第三周仿真教案

实训课教案用纸学科化工仿真模块二流化床反应器仿真操作复习+考核审批签字实训时间9月17日实训时数7授课班级生物制药1121中授课方法讲授+上机课题相关知识流化床反应器的相关知识实训目的和难点巩固并检验流化床反应器开、停车和事故处理的操作情况。实训用材料、设备仿真室教学内容、方法和过程附记【引入】1、回顾流化床反应器开、停车相关知识；2、回顾流化床反应器事故处理相关知识。【新课】一、思考题1、在开车及运行过程中，为什么一直要保持氮封？为使氢气、乙烯及丙烯等可燃气体不与空气中的氧气接触，氮封，使之与外界隔绝。2、冷态开车时，为什么要首先进行系统充压加热？防止系统中留存的氧气过量，在进可燃性燃料气后，加热中产生爆炸性混合物。3、什么叫流化床？与固定床相比有什么特点？当气体自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的料层，而气流速度达到或超过颗粒的临界流化速度时时，料层中颗粒呈上下翻腾，并有部分颗粒被气流夹带出料层的状态。教学内容、方法和过程附记流化床优点：结构简单，催化剂装卸容易，空速大；良好的传热效率，反应器内温度均一且易控制；存在返混，以提高反应物浓度和生产能力。缺点：反应器相对复杂，床料对反应器磨损较大，后面需要有旋风分离，造价较高。二、复习巩固与测试为了掌握学生学习的情况，以便今后有目的有计划的进行辅导特精心装备本单元单元测试，试题如下：工艺时间（min）分值冷态开车4020正常停车3020压缩机C-401停1020乙烯进料停1020D301供料停1020【小结】通过本课的学习使学生们加深对流化床反应器的相关知识的了解，巩固所学知识。并对本阶段学习水平进行测试，测试完毕，针对学生答题情况进行一对一讲解分析。【作业】根据个人答题情况，进行相关复习，弥补知识漏洞。实训课教案用纸学科化工仿真模块三固定床反应器第一节固定床反应器冷态开车仿真审批签字实训时间9月19日实训时数7授课班级生物制药1121中授课方法讲授+上机课题相关知识固定床反应器工艺流程及复杂控制回路说明。实训目的和难点固定床反应器冷态开车的基本步骤。实训用材料、设备仿真室教学内容、方法和过程附记【引入】本节介绍固定床反应器单元的工艺流程及冷态开车仿真操作。【新课】一、工艺流程简介本流程为利用催化加氢脱乙炔的工艺。乙炔是通过等温加氢反应器除掉的,反应器温度由壳侧中冷剂温度控制。主反应为：nC2H2＋2nH2（C2H6）n，该反应是放热反应。每克乙炔反应后放出热量约为34000千卡。温度超过66℃时有副反应为：2nC2H4（C4H8）n，该反应也是放热反应。冷却介质为液态丁烷，通过丁烷蒸发带走反应器中的热量，丁烷蒸汽通过冷却水冷凝。反应原料分两股,一股为约-15℃的以C2为主的烃原料,进料量由流量控制器FIC1425控制;另一股为H2与CH4的混合气,温度约10℃,进料教学内容、方法和过程附记量由流量控制器FIC1427控制。FIC1425与FIC1427为比值控制,两股原料按一定比例在管线中混合后经原料气/反应气换热器(EH-423)预热,再经原料预热器(EH-424)预热到38℃,进入固定床反应器(ER-424A/B)。预热温度由温度控制器TIC1466通过调节预热器EH-424加热蒸汽(S3)的流量来控制。ER-424A/B中的反应原料在2.523MPa、44℃下反应生成C2H6。当温度过高时会发生C2H4聚合生成C4H8的副反应。反应器中的热量由反应器壳侧循环的加压C4冷剂蒸发带走。C4蒸汽在水冷器EH-429中由冷却水冷凝,而C4冷剂的压力由压力控制器PIC-1426通过调节C4蒸汽冷凝回流量来控制,从而保持C4冷剂的温度。二、本单元复杂控制回路说明FFI1427：为一比值调节器。根据FIC1425（以C2为主的烃原料）的流量，按一定的比例，相适应的调整FIC1427（H2）的流量。比值调节：工业上为了保持两种或两种以上物料的比例为一定值的调节叫比值调节。对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而FIC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。三、冷态开车步骤1、开车操作规程装置的开工状态为反应器和闪蒸罐都处于已进行过氮气冲压置换后，保压在0.03MPa状态。可以直接进行实气冲压置换。1.1、EV-429闪蒸器充丁烷(1)确认EV-429压力为0.03MPa。(2)打开EV-429回流阀PV1426的前后阀VV1429、VV1430。(3)调节PV1426(PIC1426)阀开度为50%。(4)EH-429通冷却水，打开KXV1430，开度为50%。教学内容、方法和过程附记(5)打开EV-429的丁烷进料阀门KXV1420，开度50%。(6)当EV-429液位到达50%时，关进料阀KXV1420。1.2、ER-424A反应器充丁烷(1)确认事项①反应器0.03MPa保压。②EV-429液位到达50％。(2)充丁烷打开丁烷冷剂进ER-424A壳层的阀门KXV1423，有液体流过，充液结束；同时打开出ER-424A壳层的阀门KXV1425。1.3、ER-424A启动(1)启动前准备工作①ER-424A壳层有液体流过。②打开S3蒸汽进料控制TIC1466.③调节PIC-1426设定，压力控制设定在0.4MPa。(2)ER-424A充压、实气置换①打开FIC1425的前后阀VV1425、VV1426和KXV1412。②打开阀KXV1418。③微开ER-424A出料阀KXV1413，丁烷进料控制FIC1425(手动)，慢慢增加进料，提高反应器压力，充压至2.523MPa。④慢开ER-424A出料阀KXV1413至50%，充压至压力平衡。⑤乙炔原料进料控制FIC1425设自动，设定值56186.8KG/H。(3)ER-424A配氢，调整丁烷冷剂压力①稳定反应器入口温度在38.0℃，使ER-424A升温。②当反应器温度接近38.0℃(超过35.0℃)，准备配氢。打开FV1427的前后阀VV1427、VV1428。③氢气进料控制FIC1427设自动,流量设定80KG/H。④观察反应器温度变化，当氢气量稳定后,FIC1427设手动。教学内容、方法和过程附记⑤缓慢增加氢气量，注意观察反应器温度变化。⑥氢气流量控制阀开度每次增加不超过5％。⑦氢气量最终加至200KG/H左右，此时H2/C2=2.0，FIC1427投串级。⑧控制反应器温度44.0℃左右。【纠错】【小结】1、固定床反应器单元工艺流程简介；2、固定床反应器单元复杂控制方案说明；3、固定床反应器冷态开车仿真操作。【作业】熟悉本单元工艺流程【教学反思】实训课教案用纸学科化工仿真模块三固定床反应器第二节固定床反应器正常停车仿真审批签字实训时间9月20日上午实训时数4授课班级生物制药1121中授课方法讲授+上机课题相关知识正常停车及紧急停车。实训目的和难点掌握固定床反应器单元正常停车仿真操作。实训用材料、设备仿真室教学内容、方法和过程附记【引入】本节介绍固定床反应器单元正常停车仿真操作。【新课】一、正常停车(1)关闭氢气进料，关VV1427、VV1428，FIC1427设手动，设定值为0%。(2)关闭加热器EH-424蒸汽进料,TIC1466设手动,开度0%。(3)闪蒸器冷凝回流控制PIC1426设手动，开度100%。(4)逐渐减少乙炔进料，开大EH-429冷却水进料。(5)逐渐降低反应器温度、压力，至常温、常压。(6)逐渐降低闪蒸器温度、压力，至常温、常压。二、紧急停车(1)与停车操作规程相同。教学内容、方法和过程附记(2)也可按急停车按钮（在现场操作图上）。三、联锁说明该单元有一联锁。1、联锁源(1)现场手动紧急停车(紧急停车按钮)。(2)反应器温度高报(TI1467A/B66℃)。2、联锁动作(1)关闭氢气进料，FIC1427设手动。(2)关闭加热器EH-424蒸汽进料，TIC1466设手动。(3)闪蒸器冷凝回流控制PIC1426设手动，开度100％。(4)自动打开电磁阀XV1426。该联锁有一复位按钮。注:在复位前，应首先确定反应器温度已降回正常，同时处于手动状态的各控制点的设定应设成最低值。【小结】1、正常停车与紧急停车；2、固定床反应器单元正常停车仿真操作。【作业】完成实训报告【教学反思】实训课教案用纸学科化工仿真模块三固定床反应器第三节固定床反应器事故处理仿真审批签字实训时间9月20日下午实训时数3授课班级生物制药1121中授课方法讲授+上机课题相关知识固定床反应器事故判断与处理。实训目的和难点固定床反应器事故判断与处理。实训用材料、设备仿真室教学内容、方法和过程附记【引入】本节介绍固定床反应器的事故判断与处理方法。【新课】一、正常操作规程1、正常工况下工艺参数(1)正常运行时，反应器温度TI1467A：44.0℃，压力PI1424A控制在2.523MPa。(2)FIC1425设自动，设定值56186.8KG/H，FIC1427设串级。(3)PIC1426压力控制在0.4MPa，EV-429温度TI1426控制在38.0℃。(4)TIC1466设自动，设定值38.0℃。(5)ER-424A出口氢气浓度低于50PPm，乙炔浓度低于200PPm。(6)EV429液位LI1426为50%。2、ER-424A与ER-424B间切换教学内容、方法和过程附记(1)关闭氢气进料。(2)ER-424A温度下降低于38.0℃后，打开C4冷剂进ER-424B的阀KXV1424、KXV1426，关闭C4冷剂进ER-424A的阀KXV1423、KXV1425。(3)开C2H2进ER-424B的阀KXV1415，微开KXV1416。关C2H2进ER-424A的阀KXV1412。3、ER-424B的操作ER-424B的操作与ER-424A操作相同。二、事故判断与处理1.氢气进料阀卡住原因：FIC1427卡在20%处。现象：氢气量无法自动调节。处理：降低EH-429冷却水的量。用旁路阀KXV1404手工调节氢气量。2、预热器EH-424阀卡住原因：TIC1466卡在70%处。现象：换热器出口温度超高。处理：增加EH-429冷却水的量。减少配氢量。3、闪蒸罐压力调节阀卡原因：PIC1426卡在20%处。现象：闪蒸罐压力，温度超高。处理：增加EH-429冷却水的量。用旁路阀KXV1434手工调节。4、反应器漏气原因：反应器漏气，KXV1414卡在50%处。教学内容、方法和过程附记现象：反应器压力迅速降低。处理：停工。5、EH-429冷却水停原因：EH-429冷却水供应停止。现象：闪蒸罐压力，温度超高。处理：停工。6、反应器超温原因：闪蒸罐通向反应器的管路有堵塞。现象：反应器温度超高，会引发乙烯聚合的副反应。处理：增加EH-429冷却水的量。【纠错】【小结】1、固定床反应器事故原因。2、固定床反应器事故判断与处理。【作业】完成实训报告【教学反思】实训课教案用纸学科化工仿真模块三固定床反应器仿真操作复习+考核审批签字实训时间9月21日实训时数7授课班级生物制药1121中授课方法讲授课题相关知识固定床反应器的相关知识。实训目的和难点巩固并检验固定床反应器开、停车和事故处理的操作情况。实训用材料、设备仿真室教学内容、方法和过程附记【引入】1、回顾固定床反应器开、停车相关知识；2、回顾固定床反应器事故处理相关知识。【新课】一、固定床反应器：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。二、特点结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。其中，以利用气态的反应物料通过由固体催化剂构成的床层面进行反应的气固相固定床催化剂反应器在化工生产中应用最为广泛。其特点主要体现在以下几个方面。三、优点1.化学反应速率较快、在完成同样的生产能力时所需的催化剂和反应器体积较小。教学内容、方法和过程附记2.可以严格控制停留时间，调节温度的分布。3.催化剂可连续使用。4.可在高温、高压条件下操