CN114115143A - 一种通过dcs自动控制甲基肼生产过程的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的是一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,通过DCS系统预设操作参数,控制蒸汽调节阀开度,使釜温平稳上升,当釜内压力达到关闭蒸汽的压力设定值以后,关闭蒸汽调节阀,然后通过反应放热至釜内温度达到保温温度设定值,或釜内压力达到保温压力设定值后,进入控压保温阶段;根据釜内实际压力值与保温压力设定值之间的差值波动,通过点水操作保持釜内压力平稳,保温时间计时达到保温时长设定值后,循环水进出阀门全开,给釜内降温降压达到降温压力设定值时,关闭循环水进出阀门。本发明通过DCS系统实现甲基肼的自动化生产流程,反应过程精准可控,有效提高产品质量,节约人工成本,避免人工误操作带来的隐患,同时保障工作人员安全。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,属于化工制药技术领域。
背景技术
甲基肼又称一甲基肼,是一种重要的化工产物,结构式为CH3NHNH2。甲基肼与强氧化剂接触能自燃,遇明火和高热极易燃烧爆炸,常与四氧化二氮等氧化剂组成双组元液体推进剂,用于航天飞机、宇宙飞船和卫星的监控系统,近几年来已被广泛应用于合成医药、农药等精细化工产品。
传统的甲基肼生产工艺,是通过甲醇和盐酸将盐酸肼进行甲基化处理,经过加压升温,并在保温阶段通过点水操作控制釜压,降温得到甲基肼。该工艺中的甲基化阶段属于烷基化工艺,保温阶段属于反应最剧烈,危险性最高的阶段,而现有操作工序中,循环水出阀门常开,由工作人员通过观察现场压力,手动打开循环水进阀门,然后看表计时并关闭循环水进阀门。该操作过程受人为因素影响较大,实际操作时由于点水期间压力波动大,需要根据现场反应情况对阀门开闭进行预操作,不但人员劳动强度大,操作时点的控制也不够精确,若操作不规范还容易导致产品纯度下降,甚至引发安全事故。
DCS即分布式计算机控制系统,是以微处理器为基础,通过控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统,在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。然而,目前的甲基肼生产工艺中并未有与其相匹配的DCS系统,急需一种能适应甲基肼现代化生产流程的控制系统和方法,以提高生产效率,同时减少安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于解决现有甲基肼生产工艺存在的上述问题,提出一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法。
本发明的技术解决方案:一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,具体包括如下步骤:
1)设定阶段:根据操作票,通过DCS系统预设操作参数;所述DCS系统包括中央控制设备和分散控制装置,其中分散控制装置分别安装于甲基化釜外部的蒸汽调节阀和循环水进出阀,并通过线路连接中央控制设备;中央控制设备同时通过线路连接甲基化釜内部的釜温变送器和釜压变送器,并控制转料系统;预设操作参数具体包括:关闭蒸汽压力设定值,保温温度设定值,保温压力设定值,保温时长设定值和降温压力设定值等等;
2)转料阶段:DCS系统通过转料系统向甲基化釜内先转入盐酸肼,然后加入甲醇和盐酸;所述甲基化釜外部设有夹套,夹套两端设有蒸汽管道和蒸汽调节阀,同时设有循环水冷却管道,循环水冷却管道上设有循环水进出阀;甲基化釜内部还设有釜温变送器和釜压变送器;甲基化釜还设有安全控制系统,包括蒸汽管道上串联有一对蒸汽进出切断阀,正常处于开启状态;循环水冷却管道上并联有一套循环水进出切断阀,正常处于关闭状态;当釜温超过136℃或者釜压超过1.15Mpa时触发保护联锁,强制关闭蒸汽进出切断阀,打开循环水进出切断阀;
3)启动阶段:转料阶段结束后,点击DCS系统中的升温按钮实行自动化运行,打开蒸汽调节阀,向甲基化釜外部的夹套通入蒸汽,开始升温阶段;
4)升温阶段:DCS系统利用PID控制蒸汽调节阀开度,使釜温平稳上升,当釜内压力达到关闭蒸汽的压力设定值以后,关闭蒸汽调节阀,然后通过反应放热至釜内温度达到保温温度设定值或保温压力设定值,进入控压保温阶段;
5)控压保温阶段:DCS系统根据釜内实际压力值与保温压力设定值之间的差值波动,间断控制循环水进出阀的开闭,当釜内实际压力值低于保温压力设定值时,关闭循环水进出阀进行升温,使釜内实际压力值升高;当釜内实际压力值高于保温压力设定值时,打开循环水进出阀进行降温,使釜内实际压力值降低;通过点水操作保持釜内压力平稳,保温时间计时达到保温时长设定值后,进入降压阶段;
6)降压阶段:DCS系统控制循环水进出阀门全开,给釜内降温降压,当釜内压力达到结束压力设定值时,关闭循环水进出阀门,反应结束。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1)通过DCS系统实现甲基肼的自动化生产流程,反应过程精准可控,数据可视化,提高企业生产管理效率;
2)引入数据监控报警,整个过程监控直观,安全,工作人员可以第一时间观察到非正常状态并及时处置;
3)现有工序中点水过程需要专人在现场操作,同类反应釜只能使用一个生产,并且手动控制点水下的釜压波动很大;本发明能够实现自动化点水操作,保证控压保温阶段釜内压力稳定,让反应过程更加平稳和充分,并且生产线上同类反应釜可以同时生产,有效提高产品质量和生产效率;
4)现有工序原本是一岗双人,本发明仅需一个人在现场巡察,并且无需手动控制阀门开闭,节约人工成本,避免人工误操作带来的隐患,同时保障工作人员安全;
5)采用DCS系统保护联锁和SIS安全保护联锁,如果现场发生故障甚至失控,人员可以第一时间撤离,由系统快速介入执行降温等一系列保护动作,减少了紧急情况下人为误操作,也给人员撤离争取了时间。
具体实施方式
下面根据实施例进一步说明本发明的技术方案。在本说明书的描述中,实施例的内容意指结合其描述的具体技术特征包含于本发明的至少一个实施方式中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体技术特征可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
本实施例提出一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,具体包括如下步骤:
1)设定阶段:根据操作票,通过DCS系统预设操作参数;
2)转料阶段:DCS系统通过转料系统向甲基化釜内先转入盐酸肼,然后加入甲醇和盐酸;
3)启动阶段:转料阶段结束后,点击DCS系统中的升温按钮实行自动化运行,打开蒸汽调节阀,向甲基化釜外部的夹套通入蒸汽,开始升温阶段;
4)升温阶段:DCS系统利用PID控制蒸汽调节阀开度,使釜温平稳上升,当釜内压力达到关闭蒸汽的压力设定值以后,关闭蒸汽调节阀,然后通过反应放热至釜内温度达到保温温度设定值或保温压力设定值,进入控压保温阶段;
5)控压保温阶段:DCS系统根据釜内实际压力值与保温压力设定值之间的差值波动,间断控制循环水进出阀的开闭,通过点水操作保持釜内压力平稳,保温时间计时达到保温时长设定值后,进入降压阶段;
6)降压阶段:DCS系统控制循环水进出阀门全开,给釜内降温降压,当釜内压力达到结束压力设定值时,关闭循环水进出阀门,反应结束。
所述甲基化釜外部设有夹套,夹套两端设有蒸汽管道和蒸汽调节阀,同时设有循环水冷却管道,循环水冷却管道上设有循环水进出阀;甲基化釜内部还设有釜温变送器和釜压变送器。
所述甲基化釜还设有安全控制系统,包括蒸汽管道上串联有一对蒸汽进出切断阀,正常处于开启状态;循环水冷却管道上并联有一套循环水进出切断阀,正常处于关闭状态;当釜温超过136℃或者釜压超过1.15Mpa时触发保护联锁,强制关闭蒸汽进出切断阀,打开循环水进出切断阀。
所述DCS系统包括中央控制设备和分散控制装置,其中分散控制装置分别安装于甲基化釜外部的蒸汽调节阀和循环水进出阀,并通过线路连接中央控制设备;中央控制设备同时通过线路连接甲基化釜内部的釜温变送器和釜压变送器,并控制转料系统。
所述步骤1)中预设操作参数具体包括:关闭蒸汽压力设定值,保温温度设定值,保温压力设定值,保温时长设定值和降温压力设定值。
所述步骤4)中关闭蒸汽压力设定值为0.7Mpa。
所述步骤4)中保温温度设定值为118℃,保温压力设定值为0.82Mpa。
所述步骤5)中保温压力设定值为0.9Mpa,保温时长设定值为4小时。
所述步骤5)中点水操作的具体步骤为:当釜内实际压力值低于保温压力设定值时,关闭循环水进出阀进行升温,使釜内实际压力值升高;当釜内实际压力值高于保温压力设定值时,打开循环水进出阀进行降温,使釜内实际压力值降低。
所述步骤6)中结束压力设定值为0.5Mpa。
上述系统中各组件采用的型号和规格具体如下:
DCS软件系统:南京科远NT6000;DPU控制器:KM950A 和BM131A;模拟量模件:KM231A;调节阀模件:KM236A;切断阀模件:KM234A和KM235B;工业以太交换机:KN831A;UPS电源:YTR1106L6KS;等等。
釜温变送器:HTZPJ2-240 0-200℃;釜压变送器:PL3051LT7E4S22M3B5 -0.1-1.6Mpa;调节阀:ZJHP-16P;蒸汽进出切断阀:ZSHO-16K-32,故障关;循环水进出切断阀:ZSHO-16K-50,故障开。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于,该方法具体包括如下步骤:
1)设定阶段:根据操作票,通过DCS系统预设操作参数;
2)转料阶段:DCS系统通过转料系统向甲基化釜内先转入盐酸肼,然后加入甲醇和盐酸;
3)启动阶段:转料阶段结束后,点击DCS系统中的升温按钮实行自动化运行,打开蒸汽调节阀,向甲基化釜外部的夹套通入蒸汽,开始升温阶段;
4)升温阶段:DCS系统利用PID控制蒸汽调节阀开度,使釜温平稳上升,当釜内压力达到关闭蒸汽的压力设定值以后,关闭蒸汽调节阀,然后通过反应放热至釜内温度达到保温温度设定值或保温压力设定值,进入控压保温阶段;
5)控压保温阶段:DCS系统根据釜内实际压力值与保温压力设定值之间的差值波动,间断控制循环水进出阀的开闭,通过点水操作保持釜内压力平稳,保温时间计时达到保温时长设定值后,进入降压阶段;
6)降压阶段:DCS系统控制循环水进出阀门全开,给釜内降温降压,当釜内压力达到结束压力设定值时,关闭循环水进出阀门,反应结束。
2.根据权利要求1所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述甲基化釜外部设有夹套,夹套两端设有蒸汽管道和蒸汽调节阀,同时设有循环水冷却管道,循环水冷却管道上设有循环水进出阀;甲基化釜内部还设有釜温变送器和釜压变送器。
3.根据权利要求2所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述甲基化釜还设有安全控制系统,包括蒸汽管道上串联有一对蒸汽进出切断阀,正常处于开启状态;循环水冷却管道上并联有一套循环水进出切断阀,正常处于关闭状态;当釜温超过136℃或者釜压超过1.15Mpa时触发保护联锁,强制关闭蒸汽进出切断阀,打开循环水进出切断阀。
4.根据权利要求1所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述DCS系统包括中央控制设备和分散控制装置,其中分散控制装置分别安装于甲基化釜外部的蒸汽调节阀和循环水进出阀,并通过线路连接中央控制设备;中央控制设备同时通过线路连接甲基化釜内部的釜温变送器和釜压变送器,并控制转料系统。
5.根据权利要求1所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述步骤1)中预设操作参数具体包括:关闭蒸汽压力设定值,保温温度设定值,保温压力设定值,保温时长设定值和降温压力设定值。
6.根据权利要求1所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述步骤4)中关闭蒸汽压力设定值为0.7Mpa。
7.根据权利要求1所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述步骤4)中保温温度设定值为118℃,保温压力设定值为0.82Mpa。
8.根据权利要求1所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述步骤5)中保温压力设定值为0.9Mpa,保温时长设定值为4小时。
9.根据权利要求1所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述步骤5)中点水操作的具体步骤为:当釜内实际压力值低于保温压力设定值时,关闭循环水进出阀进行升温,使釜内实际压力值升高;当釜内实际压力值高于保温压力设定值时,打开循环水进出阀进行降温,使釜内实际压力值降低。
10.根据权利要求1所述的一种通过DCS自动控制甲基肼生产过程的方法,其特征在于:所述步骤6)中结束压力设定值为0.5Mpa。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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