現代化工生產操作實習（簡體書）

《現代化工生產操作實習》介紹了兩個非常適合于應用型本科學生生產實習的案例：煤化工半實物仿真廠實習和零排放熱態循環乙酸乙酯生產實習。詳細闡述了它們的生產原理、工藝流程、操作規程、控制方法和安全環保等內容。此外，還介紹該學習要求與安排、實習報告格式、考評內容、實習成績評定方法及評分標準等教學要求。 n
《現代化工生產操作實習》是中職-本科貫通教育和應用型本科化學工程與工藝專業生產實習指導教材，同時也可作為自動控制和相關專業的實習教材，并可供從事化工生產、研究和設計的工程技術人員參閱。

陳桂娥，上海應用技術學院化學與環境學院，副教授，教研室主任，主要教學經歷 n
1993-現在上海應用技術學院從事“化工原理”、“化工原理實驗”、“化工課程設計”、“生產實習”和“認識實習”等課程教學工作。 n
論文 n
. Gui-E Chen, Li Sun, Zhen-Liang Xu, Hu Yang, Hui-Hong Huang, and Yan-JuLiu. Surface modificatioof poly (vinylidene fluoride) membrane with hydrophilic and anti-fouling performance via a two-step polymerization. KoreanJ. Chem. Eng., DOI: 10.1007/s11814-015-0105-z n
. Gui-E Chen, Yan-JuLiu, Zhen-Liang Xu, Deng Hu, Hui-Hong Huang, Li Sun. Preparatioand characterizatioof the posite nanofiltratiomembrane from cycleand Trimesoyl Chloride by interfacial polymerization. J ApplPolymSci, 20150411. DOI: 10.1002/APP.42345 n
. Gui-E Chen, Yan-JuLiu, Zhen-Liang Xu, Yong-JiaTang, Hui-Hong Huang, Li Sun. Fabricatioand characterizatioof a novel nanofiltratiomembrane by the interfacial polymerizatioof 1,4-Diaminocyclohexane (DCH) and trimesoyl chloride (TMC).RSC Advances, 2015, 5(51):40742-40752. DOI:10.1039/C%RA02560E n
專利： n
. 1,4,7,10-四氮雜環十二烷及其納濾膜的制備方法. 專利，201410573813X n
. 一種羧基化氧化石墨烯/聚偏氟乙烯復合濾膜及制備方法. 專利，2014102411959 n
. 一種改性聚偏氟乙烯微孔膜的制備方法. 專利，2014105770722 n
. 一種抗污染親水性聚偏氟乙烯膜的改性方法. 專利，2014102534446 n
. 大分子疏水性單體聚四氫呋喃二丙烯酸酯及其制備方法. 專利，2014101020731

1概述1 n
2現代化工生產操作實習要求與安排2 n
2.1實習方法、實習任務、實習內容及進度安排2 n
2.2教學要求3 n
2.3實習報告格式及要求3 n
2.4考評內容3 n
2.5實習成績評定方法及評分標準4 n
2.5.1實習成績評定方法4 n
2.5.2實習實訓成績評分標準4 n
3煤化工半實物仿真廠實習5 n
3.1煤制甲醇氣化5 n
3.1.1煤制甲醇氣化工作原理5 n
3.1.2氣化工藝流程6 n
3.1.3仿真界面9 n
3.1.4生產工藝設備 (參數)10 n
3.1.5控制器操作13 n
3.1.6進口物料一覽表15 n
3.1.7工藝指標一覽表15 n
3.1.8氣化操作規程16 n
3.2煤制甲醇變換33 n
3.2.1甲醇變換工作原理33 n
3.2.2甲醇變換工藝流程33 n
3.2.3仿真界面34 n
3.2.4生產工藝設備及參數34 n
3.2.5控制器操作37 n
3.2.6進口物料一覽表39 n
3.2.7工藝指標39 n
3.2.8變換操作規程40 n
3.3煤制甲醇凈化47 n
3.3.1煤制甲醇凈化工作原理47 n
3.3.2甲醇凈化工藝流程48 n
3.3.3仿真界面50 n
3.3.4工藝設備及參數51 n
3.3.5控制器操作53 n
3.3.6進口物料一覽表55 n
3.3.7工藝指標一覽表55 n
3.3.8凈化操作規程57 n
3.4煤制甲醇合成68 n
3.4.1煤制甲醇合成原理68 n
3.4.2工藝流程68 n
3.4.3仿真界面69 n
3.4.4工藝設備及參數70 n
3.4.5控制器操作71 n
3.4.6進口物料一覽表72 n
3.4.7工藝指標一覽表73 n
3.4.8合成操作規程73 n
3.5煤制甲醇精餾80 n
3.5.1煤制甲醇精餾工作原理80 n
3.5.2工藝流程81 n
3.5.3仿真界面82 n
3.5.4工藝設備及參數82 n
3.5.5控制器操作85 n
3.5.6進口物料一覽表87 n
3.5.7工藝指標一覽表87 n
3.5.8精餾操作規程89 n
3.6煤制甲醇生產二甲醚97 n
3.6.1煤制甲醇生產二甲醚的原理97 n
3.6.2工藝流程98 n
3.6.3仿真界面98 n
3.6.4工藝設備及參數99 n
3.6.5控制器操作101 n
3.6.6進口物料一覽表102 n
3.6.7工藝指標一覽表102 n
3.6.8二甲醚操作規程103 n
3.7使用說明110 n
3.7.1硬件啟動說明110 n
3.7.2在線軟件使用說明112 n
3.7.3離線軟件使用說明114 n
3.8甲醇合成與精餾工藝、設備圖表123 n
3.8.1甲醇合成與精餾PID圖123 n
3.8.2甲醇合成設備圖127 n
3.8.3甲醇精餾設備圖133 n
3.8.4立面及平面圖134 n
3.8.5設備一覽表135 n
思考題136 n
參考文獻137 n
4零排放熱態循環乙酸乙酯生產實習138 n
4.1概述138 n
4.2產品概述139 n
4.2.1產品名稱及性質139 n
4.2.2產品質量規格139 n
4.2.3乙酸乙酯的用途139 n
4.3原輔材料名稱及規格140 n
4.4生產工藝過程140 n
4.4.1常用生產方法簡介140 n
4.4.2工藝流程142 n
4.4.3不合格產品的處理流程142 n
4.5工藝操作指標及控制技術143 n
4.5.1各項工藝操作指標143 n
4.5.2主要控制點的控制方法、儀表控制、裝置和設備的報警聯鎖143 n
4.6物耗能耗指標145 n
4.7生產事故及處理預案145 n
4.7.1塔頂溫度異常145 n
4.7.2液泛或漏液146 n
4.8安全生產146 n
4.8.1工業衛生和勞動保護146 n
4.8.2動設備操作安全注意事項146 n
4.8.3靜設備操作安全注意事項146 n
4.8.4安全技術147 n
4.8.5職業衛生147 n
4.8.6行為規范147 n
4.9崗位操作規程147 n
4.9.1開車準備147 n
4.9.2酯化工段148 n
4.9.3提濃工段148 n
4.9.4精制工段149 n
4.9.5水解工段149 n
4.10設備一覽表150 n
4.11主要儀表規格型號150 n
4.12附錄151 n
4.12.1共沸物及其組成151 n
4.12.2變頻器的使用152 n
4.12.3儀表的使用152 n
4.13帶有控制點的工藝及設備流程圖154 n
思考題156 n
參考文獻156

3.1.2 氣化工藝流程 n
3.1.2.1煤的加壓和進料 n
煤的加壓和進料是在完全惰性的條件下進行的。煤粉經粉煤倉（V1001A/B）加壓至4800kPa被輸送到發送罐（V1002A/B）及高壓粉煤倉（V1003A/B），之后被輸送到兩個對稱的工藝燒咀，傳送過程中用高壓氮氣作為傳送介質，使煤粉始終處于均勻懸浮狀態，傳送設備是成對配置的。選擇干法輸送系統是因為這將導致大的氣化效率，而且，它使氣化工藝本身不依賴于煤的特性，比如煤的濕度，顆粒大小，結塊性能等。但是，作為化工原料生產，大量的氮氣會帶入合成氣中。 n
3.1.2.2氣化和合成氣冷卻 n
來自空壓機的高壓氧氣經預熱器加熱到180℃后，與少量中壓過熱蒸汽在氧蒸汽混合器中混合后進入工藝燒咀（A1001A/B/C/D）的外環隙，水蒸汽、煤粉與氧氣在工藝燒咀中充分混合霧化后噴入氣化爐（R1001）。 n
氣化爐是由一個內有氣化爐中壓蒸汽發生器（E1004）的壓力容器（R1001）構成，在操作壓力為4.0MPa，氣化溫度約1350-1450℃左右發生部分氧化還原反應。反應瞬間完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量H2S等氣體。環繞著氣化爐中壓蒸汽發生器（E1004）的氣化爐內壁（膜式壁）是采用溫度控制的，它通過管子中循環水換熱產生低壓蒸汽。在氣化區有2個出口，氣化爐底部的出口為渣口，它是用來排渣的；在氣化爐頂部，其溫度約為1500℃，允許帶飛灰的熱氣進入激冷區。在激冷區用經激冷氣壓縮機（C1001）送來的大約190℃的無灰循環氣來激冷煤氣，以避免熔融的灰和粘性的飛渣顆粒帶入合成氣管道造成淤塞問題，同時，用中壓循環泵P1001送來的激冷水激冷，激冷壁中壓蒸汽發生器（E1001）出口溫度約為900℃左右。經輸氣管進入合成氣冷卻器（E1002/E1003），經合成氣冷卻器回收熱量后的煤氣，溫度降至290 ℃左右，再送往HPHT飛灰過濾器（F1003）過濾。 n
氣化爐（R1001）、合成氣冷卻器蒸汽發生器（E1003）、輸氣管中壓蒸汽發生器（E1002）和激冷壁中壓蒸汽發生器（E1001）采用鍋爐給水強制循環，由中壓循環水泵（P1001）供給，被加熱后的汽水混合物進汽包（V1007）分離，汽包內的水經下降管至中壓循環水泵（P1001）加壓后循環使用，產生的低壓蒸汽排出以作他用。氣包可通過省煤器來補水。從外界來的開工中壓蒸汽注入氣包，需預熱到大約200℃，以避免一旦煤引入時發生露點腐蝕。 n
氣化爐點火用點火燒嘴（A1003），用液化石油氣（LPG）作燃料。開車升溫用開工燒嘴（A1002），用柴油泵（P1006）從柴油儲罐（V1021）抽出柴油作燃料，開車初期不合格的煤氣經洗滌塔（T1001）洗滌冷卻后至火炬燃燒后放空。 n
3.1.2.3渣的除去和處理 n
煤中大多數的礦物質以熔渣的形式離開氣化區，因為高的氣化溫度使熔渣自由地沿著膜式壁經渣口流入渣池（V1004）。熔渣進入渣池水浴后被淬冷成固態渣，經破渣機（X1004）破碎后，排入渣收集器（V1005），為使渣能順利排入渣收集器（V1005），從渣收集器（V1005）上部抽出較清的水經渣池循環泵（P1003）升壓，其中一部分通過渣池水冷卻器冷卻至42℃后進入渣池（V1004），使渣池（V1004）與渣收集器（V1005）之間形成黑水的強制流動，便于沖洗帶出渣池錐底的粗渣，防止堵塞；為了限制在渣池循環裝置中形成非純凈物和結塊，部分循環水經水力旋流器除渣，然后去給料罐（V1016）及酸性灰漿氣提塔（T1002）。將粗渣排入排渣罐（V1006）與脫水槽（V1022）中，用撈渣機將排出的爐渣經由皮帶轉運至渣場。為保證一個適當的流量，且從渣池排出的大部分灰渣易沉降在渣收集器（V1005）的底部，因此用排放支持水泵（P1002）將水從排渣罐（V1006）打入到渣收集器（V1005），同時，可以通過加入新鮮補水到排渣罐（V1006）底部來洗渣（部分的）。渣脫水槽的灰水經渣灰泥排放泵（P1004）連續不斷地送至澄清槽，若脫水槽的液位將要低于它能接受另一批水的液位時，可通過打開LV1008來保持脫水槽的液位不變。 n
3.1.2.4飛灰的除去和處理 n
煤氣化產生的飛灰隨合成氣引出氣化爐，必須經過干法脫除和濕法洗滌使灰塵含量達到要求，以保證下游壓縮機及變換工段催化劑不致因灰塵積累而影響裝置的正常運行。飛灰過濾器（F1003）處于工藝中的飛灰收集工序的，將氣化爐生成的合成氣中的絕大部分粉塵過濾掉，使合成氣達到一定的標準后進入濕洗工序進一步洗滌和用作激冷氣。飛灰過濾器過濾了合成氣中99%的飛灰，然后通過飛灰排放罐（V1009）、飛灰氣提冷卻罐（V1010）、中間飛灰儲罐（V1011）、飛灰充氣倉（V1012A/B）及飛灰儲倉（V1013）排出，后，通過卡車運走。停車時，飛灰高溫高壓過濾器好保持在80℃以上，以避免過濾器上的壓差的增加（濾餅/管的滲透性不可逆轉的下降，導致這種情況預計與濕含量有關，如果發生這種情況，機械方法不能徹底清潔）。 n
3.1.2.5合成氣洗滌系統 n
洗滌系統地主要目的是除去鹵化物（主要是氯化物）和灰中的微量元素。從干法除塵系統來的無灰合成氣進入文丘里洗滌器（J1001）與洗滌塔循環泵（P1011）來的黑水直接接觸使氣體中夾帶的細灰進一步增濕，進入洗滌塔(T1001)，沿下降管進入塔底的水浴中。水煤氣向上穿過水層，大部分固體顆粒沉降與粗煤氣分離。上升的粗煤氣沿下降管和導氣管的環隙進入洗滌塔上部四塊沖擊式塔板，與新鮮水逆向接觸，進一步洗滌掉粗煤氣中剩余的固體顆粒。在洗滌塔頂部經過旋流板除沫器，除去夾帶氣體中的霧沫，溫度降至177℃后離開洗滌塔(T1001)進入后續工序。 n
整個氣化系統的壓力是在這個系統的末端來控制的，可根據產量的變化來調節氣化爐的壓力。洗滌塔（T1001）底部燒堿的注入是為了維持液體的PH值大約為7.5-8，注入的速度可與合成氣產量相結合。 n
3.1.2.6廢水的氣提和澄清 n
灰漿氣提主要目的是處理廢水中溶解的氣體如H2S、NH3、CO2和H。從渣收集器（V1005）排來的渣池水經渣池循環泵（P1003）升壓，再經水力旋流器除渣后的廢水與從洗滌塔（T1001）送來的廢水被引入到給料罐（V1016）。同時，為了防止CaCO3沉淀，鹽酸被加入渣池排放水中，由流量控制器FIC1027控制出口PH值在6.0到7.0。給料罐（V1016）的閃蒸氣和灰漿氣提塔（T1002）的氣提氣一起經排放氣空冷器冷卻后送往回流罐（V1017）。氣提的灰漿是用料位控制（LIC1015）從氣提塔排出的，經排污水空冷器（E1006）冷卻后送至澄清系統。 n
3.1.2.7燒嘴循環水系統流程 n
為了保護氣化爐內的工藝燒嘴，防止高溫損壞，工藝燒嘴頭部帶有冷卻水盤管。燒嘴冷卻水給料罐（V1020）中的新鮮水通過熱水泵（P1005）加壓后經熱水加熱器(E1008)用中壓蒸汽加熱至120℃，進入燒嘴冷卻水盤管，對工藝燒嘴頭部進行冷卻，由于回水溫升很小，所以返回給料罐底吸收膨脹，另外由于溫度較高，壓力低時易氣化，造成泵汽蝕，所以必須加壓，這樣不僅能節約能源，還降低了加熱器的負荷。 n
n
圖3.1.1 氣化工藝流程示意圖