CN102391382A - 一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法 - Google Patents

一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法，包括加料控制系统和温度控制系统，反应釜内设置有两个传感器跟踪反应釜中物料在反应过程的温度变化，所述的传感器分别与釜温控制器和计算机相连接，其特征是：在升温时开启热水阀，当釜温低于釜温设定值时关闭热水阀停止通热水，开冷水阀对夹套水进行多次置换，使夹套温度降低到夹套温度设定值；当温度接近反应恒温温度时自动切换到恒温控制模式，进行PID串级调节，并通过离散控制方法进行控制，反应结束后打开冷水阀降温到出料温度设定值，然后出料。本发明生产纤维素醚反应釜的自动控制方法具有有效降低劳动强度、提高加料精度、提高安全性、避免人为误差等特点。

Description

一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法
技术领域
本发明涉及一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法。
背景技术
目前，国内淤浆法生产纤维素醚（HPMC、HEC、CMC、PAC、HPC）的过程中，反应釜的控制全部都是手工控制或者一般的仪表控制，加料的精度很低（一般在5-10公斤的偏差），控制过程比较复杂，劳动强度大，1台反应釜要用2个操作工；控制精度低，反应过程的恒温阶段温差3-6℃；对操作人员的熟练程度要求较高，只有3年以上工作经验的操作工才能熟练操作，人与人之间的操作偏差比较大，导致产品质量波动很大，无法保证产品的质量稳定性。
发明内容
为了克服以上缺陷，本发明的目的是提供一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法。
本发明的技术方案是：一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法，包括加料控制系统和温度控制系统，反应釜内设置有两个传感器跟踪反应釜中物料在反应过程的温度变化，所述的传感器分别与釜温控制器和计算机相连接，其特征是：在升温时开启热水阀，当釜温低于釜温设定值时关闭热水阀停止通热水，开冷水阀对夹套水进行多次置换，使夹套温度降低到夹套温度设定值；当温度接近反应恒温温度时自动切换到恒温控制模式，进行PID串级调节，并通过离散控制方法进行控制，反应结束后打开冷水阀降温到出料温度设定值，然后出料。
本发明所述的加料控制系统包括通过计算机控制打开加料阀门，通过计量模块动态检测和累积加料的重量，达到配方设定值后自动关闭加料阀。
本发明所述的加料控制系统的配方加料精度在0.1-0.5公斤/单批。
本发明所述的釜温设定值取两个传感器温度的平均值。
本发明所述的夹套稳定设定值取夹套入口温度和夹套回水温度的平均值。
纤维素醚生产过程中的反应系统是比较复杂的，尤其是一步淤浆法工艺生产纤维素醚（HPMC、HEC、CMC、PAC、HPC）的过程，属于气相、液相和固相三相混合、扩散、反应体系，所以反应过程的时间、温度控制精度对取代基团的选择、取代均匀程度有至关重要的作用，反应釜的程序升温、控温过程相对比较复杂，碱化、两个阶段醚化都要求有准确的升温、过渡控制，醚化阶段要求0.5-1℃的控制精度。
PID调节简称PID控制，当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便，根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
串级调节一种由主、副两个调节器彼此串接的双回路调节系统。主调节器根据主参数与给定值的偏差输出信号，作为副调节器的给定值,副调节器同时接受副参数信号和给定值并控制调节机构。副调节器的工作是随动调节，主调节器的工作是定值调节。
离散控制方法是对生产过程进行集中操作管理和分散控制，即分布于生产过程各部分的以微处理器为核心的过程控制站,分别对各部分工艺流程进行控制,又通过数据通信系统与中央控制室的各监控操作站联网,因此也称集散控制系统(TDCS)。
本发明的有益效果是：1、本发明采用反应釜计算机自动控制技术，主控制器采用比较成熟的西门子PLC或者DCS（根据控制点数，100个点以上选DCS），对反应釜温度采用串级调节，对反应釜夹套温度进行提前量控制，控制精度大大提高，恒温阶段温差小于1℃，4台反应釜只用1个操作工，消除了人为偏差。
2、本发明可有效节省劳动力、提高加料精度、提高产品的合格率。
具体实施方式
需要举例子 具体描述生产纤维素醚的反应过程（反应方程式）、具体物料加量值、加料方式、温度设定值以及整个控制过程的描述。
一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法，包括加料控制系统和温度控制系统，反应釜内设置有两个传感器跟踪反应釜中物料在反应过程的温度变化，所述的传感器分别与釜温控制器和计算机相连接，在升温时开启热水阀，当釜温低于釜温设定值时关闭热水阀停止通热水，开冷水阀对夹套水进行多次置换，使夹套温度降低到夹套温度设定值；当温度接近反应恒温温度时自动切换到恒温控制模式，进行PID串级调节，并通过离散控制方法进行控制，反应结束后打开冷水阀降温到出料温度设定值，然后出料。
本发明所述的加料控制系统包括通过计算机控制打开加料阀门，通过计量模块动态检测和累积加料的重量，达到配方设定值后自动关闭加料阀。
实施例1
生产HPMC（纤维素羟丙基甲基醚）时，釜温设定值为83-86℃，夹套温度设定值为59-62℃，出料温度设定值50℃，配方设定值850kg。
实施例2
生产HEC（羟乙基纤维素）时，釜温设定值为80-82℃，夹套温度设定值为53-56℃，出料温度设定值50℃，配方设定值760kg。
   实施例3
生产CMC（羧甲基纤维素钠）时，釜温设定值为73-76℃，夹套温度设定值为63-66℃，出料温度设定值50℃，配方设定值820kg。
实施例4
生产HPC（羟丙基纤维素）时，釜温设定值为83-86℃，夹套温度设定值为58-62℃，出料温度设定值50℃，配方设定值1020kg。

Claims (5)

1.一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法，包括加料控制系统和温度控制系统，反应釜内设置有两个传感器跟踪反应釜中物料在反应过程的温度变化，所述的传感器分别与釜温控制器和计算机相连接，其特征是：在升温时开启热水阀，当釜温低于釜温设定值2℃时关闭热水阀停止通热水，开冷水阀对夹套水进行多次置换，使夹套温度降低到夹套温度设定值；当温度接近反应恒温温度时自动切换到恒温控制模式，进行PID串级调节，并通过离散控制方法进行控制，反应结束后打开冷水阀降温到出料温度设定值，然后出料。
2.根据权利要求1所述的一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法，其特征是：所述的加料控制系统包括通过计算机控制打开加料阀门，通过计量模块动态检测和累积加料的重量，达到配方设定值后自动关闭加料阀。
3.根据权利要求2所述的一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法，其特征是：所述的加料控制系统的配方加料精度在0.1-0.5公斤/单批。
4.根据权利要求1所述的一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法，其特征是：所述的釜温设定值取两个传感器温度的平均值。
5.根据权利要求1所述的一种生产纤维素醚反应釜的自动控制方法，其特征是：所述的夹套温度设定值取夹套入口温度和夹套回水温度的平均值。
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