PLC在甲醇制备合成的应用

化工自动化及仪表第39卷PLC在甲醇制备合成的应用何庆中周铁顾文武(四川理工学院机械工程学院,四川自贡643000)擴要介绍甲醇催化系统过程控制中温度控制的要求和控制过程的运行情况,采用PLC实现甲醇催化系统的温度控制,使甲醇催化合成的工艺参数保持在穗定范围内。关键词甲醇合成温度控制PLC中图分类号TH862·.6文献标识码B文章编号10003932(2012)020290403随着经济的迅猛发展能耗需求也日益增大,(氮气和氢气)冷却水、饱和蒸汽和合成气管道人们对新能源的研究和开发已成为能源开发的重控制阀的开度进行调节,实现控制阀的启/停、传点。甲醇能与大多数有机溶剂良好地混溶,在农感器信号的采集以及调节阀开度等参数的自动控药、医药及汽油掺烧等许多领域都有应用空间,成制以满足各阶段设备的稳定和工艺流程的平稳为重要的化工基础产品和代用燃料。近年来,众进行。笔者以甲醇催化制备工艺流程中的生产制多领域对甲醇的需求也日益增长。但是甲醇遇造过程阶段为重点介绍甲醇装置温度控制的自热、明火或氧化剂时易着火。如何在安全生产的动化实现过程。其温度控制系统由PLC,温度、压前提下,提高甲醇的产量,减少生产过程中的能力传感器,流量计,氢气、氮气、合成气、饱和蒸汽耗,对于节能、降耗和环保有着重要的意义。和冷却水调节阀组成。常用甲醇催化制备的合成工艺由于反应温度2甲醇催化制备过程温度自控系统不易控制,反应器热稳定性差以及催化剂的消耗甲醇的催化生产工艺流程主要由合成气的催量大等因素影响了合成反应的速度并导致合成化和反应流程组成。为使合成塔内的合成甲醇反气利用率低、能耗大排气量高且生产成本高2。应达到自身热平衡,对预热器催化后合成气体的笔者提出釆用一种新型的专为工业环境而设计的输出温度和反应器的中点温度的控制十分重要,工业控制装置PLC,对甲醇的生产制造和催化剂直接影响到甲醇合成的反应发生速度和合成效的还原进行自动控制控制系统结构简单有较高率以及甲醇催化生产工艺流程过程的顺利进的可靠性在保证控制要求和反应进行的同时,在行(3节能减排方面取得更积极的效果和明显的经济效2.1预热器合成气输出温度的控制益合成气的催化流程在预热器中完成。该装置1甲醇催化制备合成系统及控制要求在确保合成气输入预热器的压力和流量的同时,1.1系统构成通过调节控制球阀来控制饱和蒸汽的流量,使预甲醇催化制备的生产工艺由催化剂的还原控热器输出的合成气温度大于190℃,并且保证反制和甲醇生产制造过程,以及系统启/停等控制过应系统的压力和温度稳定。甲醇生产过程温度控程组成其中催化剂的还原控制和甲醇生产制造制系统的工作流程如图1所示。过程是甲醇催化制备过程中的两个关键阶段。12系统控制要求中国煤化工甲醇催化制备生产控制系统通过对还原气JHCNMHG收稿日期第2期何庆中等PLC在甲醇制备合成的应用291甲醇的生产制造甲催化合⊥艺流程温度控制成反应运有行状参数设置成运行结预热器合成廾满足合成反应运行输出温度控制温度控制控制点温度设置控制界面调节饱和蒸汽流量和[合减|以系统运行结束数设合理<器合成反应器中点合成运行结满足温度满足否束系统停机10min图1甲醇生产过程温度控制系统的工作流程22反应器甲醇合成工艺流程温度的控制使设备中点的温度稳定。如果调节蒸汽水流量还甲醇合成工序就是把天然气经造气净化和是无法使温度稳定,可再控制合成气输人控制阀,压缩后制得的主要含有CO、CO2和H2的合成气,调节合成气的流量,从而保证反应器温度稳定满通过加压并在一定温度下合成反应生成粗甲醇。足甲醇合成反应的要求。合成气流量调节如图2其化学反应式为:所示。Co+2H+CH OHPmD度-成(制球阀廾國应器AD转换下CO,+3H, FCH, OH +H,O为了确保反应器甲醇合成的温度稳定,通过图2合成气流量调节采集反应器中点温度,在确保反应器的合成气输为了尽量克服蒸汽的扰动对塔内温度的影入压力和流量输入/输出温度的前提下,调节控响,可采用温度-流量串级调节方式,其中温度串制球阀,控制反应器换热壳饱和蒸汽水的流量,以级控制如图3所示。设定值○-PD温度卧设定值○-D峒囹[护制阀度下预热器及器测值实测值Am转换[A换图3温度串级控制3硬件结构OMRON公司的产品连接A/D模块和D/A模块由于系统中调节阀的控制信号为模拟量,且用来接收自传感器来的信号,并对外围设备进行以模拟量返回其开度值根据系统控制要求选用控制其中模拟量输出模块如图4所示。饱和蒸汽水系统合成气系统氮气系统氢气饱和蒸汽‖调节阀调节阀调节阀调节阀C2+c2-C4+C4-C6+c6-C8+c8-C200H-DA0045#模块DA1中国煤化工图4樸拟量输出模块CNMHG292化工自化及第39卷4软件5结束语编程软件选择 CX-Programmer,该软件操作简采用PLC开发甲醇催化制备合成控制系统单、灵活,有丰富的指令,可结合SCL指令对控制结构简单运行稳定、抗干扰能力强且可靠性高阀开度进行设定,使用PID指令对温度进行控制。具有操作简便、功耗低及成本低等优点。合理使根据分配好的L0表,对控制系统进行梯形图编用PLC提供的指令和模块,能够实现系统的生产程,保证了系统的稳定性和精确性。控制阀输出控制功能与信息管理功能的一体化。实施自动化信号为4~20mA(DC),量程表示为十六进制数控制,把操作经验与直观感觉反映到控制过程中,0000~1770,与控制阀开度的实际工程值0~保证了甲醇催化合成工艺参数的稳定,是装置平100%对应,利用PLC标度指令SCL,结合模拟量稳运行和降低能耗、提高经济效益的有效措施。输入指令MOV对控制阀开度进行量程转换。参考文献PID指令对被控温度的实测值进行采集,并采用一定的参数设置调节饱和蒸汽的控制阀开[1]吴贺,刘思维甲醇防冻堵工艺在徐深气田的应用度,使温度逐渐稳定于设定温度。[].化工自动化及仪表,2010,37(4):106-107,程序编写完成后,通过通信电缆将程序上传117.到电脑运行程序,以控制甲醇催化生产温度的2]耿建民300a甲醇合成塔制造工艺[化工机械,2009,36(5):504~50值。采用PLC控制程序修改方便,程序可下载3]杨传付东PCSA理论对CO2甲醇体系相平衡后进行线下修改,也可以在线编辑,节约编程时间的研究[].化工自动化及仪表,2010,37(12):80~和操作。(上接第271页)[门].现代化工,2011,31(6):l1~13[2]江广军,棗酯装置国产熔体过滤器密封渗漏处理[].聚酯工业,2008,21(2):47~50[3]吴伟螺栓预拉伸法在聚酯熔体过滤器螺栓装拆作业中的应用[J]合成技术及应用,2009,24(3):472.803.50 keV[4]都丽红对难过滤物料强化过滤技术的研究及应用刀].化工机械,2011,38(2):149-154图8聚醚酮过滤后能谱图[5]梁启任,谭康字.PET熔体过滤器状态分析[门].化5结束语纤与纺织技术,2007,(9):42-44对聚醚酮熔体过滤装置的温度和压力控制系6]陈琪张沛鲁春盟熔体泵在聚合物加工中的特性统进行改进的同时,协调挤出机和熔体泵的开/停及应用[J].聚酯工业,2006,19(1):52~54车联动关系,改变了熔体泵换网器和连接管段的7]何佳佳侯再恩PID参数优化算法[J].化工自动加热与温控,同时配备了适当的工具,使换网时间化及仪表,2010,37(11):5~8.缩短,提高了生产效率。系统改进后再无炭化和8]杨莹曹玉波高维平.直接蒸汽加热器自动控制系物料变性现象发生,设备运行稳定、连续。现场投统在线仿真[J].化工自动化及仪表,2010,37(2):运检测结果表明,聚醚酮过滤后物性稳定,杂质粒度低于5μm,满足了聚醚酮的高端使用要求[9]张强,王前虹,白宵丽,等.基于DMC2PID的循环流参考文献化床锅炉床层温度控制设计与实现[门].化工自动[1]郭琛.我国先进高分子材料“十二五”发展思路探讨化及仪YH中国煤化工CNMHG