氯化工艺控制系统

1、氯化工艺控制系统氯乙酸工艺为氯化典型工艺，经过对工艺系统分析，掌握氯化工艺的主要控制点，确定控制及联锁方案，进行自动化控制 系统研究，为氯化工艺的自动化改造工艺提供技术支撑，并提供 保证控制系统安全的资料。1生产工艺流程概述本文研究的氯乙酸生产工艺主要采用硫黄催化醋酸氯化、氯化液结晶、离心分离母液得氯乙酸成品的间断氯化生产工艺。1. 1氯化工序该工序以液氯和醋酸为原料，醋酸来自于醋酸储罐，泵入醋酸计量罐中，计量罐中的醋酸计量后利用位差压入氯化反应釜。外购 氯气经过氯气缓冲罐后再经流量计控制流量进入氯化反应釜中， 与反应釜中的醋酸在硫黄催化剂催化作用下发生氯化反应，其主 反应方程式为：CH3CO

2、OH + C12 - CH2C1COOH + HCl氯气总管道上氯气压力控制在 0.2 MPa以下。氯化反应温度控制在96 C 士 2 C,压力控制在100 kPa以下，氯化通氯流量控制 采用步序的控制方式，能够实现手动和自动切换。氯化液的相对 密度检测达到1.35后，停止通氯，氯化液备用。1. 2结晶工序将备用氯化液抽入结晶釜，在结晶釜内先升温到8590 C,启动搅拌，用冷却水将料温降至 60 C时，向釜内加入晶种约10kg,关闭冷却水，自然搅拌降温，并根据釜内料液情况，再加母液700800 kg 。当料温降至48 C时，开水冷却直至物料降至25 C时，即可被离心分离使用。1. 3离心分离工

3、序结晶后物料放入离心机内，在离心机离心作用下，母液与结晶的氯乙酸分离，母液进入母液梢，能够供氯化使用或销售；分离得到的晶状氯乙酸经计量包装即为氯乙酸成品。2环境特征(1)工艺设备布置：大多数皆集中在厂房内。(2)爆炸危险场所划分：本工艺不含易燃易爆物质，属于非防暴 区。(3)气体的泄漏：氯乙酸装置所处理的原材料和中间产物都是有 毒物质，因此在可能泄漏的或聚集的场所应安装毒性气体检 测器。(4)腐蚀性：装置中存在CL、HC由勺存在，因此设备必须防腐和 选择防腐蚀的材料。3设备选型(1)在线温度检测元件选用热电阻 Pt100,温度计套管材质 采用316L衬F4。(2)变送器均带HART、议，压力变

4、送器接液部件材质：介质 具有较强的腐蚀性都采用隔膜压力表，测量膜片采用相 应的耐腐蚀材质316L衬F4。(3)小管径气体流量选用转子流量计。(4)控制系统的执行单元为调节阀与切断阀，以电动执行机 构为主，阀门型式根据工况而定，调节阀以单座阀为 主，控制阀阀体材质应等于或高于管道材质，阀内件根 据工艺介质而定。在一些重要的管线上安装紧急切断 阀，用于紧急状态或事故状态下切断线路。使整个系统 处于故障安全状态4计算机控制系统本装置的控制由一个独立的系统完成：设置一个控制柜室。工程师室放置在控制柜室旁边，1台工程师站；设置一个中央控制室，操作员站，能独立处理相应的控制。工程师站可经过OPC连入生产调

5、度室，全厂的控制采用总控、分散控制相结合的方 式，充分显示其灵活性。OPC!讯方式采用标准的C/S通讯结构，第三方能够经过安装客户端程序，直接对控制系统的数据进行实时读写操作。能够经过质 量码来判断数据的可信度。数据读取是按照分组进行的，每一组 的变量属性定义一致。OP逾讯分为以下几种方式：定时读取：程序按照设定的采样周期定时从OPC SERVER取数据。变化读取方式：当组内的数据发生变化时，自动启动从 OPCSERVER取变化数据。中断方式：能够根据程序的要求进行随时读取数据，读取级别高，一般不采用。写数据方式：程序根据要求随时进行写操作。UPS备用电源：采用工业在线UPS电源提高电源系统的

6、可靠性、可用性，缩短维修、维护时间，使企业产生更大的效益。UPS的基本功能是在断电的情况下，能够实现不停电切换，为其它设备继续供电，同时在电压不稳时，能够起到稳定电压的功能，同时具有抑制电网的电压冲浪，保证计算机及网络系统的正常工作与数据不受干扰。维持供电时间不少于 30分钟。5控制方案反应釜的分程控制系统：当反应釜配置好物料后，开始时需要对反应器加热，以启 动反应过程。反应启动后，因为化学反应放出大量热量， 为了能使反应持续，稳定地进行下去就必须把反应热取走。例如在反应釜启动前，夹套内灌满冷却水，然后启动 循环泵，由于反应釜内的温度低于要求的反应温度，因此 调节器指挥蒸汽阀打开，循环水经过蒸

7、汽加热以后，变成 热水加热反应釜，65 C反应开始后，随着反应热的逐步放 出，将逐步关上蒸汽阀，当反应充分进行后，就把蒸汽阀 全关，打开冷却水阀，把反应热取走。氯乙酸反应中的流量控制步序系统：根据生产工艺，要求反应釜在 65 C下通氯气，经过工控 机人机界面检测反应釜温度。第一步：反应釜温度6570 C ,反应相对密度为1.031.10;经过比较逻辑运算，在符合该条件的情况下的氯气流量给定值设定为物料平衡和热平衡计算得来的数据XI。然后再根据如果温度超过 70 C,密度大于1.10时 跳转到第二步；第二步：反应釜温度7075 C ,反应相对密度为1.101.2;经过比较逻辑运算，在符合该条件的情况下 的氯气流量给定值设定为物料平衡和热平衡计算得来的数 据X