基于DCS和ESD的TDI中CO回收控制系统的设计与应用

发布时间：2020-02-29 17:44

【摘要】：本课题以甘肃银光聚银化工有限公司的甲苯二异氰酸酯生产中产生的含有一氧化碳的尾气作为研究对象,根据工艺流程特点以及控制系统标准,结合装置原有的控制系统提出了DCS系统与ESD系统设计方案,从硬件和软件两个方面进行了详细设计。本论文介绍了一氧化碳(CO)回收利用系统的组成和工作原理,综述了DCS系统与ESD系统的产生、发展及特点。并且根据系统的需要按“评估矩阵法”确定了系统的开发软件和硬件的选型,利用CENTUM CS3000组建DCS系统,HIMA ELOPⅡ组建ESD系统。分析了生产过程的工艺控制过程,使用编程软件工具择优选择控制语言完成控制系统软件设计。在控制通讯网络方面,利用RS485总线与以太网相结合的方式充分实现通讯功能。设计完成后对TDI中CO回收的控制系统进行了调试和试运行,在运行过程中,各项运行参数及逻辑控制均符合工艺过程控制要求。本次设计的CO回收装置的DCS系统与ESD系统是一个集成、开放的系统。该控制系统在配置选型方面合理、实用、经济,又能与原装置的控制系统兼容,完全满足生产控制要求,在现场试运行平稳。通过这套系统能够极大地提高一氧化碳回收处理的自动化水平,从而提高对一氧化碳的回收利用,大大减小原生产线尾气排放带来的环境危害及经济浪费。
【图文】：

光气,合成系统

1#换热器出来的混合液经由脱水塔做常压分离操作，其中废水由 2#换热器和沸水冷却器冷却后进入废水槽；脱水塔中的塔釜液经 3#换热器预热后送入汽提塔，在热氮气和汽提物料的作用下将所含水分进行释放。汽提塔中出来后的氮气会重新返回脱水塔吸收热量循环往复作用，汽提物料则进入预分离塔。预分离塔作用后，塔顶输出邻位产品和部分间位产品，塔底出焦油和部分间位产品。塔顶的邻位产品和部分间位产品会被送入同分异构塔做二次分离，同分异构体塔塔顶分出邻位 TDA 产品进入储存罐。预分离塔塔底的焦油和部分间位产品则会被送入焦油脱除塔做除焦处理，TDA 产品分别从同分异构体塔塔底和焦油脱除塔顶经过换热器冷却后送至 TDA 中转槽，再送入 TDA 槽，经泵加压后供 TDI 合成使用。（2）光气合成系统经由该系统生成光气，其反应过程是氯气与过量的 CO 经混合器混合后进入列管式反应器，，在活性炭的催化下生成光气，再经由保护反应器确保氯气反应完全，合成过程中产生的热量经由闭路循环系统冷却后导出。光气合成工艺如图 2.2 所示。

尾气回收,光气

图 2. 3 尾气回收系统2.2.2 TDI 中 CO 回收生产工艺流程在 TDI 生产中，光气合成是 TDI 生产中最重要的环节，在现代化工业生产中，光气合成在聚氨酯的生产中同样发挥了重要作用。然而，光气的生产会带来大量 CO 尾气的直接排放，从而产生不必要的浪费和较严重的环境污染。因此，在 TDI 工业领域致力于 CO 的提纯回收利用，将是具有急切现实意义和环保意义的重要任务，是实现化工生产“节能减排，降本增效”的必然路径。TDI中一氧化碳回收就是将光气吸收后剩余的混合有光气的CO尾气再次利用光气合成工序将其中的一氧化碳与氯气发生化学反应生成光气进而生产 TDI 产品的循环往复的吸收、合成处理的过程。TDI 中 CO 的回收是在生产 TDI 的工艺基础上实现的，主要区别在于：一氧化碳未回收时，其含有 CO 的尾气经过处理是直接排放的，但尾气的吸收处理工序并不能将一氧化碳全部去除，因此不仅浪费成本，还影响环境，不利于环保；而将 CO 进行回收，使其经过尾气的吸收处理后再次将一氧化碳与氯气进行合成反应，不会直接被排放。其工艺流程如图 2.4 所示。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP273;TQ246

【参考文献】