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UW500集散控制系统正在环保增塑剂行业中的运用

行业计划

一、概略

近年来,我国已成为亚洲地区增塑剂生产量和消耗最多的国度,跟着人们环境保护认识的加强,医药和食品包装、日用品、玩具等塑料制品对增塑剂提出了更高的卫生要求。长期以来增塑剂重要是以邻苯类产品为主,然则人们发明该类增塑剂有毒性,具有潜伏的致癌的伤害。欧盟食品安全机构EFSA划定了DOP、DOA等浓度的限量,以是无毒环保类的增塑剂成为环球增塑剂研讨的重点。

环保增塑剂是对照好的无毒、环保、可再生资源,是美国食物药物管理局(FDA)核准的唯一可用于仪器包装材料的增塑剂,具有优越的耐热性、耐光性、互渗性、低柔韧性,并且施展度极低,运用异常普遍,特别是用于食物、药品塑料包装材料、儿童玩具和家庭装饰质料的助剂等方面。

二、环保增塑剂的生产工艺

2.1 过氧甲酸氧化法
    该工艺以苯为溶剂,以硫酸做催化剂。甲酸和双氧水正在硫酸存鄙人,天生过氧甲酸,再取大豆油停止环氧化回响反映,天生环氧大豆油,工艺流程睹图1。以苯做溶剂,溶解性好,回响反映快,温度低;但工艺生产流程少且庞大,产品质量不稳定,环氧值正在5%阁下,生产成本下,装备多,“三废”处置惩罚量大,溶剂苯有肯定的毒性。


图1 苯溶剂过氧甲酸氧化法分解环保增塑剂的工艺流程图



2.2 过氧羧酸氧化法

过氧羧酸氧化法属于无溶剂法分解环保增塑剂,重要接纳强酸如浓硫酸等做催化剂, 用 27%-50%的双氧水作为氧的给体, 用甲酸作为活性氧载体停止环氧化回响反映, 产物的环氧化值 6.0%-6.3%。, 甲酸或乙酸取双氧水正在催化剂硫酸的感化下回响反映天生环氧化剂, 正在肯定温度范围内将环氧化剂滴加到大豆油中, 回响反映终了后经碱洗, 水洗, 减压蒸馏, 获得终究产物。工艺流程睹图 2。

 

图2 过氧羧酸氧化法分解环保增塑剂的工艺流程图

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以杭州优稳设想并胜利实行的年产某环保增塑剂项目为例。工程接纳中心控制室和现场控制室星散设置的体式格局,各工段的装配接纳互相自力的DCS体系,并将控制站和操纵站部署正在响应的现场控制室。所有现场仪表旌旗灯号传到现场控制室,正在现场实现监控,再经由过程冗余光纤交换机将各个自力的现场控制站的数据通讯到中心控制室停止集中监测、报警、报表和打印操纵,别的,正在中心控制室设想大屏体系。其体系结构图和各车间IO点数分布图离别如图3和表1所示。

 

图3  体系结构图

旌旗灯号范例

酸化

环氧

酯化

灌区

合计

AI

60

80

210

80

430

AO

10

32

18

16

76

DI

128

256

224

96

704

DO

48

96

80

48

272

总计

1482

表1  I/O点位表

3.1设置阐明

 本工程设置4个控制站,离别位于酸化、环氧、酯化和灌区车间。6台操作员站(可兼作工程师站),个中4台放正在现场,别的2台放正在中心控制室。环氧、酯化和灌区车间设置现场控制室;

 各车间借设置了Modbus模块取触摸屏实现通信。环氧和酯化车间的触摸屏用于当场显现数据和当场操纵,灌区的4台触摸屏用于装桶装车数据的显现,如装车工夫、装车量、装车阀门开度和物料浓度等;

 设置冗余光纤交换机,将各现场控制站的数据通讯到中心控制室,中心控制室设置两台监控站,实现全厂信息的集中监控。个中一台监控站和打印机相连,实现一样平常的消费掌握、监测、报警及报表输出等操纵,别的借设置了大屏显现体系;


3.2产物特性

 齐冗余设想体式格局:电源模件、掌握模件、I/O模件、掌握网络、体系网络均支撑硬件两重化(三重化)冗余,整切换工夫,包管掌握的连续性;

 下牢靠I/O模块:点点断绝、点点互隔、点点配电、在线点点改换,可知足核电、紧要泊车等下可靠性下安全性范畴要求;

 部件智能设想:模件、模块均设置微处理器或多处理器,少范例多功能,软件挑选旌旗灯号范例,削减备品备件,在线校订,主动赔偿;

 低功耗设想:无需强迫散热,顺应卑劣的产业情况;

 运转平安设想:及时数据库掉电连结,冗余校验,快速规复,包管体系信息平安;

 开放式模块化结构设计:勾销机笼、底板、端子板等,双面安装,节约转接电缆取机柜;

 分布式全局及时数据库,数据范围10万点,高效紧缩算法,数据全局间接援用;

 IEC61131-3尺度,FBD、LD、SFC、ST、IL多种言语混淆编程情况,在线编程、模仿调试;

 及时数据质量戳功用,包管及时数据的可靠性取可信度;

 C/S或B/S形式,Web接见,PC机、iPAD、iPhone、Android等智能终端可间接阅读;


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4.1酸化工段

 

图4酸化工段

酸化硫酸中央罐设置液位掌握,中央罐液位高于80%时,主动封闭进料管线上的气动开关阀,同时收回停泵旌旗灯号;皂角预热器皂角出料温度设置自动控制,经由过程检测出料温度掌握加热蒸汽管上的气动调治阀,掌握出料温度正在93摄氏度;酸化釜皂角进料流量和硫酸进料流量比自动控制,经由过程皂角管和硫酸管道上的近传流量计流量比值,调治硫酸管道上的气动调治阀,掌握皂角流量和硫酸流量正在20:1阁下。


4.2环氧工段

 

图5环氧工段

环氧回响反映历程中,影响产物机能的身分重要包孕回响反映釜的温度、压力、双氧水的浓度、反应时间等。UW500控制系统离别对那几个主要的点停止了掌握。

压力分段掌握:环氧釜设置压力自动控制,环氧釜上的近传压力表跟环氧釜放空管上设置的气动调治阀联锁,分段掌握:正在滴加双氧水时,气动调治阀全开,滴加终了后,掌握环氧釜的压力正在0.05MPa;

温度自动控制:大豆油取过氧酸的回响反映是放热反应,回响反映温度过高或过氧酸的滴加过快,不利于回响反映的停止,还会使质料中部分C=C键聚合天生着色物,正在室温中从增塑剂产物中析出。当温度低于65℃时,进步回响反映温度有利于环氧化回响反映,但高于65℃事后会减速产品的剖析,影响产物的环氧值,同时会使副反应加剧。以是回响反映温度应掌握正在60~65℃阁下为最好。环氧釜上的近传温度计跟夹套蒸汽管及轮回水冷却管上的调治阀联锁,当釜内温度高于55摄氏度时,主动封闭蒸汽管上的气动开关阀,主动翻开蒸汽疏水旁路气动开关阀,经由过程轮回水管上的气动调治阀,掌握釜内温度正在63℃;

双氧水滴加速度自动控制:一定量的甲酸和双氧水正在酸性催化剂感化下回响反映天生过氧甲酸,再把过氧甲酸迟缓滴加到精制大豆油中停止环氧化回响反映。在一定范围内双氧水用量越多环氧回响反映越充裕,环氧值也越高。然则凌驾一定量副反应便会增加,样品光彩也变深。过氧甲酸正在高温条件下不稳定,应迟缓滴加到精制的大豆油中。滴加速度过快会致使过氧甲酸剖析,环氧化回响反映不完全,以致环氧大豆油的环氧值低落,滴加过慢,会发生副反应。应匀速滴加,工夫掌握正在2.0~2.5h为好。滴加速度对环氧值的影响如图所示。正在双氧水管道上离别设置流量计和气动调治阀,凭据回响反映釜温度(掌握正在63℃)调治气动调治阀,并掌握流量(瞬时)不超过1.5m3/h,并带有重置流量功用;


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图6  滴加速度对环氧值的影响

.    环氧回响反映紧要泊车体系:UW500依附其下可靠性、下安全性等特性知足环氧回响反映紧要泊车机构要求。环氧回响反映釜压力凌驾0.08MPa,温度凌驾80℃时,启动紧要泊车体系。

 连续搅拌;

 主动封闭双氧水进料气动调治阀;

 主动开启轮回火入口气动调治阀启齿至最大;

 主动开启放空气动调治阀启齿至最大;

4.3酯化工段

 

图7  酯化工段

精馏泊车体系:正在甲酯精馏塔釜液设置温度自控,经由过程调治导热油管上的气动调治阀掌握釜液温度,甲酯精馏泵出口总管上设置气动开关阀、导热油轮回泵机电设置近程掌握,当泛起超温、超压等紧急情况时,主动封闭气动开关阀、住手导热油轮回泵机电。甲醇塔进料总管上设置气动开关阀,甲醇精馏塔再沸器及甲醇精馏塔釜液罐加热蒸汽总管上设置气动开关阀,当甲醇塔泛起超温、超压等紧急情况时,主动封闭上述启动开关阀。

酯化酯交流回响反映釜设置温度自动控制:经由过程调治蒸汽流量调治温度,当温度凌驾设定值时,主动封闭加热蒸汽管上的气动开关阀。

4.4灌区

 

图8罐区

罐区包孕油脂罐区和危化品罐区,危化品罐区各储罐设置磁翻板液位计,高液位声光报警;甲醇出罐泵、双氧水出罐泵机电跟车间内中央罐液位连锁,当车间内中央罐液位高于80%时,主动封闭出罐泵;浓硫酸出罐泵机电跟车间内中央罐液位连锁,当车间内各中央罐液位均高于80%时,主动封闭出罐泵;每一个罐高液位起首是封闭进料开关阀,悉数高液位后,才关泵。各泵卸车进罐总管、各泵出料去车间总管上均设置近传流量计;甲醇储罐、双氧水储罐设置近传温度计,超温(凌驾35摄氏度)声光报警;双氧水储罐软水进管上设置近程掌握开关阀。

装车体系:装车体系取上位机联机,组成完好的集散控制系统,现场和控制室构成一个整体,到达集中管理疏散掌握的目标。并设置现场触摸屏,对装车工夫、装车量、装车阀门开度和物料浓度等停止显现操纵;


五、实行结果

经由过程对环氧回响反映釜压力掌握、温度掌握、催化剂用量掌握和双氧水滴加速度等难点的掌握,环氧回响反映的环氧值稳固正在最优的6.20%,显着增添了产物的产量并提下了产物的质量;装车体系取DCS体系的联合使自动化掌握成为一个越发完好的整体,加上触摸屏的当场显现操纵,使装桶装车越发直观、操纵更轻便,也更易受控造。集中控制改进了工人的事情情况、低落劳动强度、勤俭人力本钱。整体上来,UW500体系资助客户进步了经济效益,正在同行业中加强了竞争力。


六、相干功绩

序号

省分

用户

项目

1

安徽

安徽天意环保科技有限公司

年产10万吨环保增塑剂和5万吨生物柴油项目

2

江苏

南通海珥玛动物油脂有限公司

年产10万吨环氧大豆油和10万吨大豆油多元醇项目

3

湖南

湖南信汇生物能源有限公司

5万吨/年生物柴油装配扩能革新项目

4

山东

山东钰源生物能源科技有限公司

5万吨/年生物柴油项目


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