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煤化工工艺步骤经典焦化厂通常有备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间等。 焦化厂生产工艺步骤 1.备煤和洗煤 原煤通常含有较高灰分和硫分，洗选加工目标是降低煤灰分，使混杂在煤中矸石、煤矸共生夹矸煤和煤炭根据其相对密度、外形及物理性状方面差异加以分离，同时，降低原煤中无机硫含量，以满足不一样用户对煤炭质量指标要求。 因为洗煤厂动力设备繁多，控制过程复杂，用分散型控制系统DCS改造传统洗煤工艺，这对于提升洗煤过程自动化，减轻工人劳动强度，提升产品产量和质量和安全生产全部含相关键意义。洗煤厂工艺步骤图控制方案洗煤厂电机次序开启/停止控制步骤框图 联锁/解锁方案：在运行解锁状态下，许可对每台设备进行单独开启或停止；当设置为联锁状态时，按下开启按纽，设备次序开启，后一设备开启以前一设备开启为条件（设备间延时开启时间可设置），假如前一设备未开启成功，后一设备不能开启，按停止键，则设备次序停止，在运行过程中，假如其中一台设备故障停止，比如设备2停止，则系统会把设备3和设备4停止，但设备1保持运行。2.焦炉和冷鼓以100万吨/年-144孔-双炉-4集气管-1个大回流炼焦装置为例，其工艺步骤介绍以下： 100万吨/年焦炉_冷鼓工艺步骤图控制方案 经典炼焦过程可分为焦炉和冷鼓两个工段。这两个工段现有分工又相互联络，二者在地理位置上也距离较远，为了避免仪表长距离走线，设置一个冷鼓远程站及给水远程站，以使仪表线能现场就近进入DCS控制柜，更关键是，在集气管压力调整中，两个站之间有着关键联锁及其排队关系，这么网络结构形式便于能够实现复杂控制算法。 控制系统网络结构集气管“4+1”优化控制方案 图中P1至P4是集气压力值，是本系统控制之关键，P是集气管压力之平均值，它反应了集气管通常工作状态，在“4+1”控制中（“4”代表四个集气管，“1”代表选择大回流调整阀RB还是液力偶合器EF控制，二者必选其一），时间分配器依据集气管压力改变：偏差和偏差改变率，依据液偶调速慢特点，合适地分配大回流和液偶调整量。集气管压力改变特点是：瞬态改变大，调整时相互产生耦合，本控制算法设计有一个解耦算法，可降低或消除耦合，以确保各个单回路系统能独立地工作，该控制算法采取经典控制理论和离散控制理论相结合优化控制方法，取得了良好控制效果。集气管压力调整优化控制示意图联锁方案报警、联锁和停车系统是为提升工艺生产装置安全性而设置特殊程序，本控制系统将联锁控制分为三个部分：冷鼓工段联锁控制、鼓风机联锁控制、鼓风机油泵联锁控制。冷鼓工段联锁结构图控制效果分析 影响集气管压力原因是多样，诸如装煤、平煤、推焦和交换机换向等，当这些原因临时不存在时，焦炉工艺系统较为稳定。当工艺系统处于装煤、平煤、推煤或换向机换向等情况中一个或多个时，系统会出现波动期，控制曲线展现脉冲状，这是因为控制系统在快速响应，将其压力往给定值方向上调整，经过数次调整，系统再次进入稳定时，周而复始。 从控制效果图中能够看到，带变频控制效果要优于带大回流调整阀情况，原因是显而易见，在变频器控制下电机调整动态性能要好于调整阀，然而，最新设计百万吨级冷鼓系统全部采取了经过液力偶合器进行调速鼓风机，其调速性能则慢得多，而且工艺上并不许可对此进行频繁调整，所以，采取大回流调整阀参与集气管压力调整则是现在一个合理选择。在现在这两种控制结构下，其稳定时控制偏差范围是20Pa；波动期偏差控制范围是50Pa，但时间连续较短，完全能够满足工艺上要求。 带变频控制器集气管压力调整效果图带大回流调整阀集气管压力调整效果图焦炉画面带低压鼓风机冷鼓画面1带高压鼓风机冷鼓画面 冷鼓罐区画面鼓风机运行画面3.脱硫、硫回收、硫氨及洗苯脱苯 回收关键包含硫铵、脱硫及硫回收、洗苯脱苯工段。 硫铵工艺步骤是将剩下氨水经过预热、分离，反应生成液体硫铵，硫铵液经结晶、干燥后包装。 脱硫及硫回收工艺步骤是脱硫液和溶液在脱硫塔中进行反应将硫分离出来，然后溶液进入再生塔再生。洗苯脱苯工艺步骤是贫富油经洗苯塔清洗后进入脱苯塔，利用温度不一样产生轻苯油水和重苯油水，经油水分离器进行分离。 洗苯脱苯工艺步骤框图硫铵工艺步骤图脱硫及硫回收工艺步骤图鼓风冷凝工段步骤图洗氨蒸氨工段步骤图洗苯脱苯工段步骤图控制方案 硫铵工段关键有两个控制回路：进沸腾干燥器温度调整和蒸氨塔顶汽温度调整，经过检测进沸腾干燥器温度和蒸氨塔顶汽温度和给定值进行比较后调整其进入蒸汽流量来实现：采取常规PID控制即可。常规PID调整框图 脱硫及硫回收工段关键有三个控制回路：进脱硫塔B溶液流量调整、进再生塔溶液流量调整和进再生塔B空气流量调整，采取常规PID控制。 洗苯脱苯工段关键有两个控制回路和一个联锁控制：出管式炉富油温度调整和脱苯塔出口油汽温度调整。 联锁控制是当入管式加热炉煤气压力小于2.0kPa时候，切断入管式炉煤气，等到其煤气压力高于2.0kPa时候，再打开入管式炉煤气。出管式炉富油温度串级调整框图 这里采取内环为出管式炉过热蒸气流量串级调整，以降低蒸汽压力波动干扰。 脱苯塔出口油气温度调整采取内环为出管式炉过热蒸气流量串级调整，以降低蒸汽压力波动干扰。 另外实际生产过程中，蒸汽压力会有可能大于脱苯塔可承受最大压力，为保护塔体，在串级调整中增加一个切换，当塔内压力大于某一值时候，改为以塔压作为调整对象。脱苯塔出口油气温度串级调整框图4.蒸氨 蒸氨工段关键完成对来自于炼焦配合煤中剩下氨水进行蒸馏过程。 蒸氨工段工艺步骤框图控制方案 XC：为选择控制，用于控制蒸氨塔温度压力，其选择变量是蒸氨塔塔顶温度T和蒸汽压力P，在适宜压力范围内，以温度调整为主，不然就切换到压力调整上，以确保塔安全。 PC1和PC2：为分程调整，其判定变量为蒸氨塔顶部逸出混合气体压力，在压力区间P1（低）情况下，混合气体被送往氨分解炉，在压力区间P2（高）情况下，混合气体则直接用于尾气吸收。 FC1和FC2，空气流量和煤气流量比值控制，在氨分解炉中，为了使氨分解过程正常进行，要保持空气流量和煤气流量适宜比值，以确保燃烧过程经济性和安全性。蒸氨工段工艺步骤图5.粗苯精制 粗苯是由多个有机物组成复杂混合物，关键成份是苯及其同系物甲苯、二甲苯及三甲苯等。粗苯精制过程就是经过化学方法将粗苯中不饱和化合物、硫化物等除去，然后用蒸馏方法将苯类产品分离出来过程。在连续式粗苯精制过程中，比较常见工艺是五塔蒸馏方法。粗苯精制工艺步骤框图控制方案 在粗苯精制过程中，关键是要处理多种塔操作问题，这些塔共同点是为了进行物质分离，其分离原理是：依据混合液中多种组分相对挥发度不一样，使液相中轻组分上升，重组分下降，从而达成分离物质作用。塔釜温度控制框图塔釜温度控制是采取加热蒸汽流量和塔釜温度进行串级控制来实现，影响塔釜温度关键原因是物料进入再沸器后带走热量，而再沸器热量是由进入塔釜蒸汽所提供，所以，塔釜温度能够经过调整进入再沸器蒸汽流量来控制，同时引入进料流量进行前馈控制，以此来实现对塔釜温度控制，因为蒸汽加入量对塔其它参数如塔压影响很大，为了确保塔安全，这里增加一个条件判定，当塔压在安全范围内用蒸汽流量和温度串级控制，当塔压过高时采取塔压控制方法，使塔压降下来，以确保塔设备安全。 影响塔顶温度原因有很多，比如物料回流量、再沸器加热蒸汽量、冷凝器冷却水量等，其中影响最大，作用最强是物料回流量，所以经过回流量能够控制塔顶温度，因为塔进料量和其组成是关键干扰原因，因为5个塔是前后串联，前一个塔出料是后一个塔进料，前后关联，进料量是不可控，所以在这里引入前馈.塔顶温度控制框图 五塔式粗苯精制步骤图蒸馏过程控制曲线6.焦油加工焦油是煤在干馏和气化过程中取得液体产物，它是一个含有刺激臭味黑色或黑褐色粘稠状液体。到现在为止，煤焦油仍然是很多稠环化合物和含氧、氮和硫杂环化合物唯一起源。煤焦油产品已经在化工、医药、染料、农药和炭素等行业中得到广泛应用。 现在采取较多而且比较成熟焦油蒸馏工艺是：单塔式焦油管式炉蒸馏工艺。单塔式焦油管式炉蒸馏工艺步骤图控制方案管式炉出口温度控制原理框图经典控制步骤：FT1：入管式炉原料焦油流量控制。TT： 管式炉焦油出口温度控制：这是蒸馏过程中最关键控制步骤。采取串级控制，T2为炉膛温度，作为串级控制内环，它反应了炉膛温度快速改变，T1为管式炉出口温度，作为内环，改变较慢，产生精调作用，理想情况下控制误差仅在1至2范围内，完全能够满足工艺控制要求。TT3：二段蒸发器塔顶温度调整，控制塔顶组分，单回路。TT4：馏分塔顶温度调整，控制塔顶组分，单回路。LT1：一段蒸发器塔底液位调整，控制塔底液位,因为物料在工艺管线中行走较长,控制上滞后较大,但能够控制在适宜范围之内，单回路。LT2：馏分塔低底液位调整,控制塔底液位,在自动状态下应设置液位控制下限,不能全关,预防调整阀堵死，单回路。 FT2：三混油流量控制，单回路。7.工业萘 萘是有机化学工业关键原料，萘关键存在于煤焦油中，以焦油加工切取含萘宽馏分再进行精馏就可取得含萘95%工业萘。双炉双塔工业萘生产控制步骤经典控制步骤： TRB，TRR：进工业萘初馏管式炉和精馏管式炉煤气流量调整，目标是控制管式炉物料出口温度，同时也稳定了塔底温度，该步骤采取串级控制，炉膛温度为内环，物料出口温度为外环。环。 管式炉出口温度控制原理框图 TU1，TU2：分别为初馏塔顶温度调整和精馏塔顶温度调整，经过调整塔顶回流量来调整顶部温度，适宜塔顶和塔底温度有利于塔内传质和传热过程顺利进行。 LR1，LR2：分别为初馏塔低液位调整和精馏塔底液位调整，经过适宜液位调整，预防塔底液位过高而淹塔或液位过低中止蒸馏过程进行。焦油蒸馏主控画面工业萘主控画面焦油蒸馏综合趋势工业萘精馏综合趋势控制效果分析 焦油加工过程中关键控制是管式炉出口温度控制，经我DCS调整该出口物料温度偏差可控制在1至2左右，完全满足生产工艺要求，从趋势图中能够看出，其它相关工艺也运行平稳。焦化厂安全基础要求1、焦化设施设计应确保安全可靠，对于危险作业、恶劣劳动条件作业及粗笨体力劳动作业，应优先采取机械化、自动化设备。2、散发有害物质设备应进行密闭，避免直接操作。 3、焦化主体设施设计和制造应有完整技术文件，设计审查应有使用单位安全部门参与。 4、施工必需按设计进行，如有修改应经设计单位书面同意。隐蔽工程，应经使用单位和施工单位共同检验合格，才能封闭。施工完成，应由施工单位编制完工说明书及完工图，交付使用单位存档。 5、新建、扩建、改造和大修焦化设计，必需经过检验验收合格，并有完整安全操作规程，才能投入运行。焦化设施验收，应有使用单位安全部门参与。 6、对焦化作业人员必需进行安全技术教育和操作培训，经考试合格，方可独立工作。 7、对焦化作业人员，每隔1-2年应进行一次职业危害体检，体检结果记入“职员健康监护卡片”。对身患职业病、职业禁忌或过敏症，符合调离要求者，应立即调离岗位。 8、存在危险物质场地，应设醒目标安全标志。 9、可能泄漏或滞留有毒、有害气体而造成危险地方，应设自动监测报警装置。 10、较高通行、操作和检修场所，应设平台或防护栏杆。 11、易燃、易爆或高温明火场所作业人员严禁穿着化纤服装。 12、在易燃、易爆场所，严禁使用易产生火花工具。 13、严禁使用轻油、洗油、苯类等易散发可燃蒸汽液体或有毒液体擦洗设备、用具、衣物及地面。