一種合成氣制乙二醇的工業(yè)生產(chǎn)在線檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種合成氣制乙二醇的工業(yè)生產(chǎn)在線檢測系統(tǒng)，包括分析小屋、中紅外分析儀、IPC、PLC、DCS、SIS、氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈；PLC根據(jù)氣體報警儀對分析小屋內(nèi)的氣體濃度的測量情況，控制防爆風機、警笛和警燈的工作，實現(xiàn)防爆措施；中紅外分析儀檢測工藝氣體氣體的含量，并將檢測結(jié)果傳輸至IPC；IPC顯示和計算檢測結(jié)果，并將檢測結(jié)果和計算結(jié)果傳輸至PLC；PLC對檢測結(jié)果、計算結(jié)果進行存儲、判斷，并向SIS發(fā)送控制信號，向DCS發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)果；SIS根據(jù)控制信號控制聯(lián)鎖裝置；DCS顯示數(shù)據(jù)結(jié)果，操作人員根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)，操作DCS對生產(chǎn)工藝進行調(diào)節(jié)和控制，解決目前合成氣制已二醇的生產(chǎn)工藝存在檢測分析嚴重滯后、反應(yīng)效率低、安全穩(wěn)定性差等問題。
【專利說明】-種合成氣制乙二醇的工業(yè)生產(chǎn)在線檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生產(chǎn)工藝自動化，尤其涉及化工生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集、檢測和分析的 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 如圖1所示，是現(xiàn)今合成氣制乙二醇的生產(chǎn)工藝流程，該生產(chǎn)工藝流程主要包括 酯化單元、羰化單元、加氫單元和精制單元等四個操作單元，其中用于反應(yīng)的原料及各單元 之間的物質(zhì)輸送均采用工藝管道進行，以下是結(jié)合圖1對該四個單元以及整個生產(chǎn)工藝的 介紹。
[0003] 酯化單元
[0004] 酯化單元包括預(yù)反應(yīng)器和氧化酯化塔兩部分，所涉及的反應(yīng)如下：
[0005] 2N0+02 = 2N02 (1)
[0006] N0+N02 = N2〇3 (2)
[0007] 2CH30H+N203 = 2CH30N0+H20 (3)
[0008] 如圖1所示，首先由羰化單元來的一部分NO與界外來的02經(jīng)工藝管道輸入反應(yīng) 器，并在預(yù)反應(yīng)器中發(fā)生（1)式反應(yīng)，接著結(jié)合界外來no 2，在氧化酯化塔中與精制單元回收 的甲醇CH30H發(fā)生（2)和（3)反應(yīng)，生成亞硝酸甲酯CH 30N0(簡稱MN)，最后，將所生成的亞 硝酸甲酯CH30N0經(jīng)工藝管道送至羰化單元。
[0009] 羰化單元
[0010] 羰化單元包括羰化反應(yīng)器和分離提純塔兩部分，所涉及的反應(yīng)如下：
[0011] 2CH30N0+2C0 = (C00CH3) 2+2N0 (4)
[0012] 亞硝酸甲酯氣CH30N0與界外來C0經(jīng)工藝管道輸入羰化反應(yīng)器，并在羰化反應(yīng) 器中發(fā)生（4)式的羰化反應(yīng)，生成草酸二甲酯（C00CH 3)2(簡稱DM0)和一氧化氮N0氣體， 生成物經(jīng)分離提純塔冷凝氣液分離提純后，N0的氣相返回酯化單元，而液相草酸二甲酯 (C00CH 3)2經(jīng)提純后送至加氫單元。
[0013] 加氫單元
[0014] 加氫單元有加氫反應(yīng)器，所涉及的反應(yīng)如下：
[0015] (C00CH3) 2+4H2 = (CH20H) 2+2CH30H (5)
[0016] DM0與界外來H2經(jīng)工藝管道輸入加氫反應(yīng)器，并在加氫反應(yīng)器中發(fā)生（5)式的加 氫反應(yīng)，生成粗品乙二醇（CH 20H)2，并將粗品乙二醇（CH20H)2送至精制單元。
[0017] 精制單元
[0018] 乙二醇（CH20H)2粗品，經(jīng)精制單元中精餾塔分離提純后，得到所需工業(yè)品級的乙 二醇產(chǎn)品，回收后的甲醇ch 3oh則返回酯化單元循環(huán)利用。
[0019] 總化學反應(yīng)式為：2C0+0. 502+4H2 = (CH20H)2+H20 (6)
[0020] 從上述酯化和羰化兩單元的反應(yīng)來看，酯化單元中實現(xiàn)氧化酯化反應(yīng)，羰化單元 實現(xiàn)羰化反應(yīng)，氧化酯化反應(yīng)得到的產(chǎn)物亞硝酸甲酯是羰化反應(yīng)的載氧體和中間體，而羰 化反應(yīng)的產(chǎn)物NO又是氧化酯化反應(yīng)的反應(yīng)物，因此羰化反應(yīng)和氧化酯化反應(yīng)的匹配是實 現(xiàn)整個系統(tǒng)綠色無污染的關(guān)鍵，所以單就酯化和羰化單元生產(chǎn)來說，工藝操作上不僅要控 制好系統(tǒng)的操作壓力、反應(yīng)溫度、反應(yīng)循環(huán)氣空速以及各塔器液位的穩(wěn)定，同時還要控制好 C0、麗、NO等反應(yīng)物料的配比，否則會引起以下問題：
[0021] 1)羰化反應(yīng)式⑷中，C0/MN< 1，即原料氣中的麗過量時，催化劑表面不但發(fā)生 了 C0偶聯(lián)反應(yīng)，還發(fā)生MN催化分解反應(yīng)，導(dǎo)致了副產(chǎn)物甲醇（簡稱ME)和甲酸甲酯（簡稱 MF)大量生成；
[0022] 2)反應(yīng)式（3)所生成的亞硝酸甲酯不穩(wěn)定，易與空氣混合能形成爆炸性混合物， 且遇熱后極易分解，有燃燒爆炸的危險，其催化分解反應(yīng)式為
[0023] 4CH30N0 = CH300CH+2CH30H+2N0 (7)
[0024] 該反應(yīng)（7)瞬間即可放出巨大的熱量，致使反應(yīng)器"飛溫"，爆炸，會對設(shè)備、人身 和生產(chǎn)安全造成極大危害；
[0025] 3)C0、N0含量過高或配比不合適，同樣會抑制羰化反應(yīng)的進行，影響MN的轉(zhuǎn)化率 和主產(chǎn)物DM0的產(chǎn)率。
[0026] 由上述問題可知，為了確保最佳的反應(yīng)效率和最安全穩(wěn)定的操作工藝條件，在氧 化酯化塔塔頂氣體出口管線上設(shè)置氣體分析取樣點進行實時檢測是一項非常必要的工作， 因為可根據(jù)氣體組份的分析數(shù)據(jù)，及時調(diào)節(jié)C0和0 2的進料量和N02補入量，使羰化進料氣 中麗、N0、總氮（MN+N0)、C0/MN的含量（V% )控制在正常指標之內(nèi)。
[0027] 目前在實際生產(chǎn)中，對氧化酯化塔出口氣體的組份檢測分析，先后采用的兩種方 法及其缺點如下：
[0028] ①由分析人員到生產(chǎn)現(xiàn)場取樣后，再到分析間進行色譜分析測定，即使在排除被 測氣體工藝管線到氣相色譜的距離后，現(xiàn)場取樣的離線分析實驗室內(nèi)色譜儀至少30分鐘 才能報出分析結(jié)果，根本無法進行實時監(jiān)控調(diào)節(jié)；
[0029] ②將被測氣體引至分析小屋，通過工業(yè)在線色譜進行實時分析，即使在線的工業(yè) 色譜分析儀最快也需要10-15分鐘的時間，同樣滯后，且分析結(jié)果不能直接傳輸?shù)椒植际?控制系統(tǒng)（簡稱DCS)上，關(guān)鍵組分測量結(jié)果沒有報警設(shè)置，且無法對系統(tǒng)連鎖信號進行控 制，緊急情況下無法快速開關(guān)工藝連鎖閥門。
[0030] 從以上反映的問題及采用的檢測分析方法來看，目前合成氣制已二醇的生產(chǎn)工藝 存在檢測分析嚴重滯后、反應(yīng)效率低、安全穩(wěn)定性差等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0031] 本發(fā)明的目的是提供一種合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，解決目前 合成氣制已二醇的生產(chǎn)工藝存在檢測分析嚴重滯后、反應(yīng)效率低、安全穩(wěn)定性差等問題。
[0032] 為解決上述問題，本發(fā)明提供的一種合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系 統(tǒng)，包括中紅外分析儀、IPC、PLC、DCS和SIS，由中紅外分析儀對工藝生產(chǎn)中的各氣體組分 含量進行檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送至IPC ;IPC對檢測數(shù)據(jù)進行顯示和計算，并將得到的計 算結(jié)果連同檢測結(jié)果發(fā)送給PLC ;PLC對計算結(jié)果和檢測結(jié)果據(jù)進行存儲和發(fā)送至DCS ;PLC 對檢測結(jié)果和計算結(jié)果進行分析、判斷檢測結(jié)果和計算結(jié)果是否符合正常的工藝指標范 圍，若符合工藝指標范圍，則繼續(xù)執(zhí)行檢測過程，若不符合工藝指標范圍，則PLC根據(jù)分析 結(jié)果向SIS發(fā)送相應(yīng)的控制信號，SIS根據(jù)相應(yīng)的控制信號做出相應(yīng)的動作。
[0033] 中紅外分析儀與IPC用網(wǎng)線連接，通過局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)；IPC與PLC通過RS485或 RS232通信接口連接和數(shù)據(jù)傳輸；PLC的信號輸出端口經(jīng)硬接線分別與DCS、SIS連接。
[0034] 還包括分析小屋、氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈，中紅外分析儀、IPC、PLC、 DCS、SIS、氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈，均安置在分析小屋內(nèi)；PLC的信號輸入端口 經(jīng)硬接線與氣體報警儀連接；PLC的信號輸出端口經(jīng)硬接線分別與防爆風機、警笛和警燈 連接。
[0035] 當氣體報警儀將測到分析小屋內(nèi)的氣體濃度達到或超過報警值時，氣體報警儀向 PLC發(fā)送高限報警信號。
[0036] PLC用于根據(jù)氣體報警儀的高限報警信號啟動防爆風機、警笛和警燈。
[0037] 中紅外分析儀，用于對氣體C0、N0、MN的含量的檢測；中紅外分析儀可選用bruker 廠家生產(chǎn)的tensor 27型號。
[0038] PLC用于根據(jù)所接收到的C0含量、N0含量、MN含量、C0和N0配比、比值C0/MN、 Ν0+ΜΝ數(shù)據(jù)，判斷C0含量、N0含量、麗含量、C0和N0配比、比值C0/MN和Ν0+ΜΝ是否處于 正常指標范圍內(nèi)；PLC根據(jù)判斷結(jié)果，向SIS發(fā)送相應(yīng)的控制信號，并將C0含量、N0含量、 MN含量、C0和N0配比、比值C0/MN、Ν0+ΜΝ轉(zhuǎn)化成4一20mA信號發(fā)送給DCS。
[0039] DCS用于將接收到的C0含量、NO含量、MN含量、C0和NO配比、比值C0/MN、Ν0+ΜΝ 等數(shù)據(jù)顯示；工藝操作人員根據(jù)DCS顯示的數(shù)據(jù)，通過DCS操作對整個工藝生產(chǎn)過程做出相 應(yīng)的調(diào)整和控制。
[0040] SIS根據(jù)PLC發(fā)送的相應(yīng)控制信號，SIS系統(tǒng)控制相應(yīng)的聯(lián)鎖裝置，即閥門（1)、閥 門（2)、閥門（3)的工作。
[0041] 工作步驟包括：
[0042] 步驟S1 :氣體報警儀檢測分析小屋中氣體C0的濃度，同時執(zhí)行步驟S5 ;
[0043] 步驟S2 :氣體報警儀判斷C0的濃度是否達到或超過報警濃度值，若C0的濃度達 到或超過報警濃度值，則執(zhí)行步驟S3,否則執(zhí)行步驟S1 ;
[0044] 步驟S3 :氣體報警儀以4一20mA的信號形式向PLC發(fā)送高限報警信號，下一步執(zhí) 行步驟S4 ;
[0045] 步驟S4 :PLC向防爆風機、警笛、警燈分別發(fā)送相應(yīng)的開關(guān)信號，啟動防爆風機、警 笛、警燈，使防爆風機開始排風工作、警笛鳴笛、警燈發(fā)光；
[0046] 步驟S5 :中紅外分析儀測量氣體C0、N0、MN的含量，并將測量到的結(jié)果通過網(wǎng)線發(fā) 送至IPC，下一步執(zhí)行步驟S6 ;
[0047] 步驟S6 :IPC接收到氣體C0、N0、麗含量的測量結(jié)果后，顯示C0、N0、麗的含量，下 一步執(zhí)行步驟S7 ;
[0048] 步驟S7 : IPC計算C0和N0的配比、總氮（ΜΝ+Ν0)、C0/MN的比值，下一步執(zhí)行步驟 S8 ；
[0049] 步驟S8 :IPC將C0和N0的配比、總氮（ΜΝ+Ν0)、C0/MN、CO、NO、MN的含量輸出至 PLC，下一步執(zhí)行步驟S9 ;
[0050] 步驟S9 :PLC將C0和N0的配比、總氮（ΜΝ+Ν0)、C0/MN比值、C0含量、N0含量、MN 含量等數(shù)據(jù)結(jié)果進行存儲，下一步同時執(zhí)行步驟S10、步驟S11、步驟S12、步驟S13 ;
[0051] 步驟S10 :PLC將C0和NO的配比、總氮（MN+NO)、比值C0/MN、C0含量、NO含量、MN 含量等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4一20mA的信號并發(fā)送至DCS設(shè)備，下一步執(zhí)行步驟17 ;
[0052] 步驟S11 :若N0濃度低于低限報警值，PLC向SIS發(fā)送第一開關(guān)信號，執(zhí)行步驟 514, 否則重復(fù)步驟S11 ;
[0053] 步驟S12 :若C0濃度高于高限報警值，PLC向SIS發(fā)送第三開關(guān)信號，執(zhí)行步驟 515, 否則重復(fù)步驟S12 ;
[0054] 步驟S13 :若MN濃度高于高限報警值，PLC向SIS發(fā)送第四開關(guān)信號，執(zhí)行步驟 516, 否則重復(fù)步驟S13 ;
[0055] 步驟S14:SIS收到第一開關(guān)信號后，關(guān)閉閥門1，停止02輸入；
[0056] 步驟S15 :SIS收到第二開關(guān)信號后，關(guān)閉閥門2,停止N02輸入；
[0057] 步驟S16 :SIS收到第三開關(guān)信號后，開啟閥門3,放空羰化單元中的N0，C0，MN，甲 醇；
[0058] 步驟S17 :DCS接收到來自PLC的C0含量、N0含量、MN含量、C0和N0的配比、總 氮（ΜΝ+Ν0)、比值C0/麗等數(shù)據(jù)的4一20mA信號后，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并顯示，下一步執(zhí) 行 S18 ;
[0059] 步驟S18 :工藝操作人員根據(jù)C0含量、N0含量、麗含量、C0和N0的配比、總氮 (MN+NO)、C0/MN比值，通過DCS調(diào)節(jié)各閥門，即調(diào)節(jié)0 2、N02、C0進樣量來控制系統(tǒng)中Ν0、ΜΝ、 C0的含量在正常工藝指標范圍內(nèi)，保證工藝生產(chǎn)穩(wěn)定。
[0060] 本發(fā)明提供的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，整體上采用的是傅里 葉紅外法分析方法，其分析數(shù)據(jù)結(jié)果在1分鐘之內(nèi)就能快速傳輸出來，解決了酯化羰化單 元生產(chǎn)長期以來分析結(jié)果的嚴重滯后的問題；本系統(tǒng)采用的DCS，將數(shù)據(jù)進行顯示，操作人 員可以根據(jù)DCS上顯示的數(shù)據(jù)，通過DCS的操作對工藝過程進行及時的控制、調(diào)節(jié)生產(chǎn)原料 的配比，從而能提高反應(yīng)的效率；；本系統(tǒng)所采用的PLC可以對IPC輸出至的測量數(shù)據(jù)進行 檢測，且可以保持上一次測量的數(shù)據(jù)信號，并傳輸?shù)紻CS上進行顯示，因此當中紅外分析儀 或IPC出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤或死機情況，只要操作人員發(fā)現(xiàn)DCS上顯示的測量結(jié)果數(shù)據(jù)在不變動， 則可進行調(diào)整控制，或進行故障檢修，避免造成工藝控制及聯(lián)鎖裝置的錯誤操作，提高了生 產(chǎn)工藝的安全穩(wěn)定性；本系統(tǒng)增加了氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈等報警設(shè)備，并結(jié) 合PLC對報警設(shè)備進行實時控制，因此整套在線紅外分析儀增加了防爆功能，使乙二醇的 工業(yè)生產(chǎn)更具備安全可靠性。
[0061] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種合成氣制乙二醇的工業(yè)生產(chǎn)在線檢測系統(tǒng)作進一 步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0062] 圖1為目前合成氣制乙二醇的生產(chǎn)工藝流程圖；
[0063] 圖2為本發(fā)明的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)的原理圖；
[0064] 圖3為本發(fā)明的在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測下的合成氣制乙二醇的生產(chǎn)工藝流程圖； [0065] 圖4為本發(fā)明的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)的工作流程圖。

【具體實施方式】
[0066] 如圖2所示，本實施例中的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其設(shè)備 包括分析小屋、中紅外分析儀、IPC、PLC、DCS、SIS、氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈。 [0067] 以下是本實施例各設(shè)備的的連接關(guān)系：
[0068] 中紅外分析儀、IPC、PLC、DCS、SIS、氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈均安置在分 析小屋內(nèi)；中紅外分析儀與IPC用網(wǎng)線連接，通過局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)；IPC與PLC通過RS485 或RS232通信接口連接進行數(shù)據(jù)傳輸；PLC的信號輸出端口經(jīng)硬接線分別與DCS、SIS、氣體 報警器、防爆風機、警笛和警燈連接。
[0069] 以下是本實施例各設(shè)備的作用：
[0070] 分析小屋：用于安放工業(yè)設(shè)備；本實施例中，選用尺寸為2m*4. 5m*3m的分析小屋， 用于安置中紅外分析儀、IPC、PLC、DCS、SIS、氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈等設(shè)備；
[0071] 中紅外分析儀：用于檢測循環(huán)工藝中各氣體組分含量，中紅外分析儀可選用 bruker廠家生產(chǎn)的tensor 27型號；本實施例中，中紅外分析儀主要用于測量氣體CO、N0、 麗（亞硝酸甲酯）的含量，并將測量到的結(jié)果通過網(wǎng)線發(fā)送至IPC ;
[0072] 氣體報警儀：用于探測危險氣體的濃度，當達到或超過報警值時發(fā)出報警信號； 本實施例中，氣體報警儀主要用于測量分析小屋內(nèi)C0的濃度，當分析小屋內(nèi)的中紅外分析 儀發(fā)生泄漏，分析小屋內(nèi)C0濃度達到或超過報警濃度時，氣體報警儀向PLC發(fā)送高限報警 信號；
[0073] IPC :為工業(yè)計算機（Industrial PC，簡稱IPC)，主要用于工業(yè)控制、測試等；本實 施例中，IPC用于安裝中紅外分析儀的操作軟件，計算C0和N0的配比、比值C0/MN、Ν0+ΜΝ， 并將計算結(jié)果和CO、N0、麗的含量進行顯示和輸出至PLC。
[0074] PLC :可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC)，作用在于：接收 來自氣體報警儀的C0高限報警信號后向防爆風機、警笛、警燈發(fā)出開關(guān)信號；接收并存儲 來自IPC的C0和N0配比計算結(jié)果、比值C0/MN、N0+MN的計算結(jié)果、C0含量、N0含量、麗含 量；判斷C0和N0配比、比值C0/MN、Ν0+ΜΝ、C0含量、N0含量、麗含量是否處于正常工藝指 標范圍內(nèi)；根據(jù)判斷結(jié)果，向SIS發(fā)送相應(yīng)的控制信號，同時將C0和N0配比、比值C0/MN、 Ν0+ΜΝ、C0含量、N0含量、MN含量轉(zhuǎn)化成4-20mA信號發(fā)送給DCS ;
[0075] DCS :分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System)，又稱集散控制系統(tǒng)，用于 顯示PLC發(fā)的C0和N0配比、比值C0/MN、Ν0+ΜΝ、C0含量、N0含量、麗含量；工藝操作人員 根據(jù)DCS顯示的數(shù)據(jù)，執(zhí)行DCS操作，對整個工藝生產(chǎn)過程做出相應(yīng)的調(diào)整和控制；
[0076] SIS :安全儀表系統(tǒng)（safty instruments system簡稱SIS)，是聯(lián)鎖系統(tǒng)的一種， 一般實現(xiàn)工廠過程設(shè)備的安全保護控制，有時也包含機組安全保護控制；本實施例中，SIS 的聯(lián)鎖裝置中包括閥門1、閥門2、閥門3、閥門4 ;SIS根據(jù)PLC發(fā)送的相應(yīng)開關(guān)信號，SIS系 統(tǒng)自動地按照預(yù)先的安全設(shè)置，啟動相應(yīng)的聯(lián)鎖裝置規(guī)范進行保護，以防止危險事故的發(fā) 生；例如，關(guān)閉閥門1，停止〇 2原料的輸入；關(guān)閉閥門2,停止N02原料的輸入；打開閥門3,放 空羰化單元中的N0, C0, MN，甲醇，避免酯化、羰化過程中的循環(huán)氣進入到羰化反應(yīng)器后，使 羰化反應(yīng)器發(fā)生溫度超溫，燃燒，爆炸等事故的發(fā)生。
[0077] 防爆風機：用于排風，當接到PLC發(fā)來的開關(guān)信號時，啟動工作，通過排風手段，降 低易燃、易爆氣體的濃度，避免發(fā)生爆炸、火災(zāi)、中毒等事故。
[0078] 警笛：當接到PLC發(fā)來的開關(guān)信號時，發(fā)出警報聲，提醒工作人員采取安全措施。
[0079] 警燈：當接到PLC發(fā)來的開關(guān)信號時，發(fā)出警報燈光，提醒工作人員采取安全措 施。
[0080] 系統(tǒng)工作前作如下操作：
[0081] 將中紅外分析儀、IPC放置在用工業(yè)氮氣吹掃過的防爆箱體內(nèi)；
[0082] 對IPC的顯示器、主機和鍵盤進行防爆處理；
[0083] 在IPC中安裝中紅外分析儀的操作軟件；
[0084] 設(shè)定氣體報警儀的報警濃度，設(shè)定C0高限報警濃度為100PPM ;
[0085] 設(shè)定PLC中各氣體組分的正常工藝指標范圍和報警值：C0 15%-30% ;N0 5%-10% ;MN 5%-10% ;C0高限報警為35% ;N0低限報警為3% ;MN高限報警為20%。
[0086] 以下是本實施例的工作過程：
[0087] 如圖3所示，本實施例選擇氧化酯化塔出口 ?處作為分析取樣點，在02所在的工藝 管道設(shè)置閥門1，在N02所在的工藝管道中設(shè)置閥門2,在羰化單元的排空工藝管道中設(shè)置 閥門3,在C0所在的工藝管道中設(shè)置閥門4,將氧化酯化塔出口?處的循環(huán)工藝氣體經(jīng)工藝 管道輸送進入分析小屋中的中紅外分析儀中。
[0088] 如圖4所示，本實施例的工作步驟如下：
[0089] 步驟S1 :氣體報警儀檢測分析小屋中氣體C0的濃度，同時執(zhí)行步驟S5 ;
[0090] 步驟S2 :氣體報警儀判斷C0的濃度是否達到或超過100PPM，若C0的濃度達到或 超過100PPM，則執(zhí)行步驟S3,否則執(zhí)行步驟S1 ;
[0091] 步驟S3 :氣體報警儀以4一20mA的信號形式向PLC發(fā)送高限報警信號，下一步執(zhí) 行步驟S4 ;
[0092] 步驟S4 :當PLC接收到報警儀發(fā)來高限報警信號后，PLC向防爆風機、警笛、警燈分 別發(fā)送相應(yīng)的開關(guān)信號，啟動防爆風機、警笛、警燈，使防爆風機開始排風工作、警笛鳴笛、 警燈發(fā)光；
[0093] 步驟S5 :中紅外分析儀測量氣體C0、N0、MN的含量，并將測量到的結(jié)果通過網(wǎng)線發(fā) 送至IPC，下一步執(zhí)行步驟S6 ;
[0094] 步驟S6 :IPC接收到氣體C0、N0、麗含量的測量結(jié)果后，顯示C0、N0、麗的含量，下 一步執(zhí)行步驟S7 ;
[0095] 步驟S7 : IPC計算C0和N0的配比、總氮（ΜΝ+Ν0)、C0/MN的比值，下一步執(zhí)行步驟 S8 ；
[0096] 步驟S8 :IPC將C0和N0的配比、總氮（ΜΝ+Ν0)、CO/MN、CO、NO、MN的含量輸出至 PLC，下一步執(zhí)行步驟S9 ;
[0097] 步驟S9 :PLC將C0和N0的配比、總氮（ΜΝ+Ν0)、C0/MN比值、C0含量、N0含量、MN 含量等數(shù)據(jù)結(jié)果進行存儲，下一步同時執(zhí)行步驟S10、步驟S11、步驟S12、步驟S13 ;
[0098] 步驟S10 :PLC將C0和N0的配比、總氮（ΜΝ+Ν0)、比值C0/MN、C0含量、N0含量、MN 含量等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4一20mA的信號并發(fā)送至DCS設(shè)備，下一步執(zhí)行步驟17 ;
[0099] 步驟S11 :若N0濃度彡3%，PLC向SIS發(fā)送第一開關(guān)信號，執(zhí)行步驟S14,否則重 復(fù)步驟S11 ;
[0100] 步驟S12 :若C0濃度彡35%，PLC向SIS發(fā)送第三開關(guān)信號，執(zhí)行步驟S15,否則重 復(fù)步驟S12 ;
[0101] 步驟S13 :若MN濃度彡20%，PLC向SIS發(fā)送第四開關(guān)信號，執(zhí)行步驟S16,否則重 復(fù)步驟S13 ;
[0102] 步驟S14:SIS收到第一開關(guān)信號后，關(guān)閉閥門1，停止02輸入；
[0103] 步驟S15 :SIS收到第二開關(guān)信號后，關(guān)閉閥門2,停止N02輸入；
[0104] 步驟S16 :SIS收到第三開關(guān)信號后，開啟閥門3,放空羰化單元中的N0，C0,麗，甲 醇；
[0105] 步驟S17 :DCS接收到來自PLC的C0含量、N0含量、MN含量、C0和N0的配比、總 氮（ΜΝ+Ν0)、比值C0/麗等數(shù)據(jù)的4一20mA信號后，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并顯示，下一步執(zhí) 行 S18 ;
[0106] 步驟S18 :工藝操作人員根據(jù)C0含量、N0含量、麗含量、C0和N0的配比、總氮 (MN+N0)、C0/MN比值，通過DCS調(diào)節(jié)閥門1、2、4,即0 2、N02、C0進樣量來控制系統(tǒng)中Ν0、ΜΝ、 C0的含量在正常工藝指標范圍內(nèi)，保證工藝生產(chǎn)穩(wěn)定，高效運行。
[0107] 以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括中紅外分析儀、 IPC、PLC、DCS和SIS，由中紅外分析儀對工藝生產(chǎn)中的各氣體組分含量進行檢測，并將檢測 結(jié)果發(fā)送至IPC ;IPC對檢測數(shù)據(jù)進行顯示和計算，并將得到的計算結(jié)果連同檢測結(jié)果發(fā)送 給PLC ;PLC對計算結(jié)果和檢測結(jié)果據(jù)進行存儲和發(fā)送至DCS ;PLC對檢測結(jié)果和計算結(jié)果 進行分析、判斷檢測結(jié)果和計算結(jié)果是否符合正常的工藝指標范圍，若符合工藝指標范圍， 則繼續(xù)執(zhí)行檢測過程，若不符合工藝指標范圍，則PLC根據(jù)分析結(jié)果向SIS發(fā)送相應(yīng)的控制 信號，SIS根據(jù)相應(yīng)的控制信號做出相應(yīng)的動作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 中紅外分析儀與IPC用網(wǎng)線連接，通過局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)；IPC與PLC通過RS485或RS232通 信接口連接和數(shù)據(jù)傳輸；PLC的信號輸出端口經(jīng)硬接線分別與DCS、SIS連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 還包括分析小屋、氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈，所述中紅外分析儀、IPC、PLC、DCS、 SIS、氣體報警器、防爆風機、警笛和警燈，均安置在分析小屋內(nèi)；所述PLC的信號輸入端口 經(jīng)硬接線與氣體報警儀連接；所述PLC的信號輸出端口經(jīng)硬接線分別與防爆風機、警笛和 警燈連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 當氣體報警儀將測到分析小屋內(nèi)的氣體濃度達到或超過報警值時，氣體報警儀向PLC發(fā)送 高限報警信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述PLC用于根據(jù)氣體報警儀的高限報警信號啟動防爆風機、警笛和警燈。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在 于，所述中紅外分析儀，用于對氣體CO、NO、MN的含量的檢測；中紅外分析儀可選用bruker 廠家生產(chǎn)的tensor 27型號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于， PLC用于根據(jù)所接收到的C0含量、NO含量、MN含量、C0和NO配比、比值C0/MN、N0+MN數(shù)據(jù)， 判斷C0含量、NO含量、麗含量、C0和NO配比、比值C0/MN和N0+MN是否處于正常指標范圍 內(nèi)；PLC根據(jù)判斷結(jié)果，向SIS發(fā)送相應(yīng)的控制信號，并將C0含量、NO含量、MN含量、C0和 NO配比、比值CO/MN、N0+MN轉(zhuǎn)化成4一20mA信號發(fā)送給DCS。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述DCS用于將接收到的C0含量、NO含量、麗含量、C0和NO配比、比值C0/MN、N0+MN的數(shù) 據(jù)進行顯示；工藝操作人員根據(jù)DCS顯示的數(shù)據(jù)，通過DCS操作對整個工藝生產(chǎn)過程做出相 應(yīng)的調(diào)整和控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述SIS根據(jù)PLC發(fā)送的相應(yīng)控制信號，SIS系統(tǒng)控制相應(yīng)的聯(lián)鎖裝置，即閥門（1)、閥門 (2)、閥門（3)的工作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的合成氣制乙二醇工業(yè)生產(chǎn)氣體在線檢測系統(tǒng)，其特征在于， 工作步驟包括： 步驟S1 :氣體報警儀檢測分析小屋中氣體C0的濃度，同時執(zhí)行步驟S5 ; 步驟S2 :氣體報警儀判斷C0的濃度是否達到或超過報警濃度值，若C0的濃度達到或 超過報警濃度值，則執(zhí)行步驟S3,否則執(zhí)行步驟SI ; 步驟S3 :氣體報警儀以4一20mA的信號形式向PLC發(fā)送高限報警信號，下一步執(zhí)行步 驟S4 ; 步驟S4 :PLC向防爆風機、警笛、警燈分別發(fā)送相應(yīng)的開關(guān)信號，啟動防爆風機、警笛、 警燈，使防爆風機開始排風工作、警笛鳴笛、警燈發(fā)光； 步驟S5 :中紅外分析儀測量氣體CO、NO、MN的含量，并將測量到的結(jié)果通過網(wǎng)線發(fā)送至 IPC，下一步執(zhí)行步驟S6 ; 步驟S6 :IPC接收到氣體CO、NO、麗含量的測量結(jié)果后，顯示CO、NO、麗的含量，下一步 執(zhí)行步驟S7 ; 步驟S7 :IPC計算CO和NO的配比、總氮（MN+NO)、CO/MN的比值，下一步執(zhí)行步驟S8 ; 步驟S8 :IPC將C0和NO的配比、總氮（MN+N0)、CO/MN、CO、NO、MN的含量輸出至PLC， 下一步執(zhí)行步驟S9 ; 步驟S9 :PLC將C0和NO的配比、總氮（MN+NO)、C0/MN比值、C0含量、NO含量、MN含量 的數(shù)據(jù)結(jié)果進行存儲，下一步同時執(zhí)行步驟S10、步驟S11、步驟S12、步驟S13 ; 步驟S10 :PLC將C0和NO的配比、總氮（MN+N0)、比值C0/麗、C0含量、NO含量、麗含量 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4一20mA的信號并發(fā)送至DCS設(shè)備，下一步執(zhí)行步驟17 ; 步驟S11 :若NO濃度低于低限報警值，PLC向SIS發(fā)送第一開關(guān)信號，執(zhí)行步驟S14,否 則重復(fù)步驟S11 ; 步驟S12 :若C0濃度高于高限報警值，PLC向SIS發(fā)送第三開關(guān)信號，執(zhí)行步驟S15,否 則重復(fù)步驟S12 ; 步驟S13 :若MN濃度高于高限報警值，PLC向SIS發(fā)送第四開關(guān)信號，執(zhí)行步驟S16,否 則重復(fù)步驟S13 ; 步驟S14 :SIS收到第一開關(guān)信號后，關(guān)閉閥門（1)，停止02輸入； 步驟S15 :SIS收到第二開關(guān)信號后，關(guān)閉閥門（2)，停止N02輸入； 步驟S16 :SIS收到第三開關(guān)信號后，開啟閥門（3)，放空羰化單元中的NO, C0,麗，甲 醇； 步驟S17 :DCS接收到來自PLC的C0含量、NO含量、麗含量、C0和NO的配比、總氮 (MN+N0)、比值C0/MN的數(shù)據(jù)的4一20mA信號后，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并顯示，下一步執(zhí)行 S18 ； 步驟S18 :工藝操作人員根據(jù)C0含量、NO含量、MN含量、C0和NO的配比、總氮（MN+N0)、 C0/MN比值，通過DCS調(diào)節(jié)閥門（1)、閥門（2)、閥門（4)，即調(diào)節(jié)02、N02、C0進樣量來控制系 統(tǒng)中NO、C0、麗的含量在正常工藝指標范圍內(nèi)，保證工藝生產(chǎn)穩(wěn)定。
【文檔編號】H04L29/06GK104297435SQ201410597685
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】李紅, 段巍 申請人:安徽淮化股份有限公司