双氧水生产过程的解决方案

双氧水生产过程的解决方案一、概述双氧水又称过氧化氢，是一种重要的无机化工产品，在纺织、造纸、化工、轻工、医药、电子、食品、环保等领域应用广泛。工业级过氧化氢在常温下能缓慢分解，当温度提升或紫外线照射时，分解速度加快，遇到灰尘、重金属离子或碱性物质时，发生猛烈分解，放出大量氧和热，紧要时会发生爆炸。过氧化氢具有较强的氧化实力，可与各类复原性物质发生反响，且制备无机过氧化物、有机过氧化物的原料。由于其优良的氧化性能，双氧水在碱性条件下能破坏有机色素分子中的共轭体系而消色，因此被广泛地用作纺织、造纸等行业的漂白剂。目前我国双氧水产品分工业级、试剂级、医药级和电子级，浓度有27.5%、35%、50%和70%等多种规格。目前我国双氧水生产方法有蒽醌法和电解法两种。1986年以前电解法是我国双氧水生产的主要方法，由于其须要消耗大量的电力，本钱提高，不适于大规模生产，已慢慢被淘汰，但电解法生产的双氧水品质最高，可精制成高浓度产品，适用于食品、医药等行业。蒽醌法比电解法优越，具有技术先进、自动化程度高、生产实力大、本钱和能耗低以及“三废”易治理等多种优点。1987年以后，接受蒽醌法的双氧水产最就已超过电解法的产量。蒽醌法依据运用的催化剂不同又分为镍催化剂法和钯催化剂法，两种方法制取双氧水都要经过氢化、氧化、萃取、再生、净化等一系列过程，两者最大的区分在于前者运用的是镍催化剂悬浮床氢化器，后者运用的是钯催化剂固定床氢化器。后者与前者相比，具有工艺流程短、氢化设备简洁、催化剂运用寿命长、平安牢靠、操作便利等优点，因此具有更强的竞争力。截止1999年底，国内有51个双氧水生产企业，大约66套生产装置，根本上是蒽醌法生产装置，其中钯催化剂固定床氢化工艺是最主要的生产工艺。双氧水生产开展相当快速，而且趋于向大规模、高技术、自动化限制方向开展。其中DCS集散限制系统在其中的应用变得越来越广泛和重要。二、系统工艺流程双氧水的生产过程包含五个工序：氢化工序、氧化工序、萃取净化工序、后处理工序、工作液配制及回收工序：氢化工序把蒽醌转化蒽氢醌或四氢化蒽醌。氧化工序用空气中的氧干脆氧化蒽氢醌和四氢化蒽氢醌，并转化为蒽醌、四氢化蒽醌，同时生成双氧水。萃取的作用是用无离子水从氧化液中萃取回收双氧水，生产必需浓度的双氧水溶液，该溶液再经过净化处理后，不仅降低有机碳的含量，而且生产27.5～35%的产品出售市场。萃取的萃余液经过后处理再生处理后进入下一个运用循环过程。其生产过程如下列图所示：三、限制方案依据双氧水的生产工艺过程，限制系统实现如下功能：1、实现各个单元操作的集中监控，包括：温度、压力、流量、液位等物理量的监测与限制。动态参数检测、限制必需精确、牢靠。2、必要的遥控措施,对突发事务如停电等，系统应接受相应的爱惜措施，确保在紧急状况下或须要的时候对一些关键的限制点〔阀门、马达等〕实施遥控。3、配置必要的报警和联锁。4、重要参数的记录和便利地查阅其实时趋势和历史趋势。5、可随时监测有关单元的有关参数或重要设备的运行状况。6、限制系统操作简洁，参数设置、调整便利，便于操作，人性化的操作界面。7、操作员站显示整个生产工艺流程，修改和打印各种有关参数。在双氧水生产装置中几种典型的限制策略组态：Ⅰ、氢化塔压力最大值与进气流量串级调整限制策略组态：如下图，PIC102、PIC103、PIC104分别为氢化塔上、中、下塔塔顶压力，工艺操作过程为每两节塔串联运用，要求三节塔的压力最大值与进氢化塔氢气流量FT101串联调整。针对工艺的特点，引入MAX功能模块，利用DCS所供应的功能模块软连接等优点，这样很简洁实此时此刻不同状况下对调整阀FN101的限制。Ⅱ、萃取塔界面液位与进水流量串级调整限制策略组态：在本装置中投运了串级调整系统，在组态中运用DCS软连接的优点，使手动—自动—串级自由切换，开车时运用单回路调整，生产稳定后操作工可以很简洁切换为串级调整，在操作站操作MAN—AUTO—CAS，便利地将软连接切换，调整质量高，操作简洁，组态方案如下列图：Ⅲ、参数累积、温度压力补偿计算：如蒸汽流量，应考须须要要求进展累积,在组态时参与模块——“STAT”累积计算模块；空气流量，测量用孔板，因此应用DCS软连接引入压力补偿〔温度较稳定〕。Ⅵ、阀位设置：因工艺平安须要，调整阀有气开式和气闭式，运用时发觉，操作工和仪表工必需要清楚每台阀门作用方式气开或气闭，才能进展手动操作的设置，这给操作增加了难度，后来在限制组态中引入而在INV功能块，如FN—401阀门为气闭式。参与INV功能块，写入表达式，OP=100—PID2.OP气闭式阀门100%输出信号时，阀位全关，组态后在操作上与气开式阀门一样，操作信号为0%时为全关，100%时为全开，使操作便利简洁，同时调整的正反作用设置也无须考虑阀门的正反作用，又能保证系统在气源故障时在平安阀位。同时利用功能块设置停车操作按钮，在电源设备突发事故时，操作工只要点击停车按钮，全部调整阀将按工艺要求设置的平安阀位上，保障生产平安。而且当限制点为回路故障，如现场变送器故障、线路断路时，供应了平安保障，可设置限制输出进展保持、全开输出、全关输出、平安值输出等；而且可设置对过程变更异样的报警；对限制输出的微小抖动的限制，从而可以消退调整阀在一个位置上的猛烈抖动，提高限制品质，延长调整阀的寿命。四、系统配置依据双氧水的生产工艺和限制方案的要求，我们为此配置平安牢靠的SunyTDCS9200集散限制系统来监视、限制和优化。SunyTDCS9200集散限制系统实现过程限制、逻辑限制、依次限制等功能；具有模块化柔性设计；供应开放数据接口、现场总线与互联网接入；顺应时代开展潮流，吸取最新电子技术、网络技术、限制技术，具有牢靠性高、系统开放、构成灵敏、界面友好、功能强大、维护简便的特点。1、系统构造如下列图所示：2、系统限制检测点：本系统温度、液位等模拟量检测点较多，大约是：热电阻39个，4～20mA模拟量输入98个，4～20mA模拟量输出48个,限制回路48个，开关量输入26个。3、系统的硬件配置：在系统硬件配置时要纵览全局,从满足生产过程对限制的要求，现场变送器和执行机构等部件特点,传输信号电缆和DCS输入/输出模板等方面全面考虑，从工艺的合理性、投资的经济性、运行的牢靠性、修理的便利性等进展综合分析。3.1冗余的系统效劳器/操作站，配置1台工程师站和1台操作站，并预留PC接口，满足了系统的操作须要，在工程师站上安装操作站软件，系统运行时可作为一台操作站运用，系统开车时2个操作站同时参与操作。3.2冗余的高性能限制模板，两个限制模板之间热备份，同时承受网络数据，其中之一的限制器发生故障，备份限制器自动进入工作状态。完成调整限制、数据处理、逻辑联锁、设备限制等功能。3.3冗余的以太网和限制网，系统配置了2条网络，监控层要求开放。数据通讯系统是将分散处理单元、输入/输出处理系统及工程师站和操作站联接起来，以保证牢靠和高效的系统通讯。因此接受冗余的以态网配置，通讯协议为TCP/IP标准协议，限制网要求平安。3.4在I/O模块配置上，接受预留出大于15%的扩展空间，模块的类型尽量少，整个系统仅有3种I/O模块，从而削减了备件的种类和费用。3.5全部电源设备和部件冗余。3.6系统配置表：型号规格名称单位数量一、限制软件局部ST9432SunyTech系统软件包〔2048点开发运行版〕套1ST9435SunyTech系统软件包〔2048点运行版〕套1ST9441Windows2000Professional操作系统〔授权版〕套2二、操作站和工程师局部ST961221”工程师站/操作员站〔主流配套2ST9603打印机平台套1ST9662激光打印机A4〔黑白〕台1三、现场限制站ST9002标准机柜〔2米台2ST9004通讯电缆套1ST9005机柜内附件套2ST91116U工业标准机笼台2ST9121总线底板块2ST9132电源组件块4ST9133散热组件块2ST913424VDC电源组件块2ST9161限制模板块2ST927116-32路万能调理模板块15ST9315单路全隔离万能AI模块块158ST9321单路全隔离电流AO模块块56ST9331双路光隔离DI模块块15ST91728路AIO/16路DIO通用型转接端子板块27ST917316路开关量输入转接端子板块24、系统功能：4.1工程师站功能用于程序开发、系统诊断、限制系统组态、数据库和画面的编辑及修改。生成任何显示画面和趋势图等,能调出系统中任一已定义的系统显示画面进展修改等工作。通过通讯总线，可调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据。可将组态数据从工程师站上下载到各个分散单元的限制站。此外，重新组态的数据被确认后，系统能自动刷新其内存。具有离线和在线全代码下载功能，不影响专置平安正常运转，可以在线参与或摘除网络设备而不影响其它网络设备正常运转。具有对DCS系统的运行状态进展监控的功能。包括对各限制站的运行状态、各操作站的运行状态、各级网络通讯状态等方面的监控。具有在线组态功能。如：量程上下限的变更、限制参数的调整等。具有在线显示组态图上全部输入/输出、中间量的数值。工程师站设置操作爱惜密码，以防擅自变更限制策略、应用程序、系统数据库。4.2操作员站功能操作站是人机对话的界面，几乎全部的限制指令和状态参数都在此交换。在操作站上可以分别显示各个流程图上现场的各种工艺参数，限制驱动装置、切