控制系統(tǒng)在蒽醌法生產(chǎn)雙氧水中的應(yīng)用

郭軍

摘要 本文闡述了蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的生產(chǎn)過程原理及流程；影響雙氧水生產(chǎn)的主要工藝指標(biāo)；自動(dòng)控制原理應(yīng)用于雙氧水生產(chǎn)；生產(chǎn)中主控室微機(jī)控制系統(tǒng)的形式。

關(guān)鍵詞 雙氧水工藝流程；控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)O6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）43-0113-02

1 蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的生產(chǎn)過程

1.1蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的原理

以2-乙基蒽醌﹝EAQ﹞為載體，以重芳烴﹝AH﹞及磷酸三辛酯﹝TOP﹞為混合溶劑，配制成具有一定組份的溶液，將該溶液與氫氣一起通入一裝有觸媒的固定氫化器，在一定的壓力和溫度下，進(jìn)行氫化反應(yīng)得到相應(yīng)的氫蒽醌﹝HEAQ、H4HEAQ﹞，該溶液再被氧氣氧化，溶液中的氫蒽醌還原為蒽醌，同時(shí)生產(chǎn)出雙氧水﹝H2O2﹞。利用H2O2在水及工作液中溶解度不同，用純水萃取含H2O2的工作液，雙氧水極易溶解于水，從工作液進(jìn)入水中，而水﹝純水﹞與工作液是不溶的，這樣得到的水溶液還含有雜質(zhì)，再使該溶液經(jīng)重芳烴凈化處理及氮?dú)獯祾?，即得?5%的雙氧水，經(jīng)萃取后的工作液再經(jīng)除水，回到氫化工序繼續(xù)使用。下面是反應(yīng)方程式：

1.2蒽醌法生產(chǎn)雙氧水裝置流程

蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的設(shè)備中，除了固定床、氧化塔、萃取塔、凈化塔外，還有其它輔助設(shè)備。整個(gè)工藝過程包括氫化、氧化、萃取、凈化、后處理等過程。

2 蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的主要工藝指標(biāo)作用及影響生產(chǎn)的主要因素

2.1主要工藝指標(biāo)的作用

在生產(chǎn)流程中，每個(gè)工序是溫度、壓力、工作液流量、效率等都必須按照一定的指標(biāo)生產(chǎn)，出現(xiàn)問題，微機(jī)監(jiān)視員要及時(shí)調(diào)節(jié)，這樣才能使生產(chǎn)正常運(yùn)行，生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品。

2.2進(jìn)出水平衡、物料比平衡

雙氧水的生產(chǎn)中，進(jìn)、出水平衡很重要，如果稍一疏忽，就會(huì)出現(xiàn)事故。

配制中，重芳烴和磷酸三辛酯比例必須是3:1、蒽醌含量為110g/L~120g/L。

2.3工作液中重芳烴的含量對(duì)生產(chǎn)的影響：

工作液中的重芳烴是一種溶劑，它能溶解2—乙基蒽醌和磷酸三辛酯配成一定比例的工作液，在萃取凈化過程中，重芳烴又能除去過氧化氫中的蒽醌及其他有機(jī)雜質(zhì)。

工作液中的重芳烴含量為630mL/L，如果重芳烴含量低于指標(biāo)，則凈化塔凈化效果不好，如果重芳烴含量過多，則溶液配比不對(duì)，磷酸三辛酯含量過少，工作液中的氫蒽醌容易析出，使固定床氣液分離器出料不暢，液位上漲，固定床阻力過大，氫化液冷卻器流出不暢，影響氫化效率，整個(gè)工藝生產(chǎn)過程不平衡，所以一定要控制好工作液中重芳烴的含量。

2.4剛開車時(shí)，萃取塔中純水加入量的位置對(duì)生產(chǎn)的影響

萃取塔剛開車時(shí)純水加入量應(yīng)在塔的2/3處為合適。當(dāng)工作液進(jìn)入后，應(yīng)達(dá)到的要求是：緩慢調(diào)節(jié)流量由小到大，并注意檢查有無跑冒泄漏現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)有應(yīng)立即消除；觀察萃取塔頂液位計(jì)中水與工作液界面是否控制在要求范圍內(nèi)，如果界面太低，則向塔內(nèi)補(bǔ)充純水，反之則應(yīng)從塔底慢慢放出至界面調(diào)整到要求范圍內(nèi)；從萃取塔各處視鏡觀察塔內(nèi)篩板下工作液層和工作液通過篩板后的分散情況，觀察水相是否清潔透明。有無乳化現(xiàn)象。如水相不潔凈，可以在塔底放凈口慢慢放水，同時(shí)向塔內(nèi)補(bǔ)充水，直至水凈為止。

2.5萃取塔液泛對(duì)生產(chǎn)的影響

液泛指塔頂水位不下降，純水加不進(jìn)去，篩板下工作液層增厚，沒降液管，使工作液在塔內(nèi)積聚。原因有5種：即進(jìn)塔氧化液流量大；萃取液流出量過大；降液管堵塞；酸度不夠，塔內(nèi)工作液與水發(fā)生乳化；篩孔堵塞。處理辦法：調(diào)節(jié)氧化液流入量；調(diào)節(jié)萃取液流出量；停車清理堵塞物，必要時(shí)拆塔處理；調(diào)整氧化液及純水酸度；停車清理，必要時(shí)拆塔疏通。

3 蒽醌法生產(chǎn)雙氧水裝置控制

3.1自動(dòng)控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念

在沒有人直接參與的情況下，通過控制器，使被控對(duì)象或被控過程具有預(yù)定的狀態(tài)和性能，這樣一個(gè)過程稱為自動(dòng)控制。

控制器和被控對(duì)象的總合稱為控制系統(tǒng)，兩者組合在一起共同完成確定的任務(wù)。

對(duì)于穩(wěn)定的自動(dòng)控制系統(tǒng)，一定的控制輸入，就有相應(yīng)的確定的輸出。系統(tǒng)的這個(gè)輸出常常稱作系統(tǒng)對(duì)控制輸入的響應(yīng)，它是時(shí)間的函數(shù)，自動(dòng)控制的目的就是保證系統(tǒng)對(duì)控制輸入有滿意的響應(yīng)。我們常采用反饋控制。

3.2反饋控制對(duì)系統(tǒng)的影響

一般說來，我們常采用PID負(fù)反饋控制。雙氧水的生產(chǎn)過程采用的就是PID負(fù)反饋控制。在負(fù)反饋控制系統(tǒng)中，自動(dòng)調(diào)節(jié)器和被控對(duì)象構(gòu)成閉合回路，在回路中，只有負(fù)反饋?zhàn)饔貌趴删徑鈱?duì)象中的不平衡，使系統(tǒng)穩(wěn)定，才能達(dá)到自動(dòng)控制的目的。圖1是生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖：其中Gd(s)是包括調(diào)節(jié)器、被控對(duì)象和測(cè)量變送元件在內(nèi)的廣義被控對(duì)象的傳遞函數(shù)，Gc(s)是調(diào)節(jié)器，e=y-r.

雙氧水的生產(chǎn)過程采用了PID控制，使系統(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)。PID控制中，參數(shù)整定很重要，若參數(shù)整定不合適，反而會(huì)適得其反，不能發(fā)揮各種調(diào)節(jié)動(dòng)作應(yīng)有的作用。

4 分布式控制系統(tǒng)在雙氧水生產(chǎn)微機(jī)控制中的應(yīng)用

4.1分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)﹝DCS﹞又稱集散系統(tǒng)，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和圖形顯示等技術(shù)，形成了以微處理為核心的系統(tǒng)。雙氧水的生產(chǎn)引用分布式控制系統(tǒng)，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品—35%的雙氧水，正是因?yàn)榉植际娇刂葡到y(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)：控制分散、信息集中；高度的靈活性和可靠性；較強(qiáng)的數(shù)據(jù)通信能力；友好而豐富的人機(jī)聯(lián)系；極高的可靠性。

4.2分布式控制系統(tǒng)的分析

分布式控制系統(tǒng)的最終目的是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。也就是對(duì)工業(yè)過程進(jìn)行監(jiān)視、操作、自動(dòng)控制各生產(chǎn)管理，分別由操作站、計(jì)算機(jī)以及控制器來完成?？梢孕薷目刂苹芈返脑O(shè)定值、改變調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)、啟停某些泵機(jī)或開閉閥門等。

DCS的系統(tǒng)組態(tài)也是很方便的，用戶不用編程，就可以選擇控制策略，構(gòu)成控制系統(tǒng)，繪制顯示圖表，建立有關(guān)數(shù)據(jù)，生成所需的應(yīng)用軟件。

5結(jié)論

本系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來，無故障發(fā)生，生產(chǎn)雙氧水的系統(tǒng)運(yùn)行良好，控制準(zhǔn)確可靠，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，節(jié)約勞動(dòng)力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗的目的，生產(chǎn)出了合格的雙氧水產(chǎn)品，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]韓山.磷酸三辛酯生產(chǎn)及在雙氧水中的應(yīng)用.精細(xì)化工原料及中間體，2003(9)：20-21.

注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”