CN205405281U - 一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，用于解决氯乙烯原料气体混合比例不合适，导致原料浪费、产品品质下降、设备腐蚀加剧、人员劳动强度大、生产成本增加等问题；所述氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置包括：混合器、PID调节模块、测量模块、计算模块、执行模块，混合器与测量模块通过气管连接，测量模块与计算模块电连接，计算模块与PID调节模块电连接，PID调节模块与执行模块电连接，执行模块与混合器通过气管连接，构成闭环控制系统，实现对氯乙烯混合器的实时、准确的控制，可以提升产品品质、节约人工成本、减少环境污染、降低生产成本。

Description

一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置

技术领域

本实用新型涉及氯乙烯制备的技术领域，特别涉及一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置。

背景技术

在氯乙烯的生产过程中，原料乙炔和氯化氢气体首先通过一定的体积比进入混合器，然后通过后续催化加成反应，气体净化和压缩精馏等工序，生产出符合聚氯乙烯聚合的原料。

目前混合器中气体体积比例采用人工调节的方式，难以实现快速准确的调节，特别是设备启动刚开始投入生产时，原料气体体积比例波动较大，若混合器中气体体积比例配比不当，将造成后续工序的很多问题，问题如下：

当乙炔供给不足时，将造成氯化氢原料过多，没有发生反应直接排出，净化系统除氯化氢气体负荷过大，产废酸量增加，设备腐蚀加剧等；

当乙炔供给过量时，将造成乙炔原料消耗增加，尾气处理系统负荷加大，氯乙烯产品质量下降，触媒反应活性降低等；

以上问题会导致生产成本的增加，产品品质的降低。

实用新型内容

为此，本实用新型提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，用于解决乙炔和氯化氢配比不合适，造成原料浪费、产品品质下降、设备腐蚀加剧、人员劳动强度大、生产成本增加等问题；

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，包括混合器1、PID调节模块10、测量模块15、计算模块16、执行模块17；

所述混合器1与所述测量模块15通过气管连接，所述测量模块15与所述计算模块16电连接，所述计算模块16与所述PID调节模块10电连接，所述PID调节模块10与所述执行模块17电连接，所述执行模块17与所述混合器1通过气管连接，构成闭环控制系统。

所述混合器1上还连接有氯化氢输入气管和乙炔输入气管，所述氯化氢输入气管上连接有涡街流量计2，所述乙炔输入气管上连接有所述执行模块17，所述执行模块17包括：配比调节阀3和乙炔流量计14串联在乙炔输入气管上。

所述测量模块15包括：依次通过气管串联连接的第一质量流量计5、第一吸收瓶6、第二质量流量计7、第二吸收瓶8、第三质量流量计9。

所述测量模块15还包括：气动阀4，通过气管串联在所述混合器1和所述第一质量流量计5之间。

所述计算模块16包括：乙炔纯度计算模块12、氯化氢纯度计算模块13、比例计算模块11；所述乙炔纯度计算模块12分别与所述第一质量流量计5、所述第二质量流量计7和所述比例计算模块11电连接，所述氯化氢纯度计算模块13分别与所述第二质量流量计7、所述第三质量流量计9和所述比例计算模块11电连接。

所述第一吸收瓶6中的吸收液为丙酮，所述第二吸收瓶8中的吸收液为水。

所述第一吸收瓶6连接有第一排液口61和第一进液口62，所述第二吸收瓶8连接有第二排液口81和第二进液口82。

所述气动阀4、所述第一质量流量计5、所述第二质量流量计7、所述第三质量流量计9的内衬材质为哈氏合金。

本实用新型的优点和有益效果：使用本实用新型，能够简化氯乙烯生产过程中的操作步骤，采用闭环控制系统，提高体积配比的准确度，降低氯化氢和乙炔的消耗，可及时在线自动调节体积配比，减少人员手动调节误差，提升产品品质，节约人工成本；同时吸收液廉价，吸收效果好，吸收液可以回收利用，降低生产成本，减少环境污染。

附图说明

图1是氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制系统的方框图；

图2是氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置的结构示意图。

附图标记：

1-混合器，2-涡街流量计，

3-配比调节阀，4-气动阀，

5-第一质量流量计，6-第一吸收瓶，

7-第二质量流量计，8-第二吸收瓶，

9-第三质量流量计，10-PID调节模块，

11-比例计算模块，12-乙炔纯度计算模块，

13-氯化氢纯度计算模块，14-乙炔流量计，

15-测量模块，16-计算模块，

17-执行模块，61-第一排液口，

62-第一进液口，81-第二排液口，

82-第二进液口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述。

实施例一

本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，包括：混合器1、PID调节模块10、测量模块15、计算模块16、执行模块17；

混合器1与测量模块15通过气管连接，测量模块15与计算模块16电连接，计算模块16与PID调节模块10电连接，PID调节模块10与执行模块17电连接，执行模块17与混合器1通过气管连接，构成闭环控制系统；

本实用新型的控制系统采用闭环控制方式，如图1所示，其中，输入量是乙炔流量、控制器是PID调节模块10、执行器是执行模块17、被控对象是氯乙烯混合器1、反馈信号是计算模块16输出的乙炔和氯化氢的比例数值；混合器1中的气体通过气管连接到测量模块15，测量模块15会测量出混合器1中各原料气体的体积，把测量出的体积数值发送给计算模块16，然后计算模块16会计算出接收到的原料气体的体积比例，把经过计算得到的体积比例数值会发送给PID调节模块10，PID调节模块10会根据实际测得的比例数值控制执行模块17的开闭动作，进一步控制气体的流量大小，构成了一套闭环控制系统，具有抗干扰能力强、响应速度快、避免人为操作误差、减少对人员的依赖，能够降低生产成本，改善产品品质。

实施例二

本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，本实施例的技术方案基于实施例一，如图2所示，所述混合器1上还连接有氯化氢输入气管和乙炔输入气管，其中，所述氯化氢输入气管上连接有涡街流量计2，因为氯化氢气体具有较强的腐蚀性，所以选用涡街流量计2，避免与氯化氢接触被腐蚀，增加流量计的使用寿命，保证数据测量的准确性；

所述乙炔输入气管上连接有所述执行模块17，所述执行模块17中配比调节阀3和乙炔流量计14串联在乙炔输入气管上，通过配比调节阀3对乙炔流量进行自动控制；当乙炔与氯化氢体积比低于规定范围时，乙炔供给流量增大；当乙炔与氯化氢体积比大于规定范围时，乙炔供给量减小；这样就不用改变氯化氢供给量，简化自动控制系统，提升计算速度，缩短达到稳态时间，提高工作效率和产品良率。

实施例三

本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，本实施例的技术方案基于实施例一或实施例二，如图2所示，所述测量模块15包括：依次通过气管串联连接的第一质量流量计5、第一吸收瓶6、第二质量流量计7、第二吸收瓶8、第三质量流量计9；混合器1排出的混合气体首先通过第一质量流量计5测量出混合气体的总体积V，接下来经过第一吸收瓶6，把混合气体中的乙炔吸收，剩下的是氯化氢气体和氮气、氢气等，再经过第二质量流量计7测量出气体体积V1，再经过第二吸收瓶8，把氯化氢气体吸收，剩下氮气、氢气等废气，经过第三质量流量计9测量出气体体积V2；经过以上三次测量，两次吸收，就可以得到乙炔的体积是V与V1的差值，氯化氢的体积是V1与V2的差值；测量流程简单，不会产生污染环境的有害气体，提高了反应速度和工作效率，保护环境。

实施例四

本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，本实施例的技术方案基于实施例三，如图2所示，所述测量模块15还包括：气动阀4；混合器1中的原料气体通过气管连接气动阀4，通过气动阀4控制测量模块15中气体的通断，如果是刚刚启动时，混合气体比例不稳定，需要连续调节时，可手动或者自动把气动阀4打开；如果混合气体比例达到稳定状态后，可以在规定的时间手动或者自动打开气动阀4，用于监控比例是否正常或对比例进行微调，测量时间的选择更加灵活，节约原料气体。

实施例五

本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，本实施例的技术方案基于实施例一或实施例三，如图2所示，所述计算模块16包括：乙炔纯度计算模块12、氯化氢纯度计算模块13、比例计算模块11；乙炔纯度计算模块12与第一质量流量计5、第二质量流量计7和比例计算模块11电连接，乙炔纯度计算模块12分别接收到第一质量流量计5测得的体积V和第二质量流量计7测得的体积V1，并通过计算得出乙炔的体积是V与V1的差值，将计算出的V与V1的差值发送给比例计算模块11；氯化氢纯度计算模块13与第二质量流量计7、第三质量流量计9和比例计算模块11电连接，氯化氢纯度计算模块13分别接收到第二质量流量计7测得的体积V1和第三质量流量计9测得的体积V2，通过计算得出氯化氢的体积是V1与V2的差值，将计算出的V1与V2的差值发送给比例计算模块11，最后，经过比例计算模块11算得两种气体的比例；采用多模块同时计算数据，既可以保证数据计算同步进行，又可以提升计算速度。

实施例六

本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，本实施例的技术方案基于实施例三，如图1所示，第一吸收瓶6中的吸收液为丙酮，第二吸收瓶8中的吸收液为水；乙炔易溶于丙酮当中，用丙酮吸收乙炔后的吸收液还可以再回收利用；氯化氢易溶于水生成盐酸，得到的盐酸可以再回收利用；利用这两种吸收液，达到了低成本、无污染的效果。

实施例七

本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，本实施例的技术方案基于实施例三，如图1所示，所述第一吸收瓶6连接有第一排液口61和第一进液口62，所述第二吸收瓶8连接有第二排液口81和第二进液口82，吸收瓶中的吸收液是流动状态的，可以保证气体可以被完全吸收，提升测量效率和数值的准确率，有效避免气体溢出对环境造成污染。

实施例八

本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，本实施例的技术方案基于实施例四，所述气动阀4、所述第一质量流量计5、所述第二质量流量计7和所述第三质量流量计9的内衬材质为哈氏合金；其中，哈氏合金主要分成镍钼合金与镍铬钼合金两大类，因为氯化氢气体具有强腐蚀性，需要选用哈氏合金作为内衬的气动阀和质量流量计，有利于提升气动阀门和质量流量计的使用寿命，保证本实用新型装置的安全。

实施例九

如图1所示，本实施例提供了一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，通过气管顺序连接混合器1、气动开关阀4、第一质量流量计5、第一吸收瓶6、第二质量流量计7，第二吸收瓶8，第三质量流量计9，连接好后，通过手动或者自动打开气动开关阀4，混合气体进入第一质量流量计5，通过第一吸收瓶6中的丙酮吸收乙炔气体，再通过第二质量流量计7，第二吸收瓶8中的水吸收氯化氢气体，最后通过第三质量流量计9，其中，两个吸收瓶上还分别设计有进液口和排液口，吸收液流动及时吸收，避免因吸收液饱和导致吸收不彻底，影响测量数据，同时吸收液经排出口回收后，还可以循环利用；需要注意的是，气动阀4、第一质量流量计5、第二质量流量计7、第三质量流量计9需选用耐腐蚀的哈氏合金材质的作为内衬；

第一质量流量计5和第二质量流量计7分别与乙炔纯度计算模块12电连接，分别测量出总体积V和除去乙炔气体剩余气体V1；第二质量流量计7和第三质量流量计9分别与氯化氢纯度计算模块13电连接，分别测量出不含乙炔的混合气体V1和除去氯化氢的气体剩余气体V2；乙炔纯度计算模块12测得的体积是V与V1的差值和氯化氢纯度计算模块13测得的体积是V1与V2的差值，分别传送给比例计算模块11，计算公式:(V-V1)/(V1-V2)＝乙炔:氯化氢，计算结果传送给PID调节模块10，最后PID调节模块10通过配比调节阀3调节乙炔的流量，不需要对氯化氢气体进行调节，只需要通过涡街流量计2对氯化氢气体的流量进行监控，简化自动控制系统，实现高效率、高品质、低成本、无污染的自动调节配比。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (8)

1.一种氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，其特征在于，所述氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，包括混合器(1)、PID调节模块(10)、测量模块(15)、计算模块(16)、执行模块(17)；

所述混合器(1)与所述测量模块(15)通过气管连接，所述测量模块(15)与所述计算模块(16)电连接，所述计算模块(16)与所述PID调节模块(10)电连接，所述PID调节模块(10)与所述执行模块(17)电连接，所述执行模块(17)与所述混合器(1)通过气管连接，构成闭环控制系统。

2.根据权利要求1所述的氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，其特征在于，所述混合器(1)上还连接有氯化氢输入气管和乙炔输入气管，所述氯化氢输入气管上连接有涡街流量计(2)，所述乙炔输入气管上连接有所述执行模块(17)，其中，所述执行模块(17)包括：串联在乙炔输入气管上的配比调节阀(3)和乙炔流量计(14)。

3.根据权利要求1或2所述的氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，其特征在于，所述测量模块(15)包括：依次通过气管串联连接的第一质量流量计(5)、第一吸收瓶(6)、第二质量流量计(7)、第二吸收瓶(8)、第三质量流量计(9)。

4.根据权利要求3所述的氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，其特征在于，所述测量模块(15)还包括：气动阀(4)，通过气管串联在所述混合器(1)和所述第一质量流量计(5)之间。

5.根据权利要求3所述的氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，其特征在于，所述计算模块(16)包括：乙炔纯度计算模块(12)、氯化氢纯度计算模块(13)、比例计算模块(11)；所述乙炔纯度计算模块(12)分别与所述第一质量流量计(5)、所述第二质量流量计(7)和所述比例计算模块(11)电连接，所述氯化氢纯度计算模块(13)分别与所述第二质量流量计(7)、所述第三质量流量计(9)和所述比例计算模块(11)电连接。

6.根据权利要求3所述的氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，其特征在于，所述第一吸收瓶(6)中的吸收液为丙酮，所述第二吸收瓶(8)中的吸收液为水。

7.根据权利要求3所述的氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，其特征在于，所述第一吸收瓶(6)连接有第一排液口(61)和第一进液口(62)，所述第二吸收瓶(8)连接有第二排液口(81)和第二进液口(82)。

8.根据权利要求4所述的氯乙烯混合器中原料气体比例自动控制装置，其特征在于，所述气动阀(4)、所述第一质量流量计(5)、所述第二质量流量计(7)、所述第三质量流量计(9)的内衬材质为哈氏合金。