抗氧剂1010控制说明

新建七车间5000T/a抗氧剂1010项目自动化仪表控制介绍

编制人：

审核人：

批准人：

山东省化工有限公司

2012年6月

目录

一、车间仪表设备配置现状与分析

二、车间仪表设备技改的目的

三、车间技改对仪表和自动化水平的要求

四、车间仪表设备技改方案

五、车间反应釜电加热装置改造方案

六、车间设备新增安全联锁保护系统方案

七、车间仪表设备技改的选型

八、车间设备仪表技改预算

九、车间设备仪表技改工期及施工方案

新建七车间5000T/a抗氧剂1010项目

自动化仪表控制介绍

（生产部赵玉涛）

一、自动化仪表控制设计的目的

自动化仪表设备控制的目的就是满足生产设备的安全性、稳定性、经济性的要求，使生产过程在平稳和充分发挥设备潜力的基础上，以更小的能耗获得更大产品收率。有利于降低操作工的劳动强度，改善操作工的劳动条件，保证生产安全，提高设备的利用率，改善产品质量。

二、抗氧剂1010项目自动化仪表控制介绍

1、加成反应工段

2、车间仪表设备技改方案

4.1 结晶釜（F101、F102、F103）

4.1.1 结晶釜目前存在的问题

结晶岗位操作工反映季节的变化等因素影响结晶效果和收率。

4.1.2 问题分析

结晶过程主要包括晶核的形成和晶体的生成两个阶段。两个阶段分别对应两种速率：晶核形成的速率和晶体的成长速率。晶核形成的速率过大，溶液中会有大量晶核来不及长大，过程就结束了，所得到的结晶产品小而多，反之，结晶产品颗粒大而均匀，两者速率相近，所得到的结晶产品的粒度大小参差不一。

另外选择梯度降温的条件对晶型和收率影响也较大。

影响结晶过程的因素很多，归纳起来主要有以下几个因素：

a、降温速率及“养晶”时间。在物料条件一定的情况下，提高晶体颗粒大小的有效方法是在

晶体形成前期，控制降温速率，并适当延长“养晶”时间。降温速率一定缓慢才好，不能

急速降温，否则晶体不够好，一般来说会出现大、小颗粒不均匀等等。

b、搅拌影响。搅拌速度对控制晶型的稳定性、控制均匀的过饱和度有非常大的影响。大多数

结晶设备中都配有搅拌装置，搅拌能促进扩散和加速晶体生成，应注意搅拌的形式和搅拌

的速度。如转速太快，会导致对晶体的机械破损加剧，影响产品的质量，转速太慢，则可能起不到搅拌的作用。

c、甲醇因素。甲醇有问题，通常水含量太高，造成结晶形态紊乱且物料发粘，离心和干燥都

非常困难。

d、杂质的影响。存在某些微量杂质可影响结晶产品的质量。溶液中存在的杂质一般对晶核的

形成有控制作用，对晶体的成长速率的影响较为复杂，有的杂质能抑制晶体的成长，有的能促进成长。

4.1.3 仪表控制解决方案

通过问题分析可以看出温速率及“养晶”时间是影响结晶过程的重要因素。结晶过程前期主要采用循环水来进行冷却降温，循环水的温度将直接影响结晶过程的降温速率，季节的变化主要是通过影响循环水的温度来影响结晶效果的。结晶釜的温度控制目前主要是采用釜内的温度来控制循环水的流量，当循环水的温度出现波动后对结晶釜内的温度影响滞后很大，所以对结晶过程的降温速率影响较大。

为了降低循环水温度波动对结晶降温速率的影响，本次改造增加了结晶釜的夹套温度热电阻（Pt100）来克服循环水温度的波动干扰，并与釜内的温度一起构成串级控制系统，来提高结晶釜温度控制精度。

结晶釜控制示意图

4.2 加成反应釜（F107）

加成反应釜增加循环水进水气动球阀1个、循环水排水气动球阀1个。

当釜内温度升高时开启进水气动球阀、关闭排水气动球阀，釜内温度降低时关闭进水气动球阀、打开排水气动球阀。

4.3 85%甲醇蒸馏釜（F13）、95%甲醇精馏塔（F14）

目前85%甲醇蒸馏釜（F13）、95%甲醇精馏塔（F14）主要由人工根据釜内温度来调节蒸汽流量，劳动强度较大。

为了实现自动控温，本次需增加薄膜调节阀（DN50）2台、蒸汽加热管道压力变送器2台、增加釜内温度热电阻（Pt100）2个。

改造后由釜内温度与蒸汽管道压力组成串级控制系统来实现釜内温度的控制。由于车间蒸汽压力不稳经常出现波动，造成釜内温度的不稳定，所以在温度-压力串级控制系统中采用蒸汽压力作为控制内环，当蒸汽压力出现波动后釜内温度还没有明显变化之前，首先通过调节蒸汽阀门的开度来使蒸汽压力稳定，因而能及早消除波动对釜内温度的影响，有效地控制釜内温度的变化，不至于使釜内温度随着蒸汽压力的波动而波动，然后釜内温度作为控制外环来细调蒸汽压力控制器的设定值，从而能够保持釜内温度稳定。

4.4 本次一车间的仪表设备技改方案是将大部分温度显示仪表及防爆箱淘汰，而将连接到该仪表的信号全部改接到一体化PLC过程控制器，实现对温度的历史记录，实时曲线的查看，更好的满足工艺对温度的要求。

4.5 通过改造淘汰的显示仪表及防爆箱将应用于将来的新项目，避免了因改造造成仪表设备的浪费，有利于降低公司的仪表设备成本。

4.6 本次车间技改测点统计

3、车间反应釜电加热装置改造方案

5.1 车间反应釜电加热装置主要采用电压调整器来实现对釜内温度的调节，电加热装置的控制柜体积较大，占用较大的空间，而且该装置控制柜内的电压调整器目前已经老化和陈旧，给电加热装置的安全运行带来隐患，一旦出现故障，将影响反应釜的运行。

5.2 车间反应釜电加热装置的改造方案是将现有的4台控制柜淘汰，采用厦门宇电自动化科技有限公司生产的AIJK系列三相移相/周波过零可控硅调功触发器、三相可控硅来实现对釜内温度的调节。由于每个釜均有三路加热电阻丝，根据升温阶段不同可能只开其中的一路或两路加热丝来进行加热，所以在方案中设计了两个选择开关来选择两路或三路加热，可以达到分别控制三路加热电阻丝的目的。

5.3 AIJK系列三相移相/周波过零可控硅调功触发器的主要特点：

5.3.1 兼容4~20mA信号的输入；

5.3.2 采用计算机技术进行线性化功率修正，当负载为阻性时，其输出功率与输入信号成正比；

5.3.3 缺相检测、过流检测及报警功能，AIJK3还具备可控硅击穿及负载开路检测功能；

5.3.4 自动同步功能，连接可控硅触发线时不需要对相序，AIJK3甚至不需要对极性；

5.4 车间反应釜电加热装置的改造完成后，相应岗位的温度调节直接在现场来操作完成，操作工不需要再到控温室进行操作。新增加的电加热控制柜可以安装在一车间配电室内，有利于强电设备的集中管理，提高设备用电的安全性。

4、车间设备新增安全联锁保护系统方案

6.1 结晶釜（F101、F102、F103、F108、F109）

结晶釜共有5个釜，其联锁要求相同；

每个结晶釜的底阀增加阀门全关信号状态检测开关1个；

每个结晶釜的放空阀增加阀门全开信号状态检测开关1个；

联锁保护要求：只有当结晶釜底阀全关、放空阀全开后，才能启动打料泵进行打料；否则，打料泵无法启动。

6.2 闪蒸釜（F111）