化工生產仿真實訓(第三版)（簡體書）

本書以“認識化工生產—理解化工基本知識—掌握典型化工單元操作—了解典型化工產品生產”為主線，採用模塊化、項目引領、任務驅動的編寫模式。內容由四大模塊組成，即化工生產仿真實訓預備知識、化工單元操作實訓、典型化學反應器操作實訓、典型化工產品生產操作實訓。編寫過程注重學生的學習體驗，充分利用信息技術，將軟件操作方法、工藝過程原理、設備結構和原理等視頻動畫以二維碼的形式鏈接在相關學習內容中，便於學生理解和掌握。力求通過化工生產仿真實訓使學習者對化工過程和化工生產的理解有所提高，初步形成崗位分析能力、崗位操作技能、崗位安全意識。

本書可作為高等職業教育化工、醫藥、輕工等專業學生的教材，也可作為企業人員技能培訓、崗位培訓的教材，亦可作為相關專業師生和企業技術人員的參考書。

前言

本教材由南京科技職業學院徐宏教師牽頭，組織徐州工業職業技術學院、湖南化工職業技術學院、河南應用技術職業學院四所高職院校教學一線的教師、兩家企業一線的生產技術人員組成的編寫團隊完成。宗旨是滿足職業院校化工類專業學生實訓、實習的需求，同時滿足企業崗位一線生產人員崗位技能培訓的需要。本書版自2010年正式出版以來被不同的職業院校和企業培訓中心採用。於2012年獲得中國石油和化學工業優秀出版物獎(教材獎)二等獎，本書第二版被評為“十二五”職業教育國家規劃教材和江蘇省“十二五”高等學校重點教材。

根據多年的教學實踐及使用者反饋的意見表明，本書原有的編寫架構和模式能夠滿足學校教學和企業人員培訓的需要。隨著信息技術和移動網絡技術的飛速進步，遠程學習、隨時學習成為現實。本次修訂對部分內容進行了刪減、修改，刪除了原第四模塊中的項目三乙醛氧化生產乙酸操作實訓，因該生產方法在現有的生產工藝中已經淘汰，修訂了模塊一章的部分內容，取消了原有教材配套的學習資源光盤。本次修訂的特色就是隨教學內容增配了軟件操作方法、工藝過程原理、重點單元設備運行原理、各類控制閥操作原理等視頻動畫，並通過二維碼的形式呈現給讀者，讀者可使用手機掃碼學習。

本次修訂再版工作仍然由原編寫團隊完成。書中二維碼鏈接的素材資源均由北方仿真軟件技術有限公司提供技術支持，在此表示感謝!

由於編者水平有限，書中的不妥之處，敬請讀者提出批評、建議和改進意見，編者不勝感激。



編 者

2021年10月











版前言

化學工業作為國民經濟的支柱產業，其生產技術日新月異。生產能力的不斷提高使得生產裝置大型化、生產過程連續化、控制過程高度自動化。而化工生產過程自身的不安全因素——高溫、高壓、易燃易爆等，也對化工行業的從業人員提出了更高的技能和素質的要求。因此，採用安全、有效、經濟的人員培訓手段是職業教育孜孜以求的。化工仿真技術提供了一種人員培訓平臺，其與當前化工行業一致的主流操作系統風格，良好的人機界面和操作練習系統，適用的教學評價系統，都為學生的技能培訓、企業人員培訓提供了全新的技術手段。

本書以“認識化工生產—化工生產基本知識—典型化工單元操作—典型化工生產項目”為主線，結合當前高職院校教學改革的思路採用模塊化、項目引領、任務驅動的編寫模式；注重學生在學中練，在練中學；並將教學過程中，所需理論知識以知識點的形式列出，幫助學生加深對化工生產過程的理解；力求通過化工仿真實訓提高學生對化工過程的理解能力，使學生初步形成化工生產過程的分析能力和崗位技能，為學生未來更好地適應工作崗位打下良好的基礎。同時，在教材的編寫過程中，每個項目都提出了安全要求，注重學生安全習慣和安全理念的培養。

全書共由四個模塊組成，個模塊化工仿真實訓預備知識；第二個模塊化工單元操作實訓，共由3個單元、12個項目組成；第三個模塊典型反應器操作實訓，共由3個項目組成；第四個模塊典型化工產品生產操作實訓，共由4個單元、11個項目組成。

在教學過程中，各院校可根據專業培養目標、教學大綱、授課時數，並結合本地區化工行業的實際等因素對教材的內容進行取舍。

本書由南京化工職業技術學院徐宏擔任主編，徐州工業職業技術學院時光霞、湖南化工職業技術學院黃鈴任副主編，北方仿真軟件技術有限公司許重華任主審。全書共由四個模塊組成，模塊一、模塊三由徐宏編寫；模塊二中單元、模塊四中第三單元由時光霞編寫；模塊二中第二單元、第三單元，模塊四中第四單元由黃鈴、包巨南(湖南化工職業技術學院)編寫；模塊四中單元、第二單元由戴斌(南京化工職業技術學院)編寫。北方仿真軟件技術有限公司許聲標、覃陽等為本書的編寫做了大量的工作。同時，在本書的編寫過程中得到了化學工業出版社及各編者老師所在單位，以及南京化工職業技術學院許寧教授大力支持，在此一並表示感謝!

由於編者水平有限，書中的不妥之處，敬請讀者提出批評、建議和改進意見，編者不勝感激。



編 者

2010年4月









第二版前言

本書版於2010年6月出版，編寫主線是以化工產品為教學項目，生產過程為教學任務，較好地把握了職業教育的教學規律和特點，並借助現代信息、仿真、控制等技術，將複雜、危險的化工生產過程再現於教學課程，基本上解決了學生實訓、實習難的問題。整本教材編排科學合理、內容實用，因此在高職院校以及企業員工培訓中得到了廣泛的應用。2012年本教材榮獲中國石油和化學工業優秀出版物獎(教材獎)二等獎。

經過兩年的教學實踐，編者根據實際使用情況反饋，將版教材中的部分內容做了適當的調整，並在新版的修訂過程中，邀請了有經驗的一線教師和化工生產企業的工程技術人員參與編寫工作，在內容的編排上由淺入深、重點突出、學以致用，將仿真操作、設備操作與理論知識相互滲透，盡可能地體現當前高職高專的“做中學、學中教”的教學模式，進一步強化了學生的崗位安全意識。經全國職業教育教材審定委員會審定為“‘十二五’職業教育國家規劃教材”。

全書主要內容由四個模塊組成:個模塊為化工生產仿真實訓預備知識，共分四章；第二個模塊為化工單元操作實訓，共由三個單元、十二個項目組成；第三個模塊為典型反應器操作實訓，共由三個項目組成；第四個模塊為典型化工產品生產操作實訓，共由七個項目組成。

本次修訂還增加了配套光盤，內容包括:教師站軟件使用說明、網上仿真學習資源、化工生產仿真實訓教學案例、化工生產仿真實訓單元詳細介紹、仿真在線客戶端等，以方便教師教學和學生自學。

本次修訂由南京化工職業技術學院徐宏和徐州工業職業技術學院時光霞任主編，湖南化工職業技術學院黃鈴、河南化工職業技術學院付長亮任副主編，北方仿真軟件技術有限公司總經理許重華任主審。全書共由四個模塊組成，模塊一中章一和三、第二章、第三章中節和第二節、第四章，模塊三由徐宏編寫；模塊一中章二、第三章第三節，模塊四中項目三、四由付長亮編寫；模塊二中單元，模塊四中項目五、六、七由時光霞編寫；模塊二中第二單元、第三單元，模塊四中項目一由黃鈴、包巨南(湖南化工職業技術學院)編寫；模塊四中項目二由江蘇聯化科技有限公司戴斌編寫。教材的編寫過程得到了北方仿真軟件技術有限公司的大力支持，北方仿真軟件技術有限公司陳思、覃陽等為本書的編寫做了大量的工作。同時，在本書的編寫過程中得到了化學工業出版社及各編者老師所在單位的大力支持，在此一並表示感謝!

由於編者水平有限，書中的不妥之處，敬請讀者提出批評、建議和改進意見，編者不勝感激。



編 者

2014年2月

模塊一 化工生產仿真實訓預備知識

章 化工生產過程與操作 2

節 化工生產過程 2

一、化工生產工序 2

二、化工生產過程組成 2

三、化工生產基本知識 3

第二節 化工生產操作 4

一、化工生產裝置的基本操作 4

二、化工生產常用參數的控制與調節 4



第二章 DCS控制系統及化工仿真實訓系統 6

節 DCS控制系統 6

一、DCS控制系統的特點 6

二、DCS控制系統的組成及功能 6

三、DCS系統的主要生產商 7

第二節 化工仿真技術 7

一、仿真技術 7

二、仿真技術的應用 8

三、化工仿真實訓系統的組成 8

四、化工仿真實訓的一般方法 9

五、化工仿真實訓系統一般操作方法 9



第三章 化工單元實習仿真培訓系統的使用方法 10

節 仿真培訓系統學員站 10

一、仿真培訓系統學員站的啟動 10

二、培訓參數的選擇 10

三、教學系統畫面及菜單功能 12

四、操作質量評價系統 17

五、仿真培訓系統的正常退出 20

第二節 專用操作鍵盤 20

一、 TDC3000專用鍵盤 20

二、 CS3000 鍵盤 20

三、I/A專用鍵盤 20

第三節 化工仿真培訓系統教師站 23



第四章 化工仿真培訓網上資源 23

一、相關專業網站 23

二、網上資源在線學習指南 23

三、化工資源相關論壇 25



思考題 25



模塊二 化工單元操作實訓

單元 流體輸送操作實訓 27

項目一 離心泵操作實訓 27

任務一 冷態開車操作實訓 30

任務二 正常停車操作實訓 31

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 32

思考題 33

項目二 單級壓縮機操作實訓 33

任務一 冷態開車操作實訓 37

任務二 正常停車操作實訓 38

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 39

思考題 39

項目三 多級壓縮機操作實訓 40

任務一 冷態開車操作實訓 44

任務二 正常停車操作實訓 46

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 47

思考題 49

項目四 液位控制系統操作實訓 49

任務一 冷態開車操作實訓 52

任務二 正常停車操作實訓 53

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 53

思考題 54

項目五 真空系統操作實訓 55

任務一 冷態開車操作實訓 60

任務二 正常停車操作實訓 61

任務三 事故處理操作實訓 61

思考題 62

項目六 罐區系統操作實訓 62

任務一 冷態開車操作實訓 67

任務二 事故處理操作實訓 68

思考題 68



第二單元 傳熱操作實訓 69

項目一 列管式換熱器操作實訓 69

任務一 冷態開車操作實訓 72

任務二 正常停車操作實訓 73

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 73

思考題 75

項目二 管式加熱爐操作實訓 75

任務一 冷態開車操作實訓 78

任務二 正常操作實訓 80

任務三 正常停車操作和事故處理操作實訓 80

思考題 82

項目三 鍋爐單元操作實訓 83

任務一 冷態開車操作實訓 87

任務二 正常停車和緊急停爐操作實訓 89

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 90

思考題 91



第三單元 傳質分離操作實訓 92

項目一 精餾塔單元操作實訓 92

任務一 冷態開車操作實訓 95

任務二 正常停車操作實訓 96

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 97

思考題 99

項目二 吸收解吸操作實訓 99

任務一 冷態開車操作實訓 103

任務二 正常停車操作實訓 105

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 106

思考題 108

項目三 萃取塔操作實訓 108

任務一 冷態開車操作實訓 112

任務二 正常停車操作實訓 113

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 114

思考題 114



模塊三 典型反應器操作實訓

項目一 間歇釜反應器操作實訓 116

任務一 間歇釜反應器開車操作實訓 120

任務二 停車與事故操作實訓 122

思考題 123

項目二 固定床反應器操作實訓 123

任務一 固定床反應器冷態開車操作實訓 126

任務二 正常操作、停車、事故操作實訓 128

思考題 129

項目三 流化床反應器操作實訓 130

任務一 冷態開車操作實訓 133

任務二 正常停車操作實訓 135

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 136

思考題 137



模塊四 典型化工產品生產操作實訓

項目一 合成氨生產操作實訓 139

任務一 合成氨生產開車操作實訓 158

任務二 合成氨生產停車操作實訓 166

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 169

思考題 172

項目二 常減壓煉油生產操作實訓 172

任務一 常減壓生產開車操作實訓 182

任務二 常減壓生產正常停工操作實訓 187

任務三 常減壓生產事故處理操作實訓 188

思考題 190

項目三 丙烯酸甲酯操作實訓 190

任務一 丙烯酸甲酯開車操作實訓 204

任務二 丙烯酸甲酯停車操作實訓 207

思考題 209

項目四 聚氯乙烯生產操作實訓 209

任務一 冷態開車操作實訓 213

任務二 事故處理操作實訓 221

思考題 222

項目五 甲醇合成生產操作實訓 222

任務一 冷態開車操作實訓 226

任務二 正常停車和緊急停車操作實訓 229

任務三 正常運行管理和事故處理操作實訓 230

思考題 232

項目六 甲醇精制生產操作實訓 233

任務一 冷態開車操作實訓 238

任務二 正常停車操作實訓 241

任務三 事故處理操作實訓 242

思考題 243



參考文獻 244