【《甲苯甲醇烷基化生产对二甲苯带控制点工艺流程设计及车间设备布置分析案例》2400字】

甲苯甲醇烷基化生产对二甲苯带控制点工艺流程设计及车间设备布置分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u18949甲苯甲醇烷基化生产对二甲苯带控制点工艺流程设计及车间设备布置分析案例 1257991.1带控制点工艺流程图设计（PID） 1226621.1.1反应器控制方案设计 166951.1.2换热器控制方案设计 29831.1.3闪蒸罐控制方案设计 3275221.1.4精馏塔控制方案设计 3299491.1.5全工段带控制点工艺流程图 5192071.2车间设备平面布置图 71.1带控制点工艺流程图设计（PID） 物料流程图（PFD）,是透过统一的图文符号将工艺流程各工段的设备及流股进行绘制，而带控制点工艺流程图（PID）则是在确定控制方案后在PFD的基础上，进行控制方案的仪表、阀门等物件的绘制。PID使工程设计到建设的过程变为可能，是工程建设的重要依据。1.1.1反应器控制方案设计 在一般情况下，固定床反应器都处于稳定连续的操作状态，因此反应器的温度，压力以及物料流量等变量都必须维持在某一范围内以保证反应器的运行。这里以甲苯甲醇烷基化工段的甲苯甲醇烷基化反应器作为例子进行详细的反应器控制方案确定的说明。在本次设计中，将进料流量作为温控手段的变量，透过流量指示器（FIC），中控台根据反应器的温度情况对流量调节阀（FV）的开度进行控制来增减进料流量以达到控制温度的目的。图1.1为反应器进料流量控制图。图1.SEQ图6.\*ARABIC1反应器进料流量控制点 压力控制方面，通过压力检测器（PI）对反应器内部的压力进行检测，当反应器内部的压力出现变化时，PI传送至中控台的信号也会出现偏差，中控台接收到偏差信号后便会通过压力控制器（PIC）控制减压阀（PV）进行反应器出料流量的控制以此达到维持反应器内部压力的目的。图1.2为反应器压力的控制设计图。图1.SEQ图6.\*ARABIC2反应器R101的压力控制点1.1.2换热器控制方案设计 换热器的控制方案设计以甲苯甲醇烷基化工段中的甲苯预热器E102为例进行设计说明。如图1.3所示，绿色流股为物料流股，红色流股则是作为加热用途的高压蒸气热流股。通过温度检测器（TI）可以检测甲苯预热器出料口的流股温度，当TI检测出温度出现异常时，会将出现偏差的信号传送至温度控制器（TIC）,TIC接收到信号变化后透过控制热流股的流量控制器（FIC）对热流股上FV的开度进行调节以达到控制出料口甲苯温度的目的。图1.SEQ图6.\*ARABIC3换热器E102的控制点1.1.3闪蒸罐控制方案设计 闪蒸罐的压力控制方案与反应器类似，这里以闪蒸罐V101的控制方案设计进行说明。通过PI检测闪蒸罐内的压力，当闪蒸罐内部的压力出现异常，PIC将根据PI传递的信号对气态烯烃流股上的PV进行开度的调节来控制气态烯烃的流量以达到维持闪蒸罐内部压力的目的。图1.4为闪蒸罐V101的压力控制点设计图。1.1.4精馏塔控制方案设计 精馏塔的控制方案设计分为液位控制以及温度控制两个控制方案，以甲苯分离工段的甲苯甲苯分离塔T202为例，为了避免液泛情况的发生因此塔设备的正常操作，对塔设备的液位控制是十分必要。当液位显示器LI侦测到塔设备的液位出现异常时，液位控制器LIC便会通过调节PV的开度控制塔釜的出料量以维持塔设备的液位。精馏塔塔釜的控制点如图1.5所示。图1.SEQ图6.\*ARABIC4闪蒸罐V101的控制点图1.SEQ图6.\*ARABIC5精馏塔T202塔釜的控制点 温度控制方面，通过检测精馏段的温度时候维持在操作范围内。回流液因其管道短，比起其他进料流股能更及时的影响精馏段的温度，因此本次设计将回流量作为温控方案的变量。当精馏段的温度产生变化时，TIC将透过控制FV的开度进行回流液流量的调节，以此达到维持塔内精馏段温度的目的。图1.6为精馏塔T202的精馏段控制点。图1.SEQ图6.\*ARABIC6T202精馏段控制点1.1.5全工段带控制点工艺流程图 全工段的PID图划分为四张进行绘制。第一张图为图文符号及仪表的介绍，第二张图为甲苯甲醇烷基化工段控制点的绘制，第三张图为甲苯分离工段控制点的绘制，第四张图为对二甲苯产品精制工段控制点的绘制。本设计的控制系统采用DCS控制系统来进行整个工艺流程的控制决策。通过对各个变量检测仪对设备的操作参数进行检测，并通过中控室对出现异常的操作条件进行控制及调节，以保证整个工艺流程得以顺利运行。各个工段的PID图如图1.7至图1.9所示，详细清晰图见附录2。图1.SEQ图6.\*ARABIC7甲苯甲醇烷基化工段PID图图1.SEQ图6.\*ARABIC8甲苯分离工段PID图图1.SEQ图6.\*ARABIC9对二甲苯产品精制工段PID图1.2车间设备平面布置图 本设计的车间设备平面布置图是根据HGT20546-2009[26]中的规范与标准为全工段的设备在一定面积内进行合理的布置与安排，并使用AutoCAD软件进行绘制。车间设备平面布置透过第三章的工艺流程模拟以及第五章各设备的设计及选型结果为依据进行车间设备的布置。 本设计的车间设备布置划分为2个车间，第一个车间为甲苯甲醇烷基化工段车间，由于甲苯分离工段的设备数量较少且该工段以将甲苯循环至甲苯甲醇烷基化工段为目的，与第一个工段紧密连接，最终决定将甲苯分离工段也布置在第一车间内。第二车间为对二甲苯产品精制工段车间的布置。详细的车间布置图请见附录3。 甲苯甲醇烷基化工段车间的EL+0.00m的车间设备平面布置图如图1.10所示。整个流程的走向根据合理以及节约的布置呈S型布置，地面放置着泵、换热器以及精馏塔的再沸器，流股冷却器（E203）由于第一车间面积不足以容纳该换热器而布置在对二甲苯产品精制工段车间。根据HGT20546-2009[26]规范，冷凝器与回流罐的设置与精馏塔塔顶高度差不大于8m，考虑到甲苯分离工段的精馏塔的高度为13m~17m之间并且为了方便进行维修及检修工作的进行，设置了12m高的第二个平台，并且车间的上下平台都有布置梯子方便工作人员进行检修和维修的工作。甲苯甲醇烷基化工段车间的第二平台车间设备平面布置图如图1.11所示。图1.SEQ图6.\*ARABIC10甲苯甲醇烷基化工段车间（EL+0.00m平面）图1.SEQ图6.\*ARABIC11甲苯甲醇烷基化工段车间（EL+12.00m平面） 第二个车间为对二甲苯产品精制工段车间，该车间的设备根据物料流动的方向由左到右进行布置。该车间共有2个反应器、2个精馏塔、2个换热器、2个再沸器以及1个泵。该车间的两座精馏塔高度差过大，因此设置了第二平台以及第三平台分别用于放置T302以及T301的冷凝器以及回流罐。对二甲苯产品精制工段车间的车间设备平面布置图如图1.12至图1.14