合成氨仿真毕业实习指导书-2009.

1、南京工业大学化学化工学院仿 真 实 习 教 学 指 导 书化学工程与工艺系化学化工实验教学中心2009年5月仿真（毕业）实习教学指导书一、实习目的仿真实习是毕业实习计划的组成部分，通过实习使学生了解化工生产一般特点、规律和工艺参数的控制，获得化工生产实践知识，培养运用化工专业理论知识，分析和解决实际问题的能力，为今后毕业论文（设计）和所从事的化工实际工作打下良好的实践基础。二、实习要求1.实习装置为合成氨生产仿真装置。要求了解并熟悉生产过程及控制，包括：1） 生产方法和原理，原料、催化剂及产品特性；2） 生产工艺流程（流程中设备、主副管线，过程操作和控制）；3） 各工序工艺条件及控制：主要设备

2、操作温度、压力和组成；4） 主要设备型式、结构；5） 主要设备及管线上的控制仪表及调节方法。2.搜集信息途径1） 听讲座（拟安排工艺及设备、仿真装置及操作等讲座）；2） 现场实习：熟悉工艺流程、设备、及仿真软件操作，熟悉仿真模型；3） 阅读实习指导书、流程图、设备图及其它文献资料。三、实习内容仿真实习的主要内容是：以河南化肥厂为原型的大型合成氨全流程仿真模型和以宁夏化工厂为原型的合成氨大工段dcs控制系统仿真软件。两者均以天然气为原料的合成氨工艺，通过仿真实习了解合成氨工艺原理与流程，掌握合成氨生产中的主要参数和dcs控制系统的操作。以下为东方仿真软件的合成氨工艺流程。(1) 合成氨装置转化工

3、段1 概述转化工段包括下列主要部分:原料气脱硫、原料气的一段蒸汽转化、转化气的二段转化、高变、低变、给水、炉水和蒸汽系统。2 原料气脱硫天然气中含有少量硫化物，这些硫化物可以使多种催化剂中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氢能腐蚀设备管道。因此，必须尽可能地除去原料气中的各种硫化物。加氢转化主要指在加入氢气的条件下使原料气中有机硫转化为无机硫。加氢转化不能达到直接脱硫的目的，但经转化后就大大的利于硫的脱除。在有机硫转化的同时，也能使烯烃类加氢转化为烷氢类从而可减少下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。在采用钴钼催化剂的条件下，主要进行如下反应：r-sh+h2=rh+h2sr-s-r+2h2=rh+

4、rh+h2sc4h4s+4h2=c4h10+h2src=cr+h2=rch2-ch2r氧化锌是一种内表面积颇大，硫容较高的接触反应型脱硫剂。除噻吩及其衍生物外，脱除硫化氢及各种有机硫化物的能力极高，可将出口气中硫含量降至0.1ppm以下。氧化锌脱硫反应：zno+h2s=zns+h2o原料天然气在原料气预热器（141c）中被低压蒸汽预热后，进入活性碳脱硫槽（101da、102da一用一备），进行初脱硫后，经压缩机（102j）加压。在一段炉对流段低温段加热到230左右与103-j段来的氢混合后进入como加氢和氧化锌脱硫槽（108d）终脱硫后，天然气中的总硫0.1ppm。3 原料气的一段蒸汽转化经

5、脱硫后的原料气的总硫含量降至0.1ppm以下，与水蒸汽混合后进行转化反应：ch4 + h2o co + 3h2cnh2n+2 + nh2o nco + （2n+1）h2由于转化反应是吸热反应，在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。在实际生产中，转化反应分别是一段炉和二段炉中完成。在一段炉中，烃类和水蒸气的混合气在反应管内镍催化剂的作用下进行转化反应，管外有燃料气燃烧供给反应所需热量，出一段炉转化气温度控制在800左右。脱硫后的原料气与中压蒸汽混和后，经对流段高温段加热后，进入一段炉（101b）的336根触媒反应管进行蒸汽转化，管外由顶部的144个烧嘴提供反应热，经一段转化后，气体中残余甲烷在1

6、0左右。4 转化气的二段转化为了进一步转化，需要更高的温度。在二段炉中加入预热后的空气，利用h2和o2的燃烧反应，产生高热，促使ch4进一步转化。一段转化气进入二段炉（103d），在二段炉中同时送入工艺空气，工艺空气来自空气压缩机（101j）加入少量中压蒸汽并经对流段高温段预热，转化气中的h2和空气中的氧燃烧产生的热量供给转化气中的甲烷在二段炉触媒床中进一步转化，出二段炉的工艺气残余甲烷含量0.3左右，经并联的两台第一废热锅炉回收热量，再经第二废热锅炉进一步回收余热后，送去变换。5 co变换经蒸汽转化后的工艺气含有1215的co，变换工序的任务是使co在有催化剂存在的条件下与水蒸汽反应：co

7、+ h2o co2 + h2这样即能把一氧化碳变为易于清除的二氧化碳，同时又可制得合成需要的原料氢。变换反应是一个可逆、放热、反应前后气体体积不变的化学反应。整个变换过程是由高温变换和低温变换组成。高温变换所用的催化剂是以fe3o4为活性组分的，它的活性温度在300以上（一般在350430）。在此温度下，可以取得较高的反应速度，但不能达到较低的co浓度。为了进一步取得较低的co浓度，还要以铜为活性组分的催化剂作用下，进行低温变换。它的变换温度一般在200250，这样的低温下，就能使co的变换进行的比较彻底，可以使co浓度降至0.3以下。由第二废热锅炉来的转化气约含有1214的co，进入高变炉（

8、104da），在高变触媒的作用下将部分co转化成co2，经高温变换后co含量降到3左右，然后经第三废热锅炉（103c）回收部分热能，经换热器（104c）进入低变炉（104db）在低变触媒的作用下将其余co转化为co2，出低变炉的工艺气中co含量约为0.3左右。6 给水、炉水、蒸汽系统合成氨装置开车时，将从界外引入3.8mpa、327的中压蒸汽约50t/h。辅助锅炉和废热锅炉所用的脱盐水从水处理车间引入，用并联的低变出口气加热器（106c）和甲烷化出口气加热器（134c）预热到100左右，进入除氧器（101u）脱氧段，在脱氧段用低压蒸汽脱除水中溶解氧后，然后在储水段加入二甲基硐肟除去残余溶解氧。

9、最终溶解氧含量小于7ppb。除氧水加入氨水调节ph至8.59.2，经锅炉给水泵104j/ja/jb经并联的合成气加热器（123c），甲烷化气加热器（114c）及一段炉对流段低温段锅炉给水预热盘管加热到295左右进入汽包（101f），同时在汽包中加入磷酸盐溶液,汽包底部水经101ca/cb、102c、103c、一段炉对流段低温段废热锅炉及辅助锅炉加热部分汽化后进入汽包，经汽包分离出的饱和蒸汽在一段炉对流段过热后送至103jat，经103jat抽出3.8mpa、327中压蒸汽，供各中压蒸汽用户使用。103jat停运时，高压蒸汽经减压，全部进入中压蒸汽管网，中压蒸汽一部分供工艺使用、一部分供凝汽透平

10、使用，其余供背压透平使用，并产生低压蒸汽，供111c、101u使用，其余为伴热使用在这个工段中，缩合/脱水反应是在三个串联的反应器中进行的，接着是一台分层器，用来把有机物从液流中分离出来。图1 合成氨转化工段总图(2)合成氨装置净化工段1 脱碳经变换工序后的工艺气，co2含量一般在17左右。本装置采用改良苯菲尔法脱除工艺气中的二氧化碳，吸收剂为碳酸钾溶液，溶液的吸收和再生可以用如下反应方程式表示：k2co3 + co2 + h2o 2khco3 + 热量这是一个可逆过程，脱碳溶液中k2co3吸收了co2生成khco3，khco3又在加热、减压的条件下放出co2，重新变成k2co3。前一个过程是

11、吸收过程，后一个过程是再生过程。经过吸收塔的脱碳气体要求co2小于0.1；经过再生塔的co2气体要求纯度大于98.5。从变换工序来变换气温度60，压力2.799mpa进入co2吸收塔(101-e)下部，在吸收塔中经塔板逆流向上与塔顶加入的贫液（40）接触，脱去工艺气中所含二氧化碳，再经塔顶洗涤段后出co2吸收塔，出吸收塔净化气在管路上由喷射器喷入变换气分离器(102-f)来的工艺冷凝液进一步洗涤，经净化气分离器(121-f)分离出喷入的工艺冷凝液，温度44，压力2.764mpa的气体去甲烷化工序，液体与变换冷凝液汇合去工艺冷凝液处理装置。从co2吸收塔塔底出来的富液（74）先经溶液换热器(10

12、9-cb)加热，再经溶液换热器(109-ca)进一步升温至105后，进入co2汽提塔(102-e)顶部，102-e为筛板塔，共10块塔板，在co2汽提塔中靠变换气煮沸器(105-ca.b)蒸汽煮沸器(111-c)提供的热量蒸发出大量水蒸汽，由下向上逐板汽提出溶液中的co2，气体经过co2汽提塔冷凝器(110-c)，再经co2汽提塔回流液槽(103-f)分离出液体后，co2气体送尿素装置。从co2汽提塔底部出来的热贫液先经溶液换热器(109-ca)与富液换热降温后进贫液泵，经贫液泵(107-ja/jb/jc)升压后的贫液再经溶液换热器(109-cb)降温，并经贫液冷却器(108-c)进一步冷却至

13、40左右进co2吸收塔上塔。从co2汽提塔回流液槽底部出来的冷凝液，先经回流液泵(108-j)升压，一部分去冷凝液处理装置，另一部分去co2吸收塔顶部洗涤净化气中夹带出的溶液，洗涤后的冷凝液回co2汽提塔顶部进入系统。图2 脱碳系统现场图2 甲烷化碳氧化物（co、co2）是合成触媒的毒物，在工业生产中要求入合成工序的氢氮气中的co、co2含量小于10ppm。在催化剂作用下将co、co2加氢反应生成对合成触媒无害甲烷。在镍触媒存在的条件下，进行如下化学反应：co + 3h2 ch4 + h2o + 206.16kj/molco2 + 4h2 ch4 + 2h2o + 165.08kj/mol甲烷

14、化反应是可逆强放热反应，温升很大，每反应1co，温升72左右；每反应1co2，温升60左右。因此，要严格控制低变出口co含量及脱碳出口co2含量再规定指标范围内，严防甲烷化触媒超温。甲烷化装置的原料气来自脱碳装置，该原料气（44、2.76mpa）先后经合成气一脱碳气换热器(136-c)预热至117.49、高变气脱碳气换热器(104-c)加热到316，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。甲烷化炉(106-d)的出口温度为363，依次经锅炉给水预热器(114-c)，甲烷化气脱盐水预热器(13

15、4-c)和水冷器(115-c)，温度降至40，甲烷化后的气体中co和co2含量降至10ppm以下，进入104-f进行气液分离。3 冷凝液回收系统自低变104-d来的工艺气（260）经102-f底部冷凝液萃冷后，再经105-c，106-c换热至60，进入102-f，其中工艺气中所带的水分沉积下来，脱水后的工艺气进入co2吸收塔101-e脱除co2。102-f的水一部分进入103-f，一部分经换热器c66401换热后进入e66401，由管网来的327的蒸汽进入e66401的底部，塔顶产生的气体进入蒸汽系统，底部液体经c66401，c66402换热后排出。(3) 合成氨装置合成工段氨的合成是整个合成

16、氨流程中的核心部分。前工序制得的合格氮氢气在高温高压及铁催化剂作用下合成为氨。由于在反应过程中只有少部分氮氢气合成为氨，因此反应后的气体混合物分离氨后，经加压又送回合成塔，构成合成回路。氨合成的化学反应式如下：1/2 n2 + 3/2h2 nh3 + 热量这是一个放热和体积减少的可逆反应。本装置的合成塔采用了三段间接换热式径向合成塔，这样合成塔触媒层的温度分布就更为合理，更加接近最佳温度分布曲线，触媒层的阻力降也更小。同时，在合成塔出口设置了合成废锅，利用合成氨余热产生125105pa（绝）的高压蒸汽，能量回收更为充分。但是，由于转化工序加入过量空气，使合成系统氮过剩，加大了合成排放气量。为此

17、增加了氢回收装置加以弥补，回收的氢返回合成系统。1 合成系统从甲烷化来的新鲜气（40、2.6mpa、h2/n2=3：1）先经压缩前分离罐(104-f)，分离气体中的水后，进合成气压缩机(103-j)低压段，在压缩机的低压缸将新鲜气体压缩到合成所需要的最终压力的二分之一左右，出低压段的新鲜气先经热交换器（106-c，（现场图中错标为136-c）与甲烷化进料气换热）冷却至93.3，再经水冷器(116-c)冷却至38,最后经氨冷器(129-c)冷却至7后与氢回收来的氢气混合进入中间分离罐(105-f)，进一步分离气体中的水后，从中间分离罐出来的氢氮气再进合成气压缩机高压段。合成回路来的循环气与经高压

18、段压缩后的氢氮气混合进压缩机循环段，从循环段出来的合成气进合成系统水冷器(124-c)。高压合成气自水冷却器124-c出来后，分两路继续冷却，第一路串联通过原料气和循环气一级和二级氨冷器117-c和118-c的管侧，冷却介质都是冷冻用液氨，另一路通过就地的mic-23节流后，在合成塔进气和循环气换热器120-c的壳侧冷却，两路会合后，又在新鲜气和循环气三级氨冷器119-c中用三级液氨闪蒸槽112-f来的冷冻用液氨进行冷却，冷却至-23.3。冷却后的气体经过水平分布管进入高压氨分离器（106-f），在前几个氨冷器中冷凝下来的循环气中的氨就在106-f中分出，分离出来的产品液氨送往低压氨分离器(1

19、07-f)。从高压氨分离器出来后，循环气就进入合成塔进气新鲜循环气换热器120-c的管侧，从壳侧的工艺气体中取得热量，然后又进入合成塔进气-出气换热器(121-c)的管侧，再由hcv-11控制进入合成塔(105-d)，在121-c管侧的出口处分析气体成分。sp-35是一专门的双向降爆板装置，是用来保护121-c的换热器，防止换热器的一侧卸压导致压差过大而引起破坏。主线合成气进气由hcv-11控制，从冷激式合成塔105-d的塔底进入，自下而上地沿内件与外筒之间的环隙上升，被预热至合成塔顶部。再向下依次经过各触媒层进行反应；一路副线合成气进气（冷激气）经由mic-13控制，直接到第一层触媒的入口，

20、用以控制该处的温度（开工时仅由这一路进气），另一路副线冷激气可以分别用mic-14、mic-15和mic-16进行调节，分别控制第二、第三、第四层触媒的入口温度。气体经过最底下一层触媒床后，又自下而上地把气体导入中心内部换热器的管侧，把热量传给进来的气体，再由105-d的顶部出口引出。合成塔出口气进入合成塔-锅炉给水换热器123-c的管侧，把热量传给锅炉给水，接着又在121-c的壳侧与进塔气换热而进一步被冷却，最后回到103-j高压缸循环段(最后一个叶轮)而完成了整个合成回路。合成塔出来的一部分气体（吹出气，又叫驰放气），经氨冷器125-c至高压吹出气分离缸108-f，经mic-18调节并用f

21、i-63指示流量后，送往氢回收装置或送往一段转化炉燃料气系统。从合成回路中排出一部分气是为了控制循环气中的甲烷和氩的浓度，甲烷和氩在系统中积累多了会使氨的合成率降低。吹出气在进入分离罐108-f以前先在氨冷器125-c中冷却，由108-f分出的液氨送低压氨分离器107-f回收。合成塔备有一台开工加热炉(102-b)，它是用于开工时把合成塔引温至反应温度，开工加热炉的原料气流量由fi-62指示，另外，它还设有一低流量报警器fal-85与fi-62配合使用，mic-17调节102-b燃料气量。2 冷冻系统合成来的液氨进入中间闪蒸槽(107-f，即低压氨分离器)，闪蒸出的不凝性气体通过pica-8排

22、出，作为燃料气送一段炉燃烧。分离器107-f装有液面指示器li-12。液氨减压后由液位调节器lica-12调节进入三级闪蒸罐(112-f)，进一步闪蒸，闪蒸后作为冷冻用的液氨进入系统中。冷冻的一、二、三级闪蒸罐操作压力分别为：0.4mpa(g)、0.16mpa(g)、0.0028mpa(g)。三台闪蒸罐与合成系统中的第一、第二、第三氨冷器相对应，它们是按热虹吸原理进行冷冻蒸发循环操作的。液氨由各闪蒸罐流入对应的氨冷器，吸热后的液氨蒸发形成的气液混合物又回到各闪蒸罐进行气液分离，气氨分别进氨压缩机(105-j)各段气缸，液氨分别进各氨冷器。由液氨接收槽(109-f)来的液氨逐级减压后补入到各闪蒸

23、罐。一级闪蒸罐(110-f)出来的液氨除送第一氨冷器(117-c)外，另一部分作为合成气压缩机(103-j)一段出口的氨冷器(129-c)和液氨接收槽(109-f)的氨冷器(126-c)的冷源（126-c冷却管道图中省略）。氨冷器(129-c)和(126-c)蒸发的气氨进入二级闪蒸罐(111-f)，110-f多余的液氨也送往111-f。111-f的液氨除送第二氨冷器(118-c)和弛放气氨冷器(125-c)作为冷冻剂外，其余部分送往三级闪蒸罐(112-f)。112-f的液氨除送119-c作为冷冻剂外，还可以由冷氨产品泵(109-j)作为冷氨产品送液氨贮槽贮存。由三级闪蒸罐(112-f)出来的气

24、氨进入氨压缩机(105-j)一段压缩，一段出口与二级闪蒸罐111-f来的气氨汇合进入二段压缩，二段出口气氨先经压缩机中间冷却器(128-c)冷却后，与一级闪蒸罐110-f来的气氨汇合进入三段压缩，三段出口的气氨经氨冷凝器(127-ca、cb)，冷凝的液氨进入接收槽(109-f)。109-f中的闪蒸气去闪蒸罐氨冷器(126-c)，冷凝分离出来的液氨流回109-f，不凝气作燃料气送一段炉燃烧。109-f中的液氨一部分减压后送至一级闪蒸罐(110-f)，另一部分作为热氨产品经热氨产品泵(1-3p-1,2)送往尿素装置。图3 合成氨工段现场图图4 合成氨塔dcs图图5 冷冻工段现场图3 合成工段操作评

25、分步骤表一 合成系统开车操作评分步骤步骤id步骤描述备注普通s0投用lsh109(104-f液位高联锁)辅助控制盘普通s1投用lsh111（105-f液位高联锁）辅助控制盘普通s2显示合成塔压力的仪表换为低量程表合成现场图普通s3全开阀vx0015进冷却水，投用124-c普通s4全开阀vx0016进冷却水，投用123-c补充：全开阀vx0014进冷却水，投用116-c普通s5打开阀vv077，以投用防爆阀sp35普通s6打开阀vv078，以投用防爆阀sp35普通s7打开新鲜气阀sp71,把氢氮气引入104-f补充：开阀vv060进氢回收中的富氢气普通s8按103-j复位按钮，然后启动103-j

26、辅助控制盘及合成现场图普通s9开液氨泵117-j，注液氨冷冻系统图的现场画面普通s10开mic23,把工艺气引入合成塔105-d,合成塔充压普通s11开hcv11,把工艺气引入合成塔105-d,合成塔充压普通s12开合成气阀sp1付线阀vx0036均压普通s13逐渐关小防喘振阀fic7普通s14逐渐关小防喘振阀fic8普通s15逐渐关小防喘振阀fic14普通s16开放空阀sp72合成现场图普通s17开sp72前旋塞阀vx0035，准备排气普通s18当合成塔压力达到1.4mpa时换高量程压力表普通s19开新鲜气阀sp1，排气普通s20关sp1付线阀vx0036普通s21关放空阀sp72普通s22

27、关sp72前旋塞阀vx0035，排气结束普通s23关进气阀hcv11，准备开工普通s24全开驰放气pic194前阀mic18普通s25开pic-194设定在10.5mpa，投自动（108-f出口调节阀）普通s26开入102-b旋塞阀vv048普通s27开循环气阀sp70，准备循环气普通s28开sp70前旋塞阀vx0034,使工艺气循环起来普通s29打开108-f顶mic18阀（开度为100）普通s30投用102-b联锁fsl85辅助控制盘画面普通s31打开mic17进燃料气合成氨系统图普通s32开工炉102-b点火,合成塔开始升温普通s33开阀mic14，调节合成塔二段温度普通s34开阀mic

28、15，调节合成塔三段温度普通s35开阀mic16，调节合成塔三段温度普通s36停液氨泵117-j,停止向合成塔注液氨tr1_113.pv380普通s37低压氨分离器107-f压力pica8设定在1.68mpa投自动冷冻工段dcs图普通s38驰放气分离器108-f液位lica14设定在50%投自动需较长时间才能达到，先使lica14：0%以便建立液位普通s39高压氨分离器106-f液位lica13设定在50%投自动产品氨通往107-f普通s40当合成塔一段温度（ti1_46）达到反应温度380度时,关闭mic17ti1_46.pv380普通s41开工炉102-b熄火ti1_46.pv380普通s

29、42打开阀门hcv11进原料气ti1_46.pv350普通s43关入102-b旋塞阀vv048普通s44开mic13进冷激气调节合成塔一段温度质量s45一段入口温度ti1_46控制在4015度质量s46二段入口温度ti1_86控制在4205度质量s47三段入口温度ti1_49控制在3805度质量s48106-f液位控制在lica13达505%表二 冷冻系统开车操作评分步骤步骤id步骤描述备注普通s0投用110f液位联锁lsh116普通s1投用111f液位联锁lsh118普通s2投用112f液位联锁lsh120普通s3投用1-3p-1压力联锁psh840普通s4投用1-3p-2压力联锁psh84

30、1普通s5全开vx0017，投用127-c普通s6pic-7设定1.4mpa，投自动普通s7打开氨库来阀门vv066，109f引氨,建立50%液位普通s8开制冷阀vx0005普通s9开制冷阀vx0006普通s10开制冷阀vx0007普通s11在辅助控制面板上按复位按钮后启动105-j普通s12开出口总阀vv084普通s13开127-c壳侧排放阀vv067普通s14打开lica15建立109-f液位普通s15开vv086,投用129-c普通s16随时手动开关vv066，控制109-f液位普通s17打开lica16建立110-f液位，稳定后投自动普通s18打开lica18建立111-f液位，稳定后

31、投自动普通s19打开lica19建立112-f液位，稳定后投自动标准值35%普通s20开vv085，投用125-clt18.pv0普通s21开mic-24，向111-f送氨普通s22开lica12向112-f送氨，稳定后投自动普通s23关制冷阀vx0005普通s24关制冷阀vx0006普通s25关制冷阀vx0007普通s26启动109-j冷氨产品泵，打开泵前后开关，并以此控制112-f液位lica19.pv50普通s27启动1-3p热氨产品泵及fic18：50%lica15.pv20质量s28液氨槽109-f液位控制，505%质量s29低压氨分离器107-f液位控制，505%质量s30一级氨冷

32、器110-f液位控制，505%质量s31二级氨冷器111-f液位控制，505%质量s32三级氨冷器112-f液位控制，355%四、实习安排实习地点：化学化工学院计算机仿真中心实习时间（周期为一周的时间安排）：周一：实习动员及注意事项；合成氨工艺及设备、仿真装置及操作等讲座；学生复习合成氨工艺相关知识、学习本指导书、查阅相关资料。周二周四：合成氨全流程仿真模型和合成氨大工段dcs控制系统仿真软件参观、练习、操作；周五：仿真实习上机模拟考试及正式考核。五、实习考核要求1、平时应遵章守纪，不得无故缺勤。2、熟悉实习装置原理及流程，能熟练对仿真实习装置进行操作，多思考，勤于记录；根据实习的平时记录、参

33、考资料及实习心得，加以综合整理，按照实习报告要求写出仿真实习内容，内容要求正确充实、文字表达简练、图面清晰、位置比例合理等。3、完成仿真操作考核。六、实习思考题1以天然气为原料生产合成气过程有哪些主要反应？2天然气-水蒸气转化法制合成气过程有哪些步骤？ 3为什么天然气要预先脱硫才能进行转化？ 4como加氢和氧化锌脱硫有何特点？5为什么天然气-水蒸气转化过程需要供热？供热形式是什么？6影响天然气-水蒸气转化反应的主要因素有哪些？7天然气-水蒸气转化反应的主要操作参数有哪些?8一段转化炉的主要结构？。9一氧化碳变换催化剂有哪些类型？各适用于什么场合？ 10少量co、co2、的脱除方法有哪些？各自

34、特点？11影响氨平衡浓度的因素有哪些？12温度和压力对氨合成反应速率的影响。？13惰性气体对氨合成反应的平衡氨浓度及反应速率的影响？14氨合成塔的主要结构？15熟悉实习装置的氨合成工艺流程。16仿真装置氨合成系统的开停车操作步骤？ 17在仿真装置中，氨合成塔的反应压力如何控制？18在仿真装置中，氨合成塔的反应温度如何控制？19如何控制仿真装置的换热器换热效果？20仿真装置操作中如何控制储槽（罐）液位稳定？七、实习参考资料1本实习指导书2“化工工艺”教材，本校编，20033无机化工工艺学合成氨.陈五平主编，化学工业出版社，20024各类“化工过程及装置仿真（实习）”书籍5机房服务器和网站所列的相

35、关东方仿真文档附录一：化工自动控制基本知识(1) 化工自动控制基本原理1 反馈控制的基本原理e=x-z；p=f(控制规律，e)；q=f(调节规律,p)；y=f(被控对象特性，f,q)；z=f(变送规律，y)2 自动控制系统的品质指标余差c；最大偏差a；衰减比b:b；过渡时间ts,(5%)3 被控对象特性参数放大系数k=输入/输出，（控制k大，干扰k小）滞后时间=纯滞后o+容量滞后n时间常数tc,63.2%(2) 基本控制1 双位控制2 pid控制控制规律动作起因特点过大时的危害比例控制偏差的大小控制及时、有力，但有余差引起系统振荡积分控制偏差是否存在能消除余差，但控制作用缓慢引起系统振荡微分控

36、制偏差变化速度阻止被控变量的一切变化，有超前作用引起系统振荡(3) 复杂控制1 串级控制如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，主控制器的输出作为串级控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。串级控制系统的特点：1、 主回路为定值系统，副回路为随动系统2、 副回路包含了主要的干扰，具有超前作用，有效地克服了时间滞后，改善了主控制器的被控对象特征3、 有利于克服副回路内执行机构等的非线性例：2 分程控制通常是一台控制器的输出只控制一只控制阀。然而分程控制系统却不然，在这种控制回路中，一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而

37、由每一段信号去控制一只控制阀。3 比值控制在化工、炼油及其他工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系，比例一旦失调，将影响生产或造成事故。实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之流量比值控制系统。比值控制系统可分为：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料(从物料)按主物料来配比。例：4 前馈控制系统前馈控制系统特点：1、前馈控制比反馈控制及时、有效2、属于开环控制

38、系统3、需采用专用调节器4、一种前馈作用只能克服一种干扰(4) 计算机过程控制系统1 计算机控制系统2 集散控制系统distributed contro1 systems，简称dcs)3 现场总线控制系统附录二：东方仿真软件上机操作快速入门(1) 进入仿真操作界面1.开始所有程序运行相应东方仿真软件应用程序（化工单元为csts2007，大工段为常减压或合成氨全工段）2.仿真软件运行后进入“启动”界面：填写姓名、学号、教师指令站地址：hgyfz、机器号可不填点击“局域网模式”3.进入“培训考核大厅”：选择“自由训练培训室”（用于日常培训或其它项目考试教室）点击“连接”确认登录信息后点击“确定”4

39、.进入“培训参数选择”：选择“培训工艺”（例如离心泵单元）选择“培训项目”（例如冷态开车）点击“启动项目”按钮即进入仿真操作软件5.仿真操作软件包括两个窗口：“仿真操作窗口”和“操作质量评分系统”。前者有“现场图画面”、“dcs图画面”等，供学员操作使用；后者有“操作步骤提示”，还可以浏览成绩。(2) 重要文档部分重要文档位于学生机以下路径：我的电脑p:cai东方仿真文档文档名称说明化工自动控制基础知识化工自动控制基础知识东方仿真软件上机操作快速入门上机操作快速入门（本文档）pispnet学员站软件使用帮助.chm仿真软件操作详细帮助化工单元培训手册或大工段说明书各培训项目详细说明书(3) 控

40、制点位号含义符号说明备注a调节器adjustor ai模拟量输入ai分析组分显示ao模拟量输出al报警alarm auto自动状态cas串级控制cascade controld(pid)微分derivative dcs分布（集散）控制系统distribute control systemdi开关量输入do开关量输出f流量flowratefic流量指示控制i(pid)积分integrali指示indicatorl 液位levellic液位指示控制lp低压lower pressureman手动状态off关on开op输出值(手动状态下)outputp泵pumpp(pid)比例proportionp压

41、力pressurepi压力显示pic压力指示控制pid比例积分微分控制pv过程值(测量值)process variablesp设定值(自动状态下)set pointt温度temperatureti温度指示v阀valve附录三：30万吨合成氨装置模型流程简介本模型是以德国伍德公司uhde-ici-amv生产工艺为原形的日产合成氨1000吨缩微仿真模型。uhde-ici-amv工艺具有新颖、先进、节能等特点。装置于1990年在我国中原地区建成投产。通过几年运转，达到了安全、稳定、长周期、低消耗和较高的经济效益。本模型是以天然气为原料，年产30万吨合成氨装置。整个装置主要包括十一个工段。原料天然气经

42、压缩、脱硫后，经过一段、二段蒸汽转化，高温串低温变换，苯菲尔溶液脱除co2，甲烷化精制合成气。合成气经压缩、低压氨合成得到成品液氨，液氨和co2送往尿素装置。30万吨合成氨装置模型照片流程简介如下：(1) 原料气压缩和脱硫原料天然气进入压缩机（01k001），经四段压缩至51105pa，温度加热至390，进入钴-钼加氢反应器（01r001）中反应，将有机硫转化为无机硫，然后入氧化锌脱硫槽（01r002a/b）将硫脱除，控制硫含量小于0.1ppm。(2) 转化经脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行一段（03-b001）、二段（03-r001）蒸汽转化，转化气温度在983左右，残余ch4在0.9以下

43、入废热锅炉（03e001）回收工艺气热量。(3) 变换工艺气温度降为370左右进入铁铬系催化剂的高温变换炉（04r001）顶部，从底部流出高变气温度降为204再入低温变换炉（04r002）。低温变换在铜锌系催化剂中进行反应，co含量降到0.36。(4) 脱碳低变气经冷却进入吸收塔（05c001）下部，经下塔吸收后的气体中的co2含量降到0.4，再经上塔吸收，从塔顶逸出的脱碳后的co2含量0.1工艺气去甲烷化工序。吸收塔（05c001）底流出的富液，经水力透平（05mt01）做功后送至再生塔（05c002）顶部，溶液减压闪蒸出部分水蒸汽和co2，然后向下流经再生塔（05c002）的四层填料。再生好的溶液从再生塔（05c002）底部流出