篇一：煤化工仿真实训实操系统
煤化工仿真实训/实操系统
煤化工行业在我国国民经济中的地位是非常重要的，其工艺设备逐渐大型化，自动控制水平也越来越高，因而对生产运行人员的操作能力与水平有了更高的要求。相反的是，由于生产运行必须保证安全、稳定、长周期、优化地运行，因而在生产实际过程中不方便依靠实际生产装臵来提高和培训运行人员的操作技能。
因此本项目从培养高职院校的实践能力及职业培训需求出发，本着实用性与前瞻性相结合、职业技能培训与鉴定相结合、实训装备的硬件与技能训练仿真软件相结合的思想，对现代煤化工工艺过程、动态操作、煤化工正在使用的自动化检测传感执行装臵及国内先进的DCS控制系统进行仿真模拟，以培养能够适应当前及未来煤化工企业所需要的各类技术人员，满足煤化工工业建设与生产的需要。
1、 设计原则
（1）系统性原则：煤制甲醇---二甲醚冷态模拟实训系统应在真实完整体现实际工业流程的基础上，强化重要工序、重要设备，并利用OTS仿真培训软件进行煤制甲醇-二甲醚的全流程模拟培训。
（2）真实性原则：煤制甲醇---二甲醚冷态模拟实训系统的设备和装臵应按照现场设备进行模拟仿真，同时对重点设备的内部结构、工作原理做深入的剖析，采用实物与软件模拟相结合的方式进行制作，便于学员对设备实操和原理的掌握。同时，OTS仿真培训软件的动态模型应能真实再现实际工业流程状态和数据，实现实时准确的模拟工艺现场，故障模拟真实化。
（3）实操性原则：煤制甲醇---二甲醚冷态模拟实训系统的配套设备具有高度的实际操作能力，体现工厂情景化，尽量贴近工厂实际，突出重点。学员可对设备进行实际操作，满足学生实践实习要求。
（4）全面性原则：既能使学员了解和掌握正常工况下各类设备的操作和维护，能进行装臵开车准备、开车、正常操作、停车、设备维护等方面的技能操作训练、工艺指标控制操作技能训练；又能通过安全手段设臵各类故障，使学员能够处理各类紧急状况，动手进行生产过程操作、分析、排除工业生产过程故障。
（5）安全性原则：煤制甲醇---二甲醚冷态模拟实训系统内设备高度重视操作的安全性，保证学员在操作设备时的安全性。
2、 系统结构
煤制甲醇---二甲醚冷态模拟实训系统主要包含：煤制甲醇---二甲醚流程工艺实训实操系统、OTS仿真培训软件系统和DCS控制系统三大部分。
2.1装置体系结构的要求：
a.系统体系：
煤化工---60万吨新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训系统分为：煤化工---新型煤气化制甲醇流程工艺实训实操系统；煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统两大部分。
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统：
1）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统工艺对象；
2）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统工艺对象检测传感、执行装臵；
3）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统工艺对象现场电器仪表控制柜；
4）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统工艺对象及DCS控制室（12工位嵌入式计算机控制盘台）；
5）、煤化工---60万吨新型煤气化制甲醇--二甲醚企业平面布臵模型；
6）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统动态模拟仿真展板 煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统：
（1）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统（多用户服务器安装版离线仿真）
（2）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件模型机系统
（3）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统（单机版在线操作仿真）
（4）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚装臵设备结构仿真软件（三维及两维动画仿真） b.工程体系：
1）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统工艺对象框架安装系统的施工；
2）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统电器工程及布线施工；
3）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统安装及调试；
4）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统DCS控制室工程施工、安装及调试；
c.培训体系
1）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统工艺对象培训；
2）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统培训
2.2、系统单元组成：
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统主框架系统
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统工艺对象
（1）、煤化工多元气化灰水系统
（2）、煤化工多元耐硫变换系统
（3）、煤化工多元低温甲醇洗系统
（4）、煤化工多元甲醇合成及多元精馏系统
（5）、煤化工DCS控制多功能双釜反应及双塔串联实训/实操系统
（6）、煤化工多元主塔器系统
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统标准件及管/板材系统
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统检测执行系统
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统动力系统
煤化工---新型煤气化制甲--二甲醚醇流程工艺实训实操系统动态模拟仿真展板
（1）、煤化工多元料浆原料输送系统动态模拟展板
（2）、煤化工多元料浆制备系统动态模拟展板
（3）、煤化工多元真空闪蒸系统动态模拟展板
（4）、煤化工多元黑水处理系统动态模拟展板
（5）、煤化工硫回收处理系统动态模拟展板
60万吨煤化工工厂全局布臵动态模型
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统DCS中控室系统
（1）DCS中控室系统现场控制站系统
（2）DCS中控室系12工位嵌入式计算机控制盘台
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统就地电气仪表控制柜系统
（1）煤化工多元气化灰水系统电气仪表控制柜
（2）煤化工多元耐硫变换系统电气仪表控制柜
（3）煤化工多元低温甲醇洗系统电气仪表控制柜
（4）煤化工多元甲醇合成及精馏系统电气仪表控制柜
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统动态模拟仿真展板电器控制柜
（1）、煤化工多元料浆原料输送系统动态模拟展板电器控制柜
（2）、煤化工多元料浆制备系统动态模拟展板电器控制柜
（3）、煤化工多元真空闪蒸系统动态模拟展板电器控制柜
（4）、煤化工多元黑水处理系统动态模拟展板电器控制柜
（5）、煤化工硫回收处理系统动态模拟展板电器控制柜
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚流程工艺实训实操系统电气仪表安装施工材料
（1）电气仪表安装施工材料—线缆
（2）电气仪表安装施工材料---桥架、穿线管及接头
煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统
（1）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统（多用户服务器安装版离线仿真）
（2）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件模型机系统
（3）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统（单机版在线操作仿真）
（4）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚装臵设备结构仿真软件（三维及两维动画仿真） 煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统（多用户服务器安装版离线仿真）
（2）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件模型机系统
（3）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚仿真培训软件系统（单机版在线操作仿真）
（4）、煤化工---新型煤气化制甲醇--二甲醚装臵设备结构仿真软件（三维及两维动画仿真）
3、 系统功能
本项目所提出的煤制甲醇---二甲醚冷态模拟培训系统既具备离线仿真培训功能也具备在线仿真培训功能。学员可以脱离工艺流程实训实操系统进行离线仿真培训，也可基于工艺流程实训实操系统进行在线仿真实训。
当学员进行离线仿真培训时，系统数据仅在学员站和OTS仿真培训系统间传递。OTS仿真服务器基于OPC通讯协议接收学员站操作指令并进行动态模型计算，同时将运算结果传递给学员站的监控画面加以显示。
当学员进行在线仿真培训时，系统数据在学员站、OTS仿真培训系统、DCS控制系统、工艺流程实训实操系统间传递。
来自学员站的控制指令，通过DCS工程师站由DCS系统网传递给DCS控制站并转换成标准电信号引导相应执行机构动作；同时执行机构的反馈信号通过DCS控制系统传递给OTS仿真培训系统以便进行动态模型运算。
来自就地电气仪表控制柜的控制操作，经转换成标准电信号后引导相应执行机构动作；同时执行机构的反馈信号通过DCS控制系统传递给OTS仿真培训系统以便进行动态模型运算。
来自就地手动的控制操作，经执行机构的反馈信号通过DCS控制系统传递给OTS仿真培训系统以便进行动态模型运算。
OTS仿真培训系统的运算结果，一方面通过OPC协议在学员站加以显示，另一方面又通过DCS控制系统转变成标准电信号在就地数字或模拟仪表中加以显示。
3.1煤制甲醇---二甲醚工艺流程实训实操系统
煤制甲醇---二甲醚工艺流程实训实操系统包括煤制甲醇---二甲醚工艺流程实训对象；煤制
篇二：煤制甲醇实训报告
2014年国家高职院校骨干教师化工类顶岗实训报告 （煤制甲醇装置） 班 级：杨 子 班 姓 名：连 锦 花 班主任： 钟飞
实训日期：2014.8.11—2014.8.23
实训内容
1、甲醇介绍
2、煤制甲醇生产工艺、装置介绍及现场参观
3、气化工段仿真模拟训练
4、变换工段仿真模拟训练
5、合成工段仿真模拟训练
6、精馏工段仿真模拟训练
实训方案
一、性质和任务
（一）实训的性质
煤制甲醇工艺仿真实训操作是为了加强培训教师实践性教学环节，培养教师理论联系实际，提高分析问题、解决问题的能力及实践技能。在学习基础知识、专业基础理论课的基础上，进行为期一周的实训。
通过实训，使教师直接参与生产第一线的实践活动，将所学的理论知识和生产实践相结合，进一步巩固和丰富专业基础知识和专业知识；通过参与生产第一线的实践活动，进一步了解生产组织管理的有关知识，为毕业后从事教育工作打下良好的基础；同时通过实训，为教师提供了一次社会实践的机会，为将来走上工作岗位积累一定的社会实践经验。
二、实训目标
（一）知识目标
1.甲醇生产原料、产品的性能以及用途；
2.掌握煤制甲醇的工艺生产原理、工艺条件、工艺流程；
3.熟悉有关装置的化工操作规范和装置的安全运行规则；
4.了解主要设备的结构、管道、阀门的类型、作用、性能等情况；
5.了解各种操作参数的测量、控制方法以及相应仪表、仪器的类型、性能和使用方法；
三、实训内容
A、甲醇介绍
甲醇，分子式 CH3OH，又名木醇或木精，英文名： Methanol; Methyl alcohol;Carbinol;Wood alcohol; Wood spirit; Methyl hydroxide; 理化性质：无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。分子量32.04。相对密度0.792(20/4℃)。熔点-97.8℃。沸点64.5℃。闪点 12.22℃。自燃点463.89℃。蒸气密度 1.11。蒸气压 13.33KPa(100mmHg 21.2℃)。蒸气与空气混合物爆炸下限 6～36.5 % 。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。遇热、明火或氧化剂易着火。用途：基本有机原料之一。主要广泛应用于精细化工，塑料，医
药，林产品加工等领域的基本有机化工原料，可开发出100多种高附加值化工产品，尤其深加工后作为一种新型清洁燃料和加入汽油掺烧，其发展前景越来越广阔。
主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料， 经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压 法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大， 加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。它能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。燃烧反应式为：CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O
还能与水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶。
它是重要有机化工原料和优质燃料。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。 甲醇亦可代替汽油作燃料使用。
B、煤制甲醇工艺介绍
一、气化
1、煤浆制备
由煤运系统送来的原料煤干基（<25mm）或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的PH值，加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。
为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。
煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42％的浓度。
为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水
2、气化
在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。
煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应：
CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S
CO+H2O—→H2+CO2
反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。
气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。
离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。
气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。
气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水（称为黑水）送往灰水处理。
3、灰水处理
本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。
从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。
闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液分离器分离掉冷
篇三：年产60万吨煤制甲醇定稿稿
题 目：年产
毕 业设计 60万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号： 姓名： 系别： 地质测量系专业： 应用化工技术 指导教师：
2012.6.8
题 目：年产60万吨煤制甲醇生产工艺初步设计
摘 要
甲醇是一种极重要的有机化工原料，是碳一化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此60万t/a的甲醇项目。设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用煤炭为原料；利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。 关键词：甲醇、合成、精馏
目 录
1．总论................................................................. 4
1.1概述 .............................................................. 4
2．工艺流程设计......................................................... 5
2.1煤气化技术路线的选择 .............................................. 5
2.2 净化工艺方案的选择 ................................................ 7
2.3 合成甲醇工艺的选择 ................................................ 8
2.4粗甲醇的精馏 ..................................................... 11
3．工艺流程............................................................ 143.1 GSP气化工艺流程 .................................................. 143.2 净化装置工艺流程 ................................................ 153.3
3.4甲醇合成工艺流程 ................................................. 19 甲醇精馏工艺流程 ................................................. 203.5 氨吸收制冷流程 ................................................... 22
4．工艺计算............................................................ 234.1物料衡算 ......................................................... 23
精馏工段 ..................................................... 23
合成工段 ..................................................... 24
变换净化工段 ................................................. 30
气化工段 ..................................................... 334.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4
4.2能量衡算 ......................................................... 33
甲醇合成塔的设计 ................................................. 38
水冷器的工艺设计 ................................................. 40
循环压缩机的选型 ................................................. 43
气化炉的选型 ..................................................... 43
厂房的整体布置设计 ............................................... 45
合成车间设备布置的设计 ........................................... 45
甲醇生产对环境的污染和处理方法 ................................... 46 5． 主要设备的计算和选型 ............................................... 385.1 5.2 5.3 5.4 6．合成车间设计 ...................................................... 456.1 6.27．三废处理............................................................ 467.1
致 谢 .................................................................. 48
参考文献............................................................... 48
1．总论
1.1概述
1.1.1甲醇性质
甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CH3OH。是一种无色、透明、易
燃、有毒、易挥发的液体，略带酒精味；分子量32.04，相对密度0.7914(d420)，蒸气
相对密度1.11(空气=1)，熔点-97.8℃，沸点64.7℃，闪点（开杯）16℃，自燃点473℃，折射率(20℃)1.3287，表面张力（25℃）45.05mN/m，蒸气压（20℃）12.265kPa，粘度（20℃）0.5945mPa?s。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限6.0％～36.5﹪（体积比）。化学性质较活泼，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。
1.1.2甲醇用途
甲醇是重要有机化工原料和优质燃料，广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域。甲醇主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲醇总产量的一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。甲醇也是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。作为一种良好的萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离。甲醇还是一种很有前景的清洁能源，甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分，利用率高、环保的众多优点，替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一；另外燃料级甲醇用于供热和发电，也可达到环保要求。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，富含维生素和蛋白质，具有营养价值高而成本低的优点，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。
1.1.4甲醇生产原料
合成甲醇的工业生产是以固体（如煤、焦炭）、液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其它可燃性气体）为原料，经造气、净化（脱硫）变换，除二氧化碳，配制成一定配比的合成气。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件可单产甲醇（分高、中、低压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇经预精镏脱除甲醚，再精镏而得成品甲醇。
2．工艺流程设计
图1 煤制甲醇的简单工艺流程
首先是采用GSP气化工艺将原料煤气化为合成气；然后通过变换和NHD脱硫脱碳工艺将合成气转化为满足甲醇合成条件的原料气；第三步就是甲醇的合成，将原料气加压到5.14Mpa，加温到225℃后输入列管式等温反应器，在XNC-98型催化剂的作用下合成甲醇，生成的粗甲醇送入精馏塔精馏，得到精甲醇。然后利用三塔精馏工艺将粗甲醇精制得到精甲醇。
2.1煤气化技术路线的选择
煤气化技术按气化反应器的形式，气化工艺可分为移动床（固定床）、流化床、气流床三种。
2.1.1移动床气化
采用一定粒度范围的碎煤（5mm～50mm）为原料，与气化剂逆流接触，炉内温度分布曲线出现最高点，反应残渣从炉底排出，生成气中含有可观量的挥发气。典型的气化炉为鲁奇（Lurgi）炉。
移动床气化，是目前世界上用于生产合成气的主要方法之一。在大型煤制甲醇的装置中，固定床的优点是投资低，可是它有很多不足：（1）对原料煤的黏结性有一定有一定要求：（2）气化强度低：（3）环境污染负荷大，治理较麻烦。
2.1.1流化床气化
采用一定粒度分布的细粒煤（＜10mm）为原料，吹入炉内的气化剂使煤粒呈连续随机运动的流化状态，床层中的混合和传热都很快。所以气体组成和温度均匀，解决了固定床气化需用煤的限制。生成的煤气基本不含焦油，但飞灰量很大。发展较早且比较成熟的是常压温克（Winkler）炉。
它的缺点是：（1）在常压或接近于常压下生产，生产强度低、能耗高、碳转化率只有88%～90%。（2）对煤的气化活性要求高，仅适合于气化褐煤和高活性的烟煤。（3）缺少大型使用经验；要在大型甲醇装置中推广，受一定限制。
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