氯醚树脂生产过程控制系统设计与研究

发布时间：2020-08-18 19:40

【摘要】：环境污染和资源损耗是当今世界性难题,随着我国可持续发展理念的普及,氯醚树脂作为一种新型的环保材料,在防腐和油墨行业的应用前景广阔。氯醚树脂生产工艺复杂,涉及的工业设备众多且要求达到的自动化程度和控制精度较高,因此保证氯醚树脂生产过程安全、稳定、高效具有重要意义。本文以新疆某氯醚树脂项目为背景,以精馏塔为研究对象,依据氯醚树脂的工艺过程及当今工业自动化发展水平,结合现有的控制系统方案特点,设计了适用于氯醚树脂生产过程控制的集散控制系统(DCS)。通过对精馏塔温度控制系统的分析,得出精馏塔精馏段温度控制是一个多输入、干扰多、大滞后的复杂过程控制系统,针对这一复杂系统,实际工业生产普遍采用串级控制,由于系统存在扰动和滞后环节,控制效果并不理想。为提高系统抵抗扰动的能力和减少滞后环节的影响,保证精馏得到高质量的产品,本文在串级控制的基础之上引入模糊控制算法,同时在模糊控制器和PID控制器上反向并联Smith预估控制器,构成Smith预估控制和模糊控制的复合控制算法,从而增强系统的稳定性和鲁棒性。最后,在Matlab软件中使用Simulink工具箱对精馏塔模糊串级控制系统和Smith模糊串级控制系统进行仿真,分析了不同控制算法下的系统控制效果,结果表明本文设计的Smith模糊串级控制系统能够很好的适应参数变化,具有较强的抵抗干扰的能力,控制效果优于传统的串级控制,同时本文所用到的智能控制算法和策略对类似的工业生产控制系统设计及优化有一定的借鉴作用。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ320.6;TP273
【图文】：

流程图,流程,树脂,悬浮法

第二章氯醚树脂生产工艺与控制方案分析2.1 氯醚树脂生产工艺概况氯醚树脂是目前广泛应用于防腐涂料和油墨行业的新型环保材料，本项目是将 25%的乙烯基异丁基醚和 75%的氯乙烯通过悬浮法反应生成氯醚树脂[19]，化学反应过程如下。（2-1）氯醚树脂工业生产流程主要醚化、聚合工艺和干燥三部分组成，其工艺流程如图 2-1 所示。

精馏,负压状态,真空泵,内压力

而精馏过程决定了能否得到高质量的乙烯基异丁醚，因此选取精馏作为本文研究的重点。精馏工艺过程如下图2-2 所示。图 2-2 醚塔精馏真空泵 P20107 将醚塔塔内压力抽取至-71KPa 负压状态，系统给定粗醚出口阀打开信号，启动粗醚传输泵 P20111A/B，同时打开流量计 FT20119、调节阀FV20119，调整至一定的流量向醚塔釜 T20102 加料。当醚塔釜液位达到 10%时，排净醚塔再沸器 E20108 中的冷凝水，打开醚塔再沸器的加热蒸汽管线阀FV20111，使 0.8MPa（170℃）的热蒸汽进入醚塔的醚塔再沸器，使醚塔再沸器逐渐开始升温并控制升温速度，当醚塔釜温度升至 75℃时

水洗工艺

图 2-3 水洗工艺3. 醇塔回收醇塔是将来自醇水收集槽的物料在常压、100℃条件下进行精馏，回收醇中的异丁醇、乙烯基异丁醚重新作为催化剂制备的原料，工艺过程和醚塔相似综合以上分析，对醚化工艺中的输入输出点位统计如下。表 2-1 醚化工艺输入输出点数点位类型模拟量输入（AI）模拟量输（AO）数字量输入（DI）数字量输出（D点数 116 27 38 672.1.2 聚合工艺1. 聚合反应乙烯基异丁醚和氯乙烯在表面活性剂的作用下充分混合，经过强烈的搅拌液滴的形式分散于水相中，在液滴表面形成保护层，以乳液的形式进行自由基

【参考文献】