合成氨净化工段仿真(操作手册)

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1、30万吨/年合成氨装置净化工段仿真培训系统使用说明书6目录第一章概述1第一节工艺流程简介1第二节工艺仿真范围2第三节控制回路一揽表3第四节仪表一揽表4第五节设备一揽表5第二章装置冷态开工过程7第一节脱碳系统开车7第二节甲烷化系统开车8第三节工艺冷凝液系统开车9第四节净化岗位主要指标9第三章装置正常停工过程11第一节烷化停车步骤11第二节脱碳系统停车步骤11第三节工艺冷凝液系统停车12第四章事故列表13第一节101-E液位低联锁13第二节102-F或121-F液位高联锁13第三节甲烷化联锁13第四节107-J跳车13第五节106-J跳车

2、14第六节108-J跳车15第七节尿素跳车15第五章自动保护系统16第六章评分细则17第一节评分规则17第七章仿DCS画面设计18第一节DCS用户画面设计18第二节现场操作画面设计18第三节仿真画面列表18附录236第一章概述第一节工艺流程简介一、脱碳变换气中的CO2是氨合成触媒（镍的化合物）的一种毒物，因此，在进行氨合成之前必须从气体中脱除干净。工艺气体中大部分CO2是在CO2吸收塔101-E中用活化aMDEA溶液进行逆流吸收脱除的。从变换炉（104-D）出来的变换气（温度60℃、压力2.799MPa），用变换气分离器102-F将其

3、中大部分水分除去以后，进入CO2吸收塔101-E下部的分布器。气体在塔101-E内向上流动穿过塔内塔板，使工艺气与塔顶加入的自下流动的贫液（解吸了CO2的aMDEA溶液，40℃（TI_24））充分接触，脱除工艺气中所含CO2，再经塔顶洗涤段除沫层后出CO2吸收塔，出CO2吸收塔101-E后的净化气去往净化气分离器121-F，在管路上由喷射器喷入从变换气分离器(102-F)来的工艺冷凝液（由FICA17控制），进一步洗涤，经净化气分离器(121-F)分离出喷入的工艺冷凝液，净化后的气体，温度44℃，压力2.764MPa，去甲烷化工序（1

4、06-D），液体与变换冷凝液汇合液由液位控制器LICA26调节去工艺冷凝液处理装置。从CO2吸收塔101-E出来的富液（吸收了CO2的aMDEA溶液）先经溶液换热器(109-CB1/2)加热、再经溶液换热器(109-CA1/2)，被CO2汽提塔102-E（102-E为筛板塔，共10块塔板）出来的贫液加热至105℃（TI109），由液位调节器LIC4控制，进入CO2汽提塔(102-E)顶部的闪蒸段，闪蒸出一部分CO2，然后向下流经102-E汽提段，与自下而上流动的蒸汽汽提再生。再生后的溶液进入变换气煮沸器(105-CA/B)、蒸汽煮沸器

5、(111-C)，经煮沸成汽液混合物后返回102-E下部汽提段，气相部分作为汽提用气，液相部分从102-E底部出塔。从CO2汽提塔102-E底部出来的热贫液先经溶液换热器(109-CA1/2)与富液换热降温后进贫液泵，经贫液泵(107-JA/JB/JC)升压，贫液再经溶液换热器(109-CB1/2)进一步冷却降温后，经溶液过滤器101-L除沫后，进入溶液冷却器（108-CB1/2）被循环水冷却至40℃（TI1_24）后，进入CO2吸收塔101-E上部。从CO2汽提塔102-E顶部出来的CO2气体通过CO2汽提塔回流罐103-F除沫后，从

6、塔103-F顶部出去，或者送入尿素装置或者放空，压力由PICA89或PICA24控制。分离出来的冷凝水由回流泵（108-J/JA）升压后，经流量调节器FICA15控制返回CO2吸收塔101-E的上部。103-F的液位由LICA5及补入的工艺冷凝液（VV043支路）控制。6二、甲烷化因为碳的氧化物是氨合成触媒的毒物，因此在进行合成之前必须去除干净，甲烷化反应的目的是要从合成气中完全去除碳的氧化物，它是将碳的氧化物通过化学反应转化成甲烷来实现的，甲烷在合成塔中可以看成是惰性气体，可以达到去除碳的氧化物的目的。甲烷化系统的原料气来自脱碳系统

7、，该原料气先后经合成气一脱碳气换热器(136-C)预热至117.5℃（TI104）、高变气—脱碳气换热器(104-C)加热到316℃（TI105），进入甲烷化炉(106-D)，炉内装有18m3、J-105型镍催化剂，气体自上部进入106-D，气体中的CO和CO2与H2反应生成CH4和H2O。系统内的压力由压力控制器PIC5调节。甲烷化炉(106-D)的出口温度为363℃（TIAI1002A），依次经锅炉给水预热器(114-C)，甲烷化气脱盐水预热器(134-C)和水冷器(115-C)，温度降至40℃（TI139），甲烷化后的气体中CO

8、（AR2_1）和CO2（AR2_2）含量降至10ppm以下，进入合成气压缩机吸收罐104-F进行气液分离。甲烷化反应如下：催化剂CO+3H2CH4+H2O+206.3KJ催化剂CO2+4H2CH4+2H2O+165.3K