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甲醛生產自動化控制典型解決方案

甲醛生產線自動化控制典型解決方案

1、概述

甲醛用途廣泛、生產工藝簡單、原料供應充足的大眾化工產品,是甲醇下游產品的主干,世界年產量在2500萬噸左右,30%左右的甲醇都用來生產甲醛。在實現自動化生產之前,因為甲醛生產過程中化學反應復雜,車間人員憑借經驗和數顯儀表對甲醛裝置進行操作,使得甲醛生產成本高,質量不穩定。

青島華凌科技有限公司專業從事甲醛生產過程自動化控制,DCS控制系統具有可靠性高、系統開放、功能強大、維護簡單等眾多優點,能夠對甲醛生產過程參數進行準確測量和實時控制,降低不合格產品率并提高產品質量,提升產品市場競爭力。

2、工藝簡介

空氣氧化法制備甲醛有兩條工藝路線:

以電解銀,浮石銀為催化劑的銀法工藝;

以Fe2O3-MoO作為催化劑的鐵法工藝。

原料甲醇由計量槽經泵送至高位槽,進行流量控制并進行過濾后進入甲醇蒸發器,過濾后的空氣經風機輸送進入蒸發器底部。甲醇經過加熱氣化及空氣夾帶,與空氣形成二元混合氣;再和通入一定流量的蒸汽相混合,形成三元混合氣,三元混合氣經過熱器過熱后,進入阻火過濾器,再次過濾后的三元混合氣進入氧化器,在高溫與電解銀催化劑的作用下,發生氧化脫氫反應。反應氣體經過冷卻進入吸收塔,成為甲醛溶液。尾氣燃燒后進入大氣。

生產甲醛以甲醇為原料,經過輸送、蒸發、原料氣(空氣、配料、甲醇氣)的凈化、過濾阻火、轉化反應、冷卻吸收、產品貯運等環節。各環節手段不同以及不同的組合方式形成不同的工藝路線。

3、控制方案

氧化器溫度的控制是甲醛生產的關鍵,影響氧化器溫度的主要有如下變量:

(1)蒸發器的溫度和壓力;

(2)干空氣的流量;

(3)配料蒸汽的流量;

(4)冷卻器出口的甲醛溫度

在DCS控制系統中,事先允許操作人員設定或確認最佳允許狀態的一組參數(包括空氣流量、蒸汽流量、氧化溫度、蒸發溫度、風機轉速等),系統將這些參數記錄在運行系統的系統平臺的數據庫中。

具體方案是恒定風速,當外界干擾引起的氧溫變化時,首先通過氧溫-蒸汽流量串級調節回路結合蒸發器溫度調節回路快速調節氧溫:當氧水比出現偏離時,根據數據庫中的最佳運行參數、生產的現在,通過模糊數學模型的運算來修正蒸發溫度,改變氧醇比,再次引起氧溫的小幅變化,然后由氧溫-蒸汽流量串級調節回路調節氧。溫恢復正常,從而恢復氧水比正常,繼而氧醇比也得到了恢復。

另外,對整個生產過程特別是點火階段,我們充分利用DCS信息共享、歷史數據查詢及簡便的自定義控制算法編制等優勢,根據現場具體的工藝情況編制了控制程序。不但提高了控制水平,使產品質量得到穩定和增強,并且大大降低了操作人員的勞動強度。同時保證了生產的安全性,在實際生產中發揮了積極的作用。

氧化器溫度是控制的重點,影響到甲醛成品的質量,DC系統通過對風機轉速和主路旁路調節閥的控制來達到氧化器溫度的控制。

系統結構圖

4、總結

青島華凌科技致力于甲醛生產自動化控制系統,甲醛生產在使用了DCS集散控制系統之后,能夠明顯改善工人的工作強度,生產自動化水平得以實現,利用DCS強大集散控制能力,對現場儀表進行協調運行。甲醛產量和質量得到明顯提升,DCS特有的聯鎖控制也提高了甲醛生產安全性。



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