一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)及其使用方法，自動(dòng)控制系統(tǒng)包括稱重傳感器、變頻器、分布式DCS控制器、顯示終端和控制閥，稱重傳感器設(shè)置在硫酸槽罐的底座上，變頻器設(shè)置在硫酸泵內(nèi)部用于控制硫酸泵的轉(zhuǎn)速，控制閥設(shè)置在硫酸傳輸管道的輸出末端，硫酸傳輸管道的輸出末端與反應(yīng)器連接，稱重傳感器與分布式DCS控制器連接，DCS控制器同時(shí)與顯示終端、變頻器、控制閥連接；使用方法包括參數(shù)設(shè)定、模擬運(yùn)算、參數(shù)調(diào)節(jié)、自動(dòng)加液和自動(dòng)停機(jī)等流程。本發(fā)明的酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)及其使用方法具有稱量準(zhǔn)確性高、稱量可靠性好、自動(dòng)化程度高、安全性好和成本低廉的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]化工生產(chǎn)中的酯化反應(yīng)過(guò)程可以使用相應(yīng)的催化劑幫助提高反應(yīng)效率，在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于醇和酸產(chǎn)生的酯化反應(yīng)，大部分是采用硫酸作為該反應(yīng)的催化劑。而硫酸的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)比較活潑，并且腐蝕性較強(qiáng)，如果在酯化反應(yīng)中添加硫酸催化劑過(guò)快或過(guò)量就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)聚合或碳化等其他副反應(yīng)。因此，為了消除這些不足就需要在酯化反應(yīng)中緩慢添加硫酸的量，使其控制在一個(gè)合理的用量范圍之內(nèi)。由于硫酸的強(qiáng)腐蝕性和液體里含有少量的雜物，如果測(cè)量的儀表選用一般的流量計(jì)難免會(huì)出現(xiàn)卡住或材質(zhì)被腐蝕的情況，而且測(cè)量精度也不高。與此同時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，但質(zhì)量流量計(jì)價(jià)格昂貴，如果是液體中含有雜物，質(zhì)量流量計(jì)也會(huì)存在測(cè)量不準(zhǔn)確的缺陷。所以針對(duì)以上問(wèn)題我們選用了一套地稱系統(tǒng)測(cè)量硫酸槽的重量，然后把重量的信號(hào)傳輸至DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)再控制硫酸栗的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制硫酸的添加量。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有稱量準(zhǔn)確性高、稱量可靠性好、自動(dòng)化程度高、安全性好和成本低廉的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明公開了一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括稱重傳感器、變頻器、分布式DCS控制器、顯示終端和控制閥，所述稱重傳感器設(shè)置在硫酸槽罐的底座上，所述變頻器設(shè)置在硫酸栗內(nèi)部用于控制硫酸栗的轉(zhuǎn)速，所述控制閥設(shè)置在硫酸傳輸管道的輸出末端，所述硫酸傳輸管道的輸出末端與反應(yīng)器連接，所述稱重傳感器與所述分布式DCS控制器連接，所述DCS控制器同時(shí)與顯示終端、變頻器、控制閥連接。在具體作用上，稱重傳感器用來(lái)測(cè)量硫酸的重量，用稱重法計(jì)量物質(zhì)的量比任何流量計(jì)(包括質(zhì)量流量計(jì))的測(cè)量方法要準(zhǔn)確，因?yàn)榉Q重法不受物質(zhì)密度和體積的影響，也不受物質(zhì)腐蝕性的影響，自然穩(wěn)定性和可靠性很高;變頻器用來(lái)控制硫酸栗的轉(zhuǎn)速，最終控制添加硫酸的流量;分布式DCS控制器利用運(yùn)行周期的時(shí)間差產(chǎn)生的重量的變化計(jì)算出硫酸的流量，然后控制一個(gè)設(shè)定值的流量，使其在酯化反應(yīng)中穩(wěn)定而又精準(zhǔn)的添加硫酸崔化劑，達(dá)到最好的反應(yīng)效果;控制閥的設(shè)置是為了當(dāng)反應(yīng)過(guò)程達(dá)到了設(shè)定的時(shí)間或添加硫酸達(dá)到了設(shè)定的值時(shí)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉控制閥，然后再停栗，主要是為了達(dá)到精確控制的目的;所述顯示終端用于顯示硫酸催化劑添加信息。
[0005]進(jìn)一步地，所述控制閥為液壓電磁閥，具有外漏堵絕，內(nèi)漏易控，使用安全的特點(diǎn)，有效避免硫酸泄露的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]進(jìn)一步地，所述稱重傳感器數(shù)量為三個(gè)，所述稱重傳感器成正三角形均勻設(shè)置在硫酸槽罐的底座上。通過(guò)三個(gè)稱重傳感器的均勻設(shè)置，使稱重傳感器對(duì)于硫酸槽罐的稱重形成高靈敏度的地秤效果，保證了硫酸催化劑加液的準(zhǔn)確性。
[0007]進(jìn)一步地，所述顯示終端為具有輸入交互功能的觸摸屏。通過(guò)具有輸入交互功能的觸摸屏，工藝人員需要輸入控制硫酸的量和添加的時(shí)間，或者可以選擇階段性添加、曲線添加、線性添加、配方添加等方法。還可以根據(jù)需要自定義添加方案嗎，使用便捷性高。
[0008]進(jìn)一步地，所述硫酸傳輸管道與所述硫酸槽罐管道連通，所述硫酸栗設(shè)置在所述硫酸傳輸管道上。
[0009]—種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟:
第一步、參數(shù)設(shè)定，首先操作人員在分布式DCS控制器連接的顯示終端界面上設(shè)定添加硫酸的重量、添加時(shí)間；
第二步、模擬運(yùn)算，啟動(dòng)顯示終端上的啟動(dòng)按鈕，硫酸栗自動(dòng)啟動(dòng)，控制閥門自動(dòng)打開，此時(shí)硫酸催化劑會(huì)通過(guò)硫酸傳輸管道被打到反應(yīng)器中，硫酸槽罐的重量顯示逐漸減少，分布式DCS控制器根據(jù)這一變化計(jì)算出瞬時(shí)的流量值給用戶參考；
第三步、參數(shù)調(diào)節(jié)，分布式DCS控制器根據(jù)設(shè)定的重量值與添加時(shí)間和控制方法自動(dòng)計(jì)算出參考的瞬時(shí)流量值；
第四步、自動(dòng)加液，分布式DCS控制器根據(jù)運(yùn)算出的流量值與參考流量值進(jìn)行比較控制硫酸栗的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)硫酸催化劑的準(zhǔn)確添加；
第五步、自動(dòng)停機(jī)，當(dāng)硫酸催化劑添加的量達(dá)到用戶設(shè)定的重量時(shí)，控制閥門自動(dòng)關(guān)閉，硫酸栗自動(dòng)停止，自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)束工作。
[0010]進(jìn)一步地，第一步所述參數(shù)設(shè)定可以同時(shí)設(shè)定若干個(gè)添加時(shí)間和添加重量的數(shù)值進(jìn)行線性模擬運(yùn)算。
[0011]本發(fā)明一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)及其使用方式，具有如下的有益效果:
第一、稱量準(zhǔn)確性高，通過(guò)采用稱重傳感器的方式測(cè)量硫酸的重量，然后通過(guò)分布式DCS控制器轉(zhuǎn)化為硫酸栗的轉(zhuǎn)速信號(hào)，此稱重法計(jì)量物質(zhì)的量比任何流量計(jì)(包括質(zhì)量流量計(jì))的測(cè)量方法，稱重過(guò)程不受物質(zhì)密度和體積的影響，具有較高的穩(wěn)定性；
第二、稱量可靠性好，通過(guò)采用稱重傳感器的方式測(cè)量硫酸的重量，然后通過(guò)分布式DCS控制器轉(zhuǎn)化為硫酸栗的轉(zhuǎn)速信號(hào)，此稱重法計(jì)量物質(zhì)的量比任何流量計(jì)(包括質(zhì)量流量計(jì))的測(cè)量方法，稱重過(guò)程不受物質(zhì)腐蝕性的影響，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性；
第三、自動(dòng)化程度高，整個(gè)硫酸催化劑的添加過(guò)程通過(guò)分布式DCS控制器實(shí)現(xiàn)，只需要人為控制分布式DCS控制器即可實(shí)現(xiàn)硫酸催化劑的添加，無(wú)需人為與硫酸接觸，簡(jiǎn)化了操作的過(guò)程，提高了添加的自動(dòng)化程度；
第四、安全性好，整個(gè)硫酸催化劑的添加過(guò)程通過(guò)分布式DCS控制器實(shí)現(xiàn)，只需要人為控制分布式DCS控制器即可實(shí)現(xiàn)硫酸催化劑的添加，避免了硫酸泄露與人體皮膚接觸的可能性，提高了操作過(guò)程的安全性；
第五、成本低廉，整個(gè)系統(tǒng)采用的零部件均為常規(guī)工業(yè)部品，代替了價(jià)格高昂的質(zhì)量流量計(jì)，有效降低了，。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1為本發(fā)明一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理框圖； 附圖2為本發(fā)明一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系圖；附圖中的標(biāo)記包括:1、硫酸槽罐，2、稱重傳感器，3、硫酸栗，4、分布式DCS控制器，5、控制閥，6、反應(yīng)器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1
如圖1、圖2所示，本發(fā)明公開了一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括稱重傳感器2、變頻器、分布式DCS控制器4、顯示終端和控制閥5，所述稱重傳感器2設(shè)置在硫酸槽罐I的底座上，所述變頻器設(shè)置在硫酸栗3內(nèi)部用于控制硫酸栗3的轉(zhuǎn)速，所述控制閥5設(shè)置在硫酸傳輸管道的輸出末端，所述硫酸傳輸管道的輸出末端與反應(yīng)器6連接，所述稱重傳感器2與所述分布式DCS控制器4連接，所述DCS控制器同時(shí)與顯示終端、變頻器、控制閥5連接。所述控制閥5為液壓電磁閥。所述稱重傳感器2數(shù)量為三個(gè)，所述稱重傳感器2成正三角形均勻設(shè)置在硫酸槽罐I的底座上。所述顯示終端為具有輸入交互功能的觸摸屏。所述硫酸傳輸管道與所述硫酸槽罐I管道連通，所述硫酸栗3設(shè)置在所述硫酸傳輸管道上。
[0015]在實(shí)際使用過(guò)程中，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還可以在分布式DCS控制器設(shè)置濾波處理對(duì)硫酸槽罐的微震進(jìn)行處理，克服物料從硫酸槽輸出對(duì)槽內(nèi)的物料會(huì)產(chǎn)生微震動(dòng)，進(jìn)一步保證了稱重讀出的數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。與此同時(shí)，為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，分布式DCS控制器還可以根據(jù)時(shí)間進(jìn)行濾波延時(shí)處理，保證了用戶讀取到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
[0016]實(shí)施例2
一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟:
第一步、參數(shù)設(shè)定，首先操作人員在分布式DCS控制器連接的顯示終端界面上設(shè)定添加硫酸的重量、添加時(shí)間；
第二步、模擬運(yùn)算，啟動(dòng)顯示終端上的啟動(dòng)按鈕，硫酸栗自動(dòng)啟動(dòng)，控制閥門自動(dòng)打開，此時(shí)硫酸催化劑會(huì)通過(guò)硫酸傳輸管道被打到反應(yīng)器中，硫酸槽罐的重量顯示逐漸減少，分布式DCS控制器根據(jù)這一變化計(jì)算出瞬時(shí)的流量值給用戶參考；
第三步、參數(shù)調(diào)節(jié)，分布式DCS控制器根據(jù)設(shè)定的重量值與添加時(shí)間和控制方法自動(dòng)計(jì)算出參考的瞬時(shí)流量值；
第四步、自動(dòng)加液，分布式DCS控制器根據(jù)運(yùn)算出的流量值與參考流量值進(jìn)行比較控制硫酸栗的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)硫酸催化劑的準(zhǔn)確添加；
第五步、自動(dòng)停機(jī)，當(dāng)硫酸催化劑添加的量達(dá)到用戶設(shè)定的重量時(shí)，控制閥門自動(dòng)關(guān)閉，硫酸栗自動(dòng)停止，自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)束工作。
[0017]在本實(shí)施例中，為了進(jìn)一步保證模擬運(yùn)算的準(zhǔn)確性，第一步所述參數(shù)設(shè)定可以同時(shí)設(shè)定若干個(gè)添加時(shí)間和添加重量的數(shù)值進(jìn)行線性模擬運(yùn)算，如20分鐘添加20Kg、30分鐘添加1Kg、10分鐘添加15Kg;具體根據(jù)根據(jù)實(shí)際添加流量進(jìn)行計(jì)算，以接近理論添加流量為宜。
[0018]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制;凡本行業(yè)的普通技術(shù)人員均可按說(shuō)明書附圖所述和以上所述而順暢地實(shí)施本發(fā)明；但是，凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而作出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí)，凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變等，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括稱重傳感器、變頻器、分布式DCS控制器、顯示終端和控制閥，所述稱重傳感器設(shè)置在硫酸槽罐的底座上，所述變頻器設(shè)置在硫酸栗內(nèi)部用于控制硫酸栗的轉(zhuǎn)速，所述控制閥設(shè)置在硫酸傳輸管道的輸出末端，所述硫酸傳輸管道的輸出末端與反應(yīng)器連接，所述稱重傳感器與所述分布式DCS控制器連接，所述DCS控制器同時(shí)與顯示終端、變頻器、控制閥連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制閥為液壓電磁閥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述稱重傳感器數(shù)量為三個(gè)，所述稱重傳感器成正三角形均勻設(shè)置在硫酸槽罐的底座上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示終端為具有輸入交互功能的觸摸屏。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述硫酸傳輸管道與所述硫酸槽罐管道連通，所述硫酸栗設(shè)置在所述硫酸傳輸管道上。6.—種權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于包括以下步驟: 第一步、參數(shù)設(shè)定，首先操作人員在分布式DCS控制器連接的顯示終端界面上設(shè)定添加硫酸的重量、添加時(shí)間； 第二步、模擬運(yùn)算，啟動(dòng)顯示終端上的啟動(dòng)按鈕，硫酸栗自動(dòng)啟動(dòng)，控制閥門自動(dòng)打開，此時(shí)硫酸催化劑會(huì)通過(guò)硫酸傳輸管道被打到反應(yīng)器中，硫酸槽罐的重量顯示逐漸減少，分布式DCS控制器根據(jù)這一變化計(jì)算出瞬時(shí)的流量值給用戶參考； 第三步、參數(shù)調(diào)節(jié)，分布式DCS控制器根據(jù)設(shè)定的重量值與添加時(shí)間和控制方法自動(dòng)計(jì)算出參考的瞬時(shí)流量值； 第四步、自動(dòng)加液，分布式DCS控制器根據(jù)運(yùn)算出的流量值與參考流量值進(jìn)行比較控制硫酸栗的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)硫酸催化劑的準(zhǔn)確添加； 第五步、自動(dòng)停機(jī)，當(dāng)硫酸催化劑添加的量達(dá)到用戶設(shè)定的重量時(shí)，控制閥門自動(dòng)關(guān)閉，硫酸栗自動(dòng)停止，自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)束工作。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酯化反應(yīng)添加硫酸催化劑的自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:第一步所述參數(shù)設(shè)定可以同時(shí)設(shè)定若干個(gè)添加時(shí)間和添加重量的數(shù)值進(jìn)行線性模擬運(yùn)算。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK105974899SQ201610403562
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】趙楚榜, 于冬娥, 張劍凌
【申請(qǐng)人】江門謙信化工發(fā)展有限公司