第1章緒論/ 1



1.1化學工業和石化企業的特點1



1.2化工生產過程大型裝置仿真的應用2



1.3化工工藝過程仿真在實踐教學中的意義3



1.4對二甲苯異構化大型仿真培訓和實習任務4



第2章二甲苯異構化概述/ 6



2.1C8芳烴的物理和化學性質6



2.1.1C8芳烴的物理性質6



2.1.2C8芳烴的化學性質7



2.2C8芳烴的用途8



2.2.1乙基苯8



2.2.2鄰二甲苯8



2.2.3間二甲苯8



2.2.4對二甲苯8



2.3C8芳烴的來源和組成9



2.4二甲苯異構化方法的現狀與發展9



2.4.1二甲苯異構化方法的現狀9



2.4.2二甲苯異構化方法的發展11



2.5二甲苯異構化的重要性13



第3章異構化反應原理和催化劑/ 15



3.1二甲苯臨氫異構化反應原理15



3.2影響異構化反應的因素17



3.3二甲苯異構化催化劑18



3.3.1異構化催化劑類別和組成18



3.3.2異構化催化劑制備方法19



3.3.3異構化催化劑催化活性、選擇性和穩定性指標22



3.3.4催化劑的失活和中毒22



3.3.5原工業生產裝置所用催化劑23



第4章二甲苯臨氫異構化工藝流程與訓練裝置控制繫統/ 24



4.1工藝流程、物料衡算、原料消耗和主要控制參數24



4.1.1工藝流程24



4.1.2物料穩態流量25



4.1.3主要控制參數27



4.2主要設備28



4.2.1原料加熱爐28



4.2.2反應器29



4.2.3產物分離器29



4.2.4脫庚烷塔30



4.2.5再精餾塔30



4.3訓練裝置控制繫統31



4.3.1反應崗位控制繫統31



4.3.2分離崗位控制繫統34



第5章二甲苯臨氫異操作訓練/ 41



5.1反應崗位操作訓練41



5.1.1反應崗位的開車41



5.1.2反應崗位的停車42



5.2分離崗位操作訓練43



5.2.1精餾崗位的開車43



5.2.2精餾崗位的停車45



5.2.3精餾崗位的異常現像及其處理47



5.3加熱爐崗位操作訓練61



5.3.1加熱爐的點爐61



5.3.2加熱爐的停爐64



5.3.3加熱爐事故處理64



5.4離心泵崗位操作訓練65



5.4.1離心泵的運行65



5.4.2切換離心泵67



5.4.3離心泵不上量的處理67



5.4.4停離心泵68



5.4.5離心泵的正常維護68



5.5壓縮機崗位操作訓練69



5.5.1流程準備69



5.5.2壓縮機的開車69



5.6其他基本操作技能訓練70



5.6.1容器液位計的投用與檢查70



5.6.2加盲板70



5.6.3壓力表的選用與更換71



5.6.4容器、泵、加熱器排液（水）71



5.6.5調節閥失靈的判斷和處理72



5.6.6開、停換熱器72



5.6.7閥門的使用與維護73



5.6.8管線跑料的處理74



5.6.9正確使用安全帽、安全帶74



5.6.10正確使用安全閥75



5.6.11正確擰緊螺栓75



5.6.12熟悉工藝流程75



第6章DCS控制繫統/ 77



6.1DCS介紹77



6.2裝置流程簡介78



6.3DCS控制繫統78



6.3.1繫統介紹78



6.3.2繫統啟動方法和功能介紹80



6.3.3畫面顯示及操作82



6.3.4調節回路的操作88



6.3.5報警信息90



6.3.6報表打印及報警打印91



6.3.7注意事項92



第7章安全與防護/ 94



7.1安全生產的基本原則94



7.1.1安全生產——專門的效益94



7.1.2安全生產的基本原則94



7.2石油化工安全生產的有關規定95



7.3安全教育96



7.3.1三級安全教育和特殊工種教育96



7.3.2安全教育的內容97



7.4人身防護97



7.4.1頭部防護97



7.4.2眼睛和面部防護98



7.4.3腳部防護98



7.4.4手部防護98



7.4.5聽力防護98



7.4.6呼吸防護98



7.4.7防護服98



7.5催化加氫反應安全技術99



7.6二甲苯臨氫異構反應中的危險化學品99



7.7仿真裝置的安全注意事項101



參考文獻/ 102

生產實習是化學工程與工藝專業重要的實踐性教學環節，是完成化學工程師的基本訓練、培養高級工程技術人纔的重要手段。通過生產實習，可使學生能夠理論聯繫實際，獲得實際生產知識和技能，進一步鞏固和掌握所學的理論知識；可使學生學會生產操作控制與管理的有關知識，獲取化工生產相關技術和技能；可培養學生的獨立工作和組織管理能力，訓練學生運用所學知識觀察、分析和解決工程實際問題的工作能力;可使學生了解與熟悉化工專業各方向的生產技術與特點，為學生今後的專業學習打下堅實的基礎。



化工生產過程具有高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、有害等特點，而且生產連續性強、前後工序的相互影響非常明顯，操作難度大、要求高；另外，企業內部管理更加嚴格，對人員和裝置的安全性要求也被提到了空前的高度，嚴格限制非崗位操作人員進入現場，更不允許動手操作。這些因素造成學生在生產實習過程中難有直接動手的機會,這是化工類專業實踐教學環節所面臨的特有困難。面對現代化學工業的特點，培養具備綜合實踐能力的高級技術人纔，就要以現代化工對從業人員的要求為邏輯起點構建實踐教學體繫，要求用於實踐教學的培訓基地應以化工柔性生產工藝繫統為核心，提供操作、過程控制操作、全工藝過程操作等實訓。因此，在一個化工生產繫統的大型仿真環境中，按真實崗位工作的要求設置相關的實踐教學內容，對涉及的相關知識和技能展開綜合性教學，並結合職業技能鋻定進行考核，能夠很好地滿足培養化學工程與工藝專業高級應用型人纔培養的需求。



北京石油化工學院化學工程與工藝專業作為特色專業的建設點,2014年通過中國工程教育協會工程教育專業認證。該專業以工程實踐教育為特色，依托北京石油化工學院與中國石化北京燕山石油化工公司共建的工程教育中心產學合作教育大平臺，建立“校內仿真中心-燕山石化教育培訓中心-燕山石化生產車間”三位一體、逐層推進的實習體繫，全面培養學生的化工生產操作知識、DCS仿真操作技能及大規模生產工程觀念。其中，以二甲苯臨氫異為對像的“石油化工生產技術仿真訓練裝置”是化學工程與工藝專業實習的主要場所和訓練基地，學生可直接通過DCS對生產裝置進行操作和故障處理，強化學生理論聯繫實際的機會。



本書強調理論與實踐結合，具有全面繫統和重點突出的特點，涵蓋了二甲苯臨氫異構化反應的基本原理和催化劑以及二甲苯臨氫異構化反應工藝和主要設和裝置操作規程、DCS控制、安全與防護等方面的內容。其中，第1章由靳海波編寫，第2章由靳海波、遲姚玲、徐建華編寫，第3章由何廣湘編寫，第4明、徐建華編寫，第5明、徐建華、孟曉中、田昆、李志榮編寫，第6章由牛立樹編寫，第7章由宋永吉編寫。後由靳海波教授、楊永紅高級工程師統稿；李軍良審閱了全書初稿，並提出了寶貴意見。



在本書的編寫過程中，得到了北京石油化工學院和中國石化北京燕山石油化工公司領導、同仁的大力支持和幫助，在此表示感謝。



由於時間倉促，書中可能存在各種不足，懇請讀者批評指正！







靳海波



2017年4月