光气合成过程中双闭环比值控制系统的应用分析.pdf

第7期
郭建文.光气合成过程中双闭环比值控制系统的应用分析
光气合成过程中双闭环比值控制
系统的应用分析
郭建
(银光化学工业集团有限公同仪表计量检测中心,村肃白银730900
摘要光气合成过程中急气和一氧化碳加料工艺要求准确控制加料量的同时保加料的安全性,因
此对这两种物料的加料量控制米用双闭环比值控制系统安全联锁方案,并结合实际应用加以分析。
关键词双闭环比值控制系统光气合成过程安全联锁
中图分类号TH862文献标识码B
文章编号10003932(2015)07-08250
随着聚氮恉工业的迅速发展,作为聚氮工剂H杂质含量低于规定浓度时,该混合物在常温
业.重要原料的甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲下是稳定的。
烷二异氰酸酯(MDI)的产量逐年増加。H于聚氨
满足工艺要求的氯气和一氧化碳通过双闭环
酯产品县有高强度、耐腐蚀、抗压及灵活轻使等特比值控制分别进入混合器,气体混合物自上何
性,可替代木材和钢材,因此被广泛应于电子电进入光气反应器,在活性炭催化剂和一定压力下
器、建筑、密封剂、绝热炇制冷等领域
作用生成光气,生成的光气进人ド一流程。
目前TDI及MDI等大吨位异氰酸酵产品的2比值控制系统
生产广泛采用的是白接光气化生产に艺,其中光
在化工、炼汕和其他工业生产过程巾,经常需
气(COCl2)是TDI和MDI光气化生产过程中的
要两种或两种以上的物料按?定比例泥合或进行
种重要原料。但光气合成过程是个強烈的放热化学反成,一旦比例失调,轻则造成产品质量不合
反成光气具有剧件,因此在Tリ和N的光格,则会造成生产事故或发生危险2。比伯控
气化生产过程中为保证反应安全进行,温度控制、
制的目的就是为了实现几种物料按一定比例关系
对反应工艺参数的控制和反应过程中反应物川入
量的准确控制显得非常重要,对过程测量仪表混合,使生产安企、正常ど今3。
在比值控制系统中,·种物料的流量需要跟
的选型和控制方榮的确定应严格按设计规范进
行,为此笔者对光气合成过程中氯气和氧化碳随另一和物料流量而变化,前者称为从动量(副
加料量的典双闭环比值控制系统进行应用分
物料),后者称为主量(主物料),也就是说副物
析,以期对行业中类似生产过程工艺提供借鉴。
料流量要跟随主物料流量按一定比例关系进行变
光气合成过程工艺简介
化2。
光气又称碳酰氯,徴溶于水,较易溶于米及甲
比偵控制系统根据不同的工艺控制要求和使
米等。光常温下为尤色体,比空气重,有腐革
用场合分为开环比值控制系统、单闭环比值控制
味,化学性质不稳定,遇水迅速水解生成氯化氢和系统和双闭环比俏控制系统。代此笔者主要以双
氧化。光气是剧烈息性毒气,高浓度吸入闭环比值制系统为对象进行阐述。双闭环比值
可致肺水脚,毒性比氯气大10倍,但在体内尤蓄控制系统(图1)在主物料対象中引人个闭环凹
积作用
路,解决了单闭环比值控制系统中主物料流量不
工业上通常采用一氧化碳与氯气的混合物通受控制的间题。双闭环比值控制系统既能实现す
过活性炭反应制得光气,为了获得高质量的光气
副物料流量比值的忸定,又能实现进入系统的
同时减少设备腐蚀,经过彻底十燥的?氧化碳在
与氯气混合时,应保持适当过量。如粜没イ催化
收稿日期:2015-0516(修改稿)
化工白动化及仪表
第42卷
总负荷半稳,同时方便提降负荷。如果改变系统控制就是·个经典的双闭环比值控制。
的反应负荷,只要缓慢改变主物料流量的给定值3应用分析
就可以提降主物料流量,同时副物料流量也自动
在光合成物料加入过程中,山于氯和
跟踪提降,并保持焫者比值不変,系銃控制精度较氧化碳都是副性气体,为保证系统安全和生成
高,交全可。似该系统所用仪表数量较多,投资物质量,対氯气和一氧化碳的加入量有严格要求,
较高1。
氯气和·氧化碳必须按照定量准确地加入混合
Q-岡-对?→
器,同时在加入过程中氯气和·氧化碳必须保持
所设定的比例关系,并且对氯气和·氧化碳的加
量变
入设置安全联锁方案,当艺参数出现异常时,可
紧急联锁停止加料。
光气合成过程中氯气和·氧化碳加料控制
制控制器?控制阀
对象
艺流稈如图2所示。根据工艺流程图,满足工ど
量变送
要求的氯气和一氧化碳分别经过各自的加料管线
进入混合器按比例进行混合,混合后气体进
图1双闭环此值控制系框图
反应器,在活性炭催化剂作用下根据定工艺条
在光气合成过程中,氯和·氧化碳的加料件反应生成光气,反应生成物送人下一流程
混
,
反
图2氯气和一氧化碳加料控制工艺流程
在氯气加料过程中,T-101用来检测氯气温量,并通过比控制模块FC-102」FV-102调节
度,要求实现低温报警;PI-101用来检測氯气压阀组成·氧化碳加料流量制回路,同时实现低
力,要求实现氯气压力高低限报警;FC-101为氯流量报;PD-104用来检测·氧化碳加入过程中
气加料流量计,用来检测氯气流量,并与FV-101的压差,要求实现压差高低限报警;HSV-102为
调节阀纰成氯气加料流量调节回路,实现氯气低氧化碳加料切断控制。
流量报;PD-102用来测量氯气加料过程中的压
以上工艺参数的检测控制方案均通过DCS
差,要求实现压差的高低限报警;HSV-101为氯气系统来现。
加料切断控制阀。
为保证加料过程和化学反应过程的安全,设
習了由独立FSD安全联锁紧急停车系统实现的
在、?氧化碳加料过程中,T-102用来检测?安企联锁方案。当氯气压力达到高限联锁伯
氧化碳温度,要求实现高温报警;PI-103用来检測时、当氯(?氧化碳)流量达到低限联锁值时
氧化碳压力,要求实现高低限压力报警;FC-103当氯气(一氧化碳)加料过程压差达到低限联锁
为一氧化碳加料流量计,用来测量一氧化碳的流值时或比值控制模块运算结粜达到低限联锁值