290化工自動(dòng)化及儀表第39卷PLC在甲醇制備合成的應(yīng)用.何慶中周鐵顧文武(四川理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,四川自貢643000)摘要介紹甲醇催化系統(tǒng)過程控制中溫度控制的要求和控制過程的運(yùn)行情況,采用 PLC實(shí)現(xiàn)甲酵催化系統(tǒng)的溫度控制,使甲醇催化合成的工藝參數(shù)保持在穩(wěn)定范圍內(nèi)。關(guān)鍵詞甲醇合成 溫度控制PLC中圖分類號(hào)TH862*.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼1文章編號(hào)1000-3932(2012)02-0290-03隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,能耗需求也8益增大,(氮?dú)夂蜌錃?、冷卻水、飽和蒸汽和合成氣管道人們對新能源的研究和開發(fā)已成為能源開發(fā)的重控制閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)控制閥的啟/停、傳點(diǎn)。甲醇能與大多數(shù)有機(jī)溶劑良好地混溶,在農(nóng)感器信號(hào)的采集以及調(diào)節(jié)閥開度等參數(shù)的自動(dòng)控藥、醫(yī)藥及汽油摻燒等許多領(lǐng)域都有應(yīng)用空間,成制,以滿足各階段設(shè)備的穩(wěn)定和工藝流程的平穩(wěn)為重要的化工基礎(chǔ)產(chǎn)品和代用燃料。近年來,眾進(jìn)行。筆者以甲醇催化制備工藝流程中的生產(chǎn)制多領(lǐng)域?qū)状嫉男枨笠踩找嬖鲩L"。但是甲醇遇造過程階段為重點(diǎn),介紹甲醇裝置溫度控制的自熱、明火或氧化劑時(shí)易著火。如何在安全生產(chǎn)的.動(dòng)化實(shí)現(xiàn)過程。其溫度控制系統(tǒng)由PLC,溫度、壓前提下,提高甲醇的產(chǎn)量,減少生產(chǎn)過程中的能力傳感器,流量計(jì),氫氣、氮?dú)?、合成氣、飽和蒸?耗,對于節(jié)能、降耗和環(huán)保有著重要的意義。和冷卻水調(diào)節(jié)閥組成。常用甲醇催化制備的合成工藝由于反應(yīng)溫度2甲醇催化制備過程溫度自控系統(tǒng)不易控制,反應(yīng)器熱穩(wěn)定性差以及催化劑的消耗甲醇的催化生產(chǎn)工藝流程主要由合成氣的催量大等因素,影響了合成反應(yīng)的速度,并導(dǎo)致合成化和反應(yīng)流程組成。為使合成塔內(nèi)的合成甲醇反氣利用率低、能耗大、排氣量高且生產(chǎn)成本高(2]。應(yīng)達(dá)到自身熱平衡,對預(yù)熱器催化后合成氣體的筆者提出采用一種新型的專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的輸出溫度和反應(yīng)器的中點(diǎn)溫度的控制十分重要,工業(yè)控制裝置PLC,對甲醇的生產(chǎn)制造和催化劑直接影響到甲醇合成的反應(yīng)發(fā)生速度和合成效的還原進(jìn)行自動(dòng)控制,控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,有較高率,以及甲醇催化生產(chǎn)工藝流程過程的順利進(jìn).的可靠性,在保證控制要求和反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí),在行叫。節(jié)能減排方面取得更積極的效果和明顯的經(jīng)濟(jì)效2.1預(yù)熱器合成氣輸出溫度的控制益合成氣的催化流程在預(yù)熱器中完成。該裝置甲醇催化制備合成系統(tǒng)及控制要求在確保合成氣輸人預(yù)熱器的壓力和流量的同時(shí)，1.1 系統(tǒng)構(gòu)成通過調(diào)節(jié)控制球閥來控制飽和蒸汽的流量,使預(yù)甲醇催化制備的生產(chǎn)工藝由催化劑的還原控?zé)崞鬏敵龅暮铣蓺鉁囟却笥?90心,并且保證反制和甲醇生產(chǎn)制造過程,以及系統(tǒng)啟/停等控制過應(yīng)系統(tǒng)的壓力和溫度穩(wěn)定。甲醇生產(chǎn)過程溫度控程組成,其中催化劑的還原控制和甲醇生產(chǎn)制造制系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。過程是甲醇催化制備過程中的兩個(gè)關(guān)鍵階段。1.2 系統(tǒng)控制要求甲醇催化制備生產(chǎn)控制系統(tǒng)通過對還原氣收稿日期:2011-10-24(修改稿).第2期何慶中等.PLC在甲醇制備合成的應(yīng)用291的生產(chǎn)制造甲醇催化合|甲醉的生產(chǎn)制造成反應(yīng)運(yùn)行山藝流程溫度控制」廠球閥最 大流一啟動(dòng)]參數(shù)設(shè)置個(gè)成運(yùn)行結(jié)預(yù)熱器合成(I反成器合成輸出調(diào)性控制溫度控制眾成反應(yīng)運(yùn)行挖制點(diǎn)溫度設(shè)置控制界面調(diào)節(jié)飽和調(diào)節(jié)合成”(流址 心系統(tǒng)運(yùn)彳結(jié)束督>系數(shù)沒界合理空之介成達(dá)行結(jié)熱器合成’NN/ 反應(yīng)器中點(diǎn)Y輸出溫度滿足2溫度滿足 10min| 束系統(tǒng)停機(jī)圖1甲醇生產(chǎn)過程溫度控制系統(tǒng)的工作流程2.2反應(yīng)器甲醇合成工藝流程溫度的控制使設(shè)備中點(diǎn)的溫度穩(wěn)定。如果調(diào)節(jié)蒸汽水流量還甲醇合成工序就是把天然氣經(jīng)造氣、凈化和是無法使溫度穩(wěn)定,可再控制合成氣輸人控制閥，壓縮后制得的主要含有CO .CO2和H2的合成氣，調(diào) 節(jié)合成氣的流量,從而保證反應(yīng)器溫度穩(wěn)定,滿通過加壓并在一定溫度下合成反應(yīng)生成粗甲醇。足甲醇合成反應(yīng)的要求。合成氣流量調(diào)節(jié)如圖2其化學(xué)反應(yīng)式為:所示。( )PID溫度調(diào)司企成(控制球閥升閔區(qū)應(yīng)器CO + 2H2 - =CH,0HMD轉(zhuǎn)換]-CO2 +3H2一=CH,OH + H2O .為了確保反應(yīng)器甲醇合成的溫度穩(wěn)定,通過圖2合成氣流量調(diào)節(jié)采集反應(yīng)器中點(diǎn)溫度,在確保反應(yīng)器的合成氣輸為了盡量克服蒸汽的擾動(dòng)對塔內(nèi)溫度的影入壓力和流量.輸入/輸出溫度的前提下,調(diào)節(jié)控響,可采用溫度-流量串級(jí)調(diào)節(jié)方式,其中溫度串制球閥,控制反應(yīng)器換熱殼飽和蒸汽水的流量,以級(jí)控制如圖3所示。設(shè)定值QPD溫度調(diào)司PD流中調(diào)圖-控制閥開度]偵熱器1反應(yīng)恐p實(shí)測值[AID轉(zhuǎn)換]A/D轉(zhuǎn)換]困3 溫度串級(jí)控制3硬件結(jié)構(gòu)OMRON公司的產(chǎn)品連接A/D模塊和D/A模塊，由于系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的控制信號(hào)為模擬量,且.用來接收自傳感器來的信號(hào),并對外圍設(shè)備進(jìn)行以模擬量返回其開度值,根據(jù)系統(tǒng)控制要求,選用控制,其中模擬量輸出模塊如圖4所示。系統(tǒng)氣飽和蒸汽調(diào)節(jié)閥調(diào) 節(jié)閥.調(diào)節(jié)閥.CI+ C1-C2+| C2C4+ C4-|C6+|C6-C8+ C8C200H-DA0045#模塊DA1困4模擬量輸出模塊.292化工自動(dòng)化及儀表第39卷4軟件5結(jié)束語編程軟件選擇CX-Programmer,該軟件操作簡采用PLC開發(fā)甲醇催化制備合成控制系統(tǒng),單、靈活,有豐富的指令,可結(jié)合SCL指令對控制結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高，閥開度進(jìn)行設(shè)定,使用PID指令對溫度進(jìn)行控制。具有操作簡便.功耗低及成本低等優(yōu)點(diǎn)。合理使根據(jù)分配好的I/0表,對控制系統(tǒng)進(jìn)行梯形圖編用PLC提供的指令和模塊,能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的生產(chǎn)程,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性?？刂崎y輸出控制功能與信息管理功能的一體化。實(shí)施自動(dòng)化信號(hào)為4 ~ 20mA( DC),量程表示為十六進(jìn)制數(shù)控制,把操作經(jīng)驗(yàn)與直觀感覺反映到控制過程中,0000~ 1770,與控制閥開度的實(shí)際工程值0 ~保證了甲醇催化合成工藝參數(shù)的穩(wěn)定,是裝置平100%對應(yīng),利用PLC標(biāo)度指令SCL,結(jié)合模擬量穩(wěn)運(yùn)行和降低能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的有效措施。輸人指令MOV對控制閥開度進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換。參考文獻(xiàn)PID指令對被控溫度的實(shí)測值進(jìn)行采集,并采用一定的參數(shù)設(shè)置調(diào)節(jié)飽和蒸汽的控制閥開[1] 昊賀,劉思維.甲醇防凍堵工藝在徐深氣田的應(yīng)用度,使溫度逐漸穩(wěn)定于設(shè)定溫度。[J].化工自動(dòng)化及儀表,2010,37(4):106 ~ 107,程序編寫完成后,通過通信電纜將程序上傳[2] 耿建民.300kVa甲醇合成塔制造工藝[J].化工機(jī)117到電腦,運(yùn)行程序,以控制甲醇催化生產(chǎn)溫度的械,2009 ,36(5) :504 ~ 506.值。采用PLC控制程序,修改方便,程序可下載[3] 楊傳,付東. PC-SAFT理論對CO2-甲醇體系相平衡后進(jìn)行線下修改,也可以在線編輯,節(jié)約編程時(shí)間的研究[J].化工自動(dòng)化及儀表,2010,37(12) :80 ~和操作。82(上接第271頁)[J].現(xiàn)代化工,2011 ,31(6):11 ~13.[2] 江廣軍.聚酯裝置國產(chǎn)熔體過濾器密封滲漏處理[J].聚酯工業(yè),2008 ,21(2):47 ~50.[3]吳偉.螺栓預(yù)?拉伸法在聚酯熔體過濾器螺檜裝拆作業(yè)中的應(yīng)用[J].合成技術(shù)及應(yīng)用,2009 ,24(3):47~ s0.[4]都麗紅.對難過濾物料強(qiáng)化過濾技術(shù)的研究及應(yīng)用0.70 1.40. 2.102.803.50 keV[J].化工機(jī)械,2011 ,38(2):149 -154.圖8聚醚酮過濾后能譜 困，[5] 梁啟任,譚康字. PET熔體過濾器狀態(tài)分析[J].化纖與紡織技術(shù),2007 ,(9):42 -44.對聚醚酮熔體過濾裝置的溫度和壓力控制系[6]陳琪,張沛,魯春盟.熔體泵在聚合物加工中的特性統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí),協(xié)調(diào)擠出機(jī)和熔體泵的開/停及應(yīng)用[J].聚酯工業(yè),2006,19(1):52 ~54.車聯(lián)動(dòng)關(guān)系,改變了熔體泵、換網(wǎng)器和連接管段的[7] 何佳佳,侯再恩. PID參數(shù)優(yōu)化算法[J].化工自動(dòng)加熱與溫控,同時(shí)配備了適當(dāng)?shù)墓ぞ?使換網(wǎng)時(shí)間化及儀表,2010,37<(11):5 ~8.縮短,提高了生產(chǎn)效率。系統(tǒng)改進(jìn)后再無炭化和8] 楊瑩,曹玉波,高維平.直接蒸汽加熱器自動(dòng)控制系物料變性現(xiàn)象發(fā)生,設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、連續(xù)?，F(xiàn)場投統(tǒng)在線仿真[J].化工自動(dòng)化及儀表,2010,37(2):運(yùn)檢測結(jié)果表明,聚醚酮過濾后物性穩(wěn)定,雜質(zhì)粒28 ~ 30.度低于5μm,滿足了聚醚酮的高端使用要求。9] 張強(qiáng),王前虹,白宵麗.等.基于DMC2PID的循環(huán)流化床鍋爐床層溫度控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].化工自動(dòng)[1] 郭琛.我國先進(jìn)高分子材料“十二五"發(fā)展思路探討化及儀表,2009 ,36(6):63 ~ 66..