一種丙烯醯胺裝置產品精製自動控制系統及方法
2023-04-30 15:12:06
專利名稱：一種丙烯醯胺裝置產品精製自動控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種丙烯醯胺裝置化工產品精製自動控制系統及方法。
背景技術：
目前，我國各類化工生產自動控制系統種類眾多，在丙烯醯胺產品精製方面，其控制方案主要採用常規單迴路控制、簡單的比率控制和少量串級控制來實現，沒有採用多變量計算控制，導致控制水平、控制精度較低，控制穩定性差，不能保證產品的質量穩定。
發明內容
本發明的目的是提供一種可進行PID調節，批量控制、比率控制、順序控制於一體的丙烯醯胺裝置產品精製控制系統。本發明所述的丙烯醯胺裝置產品精製控制系統是在產品溶液入口管道上加溫度顯示控制儀表、流量顯示控制儀表、開關閥，在B溶液和C溶液出口管線上加裝流量顯示控制儀表、流量調節閥，在脫鹽水出口管線上加裝流量顯示控制儀表、流量調節閥，在產品溶液出口管道上加裝PH計控制儀表、濃度計控制儀表、輸料泵；在產品溶液入口採用換熱器出口溫度顯示控制儀表與控制冷卻水回水量信號連接；由產品溶液入口流量計顯示累計控制儀表與控制產品溶液進入1#、2#精製塔開關閥控制信號連接；由產品溶液出口溫度顯示儀表指示值，判斷產品溶液聚合；由產品溶液出口 PH計控制儀表與A溶液泵控制信號連接來調節PH值；由產品溶液濃度計控制儀表與控制開關閥信號連接，控制產品溶液轉移路徑；精製塔的B溶液再生過程，B溶液由泵排出，經流量計顯示累計控制儀表與脫鹽水流量計控制儀表信號連接，按一定比率通過流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入精製塔；精製塔的C溶液再生過程，C溶液由泵排出，經流量計顯示累計控制儀表與脫鹽水流量計控制儀表信號連接，按一定比率通過流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入精製塔；精製塔洗滌過程，洗滌液排出由產品溶液濃度計控制儀表與控制開關閥信號連接， 控制洗滌溶液轉移路徑。所述入口產品溶液溫度調節，在產品溶液入口採用換熱器出口溫度顯示控制儀表與控制冷卻水回水量信號連接；通過一定溫度的冷卻水來控制進入精製塔產品溶液溫度。所述產品溶液入口流量控制調節，由產品溶液入口流量計顯示累計控制儀表與控制產品溶液進入1#、姊精製塔開關閥控制信號連接；並加入批量設定功能塊，來實現流量計與開關閥的串級。通過流量計預先設定好要進物料的量，當達到設定值時，流量計發出信號，並控制與之相連的開關閥電磁閥失電，閥門關閉。所述由產品溶液出口溫度顯示儀表指示值，判斷產品溶液是否聚合；當產品溶液溫度達到高高限設定值時，產品溶液就聚合，產品溶液控制在高限報警以下。所述由產品溶液出口 pH計控制儀表與A溶液泵控制信號連接來調節pH值；產品溶液出口 PH值低，為防止聚合打開A溶液泵，補充一定濃度的A溶液，以提高pH值達到標準狀態。
所述由產品溶液濃度計控制儀表與控制開關閥信號連接，控制產品溶液轉移路徑；產品溶液濃度未達到指標，打開相關閥門進入產品溶液回收罐，產品溶液濃度達到指標，打開相關閥門進入產品溶液成品罐。所述精製塔的B溶液再生過程，B溶液由泵排出，打開相應的開關閥，B溶液經流量計顯示累計控制儀表與B溶液流量調節閥控制信號連接，脫鹽水流量計顯示累計控制儀表與脫鹽水流量調節閥控制儀表信號連接，並通過一個比率設定塊，使兩種介質按一定比率通過各自流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入相應的精製塔。 所述精製塔的C溶液再生過程，C溶液由泵排出，打開相應的開關閥，C溶液經流量計顯示累計控制儀表與C溶液流量調節閥控制信號連接，脫鹽水流量計顯示累計控制儀表與脫鹽水流量調節閥控制儀表信號連接，並通過一個比率設定塊，使兩種介質按一定比率通過各自流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入相應的精製塔。所述精製塔再生的洗滌過程，洗滌液排出由產品溶液濃度計控制儀表與控制開關閥信號連接，控制洗滌溶液轉移路徑。本發明由於採取以上技術方案，其具有以下特點1、本發明核心控制中的產品溶液入口溫度控制、流量控制、以及產品溶液pH值和濃度控制調節，精製塔再生控制都是產品合格的有力保證。2、本發明核心控制中的B/C溶液再生中可以實現比率控制、按先後次序進料，可對故障進行診斷和報警，特別情況下可以停止產品溶液精製。3、本發明操作簡單、安全、運行穩定。
圖1是為丙烯醯胺裝置產品精製控制流程示意圖。其中1-20°C冷卻水回水、2_20°C冷卻水來水、3-產品溶液、4-脫鹽水、5-B溶液、 6-C溶液、7-A溶液進口管、8-換熱器、9-B溶液泵、IO-C溶液泵、Il-A溶液泵、12-換熱器溫度顯示控制儀表、13-脫鹽水流量計、14-脫鹽水流量調節閥、15-B/C溶液流量顯示控制儀表、16-產品溶液流量計、17-比率設定器、18-B/C溶液流量調節閥、19-1#精製塔產品溶液進料閥、20-1#精製塔、21-1#精製塔產品溶液出口溫度顯示控制儀表、22-1#精製塔產品溶液出口閥、23-1#精製塔產品溶液去溶液產品成品罐pH計檢測控制儀表、24-產品溶液產品罐進料閥、25-1#精製塔產品溶液去產品溶液成品罐濃度計檢測控制儀表、26-產品溶液成品罐、27-脫鹽水、C溶液和B溶液進2#精製塔閥、28- 精製塔產品溶液進料閥、29- 精製塔、30-產品溶液成品回收罐進料閥、31-金屬元素處理罐進料閥、32-再生後廢水出口閥、33-產品溶液成品回收罐、34-金屬元素處理罐、35-廢水罐。圖2是根據圖1繪製的控制邏輯框圖。
具體實施例方式下面結合附圖1和圖2對本發明具體實施進行詳細描述。由圖1可以看出，產品溶液3進料管通過換熱器8、換熱器溫度顯示控制儀表12、 產品溶液流量計16、1#精製塔產品進料閥19和2#精製塔產品進料閥28與1#精製塔20和 2#精製塔四連接；B溶液5進口管和C溶液6進口管通過B溶液泵9和C溶液泵10、B/C溶液流量顯示控制儀表15、B/C溶液流量調節閥18與1#精製塔20連接，通過脫鹽水、C溶液和B溶液進2#精製塔閥27與2#精製塔四連接；脫鹽水4進口管通過脫鹽水流量計13、 脫鹽水流量調節閥14與1#精製塔20連接，通過脫鹽水、C溶液和B溶液進2#精製塔閥27 與2#精製塔四連接；1#精製塔20通過1#精製塔產品溶液出口溫度計21、1#精製塔產品溶液出口閥22、1#精製塔產品溶液去成品罐pH計檢測控制儀表23、產品溶液成品罐進料閥 24、1#精製塔產品溶液去成品罐濃度計檢測控制儀表25與產品溶液成品罐沈連接;2#精製塔四通過產品溶液成品回收罐進料閥30、金屬元素處理罐進料閥31、再生後廢水出口閥 32分別與產品溶液成品回收罐33、金屬元素處理罐34和廢水罐35 ；A溶液進口管7通過A 溶液泵11與1#精製塔產品溶液出口閥22連接；在B/C溶液流量顯示控制儀表15、B/C溶液流量調節閥18和脫鹽水流量計13、脫鹽水流量調節閥14之間設有比率設定器17 ；20°C 冷卻水回水管1、20°C冷卻水來水管2與換熱器8連接。在產品溶液入口採用換熱器溫度顯示控制儀表12與控制冷卻水回水量信號連接，通過一定溫度的冷卻水來控制進入精製塔產品溶液溫度；由產品溶液流量計16與控制溶液進入1#精製塔20的1#精製塔產品溶液進料閥19或2#精製塔產品溶液進料閥觀控制信號連接，並加入批量設定功能塊，來實現產品溶液流量計16與1#精製塔產品溶液進料閥19或2#精製塔產品溶液進料閥觀的串級。通過流量計預先設定好要進物料的量，當達到設定值時，產品溶液流量計16發出信號控制與之相連的1#精製塔產品溶液進料閥19或姊精製塔產品溶液進料閥觀電磁閥失電，閥門關閉；由1#精製塔產品溶液出口溫度顯示控制儀表21指示值，判斷產品溶液是否聚合，當1#精製塔產品溶液出口溫度顯示控制儀表 21指示值達到高高限設定值時，產品榮也就聚合，溫度應該控制在高限報警以下；由1#精製塔產品溶液去成品罐PH計檢測控制儀表23與A溶液泵11控制信號連接來調節pH值， 溶液出口 PH值低，為防止聚合打開A溶液泵11，補充一定濃度的A溶液7，以提高pH值達到標準狀態；由1#精製塔產品溶液去產品溶液成品罐濃度計檢測控制儀表與控制產品溶液產品罐進料閥M或產品溶液成品回收罐進料閥30信號連接，控制產品溶液轉移路徑，產品溶液濃度未達到指標，打開相關閥門進入產品溶液成品回收罐33，產品溶液濃度達到指標，打開相關閥門進入產品溶液成品罐26 ；B溶液5再生由B溶液泵9排出，經打開相應的開關閥，B溶液5經B/C溶液流量計顯示控制儀表15與B/C溶液流量調節閥18控制信號連接，脫鹽水4的脫鹽水流量計控制儀表13與脫鹽水流量調節閥14控制儀表信號連接，並通過一個比率設定器17，使B溶液5與脫鹽水4兩種介質按一定比率通過各自流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入相應的精製塔；C溶液6再生由C溶液泵10排出，打開相應的開關閥，C溶液6經B/C溶液流量計顯示控制儀表15與B/C溶液流量調節閥18控制信號連接，脫鹽水4的脫鹽水流量計13與脫鹽水流量調節閥14控制儀表信號連接，並通過一個比率設定器17，使C溶液6與脫鹽水4兩種介質按一定比率通過各自流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入相應的精製塔；脫鹽水4的流量計13與脫鹽水流量調節閥14控制儀表信號連接，進入再生後的塔內進行洗滌，洗滌液排出由1#精製塔產品溶液去產品溶液成品罐濃度計檢測控制儀表25與再生後廢水出口閥32信號連接，控制洗滌溶液轉移路徑，進入廢水罐35。本發明的啟動邏輯順序是1、入口溫度控制，在產品溶液入口採用換熱器出口溫度顯示控制儀表與控制冷卻水回水量信號連接；通過一定溫度的冷卻水來控制進入精製塔溶液溫度。由出口溫度顯示儀表指示值，判斷產品溶液是否聚合；當物料溫度達到高限設定值時，產品溶液就聚合，溫度控制在高限報警以下；2、入口流量控制，由入口流量計顯示累計控制儀表與控制溶液進入1#、姊精製塔產品溶液進料閥控制信號連接；並加入批量設定功能塊，來實現流量計與開關閥的串級。通過流量計預先設定好要進物料的量，當達到設定值時，流量計發出信號控制與之相連的開關閥電磁閥失電，閥門關閉。3、產品溶液pH調節控制，由產品溶液出口 pH計控制儀表與A溶液泵控制信號連接來調節PH值；產品溶液出口 pH值低，為防止聚合打開A溶液泵，補充一定濃度的A溶液， 以提高PH值達到標準狀態。4、產品溶液濃度調節控制，由產品溶液濃度計控制儀表與控制開關閥信號連接， 控制產品溶液轉移路徑；產品溶液濃度未達到指標，打開相關閥門進入產品溶液成品回收罐，產品溶液濃度達到指標，打開相關閥門進入產品溶液成品罐。5、精製塔再生控制調解，再B溶液再生過程中，B溶液由泵排出，打開相應的開關閥，B溶液經流量計顯示累計控制儀表與B溶液流量調節閥控制信號連接，脫鹽水流量計顯示累計控制儀表與脫鹽水流量調節閥控制儀表信號連接，並通過一個比率設定塊，使兩種介質按一定比率通過各自流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入相應的精製塔；C 溶液再生過程中，C溶液由泵排出，打開相應的開關閥，C溶液經流量計顯示累計控制儀表與C溶液流量調節閥控制信號連接，脫鹽水流量計顯示累計控制儀表與脫鹽水流量調節閥控制儀表信號連接，並通過一個比率設定塊，使兩種介質按一定比率通過各自流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入相應的精製塔；6、產品排出控制，洗滌液排出由濃度計控制儀表與控制開關閥信號連接，控制洗滌液溶液轉移路徑，將不合格產品溶液排入產品溶液成品回收罐，將合格產品溶液排入產品溶液成品罐。
權利要求
1.一種丙烯醯胺裝置產品精製控制系統，其特徵在於產品溶液進料管通過換熱器、換熱器溫度顯示控制儀表、產品溶液流量計、1#精製塔產品進料閥和2#精製塔產品進料閥與1#精製塔和2#精製塔連接；B溶液進口管和C溶液進口管通過B溶液泵和C溶液泵、B/C溶液流量顯示控制儀表、B/C溶液流量調節閥與1#精製塔連接，通過2#精製塔閥與2#精製塔連接；脫鹽水進口管通過脫鹽水流量計、脫鹽水流量調節閥與1#精製塔連接，通過2#精製塔閥與2#精製塔連接；1#精製塔通過1#精製塔產品溶液出口溫度計、1#精製塔產品溶液出口閥、1#精製塔產品溶液去成品罐PH計檢測控制儀表、產品溶液成品罐進料閥、1#精製塔產品溶液去成品罐濃度計檢測控制儀表與產品溶液成品罐連接；姊精製塔通過產品溶液成品回收罐進料閥、金屬元素處理罐進料閥、再生後廢水出口閥分別與產品溶液成品回收罐、金屬元素處理罐和廢水罐連接；A溶液進口管通過A溶液泵與1#精製塔產品溶液出口閥連接；在B/C溶液流量顯示控制儀表、B/C溶液流量調節閥和脫鹽水流量計、脫鹽水流量調節閥之間設有比率設定器；20°C冷卻水回水管、 20°C冷卻水來水管與換熱器連接。
2.—種權利要求1所述的丙烯醯胺裝置產品精製控制方法，其特徵在於(1)入口溫度控制在產品溶液入口採用換熱器出口溫度顯示控制儀表與控制冷卻水回水量信號連接；通過一定溫度的冷卻水來控制進入精製塔溶液溫度；由出口溫度顯示儀表指示值，判斷產品溶液是否聚合；當物料溫度達到高限設定值時，產品溶液就聚合，溫度控制在高限報警以下；(2)入口流量控制由入口流量計顯示累計控制儀表與控制溶液進入1#、姊精製塔產品溶液進料閥控制信號連接；並加入批量設定功能塊，來實現流量計與開關閥的串級，通過流量計預先設定好要進物料的量，當達到設定值時，流量計發出信號控制與之相連的開關閥電磁閥失電，閥門關閉；(3)產品溶液pH調節控制由產品溶液出口pH計控制儀表與A溶液泵控制信號連接來調節PH值；產品溶液出口 pH值低，為防止聚合打開A溶液泵，補充一定濃度的A溶液，以提高PH值達到標準狀態；(4)產品溶液濃度調節控制由產品溶液濃度計控制儀表與控制開關閥信號連接，控制產品溶液轉移路徑；產品溶液濃度未達到指標，打開相關閥門進入產品溶液成品回收罐， 產品溶液濃度達到指標，打開相關閥門進入產品溶液成品罐；(5)精製塔再生控制調解在B溶液再生過程中，B溶液由泵排出，打開相應的開關閥， B溶液經流量計顯示累計控制儀表與B溶液流量調節閥控制信號連接，脫鹽水流量計顯示累計控制儀表與脫鹽水流量調節閥控制儀表信號連接，並通過比率設定塊，使兩種介質按一定比率通過各自流量調節閥控制流量，並控制不同的開關閥進入相應的精製塔；在C溶液再生過程中，C溶液由泵排出，打開相應的開關閥，C溶液經流量計顯示累計控制儀表與C 溶液流量調節閥控制信號連接，脫鹽水流量計顯示累計控制儀表與脫鹽水流量調節閥控制儀表信號連接，並通過比率設定塊，使兩種介質按一定比率通過各自流量調節閥控制流量， 並控制不同的開關閥進入相應的精製塔；(6)產品排出控制洗滌液排出由濃度計控制儀表與控制開關閥信號連接，控制洗滌液溶液轉移路徑，將不合格產品溶液排入產品溶液成品回收罐，將合格產品溶液排入產品溶液成品罐。
全文摘要
本發明涉及一種丙烯醯胺裝置產品精製控制系統及其方法，是用換熱器出口溫度顯示控制儀表控制冷卻水的量控制產品溶液溫度，由產品溶液入口流量計顯示累計控制儀表控制產品溶液進入1#、2#精製塔開關閥，由出口溫度顯示儀表判斷產品溶液聚合，由產品溶液出口pH計控制儀表控制A溶液泵來調節pH值，由濃度計控制儀表控制溶液轉移路徑的開關閥，B溶液再生由流量計顯示累計控制儀表按比率控制開關閥進入精製塔，C溶液再生由流量計顯示累計控制儀表按比率控制開關閥進入精製塔，洗滌排出由產品溶液濃度計控制儀表控制轉移路徑的開關閥，本發明方法能夠實現產品精製準確控制的需要。
文檔編號B01D3/42GK102266678SQ20101062078
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者劉晶, 吳金海, 周雲霞, 朱久江, 李士倫, 李紅梅, 李勝, 王興武, 趙喜成, 趙慶勇, 高俊 申請人:中國石油天然氣股份有限公司