CN105843187B - 一种聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂dcs加料控制方法 - Google Patents
一种聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂dcs加料控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法。DCS控制纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b的加料过程，各物料的预设加料时间、各物料的加料量，流速调整时间A、物料加料百分比偏差B、加料百分比设定值C、调节阀指定阀位D、延时时间E参数；加料开始后，根据预设加料时间及各物料加料量计算理论加料流速，经过流速调整时间后，根据剩余物料量及剩余加料时间再次计算理论加料流速；当乳化剂、引发剂a和引发剂b加料百分比至设定值C，则加料调节阀开至指定阀位D，延时至设定时间E，延时时间E到则判定系统加料结束。根据物料、加料时间的剩余情况，自行调整加料速度，提高加料系统自动化程度和控制精确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂的方法，特别是一种聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法。
背景技术
目前，生产聚氯乙烯糊树脂的48m³聚合釜助剂配置为一釜一配制，即配制人员按设定配方进行物料配制，配制完成的助剂溶液需全部加入聚合釜内。加料过程中，需精确控制纯水、单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b的加料速率，使五种物料同时加料完毕。现有控制方法为：根据设定的加料时间及理论的配制溶液量，计算出加料流速，作为加料调节阀的设定值，整个过程的入料过程由计算机控制。纯水、单体以流量计累计量为加料终点，即累积量到达设定值，则判定纯水、单体加料结束。乳化剂、引发剂a、引发剂b同时进行加料操作，以加料泵电流下限为判定加料终点指标，即加料泵电流降至电流下限，则判定加料结束。
此种加料工艺中，在加料初始阶段，因加料系统工况变化，常常导致各物料加料速率与理论值有偏差，需操作人员手动计算物料的加料完成百分比，以比较物料加料进度；同时，因纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b加料系统的调节阀的设定值为定值，且各种物料的加料速率不相关联，需操作人员根据物料的加料百分比进行人为干预、调控各物料速度，使其在规定时间内完成物料加入。整个入料过程中，人员调整频繁，工作量大，精确度差。
此种加料工艺中，乳化剂、引发剂a、引发剂b以各助剂加料泵的电流下限判定加料结束，因加料泵功率较小，泵电流较小，泵空转电流与实际运行电流差距不大，同时在泵电流信号的传输过程引进一定误差，导致助剂加料终点不准确，常产生如下问题：1.系统判定终点但助剂槽内仍有物料；2.助剂槽内已无物料，但因泵电流未达下限导致系统一直不判定终点。需操作人员进行人为干预操作。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，提高加料系统自动化程度，达到高精确控制，减少操作人员工作量。
本发明采用如下技术方案：
一种聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，DCS控制纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b的加料过程，加料控制过程包括如下次序：前述各物料的预设加料时间、各物料的加料量， DCS控制参数增加流速调整时间A、物料加料百分比偏差B、加料百分比设定值C、调节阀指定阀位D、延时时间E参数；
加料开始后，根据预设加料时间及各物料加料量计算理论加料流速，并作为加料调节阀的设定值，经过流速调整时间后，根据剩余物料量及剩余加料时间再次计算理论加料流速，并赋值给加料调节阀的设定值，使其在整个加料过程中，不断修正加料流速；
同时，当乳化剂、引发剂a和引发剂b加料百分比至设定值C，则加料调节阀开至指定阀位D，延时至设定时间E，延时时间E到则判定系统加料结束。
上述技术方案的本发明与现有技术相比，将助剂加料控制改为阶段调速加料控制，系统可根据物料、加料时间的剩余情况，自行调整加料速度，实现了系统的自适应调节，保证并优化了产品质量，同时减轻了工人劳动强度，提高了加料系统自动化程度和控制精确度。
本发明所采用的优选方案是：
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a和引发剂b，以设定该前述五项同时加料时间T，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者的理论单独配制的质量为基础数据，计算出乳化剂、引发剂a和引发剂b各自的初始加料速度V初；
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，以前述五种物料的各自的流量计单独累积量，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者的理论单独配制的质量为基础数据，计算当前乳化剂、引发剂a和引发剂b三者各自的加入百分比；
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者为助剂，以前述五种物料的各自剩余量、同时剩余加料时间为基础数据，计算各物料的理论加料速度V计；
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，对加料时间进行计时，设定流速调整时间A，即到调整时间则将V计赋值助剂加料调节阀设定值，实现物料加料流速的自动调节；
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，对比各物料的加入百分比，任意两种物料偏差超过设定B值，则系统报警提示；
针对纯水、氯乙烯单体，以纯水、氯乙烯单体各自单独所计流理达到各自的设定值，判定加料结束；
针对乳化剂、引发剂a、引发剂b，当乳化剂、引发剂a和引发剂b加入百分比分别至各自设定值C，则加料调节阀开至指定阀位D，延时至设定时间E，延时时间E到则判定系统加料结束。
DCS由硬件和软件构成，其中硬件包括现场控制站、操作员站、工程师站、通讯网络；软件包括操作系统平台及工业控制用的DCS组态软件。
乳化剂、引发剂a和引发剂b三者为助剂，助剂加料过程中调节阀为自动调节模式。
A值为3～10min，B值1%～3%，C值为95%～100%，D值为75%～95%，E值为10～150秒，T值为45～80分钟。
助剂的加料完成时间控制在设定时间的±30秒。
将助剂加料控制改为阶段调速加料控制，系统可根据物料、加料时间的剩余情况，自行调整加料速度。
乳化剂为一种或一种以上任意比例混合的阴离子表面活性剂，引发剂a为一种或两种偶氮类引发剂；引发剂b为一种或两种过氧化物类引发剂。
乳化剂为长链脂肪酸盐或长链烷基硫酸盐。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种48立方米（属于大型釜类）的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，DCS分别单独控制纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b的加料过程，加料控制过程包括如下次序：前述各物料的预设加料时间、各物料的加料量， DCS控制参数增加流速调整时间A、物料加料百分比偏差B、加料百分比设定值C、调节阀指定阀位D、延时时间E参数。
加料开始后，根据预设加料时间及各物料加料量计算理论加料流速，并作为加料调节阀的设定值，经过流速调整时间后，根据剩余物料量及剩余加料时间再次计算理论加料流速，并赋值给加料调节阀的设定值，使其在整个加料过程中，不断修正加料流速。
同时，当乳化剂、引发剂a和引发剂b加料百分比至设定值C，则加料调节阀开至指定阀位D，延时至设定时间E，延时时间E到则判定系统加料结束。
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a和引发剂b，以设定该前述五项同时加料时间T，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者的理论单独配制的质量为基础数据，计算出乳化剂、引发剂a和引发剂b各自的初始加料速度V初。
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，以前述五种物料的各自的流量计单独累积量，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者的理论单独配制的质量为基础数据，计算当前乳化剂、引发剂a和引发剂b三者各自的加入百分比。
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者为助剂，以前述五种物料的各自剩余量、同时剩余加料时间为基础数据，计算各物料的理论加料速度V计。
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，对加料时间进行计时，设定流速调整时间A，即到调整时间则将V计赋值助剂加料调节阀设定值，实现物料加料流速的自动调节。
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，对比各物料的加入百分比，任意两种物料偏差超过设定B值，则系统报警提示。
针对纯水、氯乙烯单体，以纯水、氯乙烯单体各自单独所计流理达到各自的设定值，判定加料结束。
针对乳化剂、引发剂a、引发剂b，当乳化剂、引发剂a和引发剂b加入百分比分别至各自设定值C，则加料调节阀开至指定阀位D，延时至设定时间E，延时时间E到则判定系统加料结束。
DCS由硬件和软件构成，其中硬件包括现场控制站、操作员站、工程师站、通讯网络；软件包括操作系统平台及工业控制用的DCS组态软件。
乳化剂、引发剂a和引发剂b三者为助剂，助剂加料过程中调节阀为自动调节模式。
A值为3～10min，B值1%～3%，C值为95%～100%(质量比值)，D值为75%～95%，E值为10～150秒，T值为45～80分钟。
将助剂加料控制改为阶段调速加料控制，系统可根据物料、加料时间的剩余情况，自行调整加料速度。
以下各实施例乳化剂为一种或一种以上任意比例混合的阴离子表面活性剂：长链脂肪酸盐或长链烷基硫酸盐，所有物料的各自加料百分比值均为质量比值。
引发剂a为一种或两种偶氮类引发剂；引发剂b为一种或两种过氧化物类引发剂。
实施例1：
预设加料时间T为3600秒，各物料加料量、理论计算流速如下表：
| 物料 | 纯水（吨） | 氯乙烯单体（吨） | 乳化剂（kg） | 引发剂a（kg） | 引发剂b（kg） |
| 加料量 | 14 | 19 | 3000 | 400 | 420 |
| 理论流速 | 14t/h | 19t/h | 3000kg/h | 400kg/h | 420kg/h |
预设流速调整时间A为3分钟，物料加料百分比偏差B为3%，加料百分比设定值C为95%，调节阀指定阀位D为75%，延时时间E值为30秒。
则自加料开始，每3分钟，重新计算各物料理论流速，并赋值给各物料调节阀设定值。
加料过程中，任意两种物料加料百分比差值>3%，则系统报警提示。
针对纯水，当流量计累积量达到14t，判定加料结束，程序停止。
针对氯乙烯单体，当流量计累积量达到19t，判定加料结束，程序停止。
针对乳化剂、引发剂a、引发剂b，当助剂加入百分比至95%，则各加料调节阀开至指定阀位75%，延时30秒，则判定系统加料结束。
实际加料时间为3617秒。
实施例2：
预设加料时间T为3300秒，各物料加料量、理论计算流速如下表：
| 物料 | 纯水（吨） | 氯乙烯单体（吨） | 乳化剂（kg） | 引发剂a（kg） | 引发剂b（kg） |
| 加料量 | 14 | 19 | 3000 | 400 | 420 |
| 理论流速 | 15.27t/h | 20.73t/h | 3273kg/h | 436kg/h | 458kg/h |
预设流速调整时间A为5分钟，物料加料百分比偏差B为2%，加料百分比设定值C为98%，调节阀指定阀位D为80%，延时时间E值为40秒。
则自加料开始，每5分钟，重新计算各物料理论流速，并赋值给各物料调节阀设定值。
加料过程中，任意两种物料加料百分比差值>2%，则系统报警提示。
针对纯水，当流量计累积量达到14t，判定加料结束，程序停止。
针对氯乙烯单体，当流量计累积量达到19t，判定加料结束，程序停止。
针对乳化剂、引发剂a、引发剂b，当助剂加入百分比至98%，则各加料调节阀开至指定阀位80%，延时40秒，则判定系统加料结束。
实际加料时间为3320秒。
实施例3：
预设加料时间T为3600秒，各物料加料量、理论计算流速如下表：
| 物料 | 纯水（吨） | 氯乙烯单体（吨） | 乳化剂（kg） | 引发剂a（kg） | 引发剂b（kg） |
| 加料量 | 15 | 18 | 3200 | 450 | 400 |
| 理论流速 | 15t/h | 18t/h | 3200kg/h | 450kg/h | 400kg/h |
预设流速调整时间A为7分钟，物料加料百分比偏差B为2%，加料百分比设定值C为99%，调节阀指定阀位D为82%，延时时间E值为60秒。
则自加料开始，每7分钟，重新计算各物料理论流速，并赋值给各物料调节阀设定值。
加料过程中，任意两种物料加料百分比差值>2%，则系统报警提示。
针对纯水，当流量计累积量达到15t，判定加料结束，程序停止。
针对氯乙烯单体，当流量计累积量达到18t，判定加料结束，程序停止。
针对乳化剂、引发剂a、引发剂b，当助剂加入百分比至99%，则各加料调节阀开至指定阀位82%，延时60秒，则判定系统加料结束。
实际加料时间为3604秒。
实施例4：
预设加料时间T为2700秒，各物料加料量、理论计算流速如下表：
| 物料 | 纯水（吨） | 氯乙烯单体（吨） | 乳化剂（kg） | 引发剂a（kg） | 引发剂b（kg） |
| 加料量 | 14 | 19 | 3000 | 400 | 420 |
| 理论流速 | 18.7t/h | 25.3t/h | 4000kg/h | 533.3kg/h | 560kg/h |
预设流速调整时间A为10分钟，物料加料百分比偏差B为1%，加料百分比设定值C为97%，调节阀指定阀位D为95%，延时时间E值为30秒。
则自加料开始，每10分钟，重新计算各物料理论流速，并赋值给各物料调节阀设定值。
加料过程中，任意两种物料加料百分比差值>1%，则系统报警提示。
针对纯水，当流量计累积量达到14t，判定加料结束，程序停止。
针对氯乙烯单体，当流量计累积量达到19t，判定加料结束，程序停止。
针对乳化剂、引发剂a、引发剂b，当助剂加入百分比至97%，则各加料调节阀开至指定阀位95%，延时30秒，则判定系统加料结束。
实际加料时间为2826秒。
上述实施例中预设加料时间、各物料加料量、预设流速调整时间A、物料加料百分比偏差B、加料百分比设定值C、调节阀指定阀位D、延时时间E可根据物料的不同性质参数及所生产的聚氯乙烯树脂种类进行取值。
Claims (9)
1.一种聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，DCS控制纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b的加料过程，加料控制过程包括如下次序：前述各物料的预设加料时间、各物料的加料量，其特征在于：DCS控制参数增加流速调整时间A、物料加料百分比偏差B、加料百分比设定值C、调节阀指定阀位D、延时时间E参数；
加料开始后，根据预设加料时间及各物料加料量计算理论加料流速，并作为加料调节阀的设定值，经过流速调整时间后，根据剩余物料量及剩余加料时间再次计算理论加料流速，并赋值给加料调节阀的设定值，使其在整个加料过程中，不断修正加料流速；
同时，当乳化剂、引发剂a和引发剂b加料百分比至设定值C，则加料调节阀开至指定阀位D，延时至设定时间E，延时时间E到则判定系统加料结束。
2.根据权利要求1所述的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，其特征在于：针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a和引发剂b，以设定该前述五项同时加料时间T，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者的理论单独配制的质量为基础数据，计算出乳化剂、引发剂a和引发剂b各自的初始加料速度V初；
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，以前述五种物料的各自的流量计单独累积量，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者的理论单独配制的质量为基础数据，计算当前乳化剂、引发剂a和引发剂b三者各自的加入百分比；
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，乳化剂、引发剂a和引发剂b三者为助剂，以前述五种物料的各自剩余量、同时剩余加料时间为基础数据，计算各物料的理论加料速度V计；
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，对加料时间进行计时，设定流速调整时间A，即到调整时间则将V计赋值助剂加料调节阀设定值，实现物料加料流速的自动调节；
针对纯水、氯乙烯单体、乳化剂、引发剂a、引发剂b，对比各物料的加入百分比，任意两种物料偏差超过设定B值，则系统报警提示；
针对纯水、氯乙烯单体，以纯水、氯乙烯单体各自单独所计流量达到各自的设定值，判定加料结束；
针对乳化剂、引发剂a、引发剂b，当乳化剂、引发剂a和引发剂b加入百分比分别至各自设定值C，则加料调节阀开至指定阀位D，延时至设定时间E，延时时间E到则判定系统加料结束。
3.根据权利要求1所述的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，其特征在于：DCS由硬件和软件构成，其中硬件包括现场控制站、操作员站、工程师站、通讯网络；软件包括操作系统平台及工业控制用的DCS组态软件。
4.根据权利要求1所述的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，其特征在于：乳化剂、引发剂a和引发剂b三者为助剂，助剂加料过程中调节阀为自动调节模式。
5.根据权利要求1所述的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，其特征在于：A值为3～10min，B值1%～3%，C值为95%～100%，D值为75%～95%，E值为10～150秒。
6.根据权利要求2所述的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，其特征在于：助剂的加料完成时间控制在设定时间的±30秒。
7.根据权利要求2所述的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，其特征在于：将助剂加料控制改为阶段调速加料控制，系统可根据物料、加料时间的剩余情况，自行调整加料速度。
8.根据权利要求1所述的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，其特征在于：乳化剂为一种或一种以上任意比例混合的阴离子表面活性剂，引发剂a为一种或两种偶氮类引发剂；引发剂b为一种或两种过氧化物类引发剂。
9.根据权利要求8所述的聚合釜生产聚氯乙烯糊树脂DCS加料控制方法，其特征在于：乳化剂为长链脂肪酸盐或长链烷基硫酸盐。
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