CN104014294A - 一种丁基萘磺酸钠自动化生产装置及其自动化控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丁基萘磺酸钠自动化生产装置及其自动化控制方法。生产装置包括PLC、发烟硫酸高位槽和磺化反应釜；发烟硫酸高位槽设重量传感器和进料控制阀与PLC连接；磺化反应釜设温度传感器与PLC连接；加热蒸汽、冷却水、冷冻盐水管均设控制阀与PLC连接。控制方法：由PLC自动调整控制发烟硫酸控制阀和冷冻盐水、加热蒸汽及冷却水控制阀，以控制发烟硫酸滴加速度，同时控制反应釜温度初始≤30℃，反应时为35-40℃，而后升温到50-55℃保温八小时，再冷却到40℃静止5小时。本发明利用PLC通过反应温度的变化来调节发烟硫酸加料速度及冷冻盐水、加热蒸汽和冷却水的流量，使磺化反应温度稳定，确保了安全生产和产品质量。

Description

一种丁基萘磺酸钠自动化生产装置及其自动化控制方法
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，涉及一种丁基萘磺酸钠自动化生产装置及其自动化控制方法。
背景技术
丁基萘磺酸钠是一种用途非常广泛的阴离子表面活性剂，是优良的渗透剂及润湿剂，用作纺织印染各道工序，作为橡胶工业乳化剂、软化剂及色淀工业润湿剂及化肥农药增效剂。丁基萘磺酸钠是由丁基萘与发烟硫酸进行磺化反应得到的磺化产物，因此生产中关键的工序是磺化，它不仅关系到产品的质量，而且关系到安全。
在丁基萘磺酸钠生产时采用的生产工艺是：丁醇和精萘在酸性条件下烷基化再用发烟硫酸磺化，最后中和后得到本产品。丁基萘与发烟硫酸进行磺化反应，因为工艺的要求，此磺化反应必须要在低温(≤40℃以下)进行，由于磺化反应是一个激烈的放热反应，如果温度偏高轻则会造成产品质量不良，重则会引起副反应直至引起事故危险。
现有技术中丁基萘磺酸钠的生产方法均是由人工手动控制，仪表辅助操作，由于人工操作不稳定因素较多，尤其是在物料计量以及加料速度、反应温度、反应压力、反应时间的控制等环节上人为波动因素较大，所得产品主要表现在外观、目标产物含量及稳定性方面均显不足，因而对产品的质量影响较大，已经成为相关领域之业者目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全、高效的丁基萘磺酸钠自动化生产装置及其自动化控制方法。
本发明的技术方案如下：
一种丁基萘磺酸钠自动化生产装置，它包括PLC控制系统，以及通过管道连接的发烟硫酸高位槽和磺化反应釜；磺化反应釜夹套设有加热蒸汽管或冷却水管或冷冻盐水管；发烟硫酸高位槽底部设有重量传感器，该重量传感器与PLC控制系统的输入端口连接；发烟硫酸高位槽与磺化反应釜连接的管道上设有发烟硫酸控制阀，该控制阀与PLC控制系统的输出端口连接；磺化反应釜上设有温度传感器，该温度传感器与PLC控制系统的输入端口连接；加热蒸汽管入口、冷却水管入口、冷冻盐水管入口均设有控制阀，该控制阀均与PLC控制系统的输出端口连接。
进一步的，所述重量传感器为一带有变送器的电子秤。
更进一步的，所述自动化生产装置还包括与加热蒸汽管入口连接的蒸汽发生器，与冷动水管入口连接的冷动水槽，以及与冷冻盐水管入口连接的冷冻盐水槽。
上述丁基萘磺酸钠自动化生产装置的自动化控制方法如下：由一可编程逻辑控制装置PLC控制系统对丁基萘磺酸钠生产中的磺化反应生产进行数据采集和控制操作，其中：
重量传感器用于监测发烟硫酸高位槽的重量，并将重量数据传输至PLC控制系统，再经由PLC控制系统对控制参数进行自动调整，并控制发烟硫酸进料管道上的控制阀即发烟硫酸控制阀的开闭，以控制发烟硫酸的加料量和加料速度，使其按需求量加料至磺化反应釜；
温度传感器用于监测磺化反应釜内的温度，并将温度数据传送给PLC控制系统，再经由PLC控制系统对控制参数进行自动调整，并分别控制冷冻盐水管入口、加热蒸汽管入口和冷却水管入口的控制阀，以调节冷冻盐水、加热蒸汽和冷却水的流量使磺化反应釜内温度稳定；当温度低于工艺设定温度时，打开并调节加热蒸汽管入口控制阀进行加热；当温度达到或高于工艺设定温度时，关闭加热蒸汽管入口控制阀，打开冷冻盐水管入口或冷却水管入口控制阀，控制反应温度在所需范围。
本发明的有益效果：
本发明的丁基萘磺酸钠自动化生产装置及其自动化控制方法，主要是通过一可编程序逻辑控制装置PLC控制系统对丁基萘磺酸钠磺化反应生产进行数据采集和控制操作，使得该磺化反应在稳定的温度和压力下进行，既保证了原料的反应完全又确保了安全生产和产品质量，同时解决了现有生产技术中在物料计量以及加料速度、反应温度、反应压力、反应时间的控制等环节上人为波动因素较大，而引起的所得产品主要表现在渗透能力、润湿性能及稳定性方面均显不足，因而对产品的质量影响较大，即有效克服了现有技术中的种种缺点，因此其应用前景十分广阔。
本发明利用PLC对磺化反应进行自动控制，通过反应温度的变化来调节发烟硫酸的加料速度以及冷冻盐水、加热蒸汽和冷却水的流量，使磺化反应温度稳定在工艺规定的范围内，确保了安全生产和产品质量。
附图说明
图1是本发明中一种丁基萘磺酸钠自动化生产装置的构造示意图。
图中：1、磺化反应釜  2、重量传感器  3、发烟硫酸控制阀
4、温度传感器  5、控制阀  6、控制阀  7、控制阀
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本发明一种丁基萘磺酸钠自动化生产装置，它包括PLC控制系统(图上未画出)，以及通过管道连接的发烟硫酸高位槽和磺化反应釜1；磺化反应釜夹套设有加热蒸汽管或冷却水管或冷冻盐水管；发烟硫酸高位槽底部设有重量传感器2，该重量传感器与PLC控制系统的输入端口连接；发烟硫酸高位槽与磺化反应釜连接的管道上设有发烟硫酸控制阀3，该控制阀与PLC控制系统的输出端口连接；磺化反应釜上设有温度传感器4，该温度传感器与PLC控制系统的输入端口连接；加热蒸汽管入口、冷却水管入口、冷冻盐水管入口均设有控制阀5、6、7，该控制阀均与PLC控制系统的输出端口连接。
实施例2
实施例1所述丁基萘磺酸钠自动化生产装置的自动化生产方法，具体操作步骤如下：(1)先在磺化反应釜中加入丁醇，然后把精萘溶于其中；打开冷冻盐水，开启搅拌；开启自动化控制装置，当反应釜内温度降低到30℃以下时，自动开启发烟硫酸控制阀，滴加发烟硫酸，约三小时；加毕搅拌一小时；滴加发烟硫酸反应过程中控制反应釜内温度在35～40℃之间。(2)然后自动调节蒸汽阀门缓慢升温到50-55℃，保温八小时。(3)然后自动打开冷却水阀门冷却到40℃以下，静止5小时，分去下层废酸。(4)然后加水稀释，转入中和锅用液碱中和到PH＝7-8。
上述磺化反应工艺要求在低温进行，由于丁基萘与发烟硫酸进行的磺化反应是一个激烈的放热反应，如果温度偏高轻则会造成产品质量不良，重则会引起副反应直至引起事故危险。因此，必须严格控制加酸速度及反应温度。本发明采用PLC控制系统对磺化反应进行自动控制，通过反应温度的变化来调节发烟硫酸的加料速度和冷冻盐水的流量，使磺化反应温度稳定在工艺规定的范围内，确保了安全生产和产品质量。
上述丁基萘磺酸钠自动化生产装置的自动化控制方法如下：
发烟硫酸高位槽底部的重量传感器将发烟硫酸的重量数据传送到PLC控制系统，再经由PLC控制系统自动调整控制发烟硫酸进料管上的发烟硫酸控制阀，以控制发烟硫酸的加料量和加料速度；
温度传感器将磺化反应釜的温度数据传送到PLC控制系统，再经由PLC控制系统自动调整控制反应釜夹套的加热蒸汽管入口、冷冻盐水管入口和冷却水管入口的控制阀，当温度低于工艺设定温度时，打开并调节蒸汽阀门进行加热；当温度达到或高于工艺设定温度时，关闭蒸汽阀门，打开冷冻盐水或冷却水阀门，控制反应温度在所需范围。总之，根据温度变化来调节加热蒸汽、冷冻盐水或冷却水流量以及发烟硫酸的加料速度。
上述生产方法步骤(1)中，滴加发烟硫酸前，经由PLC控制系统自动调整控制冷冻盐水管入口的控制阀，以控制反应釜内的温度在30℃以下；滴加发烟硫酸过程中，经由PLC控制系统自动调整控制发烟硫酸控制阀和冷冻盐水管入口的控制阀，以控制发烟硫酸的滴加速度，同时，控制反应釜内的温度在35～40℃之间；上述步骤(2)中，经由PLC控制系统自动调整控制加热蒸汽管入口的控制阀，以控制反应釜内的温度升温到50-55℃，保温八小时；上述步骤(3)中，经由PLC控制系统自动调整控制冷却水管入口的控制阀，以控制反应釜内的温度冷却到40℃以下，静止5小时。

Claims (5)

1.一种丁基萘磺酸钠自动化生产装置，其特征在于，它包括PLC控制系统，以及通过管道连接的发烟硫酸高位槽和磺化反应釜；磺化反应釜夹套设有加热蒸汽管或冷却水管或冷冻盐水管；发烟硫酸高位槽底部设有重量传感器，该重量传感器与PLC控制系统的输入端口连接；发烟硫酸高位槽与磺化反应釜连接的管道上设有发烟硫酸控制阀，该控制阀与PLC控制系统的输出端口连接；磺化反应釜上设有温度传感器，该温度传感器与PLC控制系统的输入端口连接；加热蒸汽管入口、冷却水管入口、冷冻盐水管入口均设有控制阀，该控制阀均与PLC控制系统的输出端口连接。
2.如权利要求1所述的丁基萘磺酸钠自动化生产装置，其特征在于，所述重量传感器为一带有变送器的电子秤。
3.如权利要求1或2所述的丁基萘磺酸钠自动化生产装置，其特征在于，所述自动化生产装置还包括与加热蒸汽管入口连接的蒸汽发生器，与冷却水管入口连接的冷却水槽，以及与冷冻盐水管入口连接的冷冻盐水槽。
4.一种如权利要求1所述的丁基萘磺酸钠自动化生产装置的自动化控制方法，其特征在于，由一可编程逻辑控制装置PLC控制系统对丁基萘磺酸钠生产中的磺化反应生产进行数据采集和控制操作，其中：
重量传感器用于监测发烟硫酸高位槽的重量，并将发烟硫酸的重量数据传输至PLC控制系统，再经由PLC控制系统对控制参数进行自动调整，并控制发烟硫酸进料管道上的控制阀即发烟硫酸控制阀的开闭，以控制发烟硫酸的加料量和加料速度，使其按需求量加料至磺化反应釜；
温度传感器用于监测磺化反应釜内的温度，并将温度数据传送给PLC控制系统，再经由PLC控制系统对控制参数进行自动调整，并分别控制冷冻盐水管入口、加热蒸汽管入口和冷却水管入口的控制阀，以调节冷冻盐水、加热蒸汽和冷却水的流量使磺化反应釜内温度稳定；当温度低于工艺设定温度时，打开并调节加热蒸汽管入口控制阀进行加热；当温度达到或高于工艺设定温度时，关闭加热蒸汽管入口控制阀，打开冷冻盐水管入口或冷却水管入口控制阀，控制反应温度在所需范围。
5.如权利要求4所述的自动化控制方法，其特征在于，
丁基萘磺酸钠自动化生产按如下步骤进行：(1)先在磺化反应釜中加入丁醇，然后把精萘溶于其中；打开冷冻盐水，开启搅拌；开启自动化控制装置PLC控制系统，当反应釜内温度降低到30℃以下时，自动开启发烟硫酸控制阀，滴加发烟硫酸，约三小时；加毕搅拌一小时；滴加发烟硫酸反应过程中控制反应釜内温度在35-40℃之间；(2)自动调节加热蒸汽管入口控制阀，缓慢升温到50-55℃，保温八小时；(3)自动打开冷却水管入口控制阀冷却到40℃以下，静止5小时，分去下层废酸；(4)加水稀释，转入中和锅用液碱中和到PH＝7-8；
上述步骤(1)中，滴加发烟硫酸前，经由PLC控制系统自动调整控制冷冻盐水管入口的控制阀，以控制反应釜内的温度在30℃以下；滴加发烟硫酸过程中，经由PLC控制系统自动调整控制发烟硫酸控制阀和冷冻盐水管入口的控制阀，以控制发烟硫酸的滴加速度，同时，控制反应釜内的温度在35-40℃之间；上述步骤(2)中，经由PLC控制系统自动调整控制加热蒸汽管入口的控制阀，以控制反应釜内的温度升温到50-55℃，保温八小时；上述步骤(3)中，经由PLC控制系统自动调整控制冷却水管入口的控制阀，以控制反应釜内的温度冷却到40℃以下，静止5小时。
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