【正文】 控制回路，如單回路，串級控制回路，分程控制回路等。本課題在保證醋酸乙烯生產(chǎn)過程穩(wěn)定、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗和安全的前提下，對生產(chǎn)過程的主要技術(shù)參數(shù)如溫度，壓力，液位以及流量等加以嚴格控制。我國提升VAM生產(chǎn)能力勢在必行，但解決由流化床乙烯法替代高能耗，高污染的電石乙炔法尤為重要。選擇合適的催化劑，提高空時收率，將發(fā)展策略轉(zhuǎn)向流化床工藝技術(shù)。對于流化床反應器的應用，從而使很多設備變得不再不可或缺，比如說氣體預熱交換器等，這樣和固定床工藝所需要的設備相比較，流化床技術(shù)可以使工藝過程變得簡單，經(jīng)濟，也可以使設備的投資減少大概30%左右，綜合上述的介紹與實踐，用乙烯氣相法制備醋酸乙烯的Leap技術(shù)目前走在了工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的最前端，將是醋酸乙烯合成的趨勢與進步的關(guān)鍵。Leap 技術(shù)作為一種新興的乙烯氣相法工藝 ,無論是工藝原理還是操作過程 ,都與傳統(tǒng)的乙烯氣相法的醋酸乙烯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)(Bayer 技術(shù)與 USI技術(shù))非常相似[16]。（2）天然氣乙炔法四川川維公司使用的是天然氣乙炔法，顧名思義，原料就是平常常見的天然氣，這種技術(shù)多用固定床反應器，也是應用比較廣泛的技術(shù)。 相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展狀況在工業(yè)化的過程中，一共出現(xiàn)過三種合成醋酸乙烯的方法，分別是石油乙烯法、天然氣乙炔法和電石乙炔法，三種方法各有利弊，下面我將三種方法介紹如下：（1）石油乙烯法用石油裂解聯(lián)產(chǎn)得到的乙烯，通過多管型固定床反應器，合成醋酸乙烯。通過一根總線，把總站和分站連接在一起，數(shù)據(jù)的一致性得到了保證，由此，也進一步提高系統(tǒng)的可靠性、實時性和準確性。真正實現(xiàn)了自動控制，加快了工業(yè)產(chǎn)業(yè)化步伐。這門技術(shù)常應用于模擬量回路控制較多的行業(yè)。因此，我們有必要引進國外的先進技術(shù)，發(fā)展我國的流化床技術(shù)。我國在引進技術(shù)、 消化吸收的基礎上 ,在工藝和催化劑研究方面也取得了顯著的成果[16]。醋酸乙烯主要用來生產(chǎn)聚乙烯醇、 醋酸乙烯共聚物等；聚乙烯醇的主要用途是生產(chǎn)維綸、 紡織漿料、粘合劑、涂料、 紙張增強劑及涂層、 產(chǎn)業(yè)聚合助劑等[12]。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 34 頁 共 34 頁1 引言 課題意義醋酸乙烯是一種無色透明、有強烈氣味的液體，是世界上產(chǎn)量最大的50種化工原料之一[10]。醋酸乙烯單體(VAM)是醋酸及其衍生物中最主要的初級衍生物加工產(chǎn)品，也是有機合成(聚合物工藝學)中的主導型原料之一，有較高的生產(chǎn)制備及衍生加工的技術(shù)經(jīng)濟價值：作為醋酸的再加工物，醋酸乙烯的生產(chǎn)狀況對醋酸行業(yè)的整體發(fā)展具有日益顯著的影響作用[14]。在我國典型的VAc電石法生產(chǎn)工藝占絕對的統(tǒng)治地位。但從全球的發(fā)展看，在催化劑的水平和時空收率的應用上，和最先進的流化床技術(shù)的差距還是顯而易見的。DISTRIBL TED CONTR0L SYSTEM，就是我們常說的集散控制系統(tǒng)。把所設計到的危險分別管理控制，這樣就縮小了發(fā)生危險的可能性，這種自動化的高技術(shù)產(chǎn)品將顯示與管理集合于一體。分級分布式控制，是集散控制系統(tǒng)實現(xiàn)了在物理上真正的分散控制。（1）DCS完善了管理體系的科學性與實踐性，是資源得到了優(yōu)化配置（2）DCS還使得企業(yè)更具有競爭力，使開發(fā)的產(chǎn)品的品質(zhì)和數(shù)量大幅增加，同時也提高了生產(chǎn)的效率，有利于技術(shù)的進步（3）DCS系統(tǒng)使得對于設備的維修與更換更加簡單，快捷和經(jīng)濟（4）采用DCS可以實現(xiàn)統(tǒng)一控制和管理，節(jié)省了大量的人力、物力資源（5）化工產(chǎn)業(yè)通過對DCS的應用，是管理更加規(guī)范，同時也在一定程度上降低了運營成本。這種方法在國內(nèi)采用的比較多。（3）電石乙炔法在國內(nèi)，還有一種比較常見的方法，就是電石乙炔法，它是用水與電石發(fā)生反應產(chǎn)生乙炔，一般采用沸騰床反應器合成醋酸乙烯，國內(nèi)大概有10家公司采用此種方法進行生產(chǎn)。但是 ,BP 公司開發(fā)的 Leap 技術(shù) ,采用流化床反應器,改善了反應過程的傳熱 ,從而提高了醋酸乙烯的產(chǎn)率 ,單臺反應器生產(chǎn)能力與傳統(tǒng)的乙烯氣相法相比提高了一倍，催化劑壽命也延長一倍以上[16]。 本課題要求本課題擬從理論上，利用最新的流化床技術(shù)，設計出合成醋酸乙烯的工藝流程，縮小與國外的差距，加快工藝規(guī)模放大和工業(yè)化進程。運用DCS集散控制系統(tǒng)，通過對反應器中文的控制以及反應物料的調(diào)節(jié)，提高醋酸乙烯的合成技術(shù)。從以上幾點完成本次工程設計，以提高國內(nèi)的醋酸乙烯產(chǎn)量以及對環(huán)境保護問題予以解決。因此要求我們認真收集資料，進行調(diào)查研究，技術(shù)經(jīng)濟分析和方案比較，選出先進可靠、合理的自控方案。選擇合適的檢測儀表及DCS卡件，即各個管道控制部位的溫度、壓力、流量等。2 工藝流程簡介及控制要求 合成工段的基本任務本工段通過羅茨鼓風機將乙炔氣鼓入氣體混合槽，同時將來自于醋酸加料槽的醋酸經(jīng)由醋酸加料泵送入倒醋酸蒸發(fā)器，在醋酸蒸發(fā)器中通過水蒸氣加熱將醋酸汽化，送入氣體混合槽。 影響合成反應的因素及控制要求在主反應聚合反應中影響反應的因素很多，主要包括以下五個因素：（1）活性炭的影響活性炭本身即是觸媒的載體，另一方面活性炭上的羰基起著活性中心的作用，所以活性炭在這里起著雙重作用。而首先就要使乙炔在活性炭表面上產(chǎn)生化學吸附，這個吸附溫度最低也要160 ℃左右，所以要使反應能夠進行起碼也要將溫度控制在160 ℃以上。所以選用反應溫度要綜合各項指標，考慮到產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、觸媒的消耗等方面因素，并根據(jù)當時的主要矛盾來確定。（3）壓力的影響由于乙炔與醋酸合成醋酸乙烯的反應是一個體積減少的反應所以理論上講增加壓力對合成是有利的。另外乙炔在壓力高時不太穩(wěn)定，再者由于大部分氣體循環(huán)使用，乙炔的轉(zhuǎn)化率只有10 %左右，對整個系統(tǒng)來講，體積的減少是有限的。在反應器底部為克服觸媒的壓力， kg/cm左右。另外操作水平也對合成反應有影響。本工序的任務是將原料乙炔與原料醋酸蒸氣混合，在適當?shù)臈l件下進行反應得到醋酸乙烯并把未反應的乙炔分離、回收進行循環(huán)使用。工藝流程主要包括： (1)乙炔與醋酸蒸氣的混合。(3)反應器的控制.3 系統(tǒng)控制方案的設計合成工段主要是對醋酸蒸發(fā)器、合成反應器以及鼓風機的控制系統(tǒng)方案的設計。② 在直接標準參數(shù)的選擇上，作為首選的應該是質(zhì)量標準參數(shù)。④ 除了需要考慮被控變量的參數(shù)外，我們還需要綜合考慮工藝的可實施性以及國內(nèi)外的生產(chǎn)水平及狀況。② 當擾動通道的放大倍數(shù)是一定時，我們選擇的變量最好應該是通道放大倍數(shù)中比較大的參數(shù)。④ 選擇較小的通道純滯后時間?？刂崎y的選擇：① 開閉形式的選擇。③ 流量特性的選擇。控制閥開閉形式的選擇原則：合成工段選用的為氣動薄膜調(diào)節(jié)閥，控制閥接收電氣轉(zhuǎn)換器傳來的信號，壓力與控制閥的開度成正相關(guān)，兩者同時增大或減小，這種情況稱為氣開閥。當具體給定系統(tǒng)情況時，選擇哪種形式的控制閥，沒有固定的模式，要根據(jù)具體的工藝流程及要求來考慮。② 在安全的基礎上，要盡量提高質(zhì)量水平。④ 從實際出發(fā)，具體情況具體分析。為保證合成氣的質(zhì)量，工藝要求對反應器反應溫度進行控制。（2）合成反應的簡單工藝過程為乙炔氣和醋酸氣在混合器中混合后，分別經(jīng)冷路和有預熱器加熱的熱路合成一定溫度的混和氣體熱氣體后，進入醋酸乙烯合成反應器（沸騰床），在一定溫度條件下，在以活性炭為載體的醋酸鋅的作用下，進行合成化學反應。在串級控制系統(tǒng)方案中，由于熱交換器這個具有非線性特性的環(huán)節(jié)包含在副回路中，負荷的變化所引起的對象影響就被副回路所克服，因此對主回路的影響就很小了。它與單回路控制最大的不同點是其對控制的精密程度有了很大的提高，它所謂的“串級”是在結(jié)構(gòu)上副回路的數(shù)量有所增加，當存在干擾時，它具有保持穩(wěn)定的性能。② 改善了控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，提高了工作效率。（3）反應溫度的控制是通過反應器入口的混合氣的溫度來控制的，即反應溫度有所上升時，則通過降低入口氣體溫度的方法來控制，可以通過調(diào)節(jié)第一預熱加熱器的蒸汽量來調(diào)節(jié)，但由于傳熱滯后比較大，調(diào)節(jié)不靈敏，故增設了一套正逆閥裝置來調(diào)節(jié)反應器入口溫度，混合氣體從氣體混合槽出來后分成兩路，一路不加熱，稱為冷路，另一路經(jīng)加熱器，稱為熱路，在冷