间歇反应釜多级平衡降压控制研究与实现

发布时间：2020-07-17 06:09

【摘要】：精细化工间歇式生产过程中,降压过程是一个极其关键的环节。课题针对降压过程中可能发生的“爆沸”问题进行研究,以某精细化工公司间歇反应釜生产过程为背景,提出多级平衡降压控制策略,解决反应釜因压力骤降导致液体物料过热引发爆沸事故的问题。(1)对爆沸发生的机理进行研究。对过热极限与过降压极限的机理进行研究,分析了过降压极限与过热极限的关系,采用过降压度判断爆沸发生的控制方法,防止爆沸发生。(2)由于沸腾延迟现象会导致初始温度(压力)及降压速率对沸腾延迟时间与过热温度产生影响,提出多级平衡降压控制策略,解决釜内因不平衡现象所导致的爆沸引发事故的问题。(3)对液体达到爆沸状态的两种过程进行分析,并根据爆沸发生的过热极限计算过降压极限与过降压度,获取建模样本,采用最小二乘法拟合出过降压度模型,用于反应釜防爆沸发生控制,模型误差为10%。(4)根据间歇反应釜多级平衡降压的控制策略,完成了反应釜降压控制系统的软硬件实现。应用Step-7编写了PLC控制程序,建立了以S7-300 PLC控制器为核心,TIA Portal为操作界面的自动化生产系统,实现了间歇反应釜多级平衡降压控制,并采用西门子PLCSIM仿真器进行仿真,验证了程序的可行性。
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ036.5
【图文】：

辽宁工业1 绪论校企合作项目，以某精细化工公司 TDR 生产过程工艺产单元设备[1,2]自动控制系统，监控工艺放空降压动态是典型的间歇反应过程，主要包括进料、预料、升温升压、清洗等过程[3]，其循环周期可表示为图 1.1 所示。间程多变，相比于连续生产过程，间歇式生产过程按配方数，进行组织生产，待生产单元设备完成后将物料从单元于在一定的温度和压力条件下操作的单元设备，降温降过程是一个复杂且关键的环节，操作不当就容易造成“，引起爆炸，十分危险。

辽宁工业处于亚稳态的液体，如果受到外界因素的干扰发生稳定的平衡态。它的温度 Tsup和当前压力下其对的“过热度”： T= Tsup-Ts[30]。过热度和过热极限压力与温度存在一定的转换关系，因此可以通过降的关系如图 2.1 所示，图中 B 点为液体的过热亚稳；图中 O 点为压力 P 下液体的过热极限点，当液稳的情况，从而导致爆沸现象的发生；图中曲线 T 之间的区域为液体的亚稳态区，在此区域中的液体这一区域液体的状态进行控制，从而避免爆沸现象PaF 临界态

测略 辽间的控制，是由操作人员在降压操作开始前，设置。降压过程中，出现热力学不平衡现象是不时平衡这一环节。该环节是若降压过程中，压力相变与沸腾延迟现象的发生，会使液体进入过热时平衡待釜内平衡后，继续进行开阀泄压操作的控制，是根据调节阀开度大小调控的。由操参数给定，从而达到控制降压速率的目的。

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本文编号：2759077