固定床反应器单元操作手册.doc

固定床反应器单元仿真系统使 用 手 册（教师/学员）目 录一、工艺流程简介1二、设备列表2三、仪表列表2四、现场阀列表3五、物料平衡和工艺卡片4六、操作规程51. 正常开工52. 正常停车63. 正常运行64. 氢气中断事故65. 原料中断事故66. 反应器飞温67. 项目列表7七、复杂控制说明7八、重点设备操作8九、仿DCS操作组画面9十、固定床反应器DCS图10十一、固定床反应器现场图12十二、固定床反应器PI&D图14一、工艺流程简介本单元模拟的乙炔加氢反应系统，其作用是除去脱乙烷塔顶气相混合碳二组份中的乙炔。 脱乙烷塔塔顶物料则经加热后进入乙炔转化器（R101A/B），采用选择性加氢生成乙烯的方法，除去物料中所含的乙炔。本装置设有两台反应器，进行切换操作，使催化剂在不影响连续操作的情况下，用过热蒸汽和空气的混合物对催化剂进行再生。该加氢步骤分两步完成以提高反应的选择性。反应都是在气相中进行的。通过流量控制将氢气干燥器的高纯度（95%（mol）氢气加入到反应器进料中。通过流量控制还加入少量粗氢（含有CO）以调节催化剂的活性。高纯度氢和粗氢还通过流量控制加入到二段反应器进料中。反应器进料首先通过与乙炔转化器进料/排放物流换热器（E101）中的反应器排放物流换热，然后与乙炔转化器进料预热器E102中的低压蒸汽换热被加热到反应温度。然后，它进入第一个反应器床层，并向下流经催化剂床层。在第一个床层中应有大约75%的乙炔被转化。一段的排放物流在乙炔转化器中间冷却器中被冷却以脱除反应的热量，然后进入第二个反应器床层，对剩余的乙炔进行加氢反应。用于该工艺的催化剂是一种采用散布在氧化铝上的钯金属的加氢催化剂。第一段催化剂是作为一种选择性催化剂操作，其操作条件设定用于加强乙炔转换为乙烯的反应。第二段催化剂是一种较小选择的模式，可将反应器排放物流中的乙炔降到最低程度。 二、设备列表序号位 号名 称说 明1E101进出料换热器2E102进料加热器3E103R101A/B中间冷却器4E104R102A/B中间冷却器5E105出料冷却器6R101A/B乙炔转化器7R102A/B乙炔转化器8D101凝液罐三、仪表列表点 名说明单位正常值量程FIC1001原料进料流量控制Kg/h38624.00-60000.0FIC1002一段反应器氢气进料Kg/h68.00-200.0FIC1003二段反应器氢气进料Kg/h23.00-100.0FIC1004一段反应器粗氢进料Kg/h5.00-20.0FIC1005二段反应器粗氢进料Kg/h4.00-20.0LIC1001D101液位控制%50.00-100.0TIC1001一段反应器进料温度控制30.0-50-100.0TIC1002二段反应器进料温度控制40.00-150.0TIC1003二段反应器进料温度控制0-150.0PIC1001反应器压力控制MpaG1.8300-3.0TI1004R101A出口温度显示79.20-150.0TI1005R101B出口温度显示40.00-150.0TI1006R102A出口温度显示0-150.0TI1007R102B出口温度显示0-150.0TI1008E105热物流出口稳度显示39.00-150.0TI1009产品出装置温度显示-9.6-50.0-150.0PI1002R101A入口压力显示MpaG1.9950-3.0PI1003R101A出口压力显示MpaG1.9180-3.0PI1004R101B压力显示MpaG1.9050-3.0PI1005R101B出口压力显示MpaG1.8300-3.0PI1006R102A入口压力显示MpaG0-3.0PI1007R102A出口压力显示MpaG0-3.0PI1008R102B压力显示MpaG0-3.0PI1009R102B出口压力MpaG0-3.0四、现场阀列表序号阀 名说 明1FV1001B控制阀FIC1001的旁路阀2FV1002B控制阀FIC1002的旁路阀3FV1003B控制阀FIC1003的旁路阀4FV1004B控制阀FIC1004的旁路阀5FV1005B控制阀FIC1005的旁路阀6TV1001AB控制阀TV1001A的旁路阀7TV1001BB控制阀TV1001B的旁路阀8TV1002B控制阀TV1002的旁路阀9TV1003B控制阀TV1003的旁路阀10PV1001B控制阀PV1001的旁路阀11VX1E102E102的蒸汽入口阀12VX1E103E103循环冷却水入口阀13VX1E104E104循环冷却水入口阀14VX1E105E105循环冷却水入口阀15VX1R101AR101A的排绿阀16VX1R101BR101B的排绿阀19VX1R102AR102A的排绿阀20VX1R102BR102B的排绿阀23VI1R101原料进料的开关阀24VI2R101氢气进料的开关阀25VI3R101产品出装置的开关阀26VI1R101A原料去R101A的开关阀27VI1R101B氢气去R101B的开关阀29VI1R102A原料去R102A的开关阀30VI1R102B氢气去R102B的开关阀五、物料平衡和工艺卡片物流项目及位号正常指标单 位原料进装置流量（FIC1001）38264kg/h温度-30氢气进一段反应器流量（FIC1002）68kg/h温度15.8粗氢进一段反应器流量（FIC1004）5kg/h温度15.8氢气进二段反应器流量（FIC1003）23kg/h温度15.8粗氢进一段反应器流量（FIC1005）4kg/h温度15.8产品出装置流量38364kg/h温度（TI1009）-9.6六、操作规程1. 正常开工1） 开车前准备，检查各仪表以及阀门都处于正常状态。打开所有控制阀的前后阀。2） 开从脱乙烷塔来的进料截至阀VI1R101，打开原料进料控制阀FV1001以及一段反应器R101A入口开关阀VI1R101A给反应器系统进行充压，PIC1001充压至1.75 MpaG。3） 压力由反应器出口PIC1001控制，压力达到1.83Mpa时，将PIC1001投自动；打开VX1E102，投用E102的蒸汽，同时调整反应器一段入口温度TIC1001在25-30。4） 将进料FIC1001调整至正常，打开FIC1002和FIC1004，给一段反应器配入氢气。一段反应器出口温度TIC1002接近40时，打开FIC1003和FIC1005，给二段反应器配入氢气。（见复杂控制说明）5） 按比例配入氢气，调整反应器一段入口温度TIC1001在3035，二段反应器入口温度TIC1002在：4555，反应器出口压力控制在1.83 MpaG， AE1001取样分析反应器出口物料中乙炔含量小于0.001时，打开VI3R101，将反应器出口物流切换至产品出装置线。2. 正常停车1） 关闭阀门FIC1002、FIC1003、FIC1004以及FIC1005，切断反应器氢气和粗氢的进料；2） 关闭FIC1001，切断进料；3） 关闭VI3R101，切断产品采出，改排火炬；4） 开一、二段排绿油线阀VI1R101A和VI1R101B，排绿油干净后关阀；5） 泄压去火炬，PIC1001至正常。3. 正常运行与调整3.1原料组分乙炔含量降低 现象：反应器温度降低 操作：调整氢气量，使氢炔比趋近正常3.2原料组分乙炔含量增加现象：反应器温度升高操作：调整氢气量，使氢炔比趋近正常3.3催化剂活性高选择性降低 现象：产品不合格，反应器温度升高？ 操作：调整（降低）粗氢量，降低催化剂活性，提高其选择性。3.4粗氢中CO含量过高 现象：催化剂活性低，反应器温度降低，产品不合格 操作：降低粗氢量，调整氢气量，恢复催化剂活性3.5冷却水温度高 现象：反应器二段温度偏高 操作：增加冷却水量，控制二段温度在正常范围3.6冷却水温度低 现象：反应器二段温度偏低 操作：打开旁路，调整反应器二段温度在正常范围3.7升负荷105% 现象：反应器温度略有升高，压力升高操作：调整冷却水量，控制温度压力在正常范围3.8降负荷75%现象：反应器温度略有降低，压力降低操作：调整冷却水量，控制温度压力在正常范围4. 事故4.1 氢气中断事故事故现象：氢气进料为零，反应温度急剧下降事故原因：氢气供给中断处理方法：按停车步骤处理4.2原料中断事故事故现象：原料进料为零，反应温度急剧上升事故原因：原料进料中断处理方法：按停车步骤处理4.3反应器飞温事故现象：反应温度急剧上升事故原因：反应器温度偏高处理方法：按停车步骤处理4.4冷却水中断事故现象：二段反应温度升高处理方法：按停车步骤处理4.5催化剂活性过低，切换反应器事故现象：反应器温度降低处理方法：首先关闭氢气进料，停止反应。然后用乙炔对备用反应器冲压，压力达到正常范围之后，缓慢打通反应器出口。最后向第二反应器通入氢气，进行反应。最终关闭第一反应器乙炔进料。5. 项目列表序号项 目 名 称项 目 描 述处理办法1.正常开工基本项目同操作规程2.正常停车基本项目同操作规程3.正常运行基本项目同操作规程4.原料组分乙炔含量降低正常运行与调节同操作规程5.原料组分乙炔含量升高正常运行与调节同操作规程6.催化剂活性高选择性降低正常运行与调节同操作规程7.粗氢中CO含量过高正常运行与调节同操作规程8.冷却水温度高正常运行与调节同操作规程9.冷却水温度低正常运行与调节同操作规程10.升负荷105%正常运行与调节同操作规程11.降负荷75%正常运行与调节同操作规程12.氢气中断事故事故同操作规程13.原料中断事故事故同操作规程14.反应器飞温事故同操作规程15.冷却水中断事故同操作规程16.催化剂活性过低，切换反应器事故同操作规程17.开车（PIC1001失灵）开车（仪表PIC1001失灵）见备注18.开车（FV1002卡）开车（阀FV1002失灵）见备注19.开车（E105结垢/FV1003卡）开车（换热器E105结垢/阀FV1003失灵）见备注20.正常（氢气中断）正常（氢气中断）见备注21.正常（FV1004卡/原料中断）正常（阀FV1004失灵/原料中断）见备注22.正常（E103结垢/PIC1001失灵）正常（换热器E103结垢/仪表PIC1001失灵）见备注23.正常（TIC1002失灵）正常（仪表TIC1002失灵）见备注备注：（处理方法） 1) 阀失灵处理（用组合键（CTRL+M）调出处理画面，选中所需处理的阀之后，点击处理，即可修复。下同）。2) 阀漂移处理。3) 仪表失灵处理。4) 仪表漂移处理。5) 泵坏处理或启动备用泵。6) 换热器结垢启动备用或提高冷却水量 。特定事故：详见操作手册中事故的处理方法。七、复杂控制说明1，分程控制本装置的原料进料温度是通过分程控制方案来控制的。当TIC1001开度小于50时，加热蒸汽控制A阀门开，当TIC1001调节器控制在50开度时，A阀和B阀全关；当调节器控制在50-100开度时，B阀渐开。分程方式见下图：TIC1001的分程控制示意图2，比例控制在本装置中，氢气的量影响着反应温度和浓度，所以氢气与新鲜进料成比例关系。FIC1001FIC1002，FIC1001FIC1003采用比例控制，使氢气量随着原料进料量而变。当原料量FIC1001接近给定值时，将FIC1002投入串级，使氢气流量投入比例控制。同理，当二段反应器达到投用条件时，FIC1003也投用串级。3，反应器压力控制 反应器的压力是通过PIC1001放火炬来控制的，R101和R102可切换操作。当投用的反应器是R101时，PIC1001的压力是从R101传递过来，显示值为PT1001A；当投用的反应器是R102时，PIC1001的压力是从R102传递过来，显示值为PT1001B。八、重点设备操作该固定床反应器的反应步骤分两步完成以提高反应的选择性。反应都是在气相中进行的。通过流量控制将氢气干燥器的高纯度（95%（mol）氢气加入到反应器进料中。通过流量控制还加入少量粗氢（含有CO）以调节催化剂的活性。高纯度氢和粗氢还通过流量控制加入到二段反应器进料中。反应器进料首先通过与乙炔转化器进料/排放物流换热器（E101）中的反应器排放物流换热，然后与乙炔转化器进料预热器E102中的低压蒸汽换热被加热到反应温度。然后，它进入第一个反应器床层，并向下流经催化剂床层。在第一个床层中应有大约75%的乙炔被转化。一段的排放物流在乙炔转化器中间冷却器中被冷却以脱除反应的热量，然后进入第二个反应器床层，对剩余的乙炔进行加氢反应。九、仿DCS操作组画面图名说明备 注GR1001进料换热系统DCS图CTRL+1GR1002反应器部分DCS图CTRL+2GF1001进料换热系统现场图CTRL+3GF1002反应器部分现场图CTRL+4十、固定床反应器DCS图十一、固定床反应器现场图十二、固定床反应器PI&D图