CN102266678B - 一种丙烯酰胺装置产品精制自动控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种丙烯酰胺装置产品精制控制系统及其方法，是用换热器出口温度显示控制仪表控制冷却水的量控制产品溶液温度，由产品溶液入口流量计显示累计控制仪表控制产品溶液进入1#、2#精制塔开关阀，由出口温度显示仪表判断产品溶液聚合，由产品溶液出口pH计控制仪表控制A溶液泵来调节pH值，由浓度计控制仪表控制溶液转移路径的开关阀，B溶液再生由流量计显示累计控制仪表按比率控制开关阀进入精制塔，C溶液再生由流量计显示累计控制仪表按比率控制开关阀进入精制塔，洗涤排出由产品溶液浓度计控制仪表控制转移路径的开关阀，本发明方法能够实现产品精制准确控制的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种丙烯酰胺装置化工产品精制自动控制系统及方法。
背景技术
目前，我国各类化工生产自动控制系统种类众多，在丙烯酰胺产品精制方面，其控制方案主要采用常规单回路控制、简单的比率控制和少量串级控制来实现，没有采用多变量计算控制，导致控制水平、控制精度较低，控制稳定性差，不能保证产品的质量稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种可进行PID调节，批量控制、比率控制、顺序控制于一体的丙烯酰胺装置产品精制控制系统。
本发明所述的丙烯酰胺装置产品精制控制系统是在产品溶液入口管道上加温度显示控制仪表、流量显示控制仪表、开关阀，在B溶液和C溶液出口管线上加装流量显示控制仪表、流量调节阀，在脱盐水出口管线上加装流量显示控制仪表、流量调节阀，在产品溶液出口管道上加装pH计控制仪表、浓度计控制仪表、输料泵；在产品溶液入口采用换热器出口温度显示控制仪表与控制冷却水回水量信号连接；由产品溶液入口流量计显示累计控制仪表与控制产品溶液进入1#、2#精制塔开关阀控制信号连接；由产品溶液出口温度显示仪表指示值，判断产品溶液聚合；由产品溶液出口pH计控制仪表与A溶液泵控制信号连接来调节pH值；由产品溶液浓度计控制仪表与控制开关阀信号连接，控制产品溶液转移路径；精制塔的B溶液再生过程，B溶液由泵排出，经流量计显示累计控制仪表与脱盐水流量计控制仪表信号连接，按一定比率通过流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入精制塔；精制塔的C溶液再生过程，C溶液由泵排出，经流量计显示累计控制仪表与脱盐水流量计控制仪表信号连接，按一定比率通过流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入精制塔；精制塔洗涤过程，洗涤液排出由产品溶液浓度计控制仪表与控制开关阀信号连接，控制洗涤溶液转移路径。
所述入口产品溶液温度调节，在产品溶液入口采用换热器出口温度显示控制仪表与控制冷却水回水量信号连接；通过一定温度的冷却水来控制进入精制塔产品溶液温度。
所述产品溶液入口流量控制调节，由产品溶液入口流量计显示累计控制仪表与控制产品溶液进入1#、2#精制塔开关阀控制信号连接；并加入批量设定功能块，来实现流量计与开关阀的串级。通过流量计预先设定好要进物料的量，当达到设定值时，流量计发出信号，并控制与之相连的开关阀电磁阀失电，阀门关闭。
所述由产品溶液出口温度显示仪表指示值，判断产品溶液是否聚合；当产品溶液温度达到高高限设定值时，产品溶液就聚合，产品溶液控制在高限报警以下。
所述由产品溶液出口pH计控制仪表与A溶液泵控制信号连接来调节pH值；产品溶液出口pH值低，为防止聚合打开A溶液泵，补充一定浓度的A溶液，以提高pH值达到标准状态。
所述由产品溶液浓度计控制仪表与控制开关阀信号连接，控制产品溶液转移路径；产品溶液浓度未达到指标，打开相关阀门进入产品溶液回收罐，产品溶液浓度达到指标，打开相关阀门进入产品溶液成品罐。
所述精制塔的B溶液再生过程，B溶液由泵排出，打开相应的开关阀，B溶液经流量计显示累计控制仪表与B溶液流量调节阀控制信号连接，脱盐水流量计显示累计控制仪表与脱盐水流量调节阀控制仪表信号连接，并通过一个比率设定块，使两种介质按一定比率通过各自流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入相应的精制塔。
所述精制塔的C溶液再生过程，C溶液由泵排出，打开相应的开关阀，C溶液经流量计显示累计控制仪表与C溶液流量调节阀控制信号连接，脱盐水流量计显示累计控制仪表与脱盐水流量调节阀控制仪表信号连接，并通过一个比率设定块，使两种介质按一定比率通过各自流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入相应的精制塔。
所述精制塔再生的洗涤过程，洗涤液排出由产品溶液浓度计控制仪表与控制开关阀信号连接，控制洗涤溶液转移路径。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：
1、本发明核心控制中的产品溶液入口温度控制、流量控制、以及产品溶液pH值和浓度控制调节，精制塔再生控制都是产品合格的有力保证。
2、本发明核心控制中的B/C溶液再生中可以实现比率控制、按先后次序进料，可对故障进行诊断和报警，特别情况下可以停止产品溶液精制。
3、本发明操作简单、安全、运行稳定。
附图说明
图1是为丙烯酰胺装置产品精制控制流程示意图。
其中：1-20℃冷却水回水、2-20℃冷却水来水、3-产品溶液、4-脱盐水、5-B溶液、6-C溶液、7-A溶液进口管、8-换热器、9-B溶液泵、10-C溶液泵、11-A溶液泵、12-换热器温度显示控制仪表、13-脱盐水流量计、14-脱盐水流量调节阀、15-B/C溶液流量显示控制仪表、16-产品溶液流量计、17-比率设定器、18-B/C溶液流量调节阀、19-1#精制塔产品溶液进料阀、20-1#精制塔、21-1#精制塔产品溶液出口温度显示控制仪表、22-1#精制塔产品溶液出口阀、23-1#精制塔产品溶液去溶液产品成品罐pH计检测控制仪表、24-产品溶液产品罐进料阀、25-1#精制塔产品溶液去产品溶液成品罐浓度计检测控制仪表、26-产品溶液成品罐、27-脱盐水、C溶液和B溶液进2#精制塔阀、28-2#精制塔产品溶液进料阀、29-2#精制塔、30-产品溶液成品回收罐进料阀、31-金属元素处理罐进料阀、32-再生后废水出口阀、33-产品溶液成品回收罐、34-金属元素处理罐、35-废水罐。
图2是根据图1绘制的控制逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图1和图2对本发明具体实施进行详细描述。
由图1可以看出，产品溶液3进料管通过换热器8、换热器温度显示控制仪表12、产品溶液流量计16、1#精制塔产品进料阀19和2#精制塔产品进料阀28与1#精制塔20和2#精制塔29连接；B溶液5进口管和C溶液6进口管通过B溶液泵9和C溶液泵10、B/C溶液流量显示控制仪表15、B/C溶液流量调节阀18与1#精制塔20连接，通过脱盐水、C溶液和B溶液进2#精制塔阀27与2#精制塔29连接；脱盐水4进口管通过脱盐水流量计13、脱盐水流量调节阀14与1#精制塔20连接，通过脱盐水、C溶液和B溶液进2#精制塔阀27与2#精制塔29连接；1#精制塔20通过1#精制塔产品溶液出口温度计21、1#精制塔产品溶液出口阀22、1#精制塔产品溶液去成品罐pH计检测控制仪表23、产品溶液成品罐进料阀24、1#精制塔产品溶液去成品罐浓度计检测控制仪表25与产品溶液成品罐26连接；2#精制塔29通过产品溶液成品回收罐进料阀30、金属元素处理罐进料阀31、再生后废水出口阀32分别与产品溶液成品回收罐33、金属元素处理罐34和废水罐35；A溶液进口管7通过A溶液泵11与1#精制塔产品溶液出口阀22连接；在B/C溶液流量显示控制仪表15、B/C溶液流量调节阀18和脱盐水流量计13、脱盐水流量调节阀14之间设有比率设定器17；20℃冷却水回水管1、20℃冷却水来水管2与换热器8连接。
在产品溶液入口采用换热器温度显示控制仪表12与控制冷却水回水量信号连接，通过一定温度的冷却水来控制进入精制塔产品溶液温度；由产品溶液流量计16与控制溶液进入1#精制塔20的1#精制塔产品溶液进料阀19或2#精制塔产品溶液进料阀28控制信号连接，并加入批量设定功能块，来实现产品溶液流量计16与1#精制塔产品溶液进料阀19或2#精制塔产品溶液进料阀28的串级。通过流量计预先设定好要进物料的量，当达到设定值时，产品溶液流量计16发出信号控制与之相连的1#精制塔产品溶液进料阀19或2#精制塔产品溶液进料阀28电磁阀失电，阀门关闭；由1#精制塔产品溶液出口温度显示控制仪表21指示值，判断产品溶液是否聚合，当1#精制塔产品溶液出口温度显示控制仪表21指示值达到高高限设定值时，产品荣也就聚合，温度应该控制在高限报警以下；由1#精制塔产品溶液去成品罐pH计检测控制仪表23与A溶液泵11控制信号连接来调节pH值，溶液出口pH值低，为防止聚合打开A溶液泵11，补充一定浓度的A溶液7，以提高pH值达到标准状态；由1#精制塔产品溶液去产品溶液成品罐浓度计检测控制仪表与控制产品溶液产品罐进料阀24或产品溶液成品回收罐进料阀30信号连接，控制产品溶液转移路径，产品溶液浓度未达到指标，打开相关阀门进入产品溶液成品回收罐33，产品溶液浓度达到指标，打开相关阀门进入产品溶液成品罐26；B溶液5再生由B溶液泵9排出，经打开相应的开关阀，B溶液5经B/C溶液流量计显示控制仪表15与B/C溶液流量调节阀18控制信号连接，脱盐水4的脱盐水流量计控制仪表13与脱盐水流量调节阀14控制仪表信号连接，并通过一个比率设定器17，使B溶液5与脱盐水4两种介质按一定比率通过各自流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入相应的精制塔；C溶液6再生由C溶液泵10排出，打开相应的开关阀，C溶液6经B/C溶液流量计显示控制仪表15与B/C溶液流量调节阀18控制信号连接，脱盐水4的脱盐水流量计13与脱盐水流量调节阀14控制仪表信号连接，并通过一个比率设定器17，使C溶液6与脱盐水4两种介质按一定比率通过各自流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入相应的精制塔；脱盐水4的流量计13与脱盐水流量调节阀14控制仪表信号连接，进入再生后的塔内进行洗涤，洗涤液排出由1#精制塔产品溶液去产品溶液成品罐浓度计检测控制仪表25与再生后废水出口阀32信号连接，控制洗涤溶液转移路径，进入废水罐35。
本发明的启动逻辑顺序是：
1、入口温度控制，在产品溶液入口采用换热器出口温度显示控制仪表与控制冷却水回水量信号连接；通过一定温度的冷却水来控制进入精制塔溶液温度。由出口温度显示仪表指示值，判断产品溶液是否聚合；当物料温度达到高限设定值时，产品溶液就聚合，温度控制在高限报警以下；
2、入口流量控制，由入口流量计显示累计控制仪表与控制溶液进入1#、2#精制塔产品溶液进料阀控制信号连接；并加入批量设定功能块，来实现流量计与开关阀的串级。通过流量计预先设定好要进物料的量，当达到设定值时，流量计发出信号控制与之相连的开关阀电磁阀失电，阀门关闭。
3、产品溶液pH调节控制，由产品溶液出口pH计控制仪表与A溶液泵控制信号连接来调节pH值；产品溶液出口pH值低，为防止聚合打开A溶液泵，补充一定浓度的A溶液，以提高pH值达到标准状态。
4、产品溶液浓度调节控制，由产品溶液浓度计控制仪表与控制开关阀信号连接，控制产品溶液转移路径；产品溶液浓度未达到指标，打开相关阀门进入产品溶液成品回收罐，产品溶液浓度达到指标，打开相关阀门进入产品溶液成品罐。
5、精制塔再生控制调解，再B溶液再生过程中，B溶液由泵排出，打开相应的开关阀，B溶液经流量计显示累计控制仪表与B溶液流量调节阀控制信号连接，脱盐水流量计显示累计控制仪表与脱盐水流量调节阀控制仪表信号连接，并通过一个比率设定块，使两种介质按一定比率通过各自流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入相应的精制塔；C溶液再生过程中，C溶液由泵排出，打开相应的开关阀，C溶液经流量计显示累计控制仪表与C溶液流量调节阀控制信号连接，脱盐水流量计显示累计控制仪表与脱盐水流量调节阀控制仪表信号连接，并通过一个比率设定块，使两种介质按一定比率通过各自流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入相应的精制塔；
6、产品排出控制，洗涤液排出由浓度计控制仪表与控制开关阀信号连接，控制洗涤液溶液转移路径，将不合格产品溶液排入产品溶液成品回收罐，将合格产品溶液排入产品溶液成品罐。
Claims (2)
1.一种丙烯酰胺装置产品精制控制系统，其特征在于:
产品溶液进料管通过换热器、换热器温度显示控制仪表、产品溶液流量计、1#精制塔产品进料阀和2#精制塔产品进料阀与1#精制塔和2#精制塔连接；B溶液进口管和C溶液进口管通过B溶液泵和C溶液泵、B/C溶液流量显示控制仪表、B/C溶液流量调节阀与1#精制塔连接，通过2#精制塔阀与2#精制塔连接；脱盐水进口管通过脱盐水流量计、脱盐水流量调节阀与1#精制塔连接，通过2#精制塔阀与2#精制塔连接；1#精制塔通过1#精制塔产品溶液出口温度计、1#精制塔产品溶液出口阀、1#精制塔产品溶液去成品罐pH计检测控制仪表、产品溶液成品罐进料阀、1#精制塔产品溶液去成品罐浓度计检测控制仪表与产品溶液成品罐连接；2#精制塔通过产品溶液成品回收罐进料阀、金属元素处理罐进料阀、再生后废水出口阀分别与产品溶液成品回收罐、金属元素处理罐和废水罐连接；A溶液进口管通过A溶液泵与1#精制塔产品溶液出口阀连接；在B/C溶液流量显示控制仪表、B/C溶液流量调节阀和脱盐水流量计、脱盐水流量调节阀之间设有比率设定器；20℃冷却水回水管、20℃冷却水来水管与换热器连接。
2.一种权利要求1所述的丙烯酰胺装置产品精制控制系统的控制方法，其特征在于:
（1）入口温度控制：在产品溶液入口采用换热器出口温度显示控制仪表与控制冷却水回水量信号连接；通过一定温度的冷却水来控制进入精制塔溶液温度；由出口温度显示仪表指示值，判断产品溶液是否聚合；当物料温度达到高限设定值时，产品溶液就聚合，温度控制在高限报警以下；
（2）入口流量控制：由产品溶液流量计显示累计控制仪表与控制溶液进入1#、2#精制塔产品溶液进料阀控制信号连接；并加入批量设定功能块，来实现流量计与开关阀的串级，通过流量计预先设定好要进物料的量，当达到设定值时，流量计发出信号控制与之相连的开关阀电磁阀失电，阀门关闭；
（3）产品溶液pH调节控制：由产品溶液出口pH计控制仪表与A溶液泵控制信号连接来调节pH值；产品溶液出口pH值低，为防止聚合打开A溶液泵，补充一定浓度的A溶液，以提高pH值达到标准状态；
（4）产品溶液浓度调节控制：由产品溶液浓度计控制仪表与控制开关阀信号连接，控制产品溶液转移路径；产品溶液浓度未达到指标，打开相关阀门进入产品溶液成品回收罐，产品溶液浓度达到指标，打开相关阀门进入产品溶液成品罐；
（5）精制塔再生控制调解：在B溶液再生过程中，B溶液由泵排出，打开相应的开关阀，B溶液经流量计显示累计控制仪表与B溶液流量调节阀控制信号连接，脱盐水流量计显示累计控制仪表与脱盐水流量调节阀控制仪表信号连接，并通过比率设定块，使两种介质按一定比率通过各自流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入相应的精制塔；在C溶液再生过程中，C溶液由泵排出，打开相应的开关阀，C溶液经流量计显示累计控制仪表与C溶液流量调节阀控制信号连接，脱盐水流量计显示累计控制仪表与脱盐水流量调节阀控制仪表信号连接，并通过比率设定块，使两种介质按一定比率通过各自流量调节阀控制流量，并控制不同的开关阀进入相应的精制塔；
（6）产品排出控制：洗涤液排出由浓度计控制仪表与控制开关阀信号连接，控制洗涤液溶液转移路径，将不合格产品溶液排入产品溶液成品回收罐，将合格产品溶液排入产品溶液成品罐。
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