李雪真

沈陽市化工學校 （沈陽 110000）

1 項目研究意義

丙烯酸甲酯是重要的化工原料，主要用于化纖、粘合劑、涂料和油漆、塑料加工及涂飾劑和合成鞣劑生產(chǎn)。我單位購置了一套以丙烯酸和甲醇為原料生產(chǎn)丙烯酸甲酯的仿真模擬裝置，本裝置中有數(shù)十余臺套設備、幾十個主要操作條件及工藝控制指標、百余個操作步驟，運行起來困難重重，本課題就丙烯酸甲酯工藝過程與仿真技術如何進行有機融合，如何安全運行大型流程級的化工仿真操作系統(tǒng)進行了深入研究。

2 項目總體設計方案

2.1 目標

能識讀與深入分析各單元的PDF圖與DCS圖；能描述生產(chǎn)過程，繪出各單元現(xiàn)場工藝流程草圖；能調(diào)控各單元工藝參數(shù)，運行丙烯酸甲酯仿真裝置。

2.2 資源

丙烯酸甲酯仿真操作手冊、多媒體、丙烯酸甲酯仿真軟件、丙烯酸甲酯仿真裝置等。

2.3 設計內(nèi)容

丙烯酸甲酯生產(chǎn)主要是由酯化單元、回收單元、酯精制提純單元三部分組成。

酯化單元，原料丙烯酸與甲醇發(fā)生酯化反應生成丙烯酸甲酯粗酯液；回收單元，回收沒反應的原料等；酯精制提純單元，生成的粗酯液提純精制得到丙烯酸甲酯。

本設計內(nèi)容以酯化單元為例，就復雜工藝如何展開仿真操作做了探究，詳見表1。

3 項目實施過程

首先識讀酯化單元的PDF及DCS圖，掌握參數(shù)控制要求，掌握現(xiàn)場流程；隨后再調(diào)節(jié)相關控制參數(shù)，結(jié)合仿真要求進行操作。

3.1 識讀酯化單元R101的PDF圖

要求：了解酯化單元的主要設備及現(xiàn)場閥門的位置、類型、構(gòu)造、工作原理和維護方法等，

表1 酯化單元設計內(nèi)容

讀圖：如圖1為酯化單元R101的 PDF圖，即工藝流程圖，認真觀察該圖，參照資料[1]，依次統(tǒng)計出酯化單元的主要設備、調(diào)節(jié)閥和其它閥門的種類、數(shù)量、名稱及作用，調(diào)節(jié)閥要統(tǒng)計出對應的前閥、后閥及旁路閥。

繪圖：繪出酯化單元現(xiàn)場工藝流程草圖。

圖1 酯化單元R101的PDF圖

圖2 酯化單元R101的DCS圖

3.2 識讀酯化單元R101的DCS圖

要求：了解傳感器測量原理，學會顯示儀表及控制儀表的正常使用方法；能參照資料[1]，讀懂酯化單元的控制方案，了解相關關鍵參數(shù)調(diào)節(jié)方法及控制指標；能熟練地調(diào)用各個畫面，并能與現(xiàn)場閥門結(jié)合完成相關操作。

讀圖：如圖2酯化單元R101的DCS圖，認真觀察該圖，識讀溫度和過濾壓差顯示儀表；操作壓差、溫度和流量調(diào)節(jié)器。這些顯示儀表和調(diào)節(jié)器，根據(jù)需要都有各自的位號，流量、液位、壓力和溫度的位號分別以F/L/P和T開頭。統(tǒng)計出酯化反應器單元的顯示儀表及單元調(diào)節(jié)器的種類、數(shù)量和控制范圍。

操作：描述酯化單元的管道儀表流程；調(diào)整 FIC101和FIC104，改變丙烯酸和甲醇的流量，觀察R101酯化反應單元顯示儀表及調(diào)節(jié)器的參數(shù)變化情況。

3.3 描述酯化單元工作過程

如圖1、2，新鮮丙烯酸和甲醇分別經(jīng)過FIC101 及FIC104 原料調(diào)節(jié)器與從醇回收塔 T140 塔頂回收的循環(huán)甲醇以及從丙烯酸分餾塔 T110 塔底回收的經(jīng)過循環(huán)過濾器FL101 及FIC109 原料調(diào)節(jié)器的部分沒反應丙烯酸作為混合進料，經(jīng)過反應預熱器 E101預熱到指定溫度75℃后送至酯化反應器 R101 進行反應。

3.4 查找酯化單元關鍵參數(shù)

酯化單元關鍵參數(shù)見表2[1]。

表2 R101酯化反應器工藝參數(shù)

3.5 查找仿真操作的質(zhì)量步驟分和扣分項

以冷態(tài)開車為例，丙烯酸甲酯仿真操作中酯化單元R101的質(zhì)量步驟分及扣分項如表3。

表3 質(zhì)量步驟分及扣分項如

4 分析與討論

本項目抓住了大型復雜化工生產(chǎn)仿真操作的內(nèi)在運行規(guī)律，可推廣到其它化工工藝生產(chǎn)過程；項目設計可操作性強，規(guī)律性強，除酯化單元外，回收單元、酯精制提純單元仿真操作可按照相同方法依次運行。

5 結(jié)語

丙烯酸甲酯酯化單元的仿真操作設計，為運行大型流程級化工生產(chǎn)裝置提供了范例。本設計科學地把工藝與仿真技術相結(jié)合，培養(yǎng)了員工化工仿真裝置的運行技巧，提高了他們分析解決問題的能力及舉一反三的能力，為掌握丙烯酸甲酯仿真操作技術打下了堅實的基礎，為安全生產(chǎn)提供了有力保障。

參考資料

[1]睿智天成資料.丙烯酸甲酯工藝仿真培訓系統(tǒng)操作手冊[Z].2013.

[2]陳本如.化工生產(chǎn)綜合實訓[M]. 北京.化學工業(yè)出版社,2013.

[3]吳健.化工DCS技術與操作[M].北京.化學工業(yè)出版社,2012.