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甲醛生產(chǎn)自動化控制典型解決方案

甲醛生產(chǎn)線自動化控制典型解決方案

1、概述

甲醛用途廣泛、生產(chǎn)工藝簡單、原料供應(yīng)充足的大眾化工產(chǎn)品，是甲醇下游產(chǎn)品的主干，世界年產(chǎn)量在2500萬噸左右，30%左右的甲醇都用來生產(chǎn)甲醛。在實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)之前，因?yàn)榧兹┥a(chǎn)過程中化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，車間人員憑借經(jīng)驗(yàn)和數(shù)顯儀表對甲醛裝置進(jìn)行操作，使得甲醛生產(chǎn)成本高，質(zhì)量不穩(wěn)定。

青島華凌科技有限公司專業(yè)從事甲醛生產(chǎn)過程自動化控制，DCS控制系統(tǒng)具有可靠性高、系統(tǒng)開放、功能強(qiáng)大、維護(hù)簡單等眾多優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)兹┥a(chǎn)過程參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量和實(shí)時控制，降低不合格產(chǎn)品率并提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品市場競爭力。

2、工藝簡介

空氣氧化法制備甲醛有兩條工藝路線：

以電解銀，浮石銀為催化劑的銀法工藝；

以Fe2O3-MoO作為催化劑的鐵法工藝。

原料甲醇由計(jì)量槽經(jīng)泵送至高位槽，進(jìn)行流量控制并進(jìn)行過濾后進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器，過濾后的空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)輸送進(jìn)入蒸發(fā)器底部。甲醇經(jīng)過加熱氣化及空氣夾帶，與空氣形成二元混合氣；再和通入一定流量的蒸汽相混合，形成三元混合氣，三元混合氣經(jīng)過熱器過熱后，進(jìn)入阻火過濾器，再次過濾后的三元混合氣進(jìn)入氧化器，在高溫與電解銀催化劑的作用下，發(fā)生氧化脫氫反應(yīng)。反應(yīng)氣體經(jīng)過冷卻進(jìn)入吸收塔，成為甲醛溶液。尾氣燃燒后進(jìn)入大氣。

生產(chǎn)甲醛以甲醇為原料，經(jīng)過輸送、蒸發(fā)、原料氣（空氣、配料、甲醇?xì)猓┑膬艋�、過濾阻火、轉(zhuǎn)化反應(yīng)、冷卻吸收、產(chǎn)品貯運(yùn)等環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)手段不同以及不同的組合方式形成不同的工藝路線。

3、控制方案

氧化器溫度的控制是甲醛生產(chǎn)的關(guān)鍵，影響氧化器溫度的主要有如下變量：

（1）蒸發(fā)器的溫度和壓力；

（2）干空氣的流量；

（3）配料蒸汽的流量；

（4）冷卻器出口的甲醛溫度

在DCS控制系統(tǒng)中，事先允許操作人員設(shè)定或確認(rèn)最佳允許狀態(tài)的一組參數(shù)（包括空氣流量、蒸汽流量、氧化溫度、蒸發(fā)溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等），系統(tǒng)將這些參數(shù)記錄在運(yùn)行系統(tǒng)的系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)庫中。

具體方案是恒定風(fēng)速，當(dāng)外界干擾引起的氧溫變化時，首先通過氧溫-蒸汽流量串級調(diào)節(jié)回路結(jié)合蒸發(fā)器溫度調(diào)節(jié)回路快速調(diào)節(jié)氧溫：當(dāng)氧水比出現(xiàn)偏離時，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的最佳運(yùn)行參數(shù)、生產(chǎn)的現(xiàn)在，通過模糊數(shù)學(xué)模型的運(yùn)算來修正蒸發(fā)溫度，改變氧醇比，再次引起氧溫的小幅變化，然后由氧溫-蒸汽流量串級調(diào)節(jié)回路調(diào)節(jié)氧。溫恢復(fù)正常，從而恢復(fù)氧水比正常，繼而氧醇比也得到了恢復(fù)。

另外，對整個生產(chǎn)過程特別是點(diǎn)火階段，我們充分利用DCS信息共享、歷史數(shù)據(jù)查詢及簡便的自定義控制算法編制等優(yōu)勢，根據(jù)現(xiàn)場具體的工藝情況編制了控制程序。不但提高了控制水平，使產(chǎn)品質(zhì)量得到穩(wěn)定和增強(qiáng)，并且大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度。同時保證了生產(chǎn)的安全性，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了積極的作用。

氧化器溫度是控制的重點(diǎn)，影響到甲醛成品的質(zhì)量，DC系統(tǒng)通過對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和主路旁路調(diào)節(jié)閥的控制來達(dá)到氧化器溫度的控制。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4、總結(jié)

青島華凌科技致力于甲醛生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)，甲醛生產(chǎn)在使用了DCS集散控制系統(tǒng)之后，能夠明顯改善工人的工作強(qiáng)度，生產(chǎn)自動化水平得以實(shí)現(xiàn)，利用DCS強(qiáng)大集散控制能力，對現(xiàn)場儀表進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)行。甲醛產(chǎn)量和質(zhì)量得到明顯提升，DCS特有的聯(lián)鎖控制也提高了甲醛生產(chǎn)安全性。