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上篇 基础知识2

第1章 化工工艺仿真2

1.1 化工工艺简介2

1.1.1 化工工艺定义2

1.1.2 化工工艺过程3

1.2 虚拟仿真定义4

1.2.1 系统仿真的概念4

1.2.2 虚拟现实的概念5

1.2.3 虚拟仿真的概念6

1.2.4 虚拟仿真训练系统的概念7

1.3 虚拟仿真技术概述8

1.3.1 虚拟仿真技术的发展8

1.3.2 虚拟仿真技术的特点9

1.3.3 虚拟仿真技术的应用9

1.4 化工生产中的虚拟仿真技术10

1.4.1 化工虚拟仿真技术的应用背景10

1.4.2 化工虚拟仿真技术的现状与发展11

1.4.3 化工虚拟仿真技术的作用及意义12

1.5 化工工艺仿真的主要用途13

1.5.1 工艺开停车13

1.5.2 工艺分析15

1.5.3 控制方案研究16

1.5.4 安全分析16

习题17

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第2章 控制系统25

2.1 化工工艺中的控制系统25

2.1.1 概述25

2.1.2 基本控制系统的组成28

2.1.3 常见的控制结构29

2.1.4 典型化工设备的控制方案32

2.1.5 控制系统操作要点35

2.2 DCS系统38

2.2.1 概述38

2.2.2 DCS系统操作39

2.2.3 DCS画面40

习题42

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参考文献44

第3章 化工工艺操作45

3.1 设备投运45

3.1.1 开车安全检查45

3.1.2 水运和汽运46

3.1.3 耐压试验47

3.1.4 吹扫与置换49

3.1.5 抽加盲板49

3.2 仪表使用50

3.2.1 液位计的投用与检查50

3.2.2 压力表的投用与检查51

3.2.3 温度计的投用与检查52

3.2.4 流量表的投用与检查53

3.2.5 调节阀失灵的判断和处理54

3.3 操作安全55

3.3.1 设备运行前的钝化防爆技术55

3.3.2 设备的启停55

3.3.3 设备运行中阀门的使用和维护58

3.3.4 设备中的排液（水）59

3.3.5 设备运行中管线跑料的处理60

3.3.6 劳保用品的正确使用61

3.3.7 安全生产措施的应用62

习题65

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中篇 典型化工工艺虚拟仿真70

第4章 DSAS虚拟仿真软件70

4.1 仿真软件简介70

4.2 化工过程动态模拟系统结构71

4.2.1 软件功能说明71

4.2.2 学员台SStation71

4.2.3 教师台TStation72

4.2.4 动态模拟与分析系统DSAS73

4.2.5 仿集散控制系统VDCS73

4.3 VDCS操作方法75

4.4 3D虚拟现场操作系统3DField77

习题79

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参考文献80

第5章 脱丙烷精馏塔仿真软件操作81

5.1 脱丙烷精馏工艺流程描述81

5.2 主要设备、主要调节器及仪表说明82

5.3 装置开车程序83

5.4 装置停车程序85

5.5 异常工况及事故处理85

习题86

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参考文献89

第6章 催化裂化吸收塔仿真软件操作90

6.1 催化裂化吸收工序流程描述90

6.2 主要设备、主要调节器及仪表说明91

6.3 装置开车程序93

6.4 正常操作94

6.5 装置停车程序94

6.6 异常工况及事故处理95

习题96

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参考文献100

第7章 电石法生产乙炔工艺仿真操作101

7.1 乙炔工艺流程描述101

7.1.1 乙炔生产方法简介101

7.1.2 电石法生产乙炔工艺描述101

7.2 主要设备103

7.3 装置开车程序103

7.3.1 破碎岗位103

7.3.2 发生上料岗位104

7.3.3 发生排渣岗位104

7.3.4 清净岗位105

7.4 装置停车程序106

7.4.1 破碎岗位106

7.4.2 发生上料岗位106

7.4.3 发生排渣岗位107

7.4.4 清净岗位107

7.5 事故处理107

习题107

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参考文献109

第8章 合成氨合成工序仿真操作110

8.1 合成氨合成工序流程描述110

8.1.1 合成氨生产方法简介110

8.1.2 合成工序流程描述111

8.2 主要设备112

8.3 装置开车程序112

8.4 装置停车程序114

8.5 事故处理114

8.5.1 IS04501-氨合成部分114

8.5.2 IS04502-开工加热炉115

8.5.3 IS04503-氨分离器低液位联锁115

8.5.4 IS04504-缓冲槽D04502高液位联锁115

8.5.5 IS04601-氨压缩机的跳闸116

8.5.6 104505-缓冲槽D04502低液位116

8.5.7 IS04602-尾气放火炬跳闸116

8.5.8 I04603-闪蒸槽D04601低液位联锁117

8.5.9 I04604-氨排放泵P04602联锁117

习题117

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参考文献119

第9章 乙烯直接氧化法生产乙醛工艺仿真操作120

9.1 乙烯直接氧化法生产乙醛工艺流程描述120

9.1.1 反应单元121

9.1.2 蒸馏单元122

9.1.3 再生单元122

9.1.4 中间罐区123

9.2 主要设备、主要调节器及仪表说明123

9.3 装置开车程序128

9.3.1 开车前的准备工作128

9.3.2 反应单元开车128

9.3.3 蒸馏单元开车129

9.3.4 中间罐区开车130

9.3.5 再生单元开车130

9.4 装置停车程序131

9.4.1 反应单元停车程序131

9.4.2 蒸馏单元停车程序131

9.4.3 再生单元停车程序132

9.5 事故处理132

习题134

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下篇 化工工艺运行安全分析138

第10章 化工安全分析138

10.1 化工安全分析的基本概念138

10.1.1 化工安全分析的由来138

10.1.2 化工安全分析的分类139

10.1.3 化工安全分析的目的和作用140

10.2 化工工艺安全分析方法141

10.3 HAZOP分析方法145

10.3.1 HAZOP分析的原理146

10.3.2 HAZOP分析的实施过程146

10.3.3 HAZOP分析的优势149

10.3.4 HAZOP分析的不足150

10.3.5 HAZOP分析的国内外现状和发展趋势150

10.4 化工工艺安全分析的发展趋势152

习题153

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参考文献155

第11章 基于动态模拟的化工工艺安全分析156

11.1 化工过程动态模拟的基本概念156

11.2 化工过程动态模拟平台158

11.2.1 Aspen Plus稳态模拟平台简介158

11.2.2 Aspen Dynamics动态模拟平台简介159

11.2.3 Aspen HYSYS动态模拟平台简介161

11.3 基于Aspen Dynamics的HAZOP分析162

11.3.1 DynSim-HAZOP方法的原理162

11.3.2 DynSim-HAZOP方法的流程163

11.3.3 DynSim-HAZOP方法的定量化方法164

11.4 合成氨合成工序案例164

11.4.1 合成氨合成系统中潜在危险因素分析164

11.4.2 合成氨合成系统的稳、动态模拟167

11.4.3 合成氨合成系统的DynSim-HAZOP分析172

习题174

推荐阅读材料175

参考文献177

第12章 安全与防护178

12.1 化学工业发展伴生的新危险178

12.2 化学工业对安全的新要求179

12.3 石油化工安全生产的有关法律和规范179

12.4 化工生产中的危险化学品183

12.5 安全泄放装置184

12.5.1 安全泄放装置的分类185

12.5.2 安全阀保护装置186

12.5.3 爆破片装置186

12.6 安全联锁装置187

12.6.1 安全联锁装置的分类187

12.6.2 安全联锁装置设计与应用188

12.7 紧急停车装置189

12.8 安全教育190

12.8.1 三级安全教育和特殊工种教育190

12.8.2 安全教育的内容190

12.9 人身防护措施191

12.9.1 个人防护用品配置191

12.9.2 事故应急处理措施191

习题192

推荐阅读材料193

参考文献195

附录196

附录A几起重大化工生产事故案例分析196

附录B常见易燃易爆气体的燃烧热和在空气中的爆炸极限200