PLC在甲醇制備合成的應用

290化工自動(dòng)化及儀表第39卷PLC在甲醇制備合成的應用.何慶中周鐵顧文武(四川理工學(xué)院機械工程學(xué)院,四川自貢643000)摘要介紹甲醇催化系統過(guò)程控制中溫度控制的要求和控制過(guò)程的運行情況,采用 PLC實(shí)現甲酵催化系統的溫度控制,使甲醇催化合成的工藝參數保持在穩定范圍內。關(guān)鍵詞甲醇合成 溫度控制PLC中圖分類(lèi)號TH862*.6文獻標識碼1文章編號1000-3932(2012)02-0290-03隨著(zhù)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,能耗需求也8益增大,(氮氣和氫氣)、冷卻水、飽和蒸汽和合成氣管道人們對新能源的研究和開(kāi)發(fā)已成為能源開(kāi)發(fā)的重控制閥的開(kāi)度進(jìn)行調節,實(shí)現控制閥的啟/停、傳點(diǎn)。甲醇能與大多數有機溶劑良好地混溶,在農感器信號的采集以及調節閥開(kāi)度等參數的自動(dòng)控藥、醫藥及汽油摻燒等許多領(lǐng)域都有應用空間,成制,以滿(mǎn)足各階段設備的穩定和工藝流程的平穩為重要的化工基礎產(chǎn)品和代用燃料。近年來(lái),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)域對甲醇的需求也日益增長(cháng)"。但是甲醇遇造過(guò)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(zhù)火。如何在安全生產(chǎn)的.動(dòng)化實(shí)現過(guò)程。其溫度控制系統由PLC,溫度、壓前提下,提高甲醇的產(chǎn)量,減少生產(chǎn)過(guò)程中的能力傳感器,流量計,氫氣、氮氣、合成氣、飽和蒸汽.耗,對于節能、降耗和環(huán)保有著(zhù)重要的意義。和冷卻水調節閥組成。常用甲醇催化制備的合成工藝由于反應溫度2甲醇催化制備過(guò)程溫度自控系統不易控制,反應器熱穩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,影響了合成反應的速度,并導致合成化和反應流程組成。為使合成塔內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]。應達到自身熱平衡,對預熱器催化后合成氣體的筆者提出采用一種新型的專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境而設計的輸出溫度和反應器的中點(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發(fā)生速度和合成效的還原進(jìn)行自動(dòng)控制,控制系統結構簡(jiǎn)單,有較高率,以及甲醇催化生產(chǎn)工藝流程過(guò)程的順利進(jìn).的可靠性,在保證控制要求和反應進(jìn)行的同時(shí),在行叫。節能減排方面取得更積極的效果和明顯的經(jīng)濟效2.1預熱器合成氣輸出溫度的控制益合成氣的催化流程在預熱器中完成。該裝置甲醇催化制備合成系統及控制要求在確保合成氣輸人預熱器的壓力和流量的同時(shí)，1.1 系統構成通過(guò)調節控制球閥來(lái)控制飽和蒸汽的流量,使預甲醇催化制備的生產(chǎn)工藝由催化劑的還原控熱器輸出的合成氣溫度大于190心,并且保證反制和甲醇生產(chǎn)制造過(guò)程,以及系統啟/停等控制過(guò)應系統的壓力和溫度穩定。甲醇生產(chǎn)過(guò)程溫度控程組成,其中催化劑的還原控制和甲醇生產(chǎn)制造制系統的工作流程如圖1所示。過(guò)程是甲醇催化制備過(guò)程中的兩個(gè)關(guān)鍵階段。1.2 系統控制要求甲醇催化制備生產(chǎn)控制系統通過(guò)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用291的生產(chǎn)制造甲醇催化合|甲醉的生產(chǎn)制造成反應運行山藝流程溫度控制」廠(chǎng)球閥最 大流一啟動(dòng)]參數設置個(gè)成運行結預熱器合成(I反成器合成輸出調性控制溫度控制眾成反應運行挖制點(diǎn)溫度設置控制界面調節飽和調節合成”(流址 心系統運彳結束督>系數沒(méi)界合理空之介成達行結熱器合成’NN/ 反應器中點(diǎn)Y輸出溫度滿(mǎn)足2溫度滿(mǎn)足 10min| 束系統停機圖1甲醇生產(chǎn)過(guò)程溫度控制系統的工作流程2.2反應器甲醇合成工藝流程溫度的控制使設備中點(diǎn)的溫度穩定。如果調節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(wú)法使溫度穩定,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 節合成氣的流量,從而保證反應器溫度穩定,滿(mǎn)通過(guò)加壓并在一定溫度下合成反應生成粗甲醇。足甲醇合成反應的要求。合成氣流量調節如圖2其化學(xué)反應式為:所示。( )PID溫度調司企成(控制球閥升閔區應器CO + 2H2 - =CH,0HMD轉換]-CO2 +3H2一=CH,OH + H2O .為了確保反應器甲醇合成的溫度穩定,通過(guò)圖2合成氣流量調節采集反應器中點(diǎn)溫度,在確保反應器的合成氣輸為了盡量克服蒸汽的擾動(dòng)對塔內溫度的影入壓力和流量.輸入/輸出溫度的前提下,調節控響,可采用溫度-流量串級調節方式,其中溫度串制球閥,控制反應器換熱殼飽和蒸汽水的流量,以級控制如圖3所示。設定值QPD溫度調司PD流中調圖-控制閥開(kāi)度]偵熱器1反應恐p實(shí)測值[AID轉換]A/D轉換]困3 溫度串級控制3硬件結構OMRON公司的產(chǎn)品連接A/D模塊和D/A模塊，由于系統中調節閥的控制信號為模擬量,且.用來(lái)接收自傳感器來(lái)的信號,并對外圍設備進(jìn)行以模擬量返回其開(kāi)度值,根據系統控制要求,選用控制,其中模擬量輸出模塊如圖4所示。系統氣飽和蒸汽調節閥調 節閥.調節閥.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結束語(yǔ)編程軟件選擇CX-Programmer,該軟件操作簡(jiǎn)采用PLC開(kāi)發(fā)甲醇催化制備合成控制系統,單、靈活,有豐富的指令,可結合SCL指令對控制結構簡(jiǎn)單、運行穩定、抗干擾能力強且可靠性高，閥開(kāi)度進(jìn)行設定,使用PID指令對溫度進(jìn)行控制。具有操作簡(jiǎn)便.功耗低及成本低等優(yōu)點(diǎn)。合理使根據分配好的I/0表,對控制系統進(jìn)行梯形圖編用PLC提供的指令和模塊,能夠實(shí)現系統的生產(chǎn)程,保證了系統的穩定性和精確性?？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)化信號為4 ~ 20mA( DC),量程表示為十六進(jìn)制數控制,把操作經(jīng)驗與直觀(guān)感覺(jué)反映到控制過(guò)程中,0000~ 1770,與控制閥開(kāi)度的實(shí)際工程值0 ~保證了甲醇催化合成工藝參數的穩定,是裝置平100%對應,利用PLC標度指令SCL,結合模擬量穩運行和降低能耗、提高經(jīng)濟效益的有效措施。輸人指令MOV對控制閥開(kāi)度進(jìn)行量程轉換。參考文獻PID指令對被控溫度的實(shí)測值進(jìn)行采集,并采用一定的參數設置調節飽和蒸汽的控制閥開(kāi)[1] 昊賀,劉思維.甲醇防凍堵工藝在徐深氣田的應用度,使溫度逐漸穩定于設定溫度。[J].化工自動(dòng)化及儀表,2010,37(4):106 ~ 107,程序編寫(xiě)完成后,通過(guò)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117到電腦,運行程序,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(xiàn)下修改,也可以在線(xiàn)編輯,節約編程時(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(yè))[J].現代化工,2011 ,31(6):11 ~13.[2] 江廣軍.聚酯裝置國產(chǎn)熔體過(guò)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?拉伸法在聚酯熔體過(guò)濾器螺檜裝拆作業(yè)中的應用[J].合成技術(shù)及應用,2009 ,24(3):47~ s0.[4]都麗紅.對難過(guò)濾物料強化過(guò)濾技術(shù)的研究及應用0.70 1.40. 2.102.803.50 keV[J].化工機械,2011 ,38(2):149 -154.圖8聚醚酮過(guò)濾后能譜 困，[5] 梁?jiǎn)⑷?譚康字. PET熔體過(guò)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(guò)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進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí),協(xié)調擠出機和熔體泵的開(kāi)/停及應用[J].聚酯工業(yè),2006,19(1):52 ~54.車(chē)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參數優(yōu)化算法[J].化工自動(dòng)加熱與溫控,同時(shí)配備了適當的工具,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。系統改進(jìn)后再無(wú)炭化和8] 楊瑩,曹玉波,高維平.直接蒸汽加熱器自動(dòng)控制系物料變性現象發(fā)生,設備運行穩定、連續?，F場(chǎng)投統在線(xiàn)仿真[J].化工自動(dòng)化及儀表,2010,37(2):運檢測結果表明,聚醚酮過(guò)濾后物性穩定,雜質(zhì)粒28 ~ 30.度低于5μm,滿(mǎn)足了聚醚酮的高端使用要求。9] 張強,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計與實(shí)現[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..