20
0
Mpa
1.7
0.3

PI102
吸收塔塔底压力
AI
1.25
20
0
Mpa

PIC103
吸收塔顶压力控制
PID
1.2
20
0
Mpa
1.7
0.3

PIC104
解吸塔顶压力控制
PID
0.55
1.0
0
Mpa

PIC105
解吸塔顶压力控制
PID
0.50
1.0
0
Mpa

PI106
解吸塔底压力显示
AI
0.53
1.0
0
Mpa

TI101
吸收塔塔顶温度
AI
6
40
0
℃

TI102
吸收塔塔底温度
AI
40
100
0
℃

TIC103
循环油温度控制
PID
5.0
50
0
℃
10.0
2.5

TI104
C4回收罐温度显示
AI
2.0
40
0
℃

TI105
预热后温度显示
AI
80.0
150.0
0
℃

TI106
吸收塔顶温度显示
AI
6.0
50
0
℃

TIC107
解吸塔釜温度控制
PID
102.0
150.0
0
℃

TI108
回流罐温度显示
AI
40.0
100
0
℃

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、冷却水中断
主要现象：(1)冷却水流量为0。
(2)入口路各阀常开状态。
处理方法：(1)停止进料，关V1阀。
(2)手动关PV103保压。
(3)手动关FV104，停T-102进料。
(4)手动关LV105，停出产品。
(5)手动关FV103，停T-101回流。
(6)手动关FV106，停T-102回流。
(7)关LIC104前后阀，保持液位。
2、加热蒸汽中断
主要现象：(1)加热蒸汽管路各阀开度正常。
(2)加热蒸汽入口流量为0。
(3)塔釜温度急剧下降。
处理方法：(1)停止进料，关V1阀。
(2)停T-102回流。
(3)停D-103产品出料。
(4)停T-102进料。
(5)关PV103保压。
(6)关LIC104前后阀，保持液位。
3、仪表风中断
主要现象：各调节阀全开或全关。
处理方法：(1)打开FRC103旁路阀V3。
(2)打开FIC104旁路阀V5。
(3)打开PIC103旁路阀V6。
(4)打开TIC103旁路阀V8。
(5)打开LIC104旁路阀V12。
(6)打开FIC106旁路阀V13。
(7)打开PIC105旁路阀V14。
(8)打开PIC104旁路阀V15。
(9)打开LIC105旁路阀V16。
(10)打开FIC108旁路阀V17。
4、停电
主要现象：(1)泵P-101A/B停。
(2)泵P-102A/B停。
处理方法：(1)打开泄液阀V10，保持LI102液位在50％。
(2)打开泄液阀V19，保持LI105液位在50%。
(3)关小加热油流量，防止塔温上升过高。
(4)停止进料，关V1阀。
5、P-101A泵坏
主要现象：(1)FRC103流量降为0。
(2)塔顶C4上升，温度上升，塔顶压上升。
(3)釜液位下降。
处理方法：(1)停P-101A，注:先关泵后阀，再关泵前阀。
(2)开启P-101B，先开泵前阀，再开泵后阀。
(3)由FRC-103调至正常值，并投自动。
6、LIC104调节阀卡
主要现象：(1)FI107降至0。
(2)塔釜液位上升，并可能报警。
处理方法：(1)关LIC104前后阀VI13，VI14。
(2)开LIC104旁路阀V12至60％左右。
(3)调整旁路阀V12开度，使液位保持50％。
7、换热器E-105结垢严重
主要现象：(1)调节阀FIC108开度增大。
(2)加热蒸汽入口流量增大。
(3)塔釜温度下降，塔顶温度也下降，塔釜C4组成上升。
处理方法：(1)关闭富气进料阀V1。
(2)手动关闭产品出料阀LIC102。
(3)手动关闭再沸器后，清洗换热器E-105。

四、仿真界面

吸收系统DCS界面

吸收系统现场界面

解吸系统DCS界面

解吸系统现场界面
附：思考题
标准答案请自行查阅相关资料，本公司不予提供。
1、吸收岗位的操作是在高压、低温的条件下进行的，为什麽说这样的操作条件对吸收过程的进行有利？
2、请从节能的角度对换热器E-103在本单元的作用做出评价？
3、结合本单元的具体情况，说明串级控制的工作原理。
4、操作时若发现富油无法进入解吸塔，会有哪些原因导致？应如何调整？
5、假如本单元的操作已经平稳，这时吸收塔的进料富气温度突然升高，分析会导致什麽现象？如果造成系统不稳定，吸收塔的塔顶压力上升（塔顶C4增加），有几种手段将系统调节正常？
6、请分析本流程的串级控制；如果请你来设计，还有哪些变量间可以通过串级调节控制？这样做的优点是什么？
7、C6油贮罐进料阀为一手操阀，有没有必要在此设一个调节阀，使进料操作自动化，为什么？

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