專利名稱：一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯的制造工藝和系統(tǒng)，尤其涉及一種聚酯的生產(chǎn)中漿料的配置方法及配置時(shí)使用的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
聚酯生產(chǎn)中，PTA (精對苯二甲酸)是重要的原料之一。在漿料的生產(chǎn)中，需要進(jìn)行漿料配制、催化劑溶液配制、二氧化鈦懸浮液配制、酯化縮聚反應(yīng)、切片生產(chǎn)等工藝步驟?，F(xiàn)在的漿料配置，是在車間內(nèi)設(shè)置一個(gè)PTA料倉，可滿足裝置4個(gè)小時(shí)的需要量，PTA粉料經(jīng)星形給料器定量送出，通過PTA稱量裝置對其進(jìn)行連續(xù)計(jì)量加入到漿料配制槽，在控制上是用PTA的進(jìn)料量調(diào)節(jié)乙二醇的加入量和催化劑加入量，以保證穩(wěn)定的漿料配比，PTA的稱量裝置控制著PTA的流量，在整個(gè)聚酯生產(chǎn)過程中，稱量裝置的準(zhǔn)確度直接影響著整個(gè)聚酯生產(chǎn)的質(zhì)量。但是PTA稱量裝置，整套設(shè)備就測量電機(jī)、測量軸以及測量輪一整套備件就 40多萬元，造價(jià)十分高。而且測量輪附近的內(nèi)部滾針軸承以及上部減速機(jī)的內(nèi)部齒輪，經(jīng)常會出現(xiàn)損壞等情況，因其使用特點(diǎn)是要求在線M小時(shí)一直運(yùn)行，因而現(xiàn)場處理起來非常被動，維修成本逐年上升，而且也導(dǎo)致了聚酯生產(chǎn)的浪費(fèi)。在現(xiàn)有的專利文件中有公開“精對苯二甲酸生產(chǎn)裝置中PTA粒徑的智能控制方法(CN1589955A)”，即首先選取PTA精制單元加氫反應(yīng)器溫度及其出料流量、第一結(jié)晶器的液位及其溫度、第二結(jié)晶器的液位及其溫度作為產(chǎn)品粒徑軟測量系統(tǒng)的輸入變量，建立主要操作參數(shù)對PTA粒徑的影響關(guān)系。然后通過對過程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、連續(xù)采集，得到PTA粒徑的軟測量值。根據(jù)當(dāng)前粒徑軟測量值與設(shè)定值問的偏差，采用程序控制策略對第一結(jié)晶器的液位、壓力，第二結(jié)晶器的液位、壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)自動控制，以得到符合要求的PTA產(chǎn)品粒徑。還有專利文件“多元共聚改性PETG聚酪的制備工藝(CN1706877A)”，采用如下工藝步驟a.配料采用單體為對苯二甲酸(PTA)、簡苯二甲酸(IPA)、新戌二醇(NPG)、乙二醇(MEG)及金屬催化劑，其各組份按一定摩爾比配料； b.酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)溫度控制在21(T260°C，反應(yīng)壓力為0.01 0. 25MPa，反應(yīng)時(shí)間 18(T260min，c.縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)溫度控制在:275 285°C，真空度:0. 098 0. IMPa，反應(yīng)時(shí)間18(T200min。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種日常維護(hù)成本低、工藝精度高、控制方便，結(jié)構(gòu)簡單的聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法及其系統(tǒng)；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在稱量PTA的設(shè)備維護(hù)成本高，影響工藝精度，控制復(fù)雜的技術(shù)問題。本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，第一步，設(shè)定漿料配置槽內(nèi)的漿料液位控制器的設(shè)定值、乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內(nèi)的摩爾比值、乙二醇和催化劑的摩爾控制器的摩爾比值；
第二步，初始啟動各配料的流量控制器，根據(jù)漿料液位控制器的設(shè)定值，計(jì)算所需的乙二醇的量記錄在乙二醇流量控制器內(nèi)作為設(shè)定值，同理根據(jù)第一步內(nèi)設(shè)定的摩爾比值，設(shè)定精對苯二甲酸測量系統(tǒng)控制器內(nèi)的設(shè)定值，催化劑流量控制器的設(shè)定值；
第三步，實(shí)時(shí)監(jiān)測漿料配置槽內(nèi)的液位值，如果偏離了設(shè)定值，通過漿料變送器改變漿料液位控制器的輸出值，從而改變乙二醇流量控制器的輸出值，乙二醇流量變送器的變化改變了催化劑流量控制器的輸出，從而改變催化劑的加入量；同時(shí)，根據(jù)乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內(nèi)的摩爾比值調(diào)整苯二甲酸的加入摩爾量。以漿料配置槽的液位控制器為主環(huán)，與控制EG (乙二醇)流量調(diào)節(jié)回路為副環(huán)的串級調(diào)節(jié)回路，根據(jù)漿料配置槽的液位來控制EG的加料速度。同時(shí)為了嚴(yán)格控制EG與PTA 的摩爾比，在該系統(tǒng)中采用以EG流量為主環(huán)，PTA加入量和催化劑加入量為副環(huán)的雙閉環(huán)比值控制。在EG正常加入量情況下，PTA和催化劑按照預(yù)先設(shè)定好的與EG比值關(guān)系由PTA 測量系統(tǒng)控制器和催化劑流量控制器分別控制PTA和催化劑加入量。當(dāng)EG加入量發(fā)生變化，則由EG流量變送器變化改變催化劑和PTA流量控制量的輸出，從而改變催化劑和PTA 加入量。本發(fā)明的工藝步驟簡單，是通過EG的加入量來控制PTA的加入量，不需要對PTA 的加入量進(jìn)行稱量，是通過加入的摩爾量進(jìn)行控制，從而省去了原有設(shè)備中對PTA進(jìn)行稱重的稱重裝置，節(jié)約了大量的成本，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測控制，通過摩爾比控制，也提高了漿料配置的精度。作為優(yōu)選，在漿料配置槽的出口處測量配置好的漿料的密度，通過測量的密度對摩爾比控制器內(nèi)的設(shè)定值進(jìn)行修正。作為更優(yōu)選，所述的催化劑與乙二醇的摩爾比觀2= (FT1^O. 7)/[ (0. 3*0. 857)* (158. 3/10400)*^]，其中 FT1 為乙二醇流量變送器的監(jiān)測值， C1是根據(jù)漿料出口的密度值進(jìn)行調(diào)整,C1為1. (Tl. 5。催化劑的配比主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值聚酯熔體單耗中需要的PTA百分量為85. 7%,而漿料配制槽中的PTA的百分含量為70%，其它含量為30%，熔體中銻含量約為158. 3PPM，催化劑溶液中銻的濃度標(biāo)準(zhǔn)值要求為10400PPM， 由此得到計(jì)算公式。在出口檢測漿料密度實(shí)行修正，形成了新的閉環(huán)控制回路，提高配置的準(zhǔn)確度。作為優(yōu)選，所述的催化劑為乙二醇銻，在第三步內(nèi)控制精對苯二甲酸的摩爾量時(shí)， 是根據(jù)催化劑的加入量和乙二醇的加入量計(jì)算得出乙二醇的加入總量，再根據(jù)乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內(nèi)的摩爾比值得到精對苯二甲酸的加入量。乙二醇銻是應(yīng)用于聚酯縮聚反應(yīng)最為新穎的一種催化劑，它與催化劑三氧化二銻和醋酸銻相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)a.在乙二醇溶液中溶解度大，分散性好。b.銻含量高，活性好，可提高裝置生產(chǎn)能力。 c.該催化劑本身不會帶入新雜質(zhì)，可使切片提高內(nèi)在質(zhì)量，改善后加工可紡性。因?yàn)槭且砸叶间R作為催化劑，因此在計(jì)算摩爾比時(shí)，需要考慮到其中的含量，以獲得精確的PTA添加量，提高漿料的配置精度。作為更優(yōu)選，所述的乙二醇與精對苯二甲酸的摩爾比計(jì)算公式為I1= (WT*62. 07) /[(FT^FT^O. 982)*166. 13]，其中I為摩爾比值，WT為精對苯二甲酸的計(jì)算值，F(xiàn)T1為乙二醇流量變送器的監(jiān)測值，F(xiàn)T2為催化劑的流量變送器的監(jiān)測值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，催化劑中EG的含量為98. 2%，計(jì)算摩爾比時(shí)要考慮總的加入EG的量，得出總的EG加入量為FI\+FT2*0. 982， 再根據(jù)PTA的分子量166. 13和EG的分子量62. 07，可以得出PTA和EG的摩爾比的計(jì)算公式。作為更優(yōu)選，所述的精對苯二甲酸的計(jì)算值WT=SR*系數(shù)，其中SR是星形給料器的變頻器送出的轉(zhuǎn)速信號，系數(shù)值為(Tl。PTA料倉的稱量裝置取消，只保留星形給料器，通過摩爾比控制器直接控制星形給料器一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置系統(tǒng)，包括漿料配置槽、精對苯二甲酸儲料槽，乙二醇加料槽和催化劑加料槽，其特征在于所述的精對苯二甲酸儲料槽連接有星形給料器，所述的漿料配置槽內(nèi)設(shè)有液位控制器和液位變送器，漿料配置槽內(nèi)的液位控制器連接有乙二醇加料槽的流量控制器和乙二醇流量變送器，乙二醇加料槽的流量變送器連接有乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器，乙二醇加料槽的流量變送器同時(shí)連接有乙二醇和催化劑的摩爾控制器，乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器連接有精對苯二甲酸流量計(jì)算控制器，乙二醇和催化劑的摩爾控制器連接有催化劑的流量控制器和催化劑的流量變送器，系統(tǒng)中采用以乙二醇流量為主環(huán)，精對苯二甲酸加入量和催化劑加入量為副環(huán)的雙閉環(huán)比值控制。作為優(yōu)選，在所述的漿料配置槽的出口設(shè)有密度測量儀。測量出口密度，可以實(shí)時(shí)修正系數(shù)，提高測量精度。作為優(yōu)選，所述的漿料液位控制器為法蘭式液位控制器。使得靜壓對測量結(jié)果影響最小(小于0. 15%/lOMPa)；放置于附近的溫度傳感器給出修正溫度影響所必須的信號， 對變送器的溫度特性進(jìn)行了充分的補(bǔ)償，使得溫度對測量結(jié)果影響最小(小于0. 1%/-20 65 °C)
因此，本發(fā)明的聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法及其系統(tǒng)具備下述優(yōu)點(diǎn)利用摩爾比控制器，由EG的量控制PTA的摩爾量，從而取消了 PTA的稱量裝置，節(jié)省了成本，結(jié)構(gòu)簡單；通過測量出口的密度，調(diào)整摩爾比，可以實(shí)時(shí)調(diào)整，通過摩爾比進(jìn)行控制，提高配置的精度，以EG 流量為主環(huán)，PTA加入量和催化劑加入量為副環(huán)的雙閉環(huán)比值控制，保證了漿料的品質(zhì)。


圖1是本發(fā)明的聚酯生產(chǎn)中的漿料配置系統(tǒng)的控制框圖的示意圖。其中SP表示設(shè)定值，PV表示測量值，F(xiàn)V表示流量控制閥，M表示轉(zhuǎn)速變頻控制， 11V01為漿料配置槽，LC11007為漿料液位控制器，LT11007為漿料液位變送器，WCl 1005 為PTA稱量系統(tǒng)控制器，WT11005為PTA的計(jì)算變送器，F(xiàn)C11002為乙二醇流量控制器， FT11002為乙二醇流量變送器，F(xiàn)C21009為催化劑流量控制器，F(xiàn)T21009為催化劑流量變送器，121010為催化劑和EG的摩爾比控制器，miOOl為EG和PTA的摩爾比控制器。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例
聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，第一步，設(shè)定漿料配置槽內(nèi)的漿料液位控制器的設(shè)定值、乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內(nèi)的摩爾比值、乙二醇和催化劑的摩爾控制器的摩爾比值；第二步，初始啟動各配料的流量控制器，根據(jù)漿料液位控制器的設(shè)定值，計(jì)算所需的乙二醇的量記錄在乙二醇流量控制器內(nèi)作為設(shè)定值，同理根據(jù)第一步內(nèi)設(shè)定的摩爾比值，設(shè)定精對苯二甲酸測量系統(tǒng)控制器內(nèi)的設(shè)定值，催化劑流量控制器的設(shè)定值，按照計(jì)算得到的值進(jìn)行送料進(jìn)入漿料配置槽內(nèi)；第三步，實(shí)時(shí)監(jiān)測漿料配置槽內(nèi)的液位值，如果偏離了設(shè)定值，通過漿料變送器改變漿料液位控制器的輸出值， 從而改變乙二醇流量控制器的輸出值，乙二醇流量變送器的變化改變了催化劑流量控制器的輸出，從而改變催化劑的加入量，催化劑采用是乙二醇銻，因此根據(jù)催化劑和乙二醇的加入總量，按照乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內(nèi)的摩爾比值調(diào)整精對苯二甲酸的加入量，使得摩爾比保持不變，從而使得進(jìn)入漿料配置槽內(nèi)的PTA和EG保持固定的摩爾比，保證漿料配置的精度；在漿料配置槽的出口處測量配置好的漿料的密度，通過測量的密度對摩爾比控制器內(nèi)的設(shè)定值進(jìn)行修正。如圖1所示，一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置系統(tǒng)，包括漿料配置槽11V01、精對苯二甲酸儲料槽1，乙二醇加料管2和催化劑加料管3，精對苯二甲酸儲料槽1連接有星形給料器，漿料配置槽11V01內(nèi)設(shè)有液位控制器LC11007和液位變送器LT11007，漿料配置槽 11V01內(nèi)的液位控制器LCl 1007連接有乙二醇加料管的流量控制器FCl 1002和乙二醇流量變送器FT11002，乙二醇加料管的流量變送器FT11002連接有乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器111001，乙二醇加料槽的流量變送器FT11002同時(shí)連接有乙二醇和催化劑的摩爾控制器121010，乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器miooi連接有精對苯二甲酸的流量控制器WC11005和精對苯二甲酸的流量計(jì)算器WT11005，乙二醇和催化劑的摩爾控制器121010連接有催化劑的流量控制器FC21009和催化劑的流量變送器FT21009。乙二醇加料管的流量控制器FC11002控制著乙二醇的流量控制閥FV的開關(guān)，精對苯二甲酸的摩爾控制器miooi連接著星形給料器的轉(zhuǎn)速變頻控制μ的轉(zhuǎn)速，催化劑的流量控制器FC21009控制著催化劑的流量控制閥FV的開關(guān)。漿料液位控制器為法蘭式液位控制器。為了嚴(yán)格控制PTA與EG摩爾比，在該系統(tǒng)中采用以EG流量為主環(huán)，PTA加入量和催化劑加入量為副環(huán)的雙閉環(huán)比值控制。在EG正常加入量情況下，PTA和催化劑按照預(yù)先設(shè)定好的與EG比值關(guān)系由PTA計(jì)算控制器WCl 1005和催化劑流量控制器FC21009分別控制PTA和催化劑加入量。當(dāng)EG加入量發(fā)生變化，則由催化劑流量變送器FT21009變化改變催化劑流量控制器FC21009的輸出，控制著催化劑的流量控制閥FV的開關(guān)，從而改變催化劑加入量。實(shí)際計(jì)算方法如下
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，催化劑中EG的含量為98. 2%，計(jì)算摩爾比時(shí)要考慮總的加入EG的量，得出總的EG加入量為FTi+FT^O. 982，再根據(jù)PTA的分子量166. 13和EG的分子量62. 07，可以得出 PTA 和 EG 的摩爾比的計(jì)算公式為 YK1= (WT*62. 07) /[ (FI\+FT2*0. 982) *166· 13]，催化劑的配比主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值聚酯熔體單耗中需要的PTA百分量為85. 7%,而漿料配制槽中的PTA的百分含量為70%，其它含量為30%，熔體中銻含量約為158. 3ΡΡΜ，催化劑溶液中銻的濃度標(biāo)準(zhǔn)值我公司要求為10400ΡΡΜ，從而同樣計(jì)算YK2= (FT1^O. 7)/[ (0.3*0.857)* (158. 3/10400)^](其中Cl為修正系數(shù)，可根據(jù)實(shí)際配制情況，如漿料出口的密度值來進(jìn)行調(diào)整)。WT就不是測量值了，而是通過星形給料器變頻器送出的轉(zhuǎn)速信號SR得出的計(jì)算值。因根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，星形給料器每轉(zhuǎn)多少容積相對比較恒定(因星形給料器內(nèi)部形狀比較規(guī)則)，從而計(jì)算出WT11005 = SR*系數(shù)的計(jì)算值，miooi計(jì)算出來的摩爾比的設(shè)定值SP進(jìn)行比較，從而控制星形給料器的轉(zhuǎn)速來達(dá)到穩(wěn)定控制的要求。
權(quán)利要求
1.一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，其特征在于第一步，設(shè)定漿料配置槽內(nèi)的漿料液位控制器的設(shè)定值、乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內(nèi)的摩爾比值、乙二醇和催化劑的摩爾控制器的摩爾比值；第二步，初始啟動各配料的流量控制器，根據(jù)漿料液位控制器的設(shè)定值，計(jì)算所需的乙二醇的量記錄在乙二醇流量控制器內(nèi)作為設(shè)定值，同理根據(jù)第一步內(nèi)設(shè)定的摩爾比值，設(shè)定精對苯二甲酸測量系統(tǒng)控制器內(nèi)的設(shè)定值，催化劑流量控制器的設(shè)定值；第三步，實(shí)時(shí)監(jiān)測漿料配置槽內(nèi)的液位值，如果偏離了設(shè)定值，通過漿料變送器改變漿料液位控制器的輸出值，從而改變乙二醇流量控制器的輸出值，乙二醇流量變送器的變化改變了催化劑流量控制器的輸出，從而改變催化劑的加入量；同時(shí)，根據(jù)乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內(nèi)的摩爾比值調(diào)整精對苯二甲酸的加入摩爾量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，其特征在于在漿料配置槽的出口處測量配置好的漿料的密度，通過測量的密度對摩爾比控制器內(nèi)的設(shè)定值進(jìn)行修正。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，其特征在于所述的催化劑與乙二醇的摩爾比 I2= (FT1^O. 7)/[ (0.3*0.857)* (158. 3/10400)*Cj，其中 FT1 為乙二醇流量變送器的監(jiān)測值，C1是根據(jù)漿料出口的密度值進(jìn)行調(diào)整，C1為1. (Tl. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，其特征在于所述的催化劑為乙二醇銻，在第三步內(nèi)控制精對苯二甲酸的摩爾量時(shí)，是根據(jù)催化劑的加入量和乙二醇的加入量計(jì)算得出乙二醇的加入總量，再根據(jù)乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內(nèi)的摩爾比值得到精對苯二甲酸的加入量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，其特征在于所述的精對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比計(jì)算公式為I1= (WT*62. 07)/[ (FI\+FT2*0. 982)*166. 13]，其中為PTA與EG摩爾比值，WT為精對苯二甲酸的計(jì)算值，F(xiàn)T1為乙二醇流量變送器的監(jiān)測值，F(xiàn)T2為催化劑的流量變送器的監(jiān)測值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法，其特征在于所述的精對苯二甲酸的計(jì)算值WT=SR*系數(shù)，其中SR是星形給料器的變頻器送出的轉(zhuǎn)速信號，系數(shù)值為 0 1。
7.一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置系統(tǒng)，包括漿料配置槽、精對苯二甲酸儲料槽，乙二醇加料管和催化劑加料管，其特征在于所述的精對苯二甲酸儲料槽連接有星形給料器，所述的漿料配置槽內(nèi)設(shè)有液位控制器和液位變送器，漿料配置槽內(nèi)的液位控制器連接有乙二醇加料管的流量控制器和乙二醇流量變送器，乙二醇加料管的流量變送器連接有乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器，乙二醇加料管的流量變送器同時(shí)連接有乙二醇和催化劑的摩爾控制器，乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器連接有精對苯二甲酸的流量計(jì)算控制器，乙二醇和催化劑的摩爾控制器連接有催化劑的流量控制器和催化劑的流量變送器，系統(tǒng)中采用以乙二醇流量為主環(huán)，精對苯二甲酸加入量和催化劑加入量為副環(huán)的雙閉環(huán)比值控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置系統(tǒng)，其特征在于在所述的漿料配置槽的出口設(shè)有密度測量儀。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種聚酯生產(chǎn)中的漿料配置系統(tǒng)，其特征在于所述的漿料液位控制器為法蘭式液位控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚酯的制造工藝和系統(tǒng)。一種聚酯生產(chǎn)中的配置方法及其系統(tǒng)，以漿料配置槽的液位控制器為主環(huán)，與控制EG(乙二醇)流量調(diào)節(jié)回路為副環(huán)的串級調(diào)節(jié)回路，根據(jù)漿料配置槽的液位來控制EG的加料速度。同時(shí)為了嚴(yán)格控制EG與PTA的摩爾比，在該系統(tǒng)中采用以EG流量為主環(huán)，PTA加入量和催化劑加入量為副環(huán)的雙閉環(huán)比值控制。本發(fā)明提供了一種日常維護(hù)成本低、工藝精度高、控制方便，結(jié)構(gòu)簡單的聚酯生產(chǎn)中的漿料配置方法及其系統(tǒng)；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在稱量PTA的設(shè)備維護(hù)成本高，影響工藝精度，控制復(fù)雜的技術(shù)問題。
文檔編號G05D27/02GK102432848SQ20111026556
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者郭雨, 陳亞娟 申請人:浙江恒逸聚合物有限公司