管道式流量計在有機溶劑測量中的應用
點擊次（cì）數：2031 發布時間：2021-01-03 08:49:36
摘（zhāi）要：詳細介紹（shào）了通過反應液料溫和（hé）升溫速率等工藝參數聯鎖控製管（guǎn）道式流量計夾套蒸汽調節閥的開啟度，對有機溶（róng）液進行有效蒸發、冷凝分離（lí），實現（xiàn）了（le）脫溶單元操作的（de）自動運行。
精細化工企業在生產過程中需要使用各（gè）種大量的有機溶劑作為反應介質、萃取溶劑，需要經常采用（yòng）脫溶單元操作（zuò）回收溶劑用於重複使用（yòng）。為（wéi）避免人工控製方式的不（bú）穩定（dìng）性，采用了自動化控製脫溶單元操作（zuò）全過程，起到了提高生產效率和產（chǎn）品質量（liàng），降低生產成本，改（gǎi）善勞動條件，保障生產安全的效果。根據有機溶劑不同的沸點和表麵逸出（chū）能，設置不同的工（gōng）藝控製參數調節溶劑的蒸發（fā）和冷凝過（guò）程，通常使（shǐ）用的設備是間（jiān）歇（xiē）式夾套管道式流量計，通過調節進入（rù）夾套（tào）的蒸汽量控製管道式流量計內料液（yè）的溫度和溶劑（jì）的蒸發量來實現脫溶單元操作，但是由於大型管道式流（liú）量計夾套（tào）換熱麵積與容積比值小，加熱溫度滯後性較（jiào）大，使用人工調節控製脫溶的效（xiào）果差，在實際生產過程中（zhōng）公用蒸汽的溫度和壓力晝夜變化大，人工控製不當會出現暴沸衝料現象，造（zào）成安全、環保事故。通過對現場（chǎng）控製的長期跟蹤和摸索，我們利用 DCS 控製係統采用固定時間間隔，控製升溫速率，實現了大型夾套式管（guǎn）道式流量計回收有機溶劑的全自動控製脫溶單元操作。
1 操作步（bù）驟
以脫溶回收二氯乙烷溶劑為例，將二氯（lǜ）乙（yǐ）烷升溫和脫溶過程分為三步，現場實際（jì）控製 PID 圖見圖 1，由（yóu）於（yú）加熱滯後性比較大，夾套蒸（zhēng）汽閥的調節采用固定時間間隔調節，控溫間（jiān）隔（gé）為 300 s，即蒸汽調節（jiē）閥的設定為每300 s 增加一個升溫梯（tī）度，不同（tóng）階段升（shēng）溫梯度不一樣，實際操作中又對蒸汽調節閥的*大開度進行限（xiàn）位，保證蒸汽閥（fá）開度不會太大，可以有（yǒu）效防止衝料的（de）風險。
（1）從室溫 25℃升溫到（dào） 50℃，用時 60 min，以 300 s為一個梯度區間，該步驟由於溫度較低，可以適當（dāng）提高升溫速率（lǜ），升溫梯度（dù） =（50- 25）/ 12=2.08℃/ 300 s，蒸汽閥*大開度為 40%。
（2）從 50℃升溫到 80℃，用時 240 min，以 300 s 為一個梯度區（qū）間，當處於該步驟時，二氯乙烷大量蒸（zhēng）發，所以升溫梯（tī）度一定要平緩（huǎn），實際升溫梯度 =（80- 50）/48 = 0.625℃/ 300 s，蒸汽閥*大開度限定在 25%，在實際生產中為了縮短脫溶時間，對蒸汽閥*小開度（dù）限製到5%，也就是蒸（zhēng）汽調節閥閥門（mén）開度在 5%~25%之間，在這一步還有一個特殊的限製條件，當升溫速（sù）率大於 1.35℃/400 s 且蒸（zhēng）汽閥的（de）閥門開度大於 16%，這時將夾套蒸汽閥關閉。通過這些控製（zhì）方法既可（kě）以保證脫溶平穩，又能防止衝料（liào）事故的發生。
（3）從 80℃升溫到 105℃，用時 120 min。升溫梯度=（105- 80）/24 = 1.04℃/300 s，蒸汽閥*大開度為 40%。根據多（duō）次生產經驗總結，進入該階段前 60 min，設定一個*低閥限 10%，可（kě）以避免釜溫波動過大；在該（gāi）階段後期，如果蒸汽閥長（zhǎng）時間保持較大的開度，就會造成反應結束時釜溫衝到 110℃以（yǐ）上，影響（xiǎng）二氯乙烷回收品質，所以在這一步有兩個特殊限製條件：①當釜溫 ＞100℃,蒸汽閥門開度 ＞15%且持（chí）續保持 20 min 以上，升溫速率＞1.05℃/400 s 時，自動（dòng）關閉蒸汽閥；②當（dāng）該步進行時間大於 95 min 且蒸汽閥門開度（dù） ＞16%持續保持 400 s 時，關閉蒸汽閥（fá）。
全過程升溫曲線見圖 2，從圖 2 可（kě）以看出,通過上述工藝參數的設定（dìng），從升溫開始到升（shēng）溫結束，管道（dào）式流量計溫基本上是（shì）按照溫升梯度進行升溫，當（dāng）出現溫升速率太（tài）快（kuài）時，蒸汽閥自動關閉，無需人工參與，可以自動控製管（guǎn）道式流量計（jì）料液溫度的平（píng）緩上（shàng）升，實現（xiàn）脫溶單元（yuán）操作自控運行。
2 結果與（yǔ）討論
（1）反應溫度是化工生產中重（chóng）要的控製參數，其穩定性影響過程的熱平衡，通過將蒸汽調節閥開度設（shè）定為遞增量，並控製反應料液的升溫梯度和（hé）升溫速率，使溫度的變化量在可（kě）控範圍內。
（2）升溫梯（tī）度的控溫間隔是（shì） 300 s，升溫速率的控溫間隔是 400 s，這兩個時間間隔都是在實踐中摸索出來的。升溫梯度的（de）控溫間隔太短或太（tài）長都會導（dǎo）致蒸汽調節閥開度忽大忽小，從而使釜溫（wēn）變（biàn）化大；升溫速率（lǜ）的控溫間隔是根據蒸汽調節閥打開一定時間後，溫度開始出現明顯變化來確定的（de）。
（3）目前的管道（dào）式流量計隻有一個釜溫和一（yī）台夾套蒸汽調節閥配合（hé）調（diào）節，可增加管道式流量計壓力（lì）和液位工（gōng）藝控製參數（shù），從多維（wéi）度共同對加熱蒸汽閥（fá）進（jìn）行控製，使溫度控製更加精（jīng）準，同時徹底杜絕衝料事故的發生。可以（yǐ）設置多個升溫速率，不同的升溫速率對應（yīng）蒸汽閥門的不同開度，使實際升（shēng）溫曲線更符合設定值。
3 結論
化工生產過程易燃、易爆、危險化學品較多，容易發生超溫、超壓等（děng）現象，導致危化品衝冒（mào）或發生燃燒爆炸等設備和人身安全事故。為了避（bì）免發生事故，對高危生產工藝進行自動化控製（zhì），自動化係統能夠在生產過程（chéng）中自動控製（zhì）反應的進程，並實時監控反應壓力、溫度、攪拌電流、循（xún）環係統、物料泄漏等狀況，當出現異常時係（xì）統自（zì）動（dòng）報警，並聯鎖相關的設備，實現緊急停（tíng）車，保證裝置安全，避免事（shì）故發生。采（cǎi）用 DCS 係統自動控製脫溶（róng）單元操作，通過多段式（shì）控製升溫梯度和升（shēng）溫速率可以*大限（xiàn）度地減少升溫滯後時間，減少加熱慣性的（de）作用，使生產工藝平穩運行，有效提高（gāo）產品質量、收率，降低能耗，化學反應器的容量向大型化發展，反應放熱量大，控製其反應溫度的平穩已成為過程控製中的一個重點。通過在實際生產操作數據的基礎上運（yùn）用可編程控製器來自動調節蒸汽（qì）閥門的開度，使控溫過程平穩，有效避免了（le）階段溫度波動及偏差較大，優化了整（zhěng）個反應過（guò）程的升溫曲線（xiàn），利用（yòng）分布式集中控製係統（DCS係統）遠程自動（dòng）化控製（zhì）化工（gōng）操作，避免了脫溶衝料造成的危險和環境汙染，並使（shǐ）安全、環境（jìng）、職業衛生有進一步的提（tí）升。
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1 操作步（bù）驟
以脫溶回收二氯乙烷溶劑為例，將二氯（lǜ）乙（yǐ）烷升溫和脫溶過程分為三步，現場實際（jì）控製 PID 圖見圖 1，由（yóu）於（yú）加熱滯後性比較大，夾套蒸（zhēng）汽閥的調節采用固定時間間隔調節，控溫間（jiān）隔（gé）為 300 s，即蒸汽調節（jiē）閥的設定為每300 s 增加一個升溫梯（tī）度，不同（tóng）階段升（shēng）溫梯度不一樣，實際操作中又對蒸汽調節閥的*大開度進行限（xiàn）位，保證蒸汽閥（fá）開度不會太大，可以有（yǒu）效防止衝料的（de）風險。
（1）從室溫 25℃升溫到（dào） 50℃，用時 60 min，以 300 s為一個梯度區間，該步驟由於溫度較低，可以適當（dāng）提高升溫速率（lǜ），升溫梯度（dù） =（50- 25）/ 12=2.08℃/ 300 s，蒸汽閥*大開度為 40%。
（2）從 50℃升溫到 80℃，用時 240 min，以 300 s 為一個梯度區（qū）間，當處於該步驟時，二氯乙烷大量蒸（zhēng）發，所以升溫梯（tī）度一定要平緩（huǎn），實際升溫梯度 =（80- 50）/48 = 0.625℃/ 300 s，蒸汽閥*大開度限定在 25%，在實際生產中為了縮短脫溶時間，對蒸汽閥*小開度（dù）限製到5%，也就是蒸（zhēng）汽調節閥閥門（mén）開度在 5%~25%之間，在這一步還有一個特殊的限製條件，當升溫速（sù）率大於 1.35℃/400 s 且蒸（zhēng）汽閥的（de）閥門開度大於 16%，這時將夾套蒸汽閥關閉。通過這些控製（zhì）方法既可（kě）以保證脫溶平穩，又能防止衝料（liào）事故的發生。
（3）從 80℃升溫到 105℃，用時 120 min。升溫梯度=（105- 80）/24 = 1.04℃/300 s，蒸汽閥*大開度為 40%。根據多（duō）次生產經驗總結，進入該階段前 60 min，設定一個*低閥限 10%，可（kě）以避免釜溫波動過大；在該（gāi）階段後期，如果蒸汽閥長（zhǎng）時間保持較大的開度，就會造成反應結束時釜溫衝到 110℃以（yǐ）上，影響（xiǎng）二氯乙烷回收品質，所以在這一步有兩個特殊限製條件：①當釜溫 ＞100℃,蒸汽閥門開度 ＞15%且持（chí）續保持 20 min 以上，升溫速率＞1.05℃/400 s 時，自動（dòng）關閉蒸汽閥；②當（dāng）該步進行時間大於 95 min 且蒸汽閥門開度（dù） ＞16%持續保持 400 s 時，關閉蒸汽閥（fá）。
全過程升溫曲線見圖 2，從圖 2 可（kě）以看出,通過上述工藝參數的設定（dìng），從升溫開始到升（shēng）溫結束，管道（dào）式流量計溫基本上是（shì）按照溫升梯度進行升溫，當（dāng）出現溫升速率太（tài）快（kuài）時，蒸汽閥自動關閉，無需人工參與，可以自動控製管（guǎn）道式流量計（jì）料液溫度的平（píng）緩上（shàng）升，實現（xiàn）脫溶單元（yuán）操作自控運行。
2 結果與（yǔ）討論
（1）反應溫度是化工生產中重（chóng）要的控製參數，其穩定性影響過程的熱平衡，通過將蒸汽調節閥開度設（shè）定為遞增量，並控製反應料液的升溫梯度和（hé）升溫速率，使溫度的變化量在可（kě）控範圍內。
（2）升溫梯（tī）度的控溫間隔是（shì） 300 s，升溫速率的控溫間隔是 400 s，這兩個時間間隔都是在實踐中摸索出來的。升溫梯度的（de）控溫間隔太短或太（tài）長都會導（dǎo）致蒸汽調節閥開度忽大忽小，從而使釜溫（wēn）變（biàn）化大；升溫速率（lǜ）的控溫間隔是根據蒸汽調節閥打開一定時間後，溫度開始出現明顯變化來確定的（de）。
（3）目前的管道（dào）式流量計隻有一個釜溫和一（yī）台夾套蒸汽調節閥配合（hé）調（diào）節，可增加管道式流量計壓力（lì）和液位工（gōng）藝控製參數（shù），從多維（wéi）度共同對加熱蒸汽閥（fá）進（jìn）行控製，使溫度控製更加精（jīng）準，同時徹底杜絕衝料事故的發生。可以（yǐ）設置多個升溫速率，不同的升溫速率對應（yīng）蒸汽閥門的不同開度，使實際升（shēng）溫曲線更符合設定值。
3 結論
化工生產過程易燃、易爆、危險化學品較多，容易發生超溫、超壓等（děng）現象，導致危化品衝冒（mào）或發生燃燒爆炸等設備和人身安全事故。為了避（bì）免發生事故，對高危生產工藝進行自動化控製（zhì），自動化係統能夠在生產過程（chéng）中自動控製（zhì）反應的進程，並實時監控反應壓力、溫度、攪拌電流、循（xún）環係統、物料泄漏等狀況，當出現異常時係（xì）統自（zì）動（dòng）報警，並聯鎖相關的設備，實現緊急停（tíng）車，保證裝置安全，避免事（shì）故發生。采（cǎi）用 DCS 係統自動控製脫溶（róng）單元操作，通過多段式（shì）控製升溫梯度和升（shēng）溫速率可以*大限（xiàn）度地減少升溫滯後時間，減少加熱慣性的（de）作用，使生產工藝平穩運行，有效提高（gāo）產品質量、收率，降低能耗，化學反應器的容量向大型化發展，反應放熱量大，控製其反應溫度的平穩已成為過程控製中的一個重點。通過在實際生產操作數據的基礎上運（yùn）用可編程控製器來自動調節蒸汽（qì）閥門的開度，使控溫過程平穩，有效避免了（le）階段溫度波動及偏差較大，優化了整（zhěng）個反應過（guò）程的升溫曲線（xiàn），利用（yòng）分布式集中控製係統（DCS係統）遠程自動（dòng）化控製（zhì）化工（gōng）操作，避免了脫溶衝料造成的危險和環境汙染，並使（shǐ）安全、環境（jìng）、職業衛生有進一步的提（tí）升。
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