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煤制甲醇脱硫工段自控设计
第一章 设计前言
1.1 设计背景
在化工生产中甲醇是一种十分重要的生产原料，也是一种被广泛应用的有机溶剂。随着甲醇及其附属产品的发展和对甲醇的需求量大幅度的提高，为此开展了煤制甲醇项目。
工业上生产甲醇的方法有很多种。氯乙烷水分因价格太贵，并没有应用在工业上。甲烷部分氧化法虽然工艺流程简单，在价格方面也相对便宜，但是生产技术复杂，再生产过程中难以控制，使原料利用率降低，也没有在工艺上得以应用。
工业上合成甲醇的原料有很多，其包括有天然气、石油、煤、焦炉气等。从能源消耗、资源背景角度看，一则石油稀少资源受限，二则价格昂贵以及天然气供应不足，然而煤炭销量大大远超于石油、天然气储量，受资源因素影响，目前我国多采用以煤炭来制甲醇。
煤制甲醇工艺复杂流程长，可分为煤浆制备、变换、脱硫脱碳、甲醇合成及精馏等多个工段，其中在煤化工中就有AS煤气净化工艺、低温甲醇洗、NHD脱硫及干湿法脱硫等十余种工艺。煤制甲醇脱硫工段采用NHD脱硫进行自控设计，工段主要将来自变换工段过来的煤气和交换气在换热器换热后进入脱硫塔进行脱硫，从脱硫塔出来的一部分到分离器在送往脱碳工段；另一部分在换热器换热后进行预精脱硫后返回上一工段的燃气热回收中。
1.2 NHD脱硫工艺的确定
1.2.1 NHD脱硫工艺原理
NHD脱硫是根据物理吸收的原理进行脱硫的。H2S、CO2等气体在NHD溶剂中溶解度较高。其溶解度是随着压力的增大和温度的降低而提高，因此合适在高压、低温的环境下进行对H2S、CO2等气体的吸收。当温度升高、压力降低时，溶解度会相应的降低，其溶解的气体就会被释放出来，进行再次吸收，完成二次再生。
1.2.2 NHD脱硫工艺特点
NHD溶剂能把混合气体中的H2S、CO2等硫性气体进行吸收并且对其气体具有较强的吸收能力；NHD溶剂的化学稳定性和热稳定性都非常的高；并且溶剂腐蚀性不大；挥发损失低；在工艺流程中若使用该溶剂，则不需要添加任何的活化剂，使工艺流程缩短。
NHD脱硫净化工艺是脱硫效果极好的一种物理吸收方法。其节能效果也是极好的，不会导致其他的环境污染，响应国家优质生产绿色生产的号召；且在国内已有成功的案例，可以为本工艺设计提供一定的生产管理经验和数据。故本设计选用了NHD脱硫净化工艺。
目录
第一章 设计前言 1
1.1 设计背景 1
1.2 NHD脱硫工艺的确定 1
1.2.1 NHD脱硫工艺原理 1
1.2.2 NHD脱硫工艺特点 1
第二章 煤制甲醇脱硫工段工艺流程 2
2.1 煤制甲醇脱硫工段工艺流程简介 2
2.2 煤制甲醇脱硫工段工艺设备说明 3
2.2.1 换热器 3
2.2.2 脱硫塔 3
2.2.3 分离器 3
2.3 煤制甲醇脱硫工段辅助原料说明 4
2.3.1 NHD溶剂 4
2.3.2 冷却水 4
第三章 控制回路的确定 4
3.1 换热器出口温度控制回路 4
3.2 交换气脱硫塔出口成分-温度控制回路 6
第四章 仪表选型 8
4.1 温度仪表选型 8
4.2 压力仪表选型 8
4.3 流量仪表选型 8
4.4 成分仪表选型 9
4.5 调节阀选型 9
第五章 供电系统设计 10
5.1 仪表供电系统设计 10
第六章 DCS选型及组态 11
6.1 DCS系统选型 11
6.2 本工段DCS组态 11
6.2.1 I/O表清单 11
6.2.2 仿真运行结果 12
总 结 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
附 录 19
总 结
甲醇是化工生产中一种十分重要的生产原料，而煤作为生产甲醇的常见原料，在此本课题对煤制甲醇脱硫工段进行设计。其工艺流程主要是将来自变化工段的煤气及变换气在换热器换热后进入脱硫塔脱硫后分两部分分别入分离器后进入脱碳工段和取预精脱硫后返回上一工段的进行燃气热回收。本工段的主要设备有换热器、脱硫塔和分离器以及辅助液NHD溶剂和冷却水。根据工艺要求，对生产中的介质温度、流量、压力以及成分进行监控和控制。本设计中一共有8个监测点，其中有2个控制回路，一个是换热器变化气出口温度简单控制回路(TRC-105)，其控制规律为PID;另一个是变换气脱硫塔脱硫气出口温度-成分串级控制回路（TRC-107-ARC-108）,其控制规律为PID。本设计中选用了热电阻、压力变送器、差压式流量计和红外线气体分析仪来检测工艺中的介质温度、压力、流量以及成分，和薄膜式气动阀作为控制器，其中控制系统选用了浙大中控的JX-300xp系统。
在煤制甲醇脱硫工段自控设计中，巩固了我的专业知识，更让我意识到实践的重要性，要继续努力和学习。
参 考 文 献
1.周哲民, 任丽静主编. 过程自动化工程设计[M]. 北京:化工工业出版社, 2010.
2.匡芬芳, 王勇主编. 控制系统应用技术[M]. 株洲:湖南化工职院技术学院, 2011.
3.王克华主编. 过程检测仪表[M]. 北京 :电子工业出版社, 2014.
4.任丽静, 周哲民主编. 集散控制系统组态调试与维护[M]. 北京 :化学工业出版社, 2010.