專(zhuān)利名稱(chēng)：聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非離子表面活性劑生產(chǎn)技術(shù)，特別是涉及一種聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝 置的自動(dòng)化控制方法。
背景技術(shù)：
聚氧乙烯醚是非離子表面活性劑中的一個(gè)重要類(lèi)別，由于其具有良好的乳化性、 去污性和水溶性，可用于作滲透劑、洗滌劑、增溶劑、分散劑、抗靜電劑、乳化劑等，廣泛應(yīng)用 于工業(yè)清洗及乳化分散中，所述聚氧乙烯醚在印染工業(yè)中還可用作勻染劑。在現(xiàn)有的技術(shù)中，所述聚氧乙烯醚的生產(chǎn)工藝主要經(jīng)過(guò)以下步驟，即反應(yīng)器氮?dú)?置換、釜料真空脫水、生產(chǎn)原料的備料、反應(yīng)器升溫、循環(huán)反應(yīng)、中和冷卻、以及放料等過(guò)程， 在傳統(tǒng)的生產(chǎn)線中，生產(chǎn)所述聚氧乙烯醚的裝置主要包括聚醚反應(yīng)器、卷板式換熱器、環(huán)氧 乙烷貯罐，外循環(huán)泵，以及真空泵等。然而，在實(shí)際生產(chǎn)所述聚氧乙烯醚的過(guò)程中，以上所述 的生產(chǎn)工藝過(guò)程以及用于該工藝過(guò)程的生產(chǎn)裝置均是采用人工手動(dòng)控制，由于人工操作不 穩(wěn)定因素較多，尤其是在物料計(jì)量、加料速度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)時(shí)間等環(huán)節(jié)上容易 受到人為因素波動(dòng)過(guò)大，因而對(duì)所得產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大，再者，所用的主要原料環(huán)氧乙烷 為易燃易爆的危險(xiǎn)品，在生產(chǎn)的過(guò)程中，對(duì)安全生產(chǎn)也有較大的影響。所以，如何設(shè)計(jì)一種所述聚氧乙烯醚的生產(chǎn)方法，不但可以確保產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí) 也可以保障生產(chǎn)過(guò)程的安全，以避免以上所述的種種缺點(diǎn)，已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域之業(yè)者目前 亟待解決之課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置 的自動(dòng)化控制方法，以解決現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中人工手動(dòng)控制引起的不穩(wěn)定因素較多以及對(duì)產(chǎn) 品的質(zhì)量影響較大的問(wèn)題，并可以保障生產(chǎn)過(guò)程的安全。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化 控制方法，藉由一具有PID控制器的DCS控制系統(tǒng)對(duì)所述生產(chǎn)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制操 作，其中，所述生產(chǎn)裝置至少包括輸送泵、原料計(jì)量槽、反應(yīng)器、導(dǎo)管、設(shè)于所述導(dǎo)管上的調(diào) 控閥、換熱器、以及設(shè)于所述反應(yīng)器與所述換熱器之間導(dǎo)管上的循環(huán)泵，其特征在于(1) 應(yīng)用電子秤重傳感器檢測(cè)所述原料計(jì)量槽的重量，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整控 制所述導(dǎo)管上的調(diào)控閥和輸送泵的開(kāi)閉，以按需求量泵送原料至所述原料計(jì)量槽；(2)應(yīng) 用壓力變送器檢測(cè)反應(yīng)器的壓力，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整控制所述導(dǎo)管上的 調(diào)控閥達(dá)到小慣性動(dòng)作，以控制所述反應(yīng)器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)放熱的激烈程度使所述反應(yīng)器內(nèi)壓 力穩(wěn)定；以及(3)應(yīng)用溫度變送器檢測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)溫度，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整 分別控制所述導(dǎo)管上的調(diào)控閥，以調(diào)控冷卻水的流量使所述反應(yīng)器內(nèi)溫度穩(wěn)定。在本發(fā)明的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法中，所述原料計(jì)量槽設(shè)有電子 秤重模塊。于具體的實(shí)施方式中，所述原料計(jì)量槽貯存的原料為環(huán)氧乙烷。
在本發(fā)明的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法中，所述反應(yīng)器為兩個(gè)，即第 一反應(yīng)器及第二反應(yīng)器；對(duì)應(yīng)所述兩個(gè)所述第一反應(yīng)器及第二反應(yīng)器，所述換熱器為兩個(gè)， 即第一換熱器及第二換熱器；對(duì)應(yīng)所述第一換熱器及第二換熱器，所述換熱器為卷板式換 熱器。所述循環(huán)泵為兩個(gè)，即第一循環(huán)泵及第二循環(huán)泵。如此，以形成大小的雙循環(huán)系統(tǒng)， 即由所述第一反應(yīng)器、第一循環(huán)泵及第一換熱器構(gòu)成小循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)，在參與反應(yīng)的物料 較少時(shí)開(kāi)啟；由所述第二反應(yīng)器、第二循環(huán)泵以及第二換熱器構(gòu)成大循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)，在參與 反應(yīng)的物料較多時(shí)開(kāi)啟。如上所述，本發(fā)明的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法主要藉由一具有PID 控制器的DCS控制系統(tǒng)對(duì)所述生產(chǎn)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制操作，以解決現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中 人工手動(dòng)控制引起的不穩(wěn)定因素較多以及對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大的問(wèn)題，并可以保障生產(chǎn) 過(guò)程的安全，即有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)。



11原料計(jì)量槽
12導(dǎo)1f
13調(diào)控閥
14第--反應(yīng)器
15第二二反應(yīng)器
16第--換熱器
17第--循環(huán)泵
18第二二換熱器
19第二二循環(huán)泵
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū) 所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本 發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖1，圖1顯示為本發(fā)明的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的框架示意圖。如圖所示， 本發(fā)明提供一種聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，藉由一具有PID控制器的DCS控 制系統(tǒng)對(duì)所述生產(chǎn)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制操作，其中，所述生產(chǎn)裝置至少包括輸送泵10、 原料計(jì)量槽11、反應(yīng)器14及15、導(dǎo)管12、設(shè)于所述導(dǎo)管12上的調(diào)控閥13、換熱器16及18、以及設(shè)于所述反應(yīng)器14及15與所述換熱器16及18之間導(dǎo)管上的循環(huán)泵17及19。于本實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器14及15為兩個(gè)，即第一反應(yīng)器14及第二反應(yīng)器15 ； 對(duì)應(yīng)所述兩個(gè)所述第一反應(yīng)器14及第二反應(yīng)器15，所述卷板式換熱器16及18為兩個(gè)，即 第一換熱器16及第二換熱器18 ；對(duì)應(yīng)所述第一換熱器16及第二換熱器18，所述循環(huán)泵17 及19為兩個(gè)，即第一循環(huán)泵17及第二循環(huán)泵19。如此，以形成大小的雙循環(huán)系統(tǒng)，即由所 述第一反應(yīng)器14、第一循環(huán)泵17及第一換熱器16構(gòu)成小循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)，在參與反應(yīng)的物料 較少時(shí)開(kāi)啟；由所述第二反應(yīng)器15、第二循環(huán)泵19以及第二換熱器18構(gòu)成大循環(huán)反應(yīng)系 統(tǒng)，在參與反應(yīng)的物料較多時(shí)開(kāi)啟。于本實(shí)施方式中，暫以小循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖2，圖2顯示應(yīng)用于為本發(fā)明中PID控制器的工作原理示意圖，如圖所示， 所述DCS控制系統(tǒng)還具有一 PID控制器，用于對(duì)以上所述的生產(chǎn)裝置進(jìn)行控制，所述PID控 制器工作原理如圖3所示，即PID參數(shù)整定是在當(dāng)回路控制投入后，先以一組初始的PID參 數(shù)(P 比例系數(shù)，I 積分系數(shù)，D 微分系數(shù))進(jìn)行控制，所述PID控制器的函數(shù)運(yùn)算模塊 (圖中未標(biāo)號(hào))獲得的臨界參數(shù)，計(jì)算出適合于穩(wěn)定裕度要求的比例帶(P)、積分(I)、微分 (d)等控制參數(shù)；經(jīng)由自整定PID學(xué)習(xí)調(diào)整系數(shù)，獲得輸入的最小穩(wěn)定裕度、適中穩(wěn)定裕度、 最大穩(wěn)定裕度的P、I、D參數(shù)及實(shí)測(cè)運(yùn)行工況調(diào)整系數(shù)，調(diào)整P、I、D參數(shù)，以使所述被控對(duì) 象獲得理想的動(dòng)靜態(tài)控制。請(qǐng)參閱圖3，圖3顯示為本發(fā)明中加料程序的自動(dòng)化控制調(diào)控原理示意圖，如圖所 示，應(yīng)用電子秤重傳感器檢測(cè)所述原料計(jì)量槽11的重量，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng) 調(diào)整控制所述導(dǎo)管12上的調(diào)控閥13和輸送泵10的開(kāi)閉，以按需求量泵送原料至所述原料 計(jì)量槽11，于本實(shí)施方式中，所述原料計(jì)量槽11設(shè)有電子秤重模塊(圖中未標(biāo)號(hào))。其中， 所述原料計(jì)量槽11貯存的原料為環(huán)氧乙烷。具體地，所述原料環(huán)氧乙烷來(lái)自槽罐區(qū)泵送至 車(chē)間六只原料計(jì)量槽11，六只原料計(jì)量槽11合用兩臺(tái)輸送泵10(即一個(gè)使用一個(gè)備用)， 加上該裝置有間歇生產(chǎn)的特點(diǎn)原料輸送泵10的控制必須銜接好，這樣在實(shí)際控制中，控制 采用順序與聯(lián)鎖結(jié)合，車(chē)間六只原料計(jì)量槽11采用電子秤重模塊，設(shè)定重量的環(huán)氧乙烷能 根據(jù)需要自動(dòng)泵入車(chē)間各個(gè)原料計(jì)量槽11備用。請(qǐng)參閱圖4，圖4顯示為本發(fā)明中反應(yīng)器壓力的自動(dòng)化控制調(diào)控原理示意圖，如圖 所示，應(yīng)用壓力變送器檢測(cè)反應(yīng)器14的壓力，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整控制所 述第一反應(yīng)器14上的導(dǎo)管12上的調(diào)控閥13達(dá)到小慣性動(dòng)作，以控制所述反應(yīng)器14內(nèi)化 學(xué)反應(yīng)放熱的激烈程度使所述反應(yīng)器14內(nèi)壓力穩(wěn)定；于本實(shí)施方式中，將所述反應(yīng)器14內(nèi) 壓力分為幾段，分別用不同的PID參數(shù)來(lái)整定，可以看到，所述反應(yīng)器14壓力在升壓過(guò)程中 的時(shí)間常數(shù)很小，因而我們把升壓過(guò)程分為三個(gè)階段a、低壓階段，此時(shí)(壓力< pl)所述 反應(yīng)器14的壓力上升很快，對(duì)象對(duì)調(diào)控作用很敏感，這時(shí)可以將進(jìn)料導(dǎo)管12上的調(diào)控閥13 的調(diào)控作用設(shè)得較弱。b、中壓階段，此時(shí)(壓力在pl和p2之間)，此時(shí)所述反應(yīng)器14的特 性比較穩(wěn)定，魯棒性較強(qiáng)，可以使進(jìn)料導(dǎo)管12上的調(diào)控閥13保持相對(duì)較強(qiáng)的控制作用。c、 高壓階段(壓力大于P2)此時(shí)，對(duì)象的魯棒性很強(qiáng)，對(duì)調(diào)控作用很不敏感，需要將積分作用 切除，盡量避免超調(diào)。請(qǐng)參閱圖5，圖5顯示為本發(fā)明中反應(yīng)器溫度的自動(dòng)化控制調(diào)控原理示意圖，如圖 所示，應(yīng)用溫度變送器檢測(cè)反應(yīng)釜14內(nèi)溫度，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整分別控 制所述第一換熱器16上的導(dǎo)管12上的調(diào)控閥13，以調(diào)控冷卻水的流量使所述反應(yīng)器14內(nèi)溫度穩(wěn)定；于本實(shí)施方式中，由于反應(yīng)放熱量較大，設(shè)備上采用了旋板式換熱器16(優(yōu)點(diǎn)是 體積小換熱面積大)，所述反應(yīng)器14的溫度主要依靠調(diào)控旋板式換熱器16的冷卻水流量來(lái) 達(dá)到控溫的目的，由于所述反應(yīng)器14內(nèi)壓力的自動(dòng)控制已經(jīng)穩(wěn)定了反應(yīng)放熱的激烈程度， 控制住了源頭，所以旋板式換熱器16的PID調(diào)控還是比較方便穩(wěn)定的。需要特別說(shuō)明的是，由所述第二反應(yīng)器15、第二循環(huán)泵19以及第二換熱器18構(gòu)成 大循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中利用所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整的作業(yè)與所述小循環(huán) 反應(yīng)系統(tǒng)相同，在此不再詳細(xì)贅述。綜上所述，本發(fā)明的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法主要藉由一具有PID 控制器的DCS控制系統(tǒng)對(duì)所述生產(chǎn)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制操作，以解決現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中 人工手動(dòng)控制引起的不穩(wěn)定因素較多以及對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大的問(wèn)題，并可以保障生產(chǎn) 過(guò)程的安全，同時(shí)也節(jié)省了反應(yīng)時(shí)間，避免了誤操作，再者，由于計(jì)量準(zhǔn)確，溫度控制穩(wěn)定， 能根據(jù)指令自動(dòng)調(diào)控配比，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和安全生產(chǎn)，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到和優(yōu) 于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，綜合經(jīng)濟(jì)效益較好，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，即有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn) 而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 習(xí)此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
一種聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，藉由一具有PID控制器的DCS控制系統(tǒng)對(duì)所述生產(chǎn)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制操作，其中，所述生產(chǎn)裝置至少包括輸送泵、原料計(jì)量槽、反應(yīng)器、導(dǎo)管、設(shè)于所述導(dǎo)管上的調(diào)控閥、換熱器、以及設(shè)于所述反應(yīng)器與所述換熱器之間導(dǎo)管上的循環(huán)泵，其特征在于(1)應(yīng)用電子秤重傳感器檢測(cè)所述原料計(jì)量槽的重量，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整控制所述導(dǎo)管上的調(diào)控閥和輸送泵的開(kāi)閉，以按需求量泵送原料至所述原料計(jì)量槽；(2)應(yīng)用壓力變送器檢測(cè)反應(yīng)器的壓力，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整控制所述導(dǎo)管上的調(diào)控閥達(dá)到小慣性動(dòng)作，以控制所述反應(yīng)器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)放熱的激烈程度使所述反應(yīng)器內(nèi)壓力穩(wěn)定；以及(3)應(yīng)用溫度變送器檢測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)溫度，經(jīng)由所述PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整分別控制所述導(dǎo)管上的調(diào)控閥，以調(diào)控冷卻水的流量使所述反應(yīng)器內(nèi)溫度穩(wěn)定。
2.如權(quán)利要求1所述的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，其特征在于所述原 料計(jì)量槽設(shè)有電子秤重模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，其特征在于所述原 料計(jì)量槽貯存的原料為環(huán)氧乙烷。
4.如權(quán)利要求1所述的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，其特征在于所述反 應(yīng)器為兩個(gè)。
5.如權(quán)利要求4所述的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，其特征在于兩個(gè)所 述反應(yīng)器分別為第一反應(yīng)器及第二反應(yīng)器。
6.如權(quán)利要求5所述的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，其特征在于對(duì)應(yīng)所 述兩個(gè)所述第一反應(yīng)器及第二反應(yīng)器，所述換熱器為兩個(gè)，即第一換熱器及第二換熱器。
7.如權(quán)利要求6所述的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，其特征在于對(duì)應(yīng)所 述第一換熱器及第二換熱器，所述循環(huán)泵為兩個(gè)，即第一循環(huán)泵及第二循環(huán)泵。
8.如權(quán)利要求6所述的聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，其特征在于所述換 熱器為卷板式換熱器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚氧乙烯醚生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化控制方法，藉由一具有PID控制器的DCS控制系統(tǒng)對(duì)所述生產(chǎn)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制操作，由PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整控制導(dǎo)管上的調(diào)控閥，以使反應(yīng)器內(nèi)壓力和溫度穩(wěn)定，進(jìn)而解決現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)中所述生產(chǎn)裝置需要人工手動(dòng)控制而引起的不穩(wěn)定因素較多以及對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大的問(wèn)題，并可以保障生產(chǎn)過(guò)程的安全。
文檔編號(hào)C08G65/06GK101876822SQ20091005041
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者傅瑞芳, 梅軍, 王心星 申請(qǐng)人:上海天壇助劑有限公司