氯乙醇法制环氧乙烷控制报告

燕山大学

专业综合课程设计说明书

题目：氯乙醇法制环氧乙烷

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目录

过程装备综合课程设计任务书 (2)

第一章工艺流程简介

1.1工艺流程文字叙述 (3)

第二章调节阀设计计算

2.1调节阀流量系数计算 (4)

2.2调节阀原理图；调节阀外型结构图 (5)

第三章控制回路设计

3.1 串级控制回路设计 (6)

3.2 分程控制回路设计 (7)

3.3 串级均匀控制回路设计 (9)

3.4 前馈反馈控制回路设计 (10)

按工程标准符号绘制的带控制点的工艺流程图 (11)

结语 (12)

燕山大学课程设计评审意见表 (13)

过程装备综合课程设计任务书—控制设计部分

2013年12月18日

第一章工艺流程简介

1.1工艺流程文字叙述

乙烯、氯气和水从反应塔下部进入反应器，在20^25℃和。

0.25MPa压力下，乙烯次氯酸化生成氯乙醇。从反应器上部出来的反应物加入石灰水进入水解塔，进行水解环化生成环氧乙烷。从水解塔底部出来的是水、氯化钙和1, 2-二氯乙烷废液。从水解塔顶部出来的环氧乙烷经回流冷凝、预冷却器冷凝后进入气液分离器，液体从分离器底部流出，从粗馏塔下部进入粗馏塔，气体从分离器上部出来后从粗馏塔上部进入粗馏塔。粗馏塔顶出来的物料进入精馏塔进行精制，从塔上部得到的精环氧乙烷产品送入精环氧乙烷贮槽。

从反应器顶部出来的未反应的乙烯气体经冷凝后，进入水与苛性钠洗涤塔进行洗涤。从洗涤塔顶出来的物料与原料乙烯一起送入反应器，循环使用。

第二章 调节阀的设计计算

2.1调节阀的流量系数计算

已知流体为重油，正常流量下数据为：

P1=5.2MP △P=0.07MP t1=150℃ Pl=850㎏/m ³ qv=9.6m ³/h v=1.80×10-4㎡/s 接管直径D1=D2=50mm 流体为非阻塞流，确定调节阀口径

⑴C 的计算

流体为非阻塞流，则

)21l qv 10P P P C -⨯⨯=（

58.1070/85.06.910=⨯⨯=

⑵低雷诺数修正判别 58

.10180/6.970700)/70700Re ⨯⨯==C v qv v （ 4000246.1159<=

查FR Rev 图，则FR=0.8

则C =C/0.8=13.23

初选用C 100=20mm Dg=40mm dg=40mm 的气动直通单座阀

⑶管件形状修正判别

D=D 1=D 2=50mm

D/Dg=50/40=1.25 此值小于1.5，可不必做此项修正

所以选用C 100=20mm Dg=40mm dg=40mm 的气动直通单座阀

2.2调节阀原理图；调节阀外型结构图

第三章控制回路设计

3.1 串级控制回路设计

串级回路的方框图

主回路为反应器的内部温度控制，调节时起细调作用，副回路为反应器夹套温度控制，当冷却水流量波动时起粗调作用，根据工艺安全，调节阀选为气关型，当出现故障时阀

开启，夹套内可继续进水冷却反应器。为形成负反馈，主回路采用反作用副回路采用正作用，当冷却水流量升高或反应器内温度过高时使气关阀开度减小。

3.2双闭环比值控制系统

双闭环比值控制系统方框图

当主流量qv1变化时，其流量信号经测量变送器送到比值器R比值器经预先设置好多的比值系数使输出成比例变化，并作为副流量控制器的设定值，此时副流量控制是一个随动系统，qv2经调解作用自动跟踪qv1变化，使其在新工况下保持两流量比值r不变。根据工艺安全防止淹塔应选择气开阀，当出现故障时两阀门均关闭从而防止淹塔。

3.3单回路控制系统设计

单回路控制系统方框图

回路为预冷却器的流量控制，且流量控制为均匀控制。根据工艺安全考虑，预冷却器的阀采用气关式当出现故障时阀门为开启状态保证后面工序正常进行。为形成负反馈流量控制变送器采用正作用，流速升高，信号增强，气关阀开度减小。

3.4前馈反馈控制回路设计

前馈反馈控制回路方框图

输入物料的流量调节为前馈调节，克服流量波动，被冷却流体的温度调节为反馈调节。根据工艺安全的考虑将调解阀选为气开型，当设备出现故障时阀关闭，使冷却水不能通过使温度不至于过低。为形成负反馈选择控制器为反作用，当反应器的温度过低或冷却流体的流量过大时信号变弱，气开阀开度减小，使流量变小。

按工程标准符号绘制的带控制点的工艺流

程图

选取四个控制回路，分别是串级控制，前馈反馈控制，分程控制和串级均匀控制，正确在设备上绘制原理图，使其能完成预定的控制工作。

结语

在完成课堂学习以后设置课程设计，能将所学理论知识运用到实践中，考验自我掌握程度，查漏补缺，锻炼设计计算能力，熟悉相关标准手册，熟练掌握查阅资料技巧，并结合有关公式计算数据。复习CAD绘图，独立完成调节阀的原理图和外形结构图以及不带控制点的工艺流程图，并进一步复习各种基本控制,能将原理图和方框图正确对应。课程设计将课堂学习的知识系统化，并与实际相结合，锻炼了动手操作能力与分析能力。

这一周的课程设计有老师耐心的讲解与定时的指正错误便于大家及时修改，节省时间。同学们也按时来完成进度，见证了互帮互助的团结精神和敢于提问的良好习惯，相信经过这次课程设计，我们每个人都有不同成都的收获，以后会扬长避短，更加认真以及高效率高质量的完成设计任务。