苯酚生产过程的控制系统

(包头明天科技，内蒙古 包头 014010)
摘 要：文章阐述了浙大中控的JX-300X系统在苯酚生产过程中的应用，详细介绍了该系统的总体结构及控制方案、系统硬件配置、软件设计、系统功能等。
关键词：过程控制；苯酚；集散型控制系统
中图分类号：TQ243.1⁺²  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)07—0095—02

苯酚的工业制备方法有多种，包头明天科技采用磺化碱熔法制备，用纯苯、浓硫酸、亚硫酸钠和氢氧化钠通过磺化、中和、碱熔、酸化、精馏几道工序的复杂的化学反应制得，工艺流程图如图1所示。其反应过程如图2所示。

纯苯与浓硫酸在磺化反应釜中进行气相磺化反应，生成苯磺酸。苯磺酸在中和釜中与一定浓度的亚硫酸钠进行中和反应，生成苯磺酸钠送入碱熔工段，苯磺酸钠水溶液匀速放入高温熔融氢氧化钠中进行碱熔反应。其生成物在高温下放进注热水的水淬釜水淬后以压力压至静止分离器，结晶不溶于水的亚硫酸钠过滤掉，通过滤网的粗酚钠水溶液去酸化，酸化后的粗酚水溶液经过精馏，精馏出纯度为99%的苯酚。

1 系统的结构及控制方案
1.1 系统控制方案

整个生产过程中，磺化工段，碱熔工段及精馏工段直接影响产品的质量和产量，因此对这三个工段的工况进行DCS监示及控制；而对另一些如中和、酸化、消化过滤等工段均可采用现场指示、记录及调节与DCS控制相结合的方式。

在对磺化、碱熔反应的温度进行控制时，直接控制较难达到要求，并且滞后严重，因此可用改变反应物流量的方法来调节反应釜内温度，这可在反应釜上安装温度变送器来显示反应温度加以控制。这种方案，现克服了温度不易控制的困难，又通过对物料流量的定值调节保证了作料的质量和反应釜中的物料平衡。

精馏工段的干扰因素较多，如进料成分的变化、流量的波动以及温度计热焓的变化、冷凝器冷却的温度变化等。在这个工艺流程中，产品由塔顶馏出，塔顶馏出液的质量应作为控制的主要目标，因此，采用以精馏段温度作为衡量质量指标的间接参数，而以改变回流量作为调节手段的方案，都以精馏塔顶温度为被调整参数而以回流量为调解参数，如图3所示。

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在方案中，另外有几个辅助调节系统，对进料量、塔底采出量和塔顶馏出液进行流量和液位控制以维持塔内的物料平衡；通过改变冷凝器的冷剂量调节塔顶压力控制塔内压力稳定，以维持塔的平稳操作。
该产品的生产系连续进行的，对生产中某些工艺参数的控制要求极高，例如磺化反应釜，碱熔反应釜，精馏塔塔顶及塔底的温度压力等，同时还有众多釜、槽中的液位进出设备的流量，以及安全防爆等参数，都应实施监视控制或报警。整了系统控制及控制报警回路大，模拟量输入输出为此采用了浙大中控的SUPCONJX-300X系统对生产过程进行监视控制。
1.2 系统构成

浙大中控公司的SUPCONJX-300X集散控制系统(DCS)，该系统综合了许多独制的结构，选择方案十分灵活，系统通过主控制卡与输出输入卡件的结合，满足监控的要求，同时保持简单易学的特点。由这些模块卡件来实现实时数据采集，实时决策与实时控制。其硬件在系统处于离线或在线状态，都能进行冷插入或热插入，减少过程停机时间。系统通过双高速冗余以太网SCnet及控制站内部网SBUS共享过程和控制数据资源系统还可通过信息管理网Ethernet,采用符合TCP/IP协议的以太网与管理PC或工作站机连接，SUPCONJX-300X系统的SCKey组态软件是一个全面支持该系统各类控制方案的组态平台。该软件运用面对(OOP)技术和对象连接与嵌入(OLEI)技术，基于中文windows系列操作系统开发的32位应用软件，大量采用windows的标准控件。同时SCKey组态软件还提供强大的在线帮助功能，非常适用于实施过程控制。
1.3 系统硬件配置

本系统选用2台PI300以上工业PC机作操作站，其中一台监控磺化工段和碱控工段，另一台监控精馏工段。操作站具备编程、组态，系统总成以及各种操作及显示功能，控制站选用由主控

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