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UW500集散节制体系在环保增塑剂行业中的利用

行业计划

一、概略

最近几年来,我国已成为亚洲地域增塑剂出产量和花费最多的国度,跟着人们情况掩护认识的加强,医药和食物包装、日用品、玩具等塑料成品对增塑剂提出了更高的卫生请求。持久以来增塑剂首要因此邻苯类产物为主,可是人们发明该类增塑剂有毒性,具备潜伏的致癌的风险。欧盟食物宁静机构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。

环保增塑剂是比拟好的无毒、环保、可再生资本,是美国食物药物办理局(FDA)核准的独一可用于仪器包装资料的增塑剂,具备杰出的耐热性、耐光性、互渗性、低柔韧性,并且阐扬度极低,利用很是普遍,出格是用于食物、药品塑料包装资料、儿童玩具和家庭装潢资料的助剂等方面。

二、环保增塑剂的出产工艺

2.1 过氧甲酸氧化法
    该工艺以苯为溶剂,以硫酸作催化剂。甲酸和双氧水在硫酸存鄙人,天生过氧甲酸,再与大豆油遏制环氧化反映,天生环氧大豆油,工艺流程见图1。以苯作溶剂,消融性好,反映快,温度低;但工艺出产流程长且庞杂,产物品质不不变,环氧值在5%摆布,出产本钱高,设备多,“三废”处置量大,溶剂苯有必然的毒性。


图1 苯溶剂过氧甲酸氧化法分化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化环保增塑剂,首要接纳强酸如浓硫酸等作催化剂, 用 27%-50%的双氧水作为氧的给体, 用甲酸作为活性氧载体遏制环氧化反映, 产物的环氧化值 6.0%-6.3%。, 甲酸或乙酸与双氧水在催化剂硫酸的感化下反映天生环氧化剂, 在必然温度规模内将环氧化剂滴加到大豆油中, 反映终了后经碱洗, 水洗, 减压蒸馏, 获得终究产物。工艺流程见图 2。

 

图2 过氧羧酸氧化法分化环保增塑剂的工艺流程图

三、体系设置设备摆设

以杭州优稳设想并胜利实行的年产某环保增塑剂名目为例。工程接纳中间节制室和现场节制室分手设置的体例,各工段的装配接纳彼此自力的DCS体系,并将节制站和操纵站安排在响应的现场节制室。一切现场仪表旌旗灯号传到现场节制室,在现场完成监控,再经由进程冗余光纤互换机将各个自力的现场节制站的数据通信到中间节制室遏制集合监测、报警、报表和打印操纵,别的,在中间节制室设想大屏体系。其体系布局图和各车间IO点数散布图别离如图3和表1所示。

 

图3  体系布局图

旌旗灯号范例

酸化

环氧

酯化

灌区

算计

AI

60

80

210

80

430

AO

10

32

18

16

76

DI

128

256

224

96

704

DO

48

96

80

48

272

合计

1482

表1  I/O点位表

3.1设置设备摆设申明

 本工程设置设备摆设4个节制站,别离位于酸化、环氧、酯化和灌区车间。6台操纵员站(可兼作工程师站),此中4台放在现场,别的2台放在中间节制室。环氧、酯化和灌区车间设置设备摆设现场节制室;

 各车间还设置设备摆设了Modbus模块与触摸屏完成通信。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台触摸屏用于装桶卸车数据的显现,如卸车时候、卸车量、卸车阀门开度和物料浓度等;

 设置设备摆设冗余光纤互换机,将各现场节制站的数据通信到中间节制室,中间节制室设置设备摆设两台监控站,完成全厂信息的集合监控。此中一台监控站和打印机相连,完成平常的出产节制、监测、报警及报表输入等操纵,别的还设置设备摆设了大屏显现体系;


3.2产物特色

 全冗余设想体例:电源模件、节制模件、I/O模件、节制收集、体系收集均撑持硬件两重化(三重化)冗余,零切换时候,保障节制的延续性;

 高靠得住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、告急泊车等高靠得住性高宁静性范畴请求;

 部件智能设想:模件、模块均设置设备摆设微处置器或多处置器,少范例多功效,软件挑选旌旗灯号范例,削减备品备件,在线校订,主动弥补;

 低功耗设想:无需强迫散热,顺应卑劣的产业情况;

 运转宁静设想:及时数据库掉电坚持,冗余校验,疾速规复,保障体系信息宁静;

 开放式模块化布局设想:打消机笼、底板、端子板等,双面装配,节流转接电缆与机柜;

 散布式全局及时数据库,数据规模10万点,高效紧缩算法,数据全局间接援用;

 IEC61131-3规范,FBD、LD、SFC、ST、IL多种说话夹杂编程情况,在线编程、摹拟调试;

 及时数据品质戳功效,保障及时数据的靠得住性与可托度;

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


四、节制计划

4.1酸化工段

 

图4酸化工段

酸化硫酸中间罐设置液位节制,中间罐液位高于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主动节制,经由进程检测出料温度节制加热蒸汽管上的气动调理阀,节制出料温度在93摄氏度;酸化釜皂角进料流量和硫酸进料流量比主动节制,经由进程皂角管和硫酸管道上的远传流量计流量比值,调理硫酸管道上的气动调理阀,节制皂角流量和硫酸流量在20:1摆布。


4.2环氧工段

 

图5环氧工段

环氧反映进程中,影响产物机能的身分首要包含反映釜的温度、压力、双氧水的浓度、反映时候等。UW500节制体系别离对这几个主要的点遏制了节制。

压力分段节制:环氧釜设置压力主动节制,环氧釜上的远传压力表跟环氧釜放空管上设置的气动调理阀联锁,分段节制:在滴加双氧水时,气动调理阀全开,滴加终了后,节制环氧釜的压力在0.05MPa;

温度主动节制:大豆油与过氧酸的反映是放热反映,反映温渡过高或过氧酸的滴加过快,倒霉于反映的遏制,还会使原猜中局部C=C键聚合天生着色物,在室温中从增塑剂产物中析出。当温度低于65℃时,进步反映温度有益于环氧化反映,但高于65℃事后会加快产物的分化,影响产物的环氧值,同时会使副反映加重。以是反映温度应节制在60~65℃摆布为最好。环氧釜上的远传温度计跟夹套蒸汽管及轮回水冷却管上的调理阀联锁,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,经由进程轮回水管上的气动调理阀,节制釜内温度在63℃;

双氧水点加快度主动节制:必然量的甲酸和双氧水在酸性催化剂感化下反映天生过氧甲酸,再把过氧甲酸迟缓滴加到精制大豆油中遏制环氧化反映。在必然规模内双氧水用量越多环氧反映越充实,环氧值也越高。可是跨越必然量副反映就会增添,样品光彩也变深。过氧甲酸在低温前提下不不变,应迟缓滴加到精制的大豆油中。滴加快渡过快会导致过氧甲酸分化,环氧化反映不完全,导致环氧大豆油的环氧值下降,滴加过慢,会发生副反映。应匀速滴加,时候节制在2.0~2.5h为好。滴加快度对环氧值的影响如图所示。在双氧水管道上别离设置流量计和蔼动调理阀,按照反映釜温度(节制在63℃)调理气动调理阀,并节制流量(刹时)不跨越1.5m3/h,并带有重置流量功效;


图6  滴加快度对环氧值的影响

.    环氧反映告急泊车体系:UW500凭仗其高靠得住性、高宁静性等特点知足环氧反映告急泊车机构请求。环氧反映釜压力跨越0.08MPa,温度跨越80℃时,启动告急泊车体系。

 延续搅拌;

 主动封闭双氧水进料气动调理阀;

 主动开启轮回水入口气动调理阀启齿至最大;

 主动开启放氛围动调理阀启齿至最大;

4.3酯化工段

 

图7  酯化工段

精馏泊车体系:在甲酯精馏塔釜液设置温度自控,经由进程调理导热油管上的气动调理阀节制釜液温度,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长途节制,当呈现超温、超压等告急情况时,主动封闭气动开关阀、遏制导热油轮回泵机电。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,当甲醇塔呈现超温、超压等告急情况时,主动封闭上述启动开关阀。

酯化酯互换反映釜设置温度主动节制:经由进程调理蒸汽流量调理温度,当温度跨越设定值时,主动封闭加热蒸汽管上的气动开关阀。

4.4灌区

 

图8罐区

罐区包含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间罐液位连锁,当车间内中间罐液位高于80%时,主动封闭出罐泵;浓硫酸出罐泵机电跟车间内中间罐液位连锁,当车间内各中间罐液位均高于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,全数高液位后,才关泵。各泵卸车进罐总管、各泵出料去车间总管上均设置远传流量计;甲醇储罐、双氧水储罐设置远传温度计,超温(跨越35摄氏度)声光报警;双氧水储罐软水进管上设置长途节制开关阀。

卸车体系:卸车体系与上位机联机,组成完全的集散节制体系,现场和节制室构成一个全体,到达集合办理分离节制的目标。并设置现场触摸屏,对卸车时候、卸车量、卸车阀门开度和物料浓度等遏制显现操纵;


五、实行结果

经由进程对环氧反映釜压力节制、温度节制、催化剂用量节制和双氧水点加快度等难点的节制,环氧反映的环氧值不变在最优的6.20%,较着增添了产物的产量并进步了产物的品质;卸车体系与DCS体系的连系使主动化节制成为一个加倍完全的全体,加上触摸屏的当场显现操纵,使装桶卸车加倍直观、操纵更简洁,也更容易受节制。集合节制改良了工人的任务情况、下降休息强度、节俭人力本钱。全体下去,UW500体系赞助客户进步了经济效益,在同业业中加强了合作力。


六、相干事迹

序号

省分

用户

名目

1

安徽

安徽天意环保科技无限公司

年产10万吨环保增塑剂和5万吨生物柴油名目

2

江苏

南通海珥玛动物油脂无限公司

年产10万吨环氧大豆油和10万吨大豆油多元醇名目

3

湖南

湖南信汇生物动力无限公司

5万吨/年生物柴油装配扩能革新名目

4

山东

山东钰源生物动力科技无限公司

5万吨/年生物柴油名目


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