化工DCS操作与控制樊陈莉课后参考答案

项目一：化工设备单元1：储存容器1.教材部分知识导入化工储存容器的作用主要是用于原料、产物及其他物料的储存、贮存及计量等。常见的储存容器有圆柱形(卧式、立式)、球形等。知识巩固1AB2开孔：人孔、手孔、视镜孔等。接管：物料进口管、出口管等。安全装置：压力表、液面计、安全阀、测温仪表等。3化工储存容器的封头形式：球形、半球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平板形等几种，其中以椭圆形封头应用最多。化工卧式容器的支座形式有：支承式、鞍式和圈式支座三种。化工立式容器的支座形式有：腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种。41-法兰；2-支座；7-人孔；9-筒体；10-压力表；11-安全阀；12-液面计知识提升立式储罐、球形储罐的结构组成与卧式储罐基本类似，主要有筒体(壳体)、封头、法兰、人孔、支座、及安装附件等。2.作业单1-法兰；2-支座；3-封头拼接焊缝；4-封头；5-环焊缝；6-补强圈；7-人孔；8-纵焊缝；9-筒体；10-压力表；11-安全阀；12-液面计单元2：搅拌釜式反应器1.教材部分知识导入搅拌釜式反应器的主要组成部分有，电机、减速器、搅拌器、釜体、夹套、人孔或手孔、进出口管等。知识巩固1ABCDEFG2电机、减速器、搅拌轴3桨式、推进式、涡轮式、框式、锚式、螺带式、螺杆式、布鲁码金式等4电机；2-减速器；4-人孔；6-进料口；8-釜体；·10-搅拌轴；11-夹套；12-载热介质出口；15-轴向流搅拌器；16-径向流搅拌器；19-出料口；21-气体进口；夹套知识提升管式反应器的结构主要包括直管、弯管、密封环、法兰及紧固件、温差补偿器、传热夹套、机架等部分。直管：设备主反应部分，提供反应场所。弯管：起到连接直管的作用，同时能起到让管路改变方向，以减少占地面积的作用。密封环：起到密封作用，防止物料泄露。法兰及紧固件：用以与其他设备或接管相连。温差补偿器：补偿直管由于热胀冷缩产生的温差应力，保障安全运行。传热夹套：用以提供或移出反应热量。机架：支撑管子2.作业单1-电动机；2-减速器；3-机架；4-人孔；5-密封装置；6-进料口；7-上封头；8-筒体；9-联轴器；10-搅拌轴；11-夹套；12-载热介质出口；13-档板；14-螺旋导流板；15-轴向流搅拌器；16-径向流搅拌器；17-气体分布器；18-下封头；19-出料口；20-载热介质进口；21-气体进口单元3：流化床和固定床反应器1.教材部分知识导入流化床反应器的主要组成部分如下：壳体、扩大段、旋风分离器，换热装置，气体分布器、内部构件等。知识巩固1ABCDE2旋风分离器3旋风分离器是一种靠离心力作用把固体颗粒和气体分开的装置。含有催化剂颗粒的气体由进气管沿切线方向进入旋风分离器内，在旋风分离器内作回旋运动而产生离心力，催化剂颗粒在离心力的作用下被抛向器壁，与器壁相撞后，借重力沉降到锥底，而气体则由上部排气管排出。4B5流化床中气体分布装置的两个作用，分别是使气体均匀分布，以形成良好的初始流化条件，同时支撑固体催化剂颗粒。知识提升煤锁是用于向气化炉内间歇加煤的压力容器，其上下为圆锥形封头，中间为圆筒形。煤锁加煤操作时的各阀门的动作靠液压装置来驱动。它是通过泄压，充压循环将存在常压煤仓的原料煤加入高压的气化炉内，以保证气化炉的连续生产。气化炉炉体：加压气化炉的炉体不论何种炉型均是一个双层筒体结构的反应器。其外筒体承高压，一般设计压力3·6MPa,温度260℃，内筒体承受低压，及气化炉与煤气通过炉内料层的阻力，一般设计压力为0·25MPa(外压)，温度310℃.内外筒体的间距一般为40-100㎜其中充满锅炉水，以吸收气化反应传给内筒的热量产生蒸汽，经汽液分离后并入气化剂中。这种内外筒结构的目得在于尽管炉内各层温度高低不一，但内筒体由于有锅炉水的冷却，基本保持在锅炉水在该操作压力下的蒸发温度，不会因过热而损坏。由于内外筒受热后的膨胀量不尽相同，一般在内筒设有补偿装置。炉蓖：如图炉篦设在气化炉的底部，它的主要作用：是支承炉内燃料层，均匀地将气化剂分布到气化炉横截面上，维持炉内各层的移动，将气化后的灰渣破碎并排出，所以炉篦是保证气化炉正常连续生产的重要装置。灰锁：用来将炉箅刮下的炉灰间歇排出炉外的锁灰容器，其上部为凸形封头，下部为锥形封头。灰锁各阀操作同样是靠液压装置来驱动。灰锁由于是储存气化后的温灰渣，工作环境较为恶劣，所以一般灰锁设计温度为470℃，并且为了减少灰渣对灰锁内壁的磨损和腐蚀，一般在灰锁筒体内部都衬有一层钢板，以保护灰锁内壁，延长使用寿命。灰锁膨胀冷却器：灰锁膨胀冷却器是第三代鲁奇炉所专用的附属设备。它的作用是在灰锁泄压时将含有灰尘的灰锁蒸汽大部分冷凝，洗涤下来。一方面使泄压气量大幅度减少，另一方面保护了泄压阀门不被含有灰尘的灰锁蒸汽冲刷磨损，从而延长阀门的使用寿命，提高气化炉的运转率。喷淋洗涤冷却器(简称喷冷器)：其与气化炉粗煤气出口管垂直相连，其作用是对气化炉出来的高温粗煤气进行洗涤冷却，使粗煤气温度由400～500℃降至204℃，并且除去焦油和煤尘。2.作业单1流化床反应器有如下特点：优点：(1)采用细粒催化剂，传质效率高；(2)传热效率高，床层温度均匀；(3)催化剂容易方便地往来输送。缺点：(1)返混较严重，不适宜于高转化率过程；(2)催化剂和反应器均有磨损。固定床反应器有如下的特点：优点：(1)流体的流动皆可看成是理想置换流动，因此化学反应速率较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。(2)气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。(3)催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。(4)适宜于在高温高压条件下操作。缺点：(1)导热性差，温度分布复杂。(2)不能使用细粒催化剂，催化剂的活性内表面得不到充分利用。(3)催化剂的再生、更换均不方便。21-壳体；2-扩大段；3-旋风分离器；4-换热管；5-气体分布器；6-内部构件单元4：填料塔和板式塔反应器1.教材部分知识导入填料的作用：是填料塔气液接触的元件，提供气液接触表面或反应场所。填料的分类：按照填料的装填方式不同，可以分为散装填料(又称为乱堆填料)和整砌填料(又称为规整填料)。填料的性能评价标准：效率、通量、压降。知识巩固1(1)ABCDEF；(2)ABCDE2常用的填料支承装置有栅板、格栅板、波形板等。3ACEF4a、泡罩塔优点是操作稳定性好、易于控制，负荷有变化时仍有较好的弹性，介质适用范围广；缺点是生产能力低，流体流经塔盘时阻力和压降大，结构较复杂，造价较高，制造加工难度大。b、浮阀塔生产能力大，操作弹性好，液面落差小，塔板效率高(优于泡罩塔15%左右)，液体压降和流体阻力小，且结果简单，造价较低，综合性能较好。c、筛板塔与泡罩塔相比，生产能力提高20%-40%，塔板效率高10%-15%，压力降小30%~50%，且结构简单，造价较低，制造、加工、维修方便。筛板塔的缺点是操作弹性不如泡罩塔，当负荷有变动时，操作稳定性差。当介质黏性较大或含杂质较多时，筛孔易堵塞。知识提升鼓泡塔主要分为塔体、气体分布装置、气液分离装置、换热装置等。工作原理是通过气体鼓泡的方式进入液相中，两项在气泡表面进行传质和反应。2.作业单1填料塔反应器结构示意图2板式塔反应器结构示意图1-裙座；2-裙座人孔；3-塔底液体出口；4-裙座排气孔；5-塔体；6-人孔7-蒸气入口；8-塔盘；9-回流入口；10-吊柱；11-塔顶蒸气出口；12-进料口单元5：换热容器1.教材部分知识导入外部换热设备类型：混合式、蓄热式、间壁式。其中间壁式换热器又可以分为管式和板面式两大类。管式换热器又可以分为套管式、蛇管式、螺旋管式和管壳式。板面式换热器又可以分为板式、板壳式、螺旋板式等。知识巩固1(1)ABC;(2)BD;(3)ABCD;2(1)C;(2)A;3间壁式换热器的特点是能将冷、热两种流体截然分开，适应两种流体不允许混合的要求，因此应用较为广泛。2.作业单11-隔板；2-管程进出口；3-壳程进出口；4-壳体；5-折流板；6-换热管；7-管箱；8-管板法兰；9-支座；10-管板2板式换热器结构示意图1-压紧螺杆；2，4-固定端板垫片；3-固定端板；5-螺母6-小垫圈；7-传热板片；8定位螺杆；9-中间垫片；10—动端板垫片；11-定位螺母；12-换向板片；13-活动端板单元6：分离设备1.教材部分知识导入气液分离设备，比如解吸塔，除沫器等；液固分离设备，比如板框过滤机、三足式离心过滤机、真空转鼓过滤机等；知识巩固1ABD2板框过滤式、离心过滤式3B4旋流器是一种利用流体压力产生旋转运动的装置。当料浆以一定的速度进入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回转运动。由于所受的离心力不同，料浆中的固体粗颗粒所受的离心力大，能够克服水力阻力向器壁运动，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下运动，细而小的颗粒及大部分水则因所受的离心力小，未及靠近器壁即随料浆做回转运动。在后续给料的推动下，料浆继续向下和回转运动，于是粗颗粒继续向周边浓集，而细小颗粒则停留在中心区域，颗粒粒径由中心向器壁越来越大，形成分层排列。随着料浆从旋流器的柱体部分流向锥体部分，流动断面越来越小，在外层料浆收缩压迫之下，含有大量细小颗粒的内层料浆不得不改表方向，转而向上运动，形成内旋流，自溢流管排出，成为溢流，而粗大颗粒则继续沿器壁螺旋向下运动，形成外旋流，最终由底流口排出，成为沉砂。5以两相分离来说，根据被分离相不同，可分为气固分离设备，比如旋风除尘器，布袋收尘器等；液固分离设备，比如板框过滤机、三足式离心过滤机、真空转鼓过滤机等；气液分离设备，比如解吸塔，除沫器等；知识提升例：油水气三相分离装置的基本工作原理:将油气水混合物高速进入预脱气室，靠旋流分离及重力作用脱出大量的气体，预脱气后的油水混合物进入分配器与水洗室，在含有破乳剂的活性水层内洗涤破乳，进行稳流，降低来液的雷诺系数，再经聚结整流后，流入沉降分离室进一步沉降分离，脱气后的油进入油室，并经流量计计量，控制后流出分离器，水相就是靠着压力平衡经导管进入水室,从而达到油气水三相分离的目的。油水固三相分离根据分离原理的不同，可以采用不同的设备，具体可自行查阅。2.作业单1根据被分离相不同，可分为气固分离设备，比如旋风除尘器，布袋收尘器等；液固分离设备，比如板框过滤机、三足式离心过滤机、真空转鼓过滤机等；气液分离设备，比如解吸塔，除沫器等；其中，液固分离设备可分为过滤类设备(板框过滤式、离心过滤式)、沉降类设备两大类(离心沉降式和重力沉降式)。2该设备名称为浓密机。任务7：泵1.教材部分知识导入化工泵参数是泵选型的重要依据。常见的化工泵有容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类，容积泵常见的有往复泵，柱塞泵，齿轮泵和螺杆泵等；动力式泵有离心泵、旋涡泵、混流泵、轴流泵等。其他类型泵有电磁泵、喷射泵等。知识巩固1ABB2进出口阀门，泵，泵，进出口阀门进口阀，泵，出口阀，出口阀，泵，进口阀3容积式泵工作原理：依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。动力式泵工作原理：依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能。4泵常见的不上量可能原因有：进出口阀门未开，管路堵塞；吸入管漏气或泵腔内有空气；叶轮口环磨损泄漏过大；泵轴断或对轮脱开，叶轮脱落；机封磨损严重；泵跳电等。知识提升查阅资料了解2.作业单11-进口接管；2-泵壳；3-叶轮；4-后盖；5-支架；6-静环压盖；7-机械密封；8-穿轴螺杆；9-电机轴；10-电机；11-穿轴螺母2稀硫酸泵运行时震动大的原因：叶轮转子不平衡；联轴器不同心或间隙太小；弹性联轴器弹性胶圈老化或磨损，刚性联轴器连接螺栓断裂或脱落；轴承或密封环磨损过多，形成转子偏心；泵抽空或泵内有气体，吸入压力过低，使液体汽化或近于汽化造成泵气蚀；轴向推力变大，引起串轴；轴弯曲；叶轮损坏、局部堵塞；出口管路不畅或附属管线振动；泵基础刚度不够或地脚螺栓松动。3离心泵叶轮损坏原因主要有：泵体内发生气蚀；叶轮腐蚀、流体冲刷磨损；入口管内进入硬物冲击；叶轮反转导致锁紧螺母脱落。任务8：风机1.教材部分知识导入查阅资料了解知识巩固1ABCD2通风机，鼓风机，压缩机，压力大小3容积式压缩机和动力式压缩机。容积式压缩机工作原理：依靠工作容积的周期性变化来实现流体的增压和输送；动力式压缩机工作原理：气体通过气压机中旋转的叶轮时获得压力能及动能，而后气体在导流器或扩压器内速度降低，动能又转变为压力能。4罗茨风机结构：同步齿轮、机体、底座、叶轮、轴承、联轴器、润滑、转子等组成。罗茨风机原理：通过一对转子的“啮合”（转子之间有间隙，又不相互接触）使进、出气口隔开；转子由一对同步齿轮传动，做反方向运动，将吸入的气体无内压缩的从吸气口推至排气口；气体到达排气口的瞬间，因排气侧高压气体的回流而被加压，从而完成气体输送。5往复式压缩机是容积式压缩机的一种，其主要部件包括气缸、曲柄连杆机构、活塞组件、填料（也就是压缩机的密封件）、气阀、机身与基础、管线及附属的设备等。往复式压缩机原理：当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭；当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。知识提升查阅资料了解2.作业单1主要部件：1-机壳；2-叶轮；3-轮毂；4-机油；5-吸气口；6-排气口；7-轴承座；8-机座；9-皮带轮（或联轴器）。2鼓风机跳车原因有：电机或轴承温度过高；轴向位移、振动过大；风机出口异常关闭；跳电；设备联锁跳车；风机壳体温度过高等。3压缩机周围是危险区域，尽可能少的在此区域活动；操作人员必须严格的按照操作规程进行操作；操作人员在没有经过系统的培训前，不要轻易启动压缩机；不得擅自更换设备的零部件；操作时，各系统必须处于良好状态，不允许有故障的情况下启机；操作者必须着工作服进行工作，以保证操作机器时无危险发生；启动设备前，检查动力系统的安全状态，并保证带电元件已放过电，保证设备的安全运行；在设备运行过程中禁止对设备进行任何操作，在停机后，只有受过专业培训的工作人员才可以对设备进行维修和维护等工作；禁止随意修改压缩机系统的设定参数；不能拆除安全保护装置和监控系统。项目二：化工仪表单元1：液位测量仪表1.教材部分知识导入通过液位计利用连通器原理，可以看到不透明容器内部溶液的高度或深度。知识巩固1(1)ABCDE、FGH；(2)DE、BC；(3)FH；(4)BCDEFGH2(1)F；(2)D；(3)B3a、投入式液位计是利用静压测量原理，即液体中某一点的静压力与该点到液面的距离成正比，根据计算公式P=ρgh来得出溶液的高度值。b、差压式液位计是通过测量高低压力差，由公式P0=P1-P2=ρgh(P0为差压值，P1为高压侧压力，P2为低压侧压力)，可以将压力差转换为液位高度。知识提升对浮筒液位计来说，浸在液体中的浮筒受到向下的重力，向上的浮力和弹簧弹力的复合作用，当这三个力达到平衡时，浮筒就静止在某一位置。当液位发生变化时，浮筒所受浮力相应改变，平衡状态被打破，从而引起弹力变化即弹簧的伸缩，以达到新的平衡。弹簧的伸缩使其与刚性连接的磁钢产生位移。这样，通过指示器内磁感应元件和传动装置使其指示出液位。限位开关的仪表即可实现液位信号的报警功能。2.作业单1雷达式液位计是基于时间行程原理的测量仪表，探头发出的电磁波在设备或容器内部空间以光速传播，当遇到被测介质表面时，部分电磁波反射回来被仪表内的接收器接收，根据反射波行程和时间，经仪表转换得出液位高度。雷达式液位计属于非接触式，一般用于高危、高毒性、高腐蚀性的介质，耐用性高、安全性好，介质属性对测量影响较小，适应性强。2图中液位计名称是磁翻板液位计，该液位计根据连通器原理、浮力原理和磁性耦合原理，当被测容器中液位升降时，浮子内的永久磁体通过磁耦合传递到面板的磁翻柱，使红白翻柱翻转180˚，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下降时翻柱由红色转为白色，面板上的红白交界处即为设备或容器内液位的实际高度，从而实现液位的就地显示。磁翻板液位计通常安装在设备或容器侧面，安全可靠、结构简单，可用于易燃易爆有毒介质的液位监测，成本低精度高易维修，但对介质清洁度及黏度有要求，需注意避免测量管内杂质堵塞导致阻碍浮子运行。若增加传感器也可变为远传式，将数据传送到中控室。单元2：流量测量仪表1.教材部分知识导入具体流量可以通过各类流量仪表来测量。知识巩固1(1)ABC；(2)D；(3)E；2(1)孔板、喷嘴和文丘里；(2)高粘度,有异物和低粘度；3(1)A；(2)C；(3)C；4流量计按介质分类可分为液体流量计和气体流量计，按照原理分类又分为差压式流量计、转子流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。差压式(也称节流式)流量计是基于流体流动的节流原理。充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流元件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差，经过换算可以得出流体流量。转子流量计是根据节流原理测量流体流量的，它是通过改变流体的流通面积来保持转子上下的差压恒定，故又称为变流通面积恒差压流量计，也称为浮子流量计。容积流量计又称定排量流量计，简称PD流量计，是利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量.电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。知识提升涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时，在流体的作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量，根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，即电脉冲信号，此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。2.作业单1热式流量计采用热扩散原理，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术。热式流量计有两个温度传感器被置于介质中时，其中一个传感器被加热到环境温度以上的的温度，另一个温度传感器用于感应介质温度。介质流速增加，介质带走的热量增多，两个温度传感器的温度差将随介质的流速变化而变化，根据温度差与介质流速的比例关系，可得出流体的流量Q。热式流量计绝大部分用于测量气体，只有少量热式流量计用于测量微小液体流量。2该流量计名称是孔板流量计，又称为差压式流量计，是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成，充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差，经过换算可以得出流体流量。尽管精度较差，但具有结构简单、维修方便、性能稳定、使用可靠、成本低优点，不需要维护即可长期稳定运行。结构简单，安装方便，工作可靠，成本低，尽管精度较差，但是它结构简单，制造方便，目前还是使用最普遍的一种流量计。孔板流量计广泛应用于气体、蒸汽和液体的流量测量，特别是高温高压场合。单元3：温度测量仪表1.教材部分知识导入生活中常用的温度计为水银温度计，快速测温还用到红外测温仪。知识巩固1(1)直接式、间接式；(2)热电极、绝缘管、保护套管、接线盒；2(1)热胀冷缩；(2)根据在封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化；(3)把温度信号转换成热电动势信号，再通过电气仪表转换成被测介质的温度；(4)随着温度的升高，导体或半导体的电阻会发生变化，温度和电阻间具有单一的函数关系，利用这一函数关系来测量温度3(1)铂铑10-铂热电偶，分度号S，特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，可在0～1300℃长期工作，短时可到1600℃。(2)铂铑30-铂铑6热电偶，分度号B，可在0～1600℃长期工作，短时可到1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用，也可在真空条件下短期使用。(3)镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶，分度号K,测量范围0～1300℃,分度曲线更接近线性，热电动势高。(4)铜-康铜热电偶，分度号T，可工作在-200～400℃,特点是精度高，稳定性好，低温时灵敏度高。(5)镍铬-铜镍热电偶，分度号为E，测量范围-200～900℃,特点是稳定性好，灵敏度高和价格低廉等。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用(6)铁-铜镍热电偶，分度号J，使用温度-40～750℃。在700℃以下线性好，灵敏度高。既可用于氧化性气氛(使用温度上限750℃)，也可用于还原性气氛(使用温度上限950℃)，并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工行业。(7)铂铑13-铂热电偶，分度号R，与S分度号相比除热电动势大15%左右，其它性能几乎完全相同，使用温度0～1300℃,短时可到1600℃。(8)镍铬硅-镍热电偶，分度号为N，在1300℃下高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐射及耐低温性能也好，可以部分代替S分度号热电偶知识提升众所周知，新冠病毒感染者一个很典型的症状即发热、干咳，因此体温检测成为本次疫情防控的主要工作，一时间各式各样的体温检测设备陆续上阵。据了解，目前用于测量人体温度的仪器仪表大致分为两种类型，分别是接触式的和非接触式的。接触式的测温仪器简单方便易操作，不过在用于公共场所人体检测时测温速度慢，需要人为干预，逐一进行单体测温，而且测量时需要和被测对象接触。在使用过程中，也可能出现由于消毒不彻底，排队造成人群聚集拥堵，容易出现交叉感染的情况。在人流密度大的场所，接触式测温设备明显不能满足应用需求。如何做到在人流密集的各类场所进行精准度高、安全性强的长时间连续体温筛查，减少接触式测温引起的交叉传染风险呢？为了应对公共场所、人流密集场所下的人员体温检测挑战，在疫情防控期间，很多安防厂商都推出了远程非接触式测温产品，通过AI视频监控和热成像等技术组合，助力火车站、机场、地铁站等高密度人流场所的人员测温及超温人员预警锁定。比如超高精度人体热成像测温系统，利用人体辐射能量和温度存在对应关系可以高精度检测出人体温度，而且测温速度快，通常检测时间小于1秒，检测率高，可同时对多个人进行体温检测，测温过程中不需要和被测对象接触，这样可以大大降低交叉感染的风险。2.作业单1热式流量计采用热扩散原理，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术。热式流量计有两个温度传感器被置于介质中时，其中一个传感器被加热到环境温度以上的的温度，另一个温度传感器用于感应介质温度。介质流速增加，介质带走的热量增多，两个温度传感器的温度差将随介质的流速变化而变化，根据温度差与介质流速的比例关系，可得出流体的流量Q。热式流量计绝大部分用于测量气体，只有少量热式流量计用于测量微小液体流量。2该流量计名称是孔板流量计，又称为差压式流量计，是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成，充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差，经过换算可以得出流体流量。尽管精度较差，但具有结构简单、维修方便、性能稳定、使用可靠、成本低优点，不需要维护即可长期稳定运行。结构简单，安装方便，工作可靠，成本低，尽管精度较差，但是它结构简单，制造方便，目前还是使用最普遍的一种流量计。孔板流量计广泛应用于气体、蒸汽和液体的流量测量，特别是高温高压场合。单元4：压力测量仪表1.教材部分知识导入可以装设压力测量仪表来实现。知识巩固1(1)ABC；(2)C；(3)B2╳3A4弹性式压力计是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成元件的位移来测量压力。5压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式和电测式等。液柱式包括U形管压力计、单管压力计、斜管压力计。弹性式有弹簧管压力计、波纹管压力计、膜片式压力计和膜盒式压力计。电测式根据转换元件的不同，可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、霍尔片等。知识提升2.作业单1观测点类别原理分类特点弹性式压力表根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成元件的位移来测量压力。弹簧管压力表、波纹管压力表、膜片(膜盒)式压力表。这类压力表结构简单，牢固耐用，价格便宜，工作可靠，测量范围宽，适用于高压、中压、低压等多种生产场合，是工业生产中应用最广泛的一类压力测量仪表。不过弹性式压力表的测量精度不高，且多数采用机械指针输出，主要用于生产现场的就地指示。当需要信号远传时，必须配上附加装置。电测式压力表利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等，将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。根据转换元件的不同，可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、霍尔片等形式。这类压力表的最大特点就是输出信号易于远传，可以方便地与各种显示、记录和调节仪表配套使用，从而为压力集中监测和控制创造条件。在生产过程自动化系统中被大量采用。2U型(管)式压力表弹性式压力表电测式压力表

项目三：DCS操作界面认知任务1：工艺流程图初始1.教材部分知识导入精馏操作的原理就是利用液体混合物在一定的压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离。其中沸点低的组分挥发度大，称之为易挥发组分(或轻组分)；沸点高的组分挥发度小，称为难挥发组分(或重组分)。将混合物加热只令其部分汽化，存在着气液两相，则轻组分在气相中的浓度高于在液相中的浓度，而重组分在液相中的浓度高于在气相中的浓度。同理，混合物的蒸汽部分冷凝，则冷凝液中难挥发的浓度比气相中高，易挥发组分在气相中的浓度比在冷凝液中浓度高。多次进行部分汽化或部分冷凝以后，最终会在气相中得到较纯的轻组分，液相中得到较纯净难挥发组分。知识巩固1方案流程图提供的信息：原料转变为成品或半成品的工艺流程、采用的化工过程及设备。物料流程图(PFD)提供的信息：工艺流程、主要设备特性参数、压力温度等操作参数、物料热量衡算结果。工艺管道及仪表流程图(PID)提供的信息：工艺流程、全部设备和管道、阀门、管件、仪表的规格参数全部的操作参数及控制系统。2PID图是生产操作、检修、设备安装、操作方案和操作规程编制等各环节的重要依据。3图3-1-3为PFD图；图3-1-4为PID图45答：C4+烃类混合物进入精馏塔T405，进行脱丁烷精馏操作。塔底C5+重组分一部分抽出外送，一部分经再沸器(一开一备)中低压蒸汽加热后回塔釜。塔顶气相经过冷凝器后进入回流罐中，经过泵(一开一备)将物料从回流罐底部抽出，一部分做回流，一部分作为抽出物料外送。2.作业单1(1)流程示意图、流程简图(2)PID、图形符号、文字代号、工艺装置结构、功能(3)工艺流程、设备、自控仪表2(1)C(2)C(3)D(4)A(5)B(6)C3PID图是用规定的类别图形符号和文字代号表示装置工艺过程的全部设备、机械和驱动机，包括备用设备；详细表示所需的全部管道、阀门、主要管件、公用工程站和隔热；表示全部检测、指示、控制功能仪表，包括一次性仪表和传感器。并对所有包含的内容进行编号和标注。通过PID图可以知道：(1)设备的数量、名称和位号。(2)主要物料的工艺流程。(3)其他物料的工艺流程。(4)通过对阀门及控制点分析，了解生产过程的控制情况。因此，它不仅是设计、施工的依据，而且也是企业管理、试运行、操作、维修和开停车等各方面所需同的完整技术资料的一部分。任务2：PID图组成1.教材部分知识导入法兰异径管三通8字盲板闸阀截止阀旋塞阀安全阀知识巩固1(1)管内工作介质的温度在273~393K范围内(第一级工作温度)的最高允许工作压力。(2)止回阀作用：使介质只能作一定方向的流动，阻止流体反向流动。安全阀作用：根据介质工作压力而自动启闭的阀门，多用于蒸汽锅炉和高压设备。减压阀作用：降低设备和管道内介质的压力，使之成为生产所需的压力，并能依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定。疏水阀作用：能自动地间歇排除蒸汽管道、加热器、散热器等蒸汽设备系统中的冷凝水，又能防止蒸汽泄出。(3)管件的作用：联接管子、变更方向、接出支路、缩小和扩大管路管径，以及封闭管路等作用。2塔顶压力、塔灵敏板温度、塔顶回流量、塔液位3低压蒸汽预热甲醇溶液、冷却水冷凝塔顶气相物料。4(1)阀门类型阀门编号他动启闭阀TV101FV102PV101等；以及未编号的闸阀、止逆阀自动作用阀PSV102PSV103(2)公用介质物料名称介质作用低压饱和蒸汽再沸器热源冷却水使塔顶气相冷凝(3)管道的尺寸、材质、压力等级、保温情况、输送物料情况。知识提升(1)选用原则：a.可靠性连续、平稳、长期运行b.满足工艺要求满足操作介质、压力、温度及用途的需求。(2)阀门与安全生产的关系：会因阀门故障或者对阀门误操作造成重大安全及伤亡事故。可以通过阀门铅封、旁路阀、设置阀门事故状态等措施有效避免。另外安全阀的使用起到超压保护作用，是有效的物理保护措施。2.作业单1(1)设备、管路、仪表(2)错误(3)管道、管件、阀件2(1)A(2)D(3)C(4)C(5)D(6)D(7)B(8)D(9)D(10)C3(1)可以减少设备、管路表面散热或吸热，以维持生产所需的高温或低温，而且可以改善操作条件，维持一定室温。化工管路保温对优质稳产、节省能源和维护劳动环境起到积极作用。(2)他动启闭阀的启动是通过外部作用力，可以为手动、气动或电动等。常见他动启闭阀有：旋塞阀、截止阀、节流阀、闸阀和气动调节阀等。自动作用阀是由系统中某些参数的变化而自动启闭的阀件。常见有止回阀、安全阀、减压阀和疏水阀等。任务3：化工管路PID图例1.教材部分知识导入以截止阀为例：截止阀作为一种极其重要的截断类阀门,其密封是通过对阀杆施加扭矩,阀杆在轴向方向上向阀瓣施加压力,使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合,阻止介质沿密封面之间的缝隙泄漏。截止阀的密封副由阀瓣密封面和阀座密封面组成,阀杆带动阀瓣沿阀座的中心线作垂直运动。截止阀启闭过程中启高度较小,易于流量的调节。一般情况下的截止阀的作用只是全开和全关，也就是切断的作用，但是一些截止阀的变型，通过一些结构上的变化，也可以实现调节以及节流的作用。知识巩固1管路输低压蒸汽；管道号1001；管径150mm;公称压力5MPa、铸铁材质；保温。2液位调节阀门符号LV；闸阀的特点:只能作全开和全关，不能作调节和节流；截止阀图例：；温度调节阀门符号：TV;安全阀图例：;止回阀图例：。3(1)对图中阀门进行识别阀门类型图例位号及意义闸阀全开或切断流量截止阀切断、调节流量或节流止回阀阻断介质倒流控制阀FV103流量控制；LV102液位控制；TV101温度控制；PV102压力控制(2)对图中的管道标注内容进行识别管道标注标注内容管道标注标注内容LC-4016-80-A3A-H管输低压冷凝液；管道编号4016；管径80mm；公称压力2MPa、材质铸铁；保温VT-4007-80-A33A-N管输放空气体；管道编号4007；管径80mm；公称压力2MPa、材质铸铁；隔声LPS-4002-150-A22A-H管输低压饱和蒸汽；管道编号4002,；管径150mm；公称压力2MPa、材质铸铁；保温CWR-4028-250-K35A-N管输冷却水回水；管道编号4028；管径250mm；公称压力2MPa、材质铸铁；隔声LC-4011-40-A22A-H管输低压冷凝液；管道编号4011；管径40mm；公称压力2MPa、材质铸铁；保温CWS-4029-250-K35A-N管输低压冷凝液；管道编号4011；管径40mm；公称压力2MPa、材质铸铁；保温P-4229-25-A1A-H管输工艺物料；管道编号4299；管径25mm；公称压力2MPa、材质铸铁；保温DR-4034-20-A05G-N管输排空液体；管道编号4034；管径20mm；公称压力2MPa、材质非金属；隔声(3)8字盲板正常时关工艺正常运行时，管路不通8字盲板正常时开工艺正常运行时，管路通畅异径管联接两段公称直径不相同的管子法兰管端之间的连接知识提升多看图纸多练习，达到熟记的效果。2.作业单1(1)管道号、管径、管道等级、隔热(或隔声)代号(2)管道内介质代号；管道工段号；管道公称直径；管道等级，保温类型。(3)正确(4)闸阀；截止阀；止回阀安全阀；控制阀(5)流量调节阀门；液位调节阀门；温度调节阀门；压力调节阀门。(6)阀门铅封开，阀门铅封关，防止人为误操作造成安全事故。2(1)A(2)B(3)B(4)D(5)B(6)A(7)C(8)D3(1)采用联锁保护系统、仪表带有报警功能、安全阀、爆破片、阀门铅封开和铅封关等。(2)安全阀，符号：PSV；代表铅封开的闸阀；铅封关的闸阀。任务4：设备和仪表PID图例1.教材部分知识导入以列管式换热器为例：列管式换热器工作原理主要由封头、壳体、管束、法兰接管等部件组成。一种工质由封头端的进口接管进入传热管内，其流程可根据工艺要求实现一管程、二管程和四管程结构;另一种工质由壳体一端的进口接管进入壳体内并均匀地分布于传热管外，其流动状态可根据工艺要求在管束中设置不同型式和数量的折流板。做为传热元件——换热管，可根据工艺要求采用黄铜管，铜翅片管和钢管，从而保证了不同物性、不同温度的工质在换热器内实现热量交换，达到冷却或加热的目的。知识巩固1(1)正确识别设备代号代号设备类型英文名称代号设备类型英文名称C压缩机/鼓风机CompressorR反应器ReactorT塔TowerE换热器HeatExchangerP泵PumpV槽、罐Vessel(2)练习画一画设备的图例2(1)流量显示控制DCS功能仪表：(2)液位显示现场安装仪表：(3)温度显示控制高低报警功能仪表：(4)液位变送器：

3(1)T-405精馏塔V-414蒸汽凝液罐E-408再沸器E-419塔顶冷凝器V-408回流罐P-412回流泵(2)位号名称安装位置及功能位号名称安装位置及功能PG103压力显示仪表现场安装，显示压力LICA101液位显示控制报警仪表控制室安装，DCS功能TE102温度传感器现场安装，测量温度TI104温度显示仪表控制室安装，DCS功能FT102流量变送器现场安装，测量流量PICA102压力显示控制高、低报警仪表控制室安装，DCS功能知识提升多看图纸多练习，达到熟记的效果。2.作业单1(1)T，V，E，P，R，C。(2)仪表功能代号仪表编号。(3)流量显示控制仪表；位于1工段16号。(4)单台常规仪表、DCS功能现场安装、控制室安装(5)温度,压力,液位,流量2(1)D(2)B(3)A(4)A3(1)仪表按照功能分有：自动检测仪表，自动调节仪表和联锁报警仪表系统；按安装位置分为现场仪表和控制室仪表。例如：a.流量显示控制DCS功能仪表：b.液位显示现场安装仪表：c.温度显示控制高低报警功能仪表：d.液位变送器： (2)化工生产中常用的设备的图例设备名称代号图例塔T泵P压缩机鼓风机C反应器R容器(槽、罐)分离器V换热器蒸发器E任务5：DCS控制系统初识1.教材部分知识导入中国期刊网，关于“我国工业自动化控制系统和DCS操控发展史和现状”的近年来综述文章：(1)左匀东.浅谈DCS技术现状及未来发展趋势.中国新技术新产品,2020.(2)黄焕袍.智能制造背景下DCS未来发展四大趋势.自动化博览,2020.(3)李美玉,聂国亮.化工生产中DCS控制系统的应用研究.当代化工研究，2021.(4)王哲.化工生产操作控制中DCS的应用.化工设计通讯，2021.(5)王瑞,刘慧军.DCS控制系统在石油化工企业中的应用优势.石化技术，2021.知识巩固1集散控制系统，简称DCS，它是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。与常规仪表相比，DCS的优点：功能丰富；系统可靠性高；集中监视、操作和管理；控制方案易于修改等。2由四个部分组成：即调节对象、测量变送、调节器、调节阀。测量变送：对被调参数进行测量后变成统一的电信号。调节器：根据偏差，按一定的规律发出相应的信号去调节阀。调节阀：也称控制阀，根据调节器输出值调节阀门开度大小。3(1)TC温度控制器;TT温度变送器；LT液位变送器；LC液位控制器。(2)图中有两个控制回路。第一个是物料出口温度控制，控制过程：由温度变送器TT测定温度并转化为电信号，输送给温度控制器TC，TC根据给定值和测定值的偏差值，发出相应信号去调节阀，调节阀依据信号改变阀门开度大小，即改变出口氮气的流量来控制物料出口温度。第二个是冷却器液位控制回路，控制过程：由液位变送器TT测定液位并转化为电信号，输送给液位控制器LC，LC根据给定值和测定值的偏差值，发出相应信号去调节阀，调节阀依据信号改变阀门开度大小，即改变进口液氮的流量来控制冷却器的液位。4控制回路1(精馏塔进口物料流量控制)各组成元件名称：FIC101流量显示控制仪表FT101流量变送器FV101流量调节阀门控制回路2(精馏塔塔温控制)各组成元件名称：TICA101温度显示控制报警仪表TE101温度传感器TV101温度调节阀门控制回路3(精馏塔液位控制)各组成元件名称：LICA101液位显示控制报警仪表LT液位变送器FIC102流量显示控制仪表FT流量变送器FV102流量调节阀门控制回路4(精馏塔塔顶压力控制)各组成元件名称：PICA102压力显示控制报警仪表PT102压力变送器PV102A压力调节阀门APV102B压力调节阀门B2.作业单1(1)调节对象、测量变送、调节器、调节阀。(2)DCS2(1)D(2)A(3)B(4)D(5)C3由FT104变送器测量流量的大小，并将测量值输送给FICA104控制器。控制器比较出给定值和测量值间的差值，并按一定的规律发出相应的信号去调节FV104调节阀。调节阀FV104调节阀门开度大小，从而调节管道中输送介质流量。任务6：DCS控制系统类型1.教材部分知识导入在“烃类混合物脱丁烷”生产工段的PID图中，有很多需要控制的操作参数，它们的组成元件有区。具体为：在精馏塔进口物料流量控制回路和精馏塔塔温控制回路中存在一个控制器，一个变送器和一个阀门。精馏塔液位控制回路中存在两个控制器、两个变送器和一个阀门。精馏塔塔顶压力控制回路中存在着一个控制器，一个变送器和两个阀门。知识巩固1(1)简单控制回路(2)串级控制回路(3)串级控制回路对精馏塔塔温的控制更加准确、平稳、抗干扰性强(4)精馏塔塔压力可通过塔顶冷凝器的冷却水流量控制，也可以通过缓冲罐放空，此种情况控制回路类型采用分程控制回路，理由在压力不高时通过调节冷却水阀门开度大小控制塔压，超压很多时通过调节气相进缓冲罐的阀门开度大小控制塔压，以便及时应对超压带来的安全问题2(1)精馏塔液位：LICA101FIC102FV102组成的串级控制回路，通过调节FV102阀门开度大小控制塔釜出料流量大小，从而控制精馏塔液位。(2)塔顶压力：控制回路1为PIC101PV101组成的简单控制回路；控制回路2为PICA102PV102APV102B组成的串级控制回路。当压力不高时，由PICA102调节PV102A冷却水阀门开度，超高较高，由PICA102调节PV102B，将气相通过缓冲罐，但超压很高时，由PIC101调节缓冲罐放空阀PV101，将气体放空。(3)精馏塔温度：TICA101TV101组成的简单控制回路，通过TV101阀门开度大小控制低压蒸汽通过量，从而控制精馏塔温度。(4)塔釜蒸汽缓冲罐液位：LICA102LV102组成的简单控制回路，通过LV102阀门开度大小控制凝液排出量，从而控制缓冲罐液位。(5)回流罐液位：LICA103FIC103FV103组成的串级控制回路，通过FV103阀门开度大小控制塔顶产品采出量，从而控制回流罐液位。(6)物料进料流量：FIC101FV101组成的简单控制回路，通过FV101阀门开度大小直接控制物料进料流量。(7)回流比：FICA104FV104组成的简单控制回路，通过FV104阀门开度大小控制塔顶产品回流至精馏塔流量，从而控制回流比。2.作业单1(1)一、一个一个。(2)一个，副控制器。(3)一两。(4)液位、液位显示控制具有高低报警功能仪表、现场液位显示仪表、液位变送器、流量调节阀、流量显示控制仪表、流量变送器、串级控制回路。2(1)C(2)A(3)A(4)B(6)C(7)A(8)D(9)A3(1)精馏塔进料物料流量简单控制回路精馏塔液位-流量串级控制回路主控回路是液位控制回路，从控回路是流量控制回路。(2)在DCS操作界面上，打开阀门有手动(MAN)和自动两种模式(AUTO)。前者操作是设定阀门开度0-100%范围值；后者设定被调参数的给定值。项目四：化工操作安全基础任务1：安全基础1.教材部分知识导入存在：精馏塔超温、超压风险；甲醇精馏塔超温超压后会导致甲醇泄露，易造成人员中毒、火灾、爆炸等安全事故。知识巩固1(1)人员伤害或疾病、物质财产损失、根源或状态因素；(2)危险源失控；(3)危险源技术措施的故障或失效、不安全行为失控或者不正确的动作。2a.甲醇回流阀关小或者关闭，导制脱甲醇塔超压爆炸；b.再沸器蒸汽调节开大或者全开，导制脱甲醇塔超温超压爆炸；c.甲醇进料减小导制脱甲醇塔超温超压爆炸；d.脱甲醇塔出料阀关小或关闭，导制塔满液位超压爆炸，等原因。知识提升存在安全风险：a.合成气泄露人员中毒窒息风险；b.气化炉超温超压爆炸的风险；c.气化炉液位低合成器窜入闪蒸系统，闪蒸系统超温超压爆炸风险；d.气化炉超温超压爆炸等风险；风险控制措施：a.安全仪表系统（SIS系统）；b.液位计；c.压力表；d.温度计；e.有毒可燃气体检测仪；f.耐高压、耐高温满足生产工艺要求的气化炉（压力容器）。2.作业单1(1)爆发事故的源头、那里传出来或爆发的地方；(2)危险源的识别、对其性质加以判断；(3)技术控制、人的行为控制、管理控制；(4)一般事故隐患和重大事故隐患两类；停产停业进行整顿或第三方进行协助整改。2(1)A(2)B(3)ABCD3(1)化工生产装置人的行为控制可以通过是加强教育培训，做到人的安全化；其次做到操作安全化可以避免人的不正确行为。(2)储存反应设备的材料耐储存介质的腐蚀、设计压力满足工艺条件、物料反应温度检测元件、压力检测元件、流量控制元件、超压泄放装置（安全阀、爆破片）、安全仪表联锁系统（DCS联锁控制、SIS联锁控制）、有毒可燃气体检测仪、防火围堰等。任务2：工艺安全信息1.教材部分知识导入a.化学品及企业标识；b.危险性概述；c.成分/组成信息；d.急救措施；e.消防措施；f.泄漏应急处理；g.操作处置与储存；h.接触控制和个体防护；i.理化性质；j.稳定性和反应性；k.毒理学信息；l.生态学信息；m.废弃处置；n.运输信息；o.法规信息；p.其他信息；知识巩固1(1)工艺技术信息、设备安全信息；(2)毒性；物理化学特征参数；腐蚀性数据，腐蚀性及其对材质的相容性要求;发生泄漏的处置方法;(3)P&ID图；泄压系统设计和设计基础；料平衡表、能量平衡表；计量控制系统；2化学品信息：甲醇的毒性；允许暴露限制；甲醇物流化学性质；甲醇与不同物料接触后的反应特性；甲醇腐蚀性数据；甲醇的热稳定性和化学性质；甲醇发生泄露的处置方法；甲醇化学品活性反应与混储危险性数据等。工艺技术信息：精馏流程图或简化工艺流程图；精馏工艺化学原理资料；精馏预计最大库存量；精馏安全操作范围（如温度、压力、流量、液位或组分等安全上限和下限）；精馏偏离正常工况的后果评估，包括对员工的安全和健康影响；精馏关键工艺点。设备安全信息：精馏塔材质;精馏PID图；精馏电气设备危险等级区域划分图；精馏泄压系统设计和设计基础；精馏通风系统设计图；精馏设计标准或规范；精馏物料平衡表、能量平衡表；精馏计量控制系统；精馏安全系统（如联锁、监测或抑制系统）等。知识提升a.甲醇精馏工段涉及的危险化学品的毒性、允许暴露限值、物理化学特征参数、单一物料的反应特性或不同物料相互接触以后的反应特性、腐蚀性数据，腐蚀性及其对材质的相容性要求、热稳定性和化学稳定性、发生泄漏的处置方法、化学品活性反应与混储危险性数据等。b.甲醇精馏工段工艺流程图、工艺化学原理资料、工艺安全操作范围（如温度、压力、流量、液位或组分等安全上限和下限）、偏离正常工况的后果评估，包括对员工的安全和健康影响等。c.甲醇精馏工段设备材质、P&ID图、电气设备危险等级区域划分图、泄压系统设计和设计基础、设计标准或规范、物料平衡表、能量平衡表、计量控制系统、安全系统（如联锁、监测或抑制系统）等。2.作业单1(1)操作规程、培训材料、编制应急预案;(2)酿成事故;(3)工艺危险分析、风险管理；(4)全面收集、利用和管理防范工艺安全事故；2(1)D(2)C(3)ABCDE3(1)包含：工艺技术流程图、技术手册、操作规程、培训材料、安全操作范围、偏离正常工况后果的评估等信息。(2)①掌握工艺参数偏离正常工况可能导致的后果，设置必要的温度和压力等关键参数的报警、联锁或物料紧急切断措施；②掌握加料错误、催化剂失效、搅拌失效、冷却失效、温度波动等工况条件下可能引发的危险，设置进料流量、物料配比等方面的报警和联锁，必要时应设置紧急切断系统；③掌握温度、压力、流量、液位等工艺参数的安全操作范围，合理设计安全泄压系统；④针对强放热反应工艺，应设置紧急冷却系统、反应抑制系统；⑤对于有氧化性气体存在的工艺过程，根据需要设置惰性气体保护措施和氧含量监测措施；⑥对装置进行技术改造时，应评估自动化控制措施是否能满足安全控制要求等。任务3：开车前安全检查1.教材部分知识导入开车前安全审查确认清单：序号检查项序号检查项1报警设定值确认正常6最新版操作规程已下发岗位2联锁保护调试正常并投用7人员培训合格3调节阀调试正常8现场整洁4现场阀门处于正确状态9防护装备配备到位5程控系统试验合格10消防系统投用正常知识巩固1(1)在生产装置正式投产前、生产工艺、设备、正式投入运行前；(2)开车前安全审查可以提高企业安全管理绩效、提高装置运行水平；2a.蒸汽调节阀FV1011应关闭；b.甲醇进料阀LV1011应关闭；c.放空阀PV1012应关闭；d.回流阀FRC1012应关闭；e.馏出液调节阀应关闭。知识提升导致爆炸事故原因：开车过程中煤浆泵进口冲洗水阀未关闭，导致煤浆浓度被冲洗水稀释。稀释的煤浆与纯氧气在气化炉中反应后氧气过量，发生合成气与过量氧气反应在气化系统爆炸。开车前安全检查的意义：开车前安全审查可以提高企业安全管理绩效、强化安全风险管理、提高装置运行水平和安全可靠性。2.作业单1(1)设计管理、风险控制；(2)仪表及控制信息确认完毕、分布式控制系统(DCS)、可编程控制器(PLC)、DCS屏幕进行修；(3)仪表联锁、可燃（有毒）气体检测仪表；(4)消防设备和器材、消防车；2(1)B(2)B(3)D3完成开车前安全检查后，按照程序开展化工生产投料，按照设计文件规定的工艺介质打通全部装置的生产流程，进行各装置之间首尾衔接的运行，以检验其除经济指标外的全部性能，并生产出合格产品。任务4：停车安全1.教材部分知识导入a.发生甲醇精馏停电紧急情况，立即定向生产调度部门和有关方面报告。b.发生停电时，精馏操作人员采取措施防止甲醇精馏系统超温、超压、跑料及机电设备的损坏。c通知精馏装置现场检修、巡检、施工等作业人员立即停止作业，迅速撤离现场。知识巩固1①编制停车方案②停车操作票、工艺操作联络票③通信工具、防护服等④换清洗方案；①按规定向生产调度部门和有关方面报告、可先处理后报告。②超温、超压、跑料及机电设备的损坏；③立即停止作业，迅速撤离现场；④切断气（物料）源；2停车步骤：①关闭再沸器蒸汽加热阀FV--1011②关闭进料阀FV--1011③关闭出釜阀FV-1012④关闭出料阀LV-1013，停P101循环泵。知识提升本次停车事件，主要是因为操作员李某：①操作DCS阀门前，未二次确认阀门位号就执行停车操作；②系统降温必须按要求的速率进行；③在执行停车后未关注反应器温度的变化；④开启阀门的速度过快，未按照停车操作规程规定的操作要求进行停车操作。2.作业单1停车方案规定；缓慢进行、未泄尽之、造成事故；安全地点、储罐中排放、排至火炬烧掉、进行其他无毒无害化；局部紧急停车、全面紧急停车；2ACB3紧急停车是指化工装置运行过程中，突然出现不可预见的设备故障、人员操作失误或工艺操作条件恶化等情况、无法维持装置正常运行造成的非计划性被动停车。局部紧急停车是指生产过程中，某个（部分)设备或某个（部分）生产系统的紧急停车，全面紧急停车是指生产过程中，整套生产装置系统的紧急停车。任务5：应急管理1.教材部分知识导入a.正压式空气呼吸器；b.化学防护服；c.过滤式防毒面具；d.气体浓度检测仪；e.手电筒；f.对讲机；g.急救箱或急救包；h.吸附材料或堵漏器材；i.洗消设施或清洗剂；j.应急处置工具箱等。知识巩固1预防、准备、响应、恢复警报和紧急公告、人群疏散与安置、应急人员安全；2全面规划；有效培训；模拟演练；与风险承担着保持互通；形成应急管理文化，制定操作纪律，保证人员遵循应急预案有效执行。知识提升发现甲醇泄漏有人中毒昏迷后应按照如下步骤：①汇报值班领导；②值班领导接到事故报告到达现场救援指挥；③调度人员应及时报警请求119和120到现场救援;④现场操作人员应用警戒线隔离事故现场，并疏散无关人群，防止事故扩大；⑤消防救援人员到达现场紧急开消防水，稀释泄漏甲醇防止发生火灾事故;⑥救援人员达到现场穿好防化服，佩戴好空呼抢救伤员，120达到现场将伤员送至医院抢救；⑦核实现场甲醇泄漏位置，在总指挥指挥下进行现场甲醇阀门法兰消漏；⑧环境监测人员到达现场对现场环境做环境监测评估；⑨泄漏事故得到消漏控制；⑩应急恢复，使事故影响区域恢复到相对安全的状态，然后逐步恢复到正常状态。立即进行的事故损失评估和原因调查。2.作业单1预防、准备、响应和恢复；低成本、高效率；应急响应；影响区域、相对安全的基本状态；2应急准备是应急管理过程中一个极其关键的过程，它是针对可能发生的事故，为迅速有效的展开应急行动而预先做的各种准备，包括应急体系的建立、有关部门和人员职责的落实、预案的编制、应急队伍的建设、应急设备、设施、物质的准备和维护、预案演练、与外部应急力量的衔接等，其目标是保持事故应急救援所需的应急能力。

项目五：乙醛氧化制备醋酸任务1：乙醛氧化制备醋酸工艺流程认知1.教材部分任务导入乙醛氧化法甲醇羰基合成法淀粉发酵法水果及下脚料发酵法木材干馏法知识储备我可以任务实施1(1)乙醛和氧气(2)醋酸锰(3)放(4)(5)97%2设备号设备名称设备号设备名称V102氧化液中间储罐T101第一氧化塔T103尾气洗涤塔T102第二氧化塔V103工艺水储罐V105碱液储罐3(1)稀释尾气中氧气的浓度，防止氧气含量过高引起爆炸事故。(2)冷凝被氧气带走的气化的氧化液，并使其回到氧化塔。(3)N2，未反应完的O2，以及气化的氧化液(4)塔顶冷凝，工艺水淋洗，碱液吸收。任务提升方程式：甲醇经预热后进入反应釜与CO气体反应，①反应液经闪蒸塔闪蒸后，塔顶气相组分经降温分离得产品醋酸，塔底重组分主要是催化剂，回到反应釜继续用于催化反应。②反应釜顶尾气经冷凝分离后，经吸收塔吸收有害物质后去火炬燃烧。2.作业单12①塔顶冷凝回收氧化液②工艺水溶解尾气中的可溶性物质③碱液中和残余的醋酸任务2：酸洗反应器1.教材部分任务导入去除管道和设备内杂质，防止杂质影响反应或产品质量。知识储备我可以1优点：控温效果好缺点：投资，维修成本高2优点：投资，维修成本低缺点：控温效果相对较差3外冷型结论外冷型氧化塔润洗时，除了润洗塔内件，还需要润洗外循环；而内冷型没有外循环，直接润洗塔内件即可。我可以任务实施12仪表名称仪表位号仪表名称仪表位号V102的液位显示仪表LI103T101醋酸进酸控制仪表FIC112T101液位控制仪表LIC101T102液位控制仪表LIC102T101进氮控制仪表FIC101T102进氮控制仪表FIC105T101尾气出口控制仪表PIC109T102尾气出口控制仪表PIC112T101外循环流量控制仪表FIC104V102退酸流量显示仪表FI1203V45；50%；FIC112；2%；V17，V66，FIC104，60；V16，V32，V33；0%；FIC105，V59；FI120，V16，V32，V33，V59；PIC109，0MPa；PIC112，0MPa。任务提升1.及时使用“快速灌液”按钮2.仿真时钟设置400%3.阀门op开1002.作业单12①V102液位必须超过50%，才可以关闭V57；②T101液位必须超过2%，才可以关闭FIC112和P102泵；③T101外循环润洗时间必须超过60s，才可以关闭阀门停止外循环酸洗；④T102液位必须超过0%，才可以关T101氮气；⑤压酸时FI120必须为0，才表示压酸结束；⑥V16必须等到压酸结束才能关；以上所有点，只要有一步没达标，软件就会不评分，致使后面的步骤即使做了也还是没分。任务3：建立循环&配置氧化液1.教材部分任务导入1.定义：物料均匀，连续地按照一定工艺顺序流动，在流动中不断改变形态和物性，最后形成产品的生产。2.优点：①产品质量好，且质量稳定；②能耗，物耗低，经济效益好；③工艺先进，劳动生产率高；④自动化水平高，劳动强度小。缺点：①投资成本高；②一旦其中一道工序出现故障，将导致整个流程的停产。知识储备我可以①原料不停的进，产品不停的出，生产24小时不间断②设备中某一特定部位的反应物料组成，温度和压力始终保持恒定任务实施12名称位号名称位号T101液位控制仪表LIC101T101醋酸进酸控制仪表FIC112T101投催化剂控制仪表FIC301T101投乙醛控制仪表FICSQ102T101氧化液中乙酸含量显示仪表AIAS102T101氧化液中乙醛含量显示仪表AIAS103T101外循环液流量控制仪表FIC104T101塔底温度显示仪表TI103AT101外循环液温度控制仪表TIC1043P102，FIC112；30%，LIC101，50；V17，V66，P101，FIC104；V20，V22；30，LIC102，50，V44；V12，V13；P102，FIC112，LIC101，LIC102，V44；FIC301，100，FICSQ102，100；7.5；73，V20；V20，TIC104。任务提升①将一控温步骤提前到“建立循环”步骤做；②阀门开度开1002.作业单12①为避免水资源的浪费，塔顶冷却水不要提前开；②为避免热能的浪费，T101外循环蒸气加热V20不要提前开，必须等T101塔内有足够的液体再开。任务4：T101投氧&T102投氧1.教材部分任务导入左图为空气开关，右图为燃气报警器其作用是在危险事故即将发生前，切断总线路或报警。任务实施1V6，V7。启动自动保护系统。reset。80%；80%；8%；8%。22.1INTERLOCK；FIC101，PIC109，0.19；25；70~76；FIC110，10(15，20等均可)，320，FIC114，FIC113，600；FICSQ102，FIC301；90，100；60，35．2.2FIC105，PIC112，0.1；35，V44；TIC107，V65；70，FICSQ106；TIC108，TIC109，TIC105，TIC106，V64，V63，V62，V61。任务提升op的大小要随着系统实际值与标准值的差异来微调，不可变化太大，否则很难稳定到标准值。2.作业单12①启用自动保护系统②投氧前先投氮气③投氧前将液位调节到20~30%之间④投氧前检查塔底温度TI103A是否在70~76℃之间任务5：吸收塔投用&调至平衡1.教材部分任务导入①最好允许排放浓度②最高允许排放速度③排气筒高度任务实施12名称位号名称位号T103液位显示仪表LI107V103液位显示仪表LI104V105液位显示仪表LI106工艺水入口阀V49T103底部洗涤液出口阀V50洗涤液循环泵后阀V54碱液入口阀V48T103碱液进口阀V47T103碱液出口阀V463V48，50；P104，V46，V47；V49，50，P103，V54，50；30~70，V50；50；30~70，V55；50。30~70；30~70；30~70。44.1(1)120；(2)1702；(3)9852；(4)957；(5)1914；(6)1518000；(7)60℃4.2(1)90；(2)122；(3)84；任务提升①本步骤与“酸洗反应器”同时做②将工艺水洗涤循环所有阀门开1002.作业单12序号阀门位号标准值序号阀门位号标准值1FIC101120m3/h2FIC3011702m3/h3FIC1041518000m3/h4FIC10590m3/h5FIC113957m3/h6FIC1141914m3/h7TIC10460℃8TIC10784℃9LIC10135%10LIC10235%11PIC1090.19MPa12PIC1120.1MPa13FICSQ1029852m3/h14FICSQ106122m3/h15AIAS1011.0%16AIAS10294%17AIAS1033.0%18AIAS10497%19AIAS1053.0%20AIAS1070.1%21TI103A77℃项目六：丙烯酸甲酯的生产任务1：丙烯酸甲酯生产工艺流程认知1.教材部分任务导入丙烯酸甲酯分子式(CH2=CHCOOCH3)，无色液体，熔点-76.5℃，沸点80.5℃，微溶于水，可以和水少量互溶，易溶于乙醇、乙醚、丙酮和苯等有机溶剂。易聚合，易燃，中等毒性。丙烯酸甲酯是重要的精细化工原料之一，主要用作有机合成中间体及高分子化合物的优良改性单体，在涂料、胶粘剂、腈纶纤维改性、塑料改性等各领域都有十分广泛的用途。丙烯酸甲酯的工业生产方法有很多，如氯乙醇法、氰乙醇法、乙炔羰基化法、烯酮法、丙烯腈水解法、丙烯氧化法等。知识储备我可以①丙烯氧化法，丙烯，丙烯酸，丙烯酸，甲醇。②丙烯氧化法生产丙烯酸甲酯具有原料低廉、生产成本低、易于实现大型化生产以及环境友好等优势。我可以任务实施1CH2=CHCH3+O2→CH2=CHCOOH23设备名称作用酯化反应器实现酯化反应过程，生成丙烯酸甲酯薄膜蒸发器去除T110塔底物料中少量的重组分丙烯酸分馏塔分离回收粗丙烯酸甲酯物料中未反应的丙烯酸醇萃取塔用水萃取分离粗丙烯酸甲酯物料中的甲醇醇回收塔回收萃取剂中的甲醇醇拔头塔去除丙烯酸甲酯物料中少量的轻组分酯提纯塔去除丙烯酸甲酯物料中少量的重组分任务提升1.丙烷氧化法该方法通过采用适宜的催化剂和工艺条件实现丙烷直接氧化制得丙烯酸，进而酯化生产丙烯酸甲酯。2.醋酸-甲醛法该方法是通过合成气生产甲醇，甲醇生产甲醛和醋酸(酯),甲醛和醋酸(酯)一步法生产丙烯酸(酯)。该技术的关键是新型高效催化剂的开发。2.作业单1设备位号设备名称设备位号设备名称R101酯化反应器T140醇回收塔T110丙烯酸分馏塔T150醇拔头塔E114薄膜蒸发器T160酯提纯塔T130醇萃取塔2化学反应部分：主要设备有R101，在此实现酯化反应过程，生成丙烯酸甲酯。原料回收部分：主要设备有T110、E114、T130、T140，起到分离回收未反应完的丙烯酸和甲醇的作用。产品精制部分：主要设备有T150、T160，作用是去除少量轻组分和重组分，提纯产品。任务2：抽真空&T160系统脱水1.教材部分知识储备我可以1①降低系统压力，进行减压精馏操作。通过减压操作，可以降低精馏操作温度，从而防止原料丙烯酸和产品丙烯酸甲酯在精馏精制过程中因高温发生聚合影响生产。②在减压(低于一个大气压)下进行分离混合物的精馏叫减压精馏。减压下，纯物质的沸点较正常压力下要低，减压精馏就是借助降低系统压力，使混合液的泡点下降，在较低压力下沸腾，以达到降低精馏操作的温度。③优点：1)适用于分离高沸点物质的混合物，以及在高温下精馏会引起物料的聚合或分解变质的混合物；2)减压精馏降低了精馏操作温度，因此可减少用于加热的蒸气消耗和使用较低压力的加热蒸汽；3)能提高分离能力；4)对于有毒物质的分离，采用减压精馏可以防止剧毒物料的泄露，减少对环境的污染，在保护人身体健康。缺点：真空操作对设备密封要求严格，在技术上带来一定的困难，特别对易燃、易爆物质，当设备内漏入空气(指氧)时，有爆炸危险，这是应当引起足够重视的问题。另外，减压精馏设备的生产能力低于常压和加压精馏设备。2①防止丙烯酸和丙烯酸甲酯发生聚合②对苯二酚单甲醚、对苯二酚、酚噻嗪等③T110、T140、T150、T160系统④产品丙烯酸甲酯任务实施1名称位号名称位号V111压力控制仪表PIC109V161液位控制仪表LIC126V141压力控制仪表PIC123T160回流流量控制仪表FIC150V151压力控制仪表PIC128T160液位控制仪表LIC125V161压力控制仪表PIC13323·(1)VD201，VD202，PIC109，30，自动，27.86；(2)VD517，VD518，PIC123，63，自动，61.33；(3)VD617，VD618，PIC133，23，自动，20.7；(4)VD201，VD202，PIC128，63，自动，61.33；(5)VD205，VD305，VD504，VD607，VD701；(6)VD711，10，LIC126，P161A；(7)VD719，VD718，FIC150；(8)LIC125，5,VD711；(9)FIC150，P161A；(10)VD706；(11)LIC125，0.5，VD706。2.作业单12在丙烯酸甲酯酯化工艺中，T110、E114、T140、T150、T160均采用减压操作方式。这是由于原料丙烯酸和产品丙烯酸甲酯在高温下都容易聚合，为防止在精馏精制过程中发生聚合影响生产，因此，采用减压精馏，也就是借助降低系统压力，使混合液的泡点下降，在较低压力下沸腾，以降低精馏操作的温度，适用于在高温下精馏会引起物料的聚合或分解变质的混合物。任务3：T130、T140建立水循环1.教材部分任务导入化工生产中分离液液混合物的方法比如蒸馏、萃取等。其中蒸馏是利用各组分相对挥发度的差异来分离混合物；萃取是利用各组分在溶剂中溶解度的差异来分离混合物。知识储备我可以1①利用\t"/item/%E8%9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