管道流量計在有機溶劑測量中的（de）應（yīng）用

摘要：詳細（xì）介紹了通過反應液料溫和升（shēng）溫（wēn）速率等（děng）工藝參數聯鎖控製（zhì）管道流量計夾套蒸汽（qì）調節閥（fá）的開啟度，對（duì）有機溶液進行有效蒸發、冷凝分離，實現了脫溶單元操作的自動運行。
精細化工企業在生產過程中需要使用各種大量的有機溶劑作為反（fǎn）應（yīng）介質（zhì）、萃取溶劑，需要經（jīng）常采用脫溶單（dān）元操作回收溶劑用於重複使用（yòng）。為避免人工（gōng）控製方式的不穩定性，采用了自動化控製脫溶（róng）單元操作全（quán）過程，起到了提高生產效率和產品（pǐn）質量，降低生產成本，改善勞動條（tiáo）件，保障生產安全的效果（guǒ）。根據有機溶劑不同的沸點和表麵逸出能，設置（zhì）不同的工藝控製參數調（diào）節溶劑的蒸發和冷凝過程，通（tōng）常使用的設備是間歇式（shì）夾（jiá）套管道流（liú）量計，通過調節（jiē）進入夾套（tào）的蒸汽量控製管道流量計內料液的溫度和溶劑的蒸發量來實現脫溶單元操作，但是由於大型管道（dào）流量計夾套換熱麵積與容積比值小，加熱溫度滯後性較大，使用人工調節控製脫溶的效果差，在實際生產過程中公用（yòng）蒸汽的（de）溫度和壓力晝夜（yè）變化（huà）大，人工控製不當會出現暴沸衝料現象（xiàng），造成安全、環保事故。通過（guò）對現場控（kòng）製的長期跟蹤和摸索，我們利用 DCS 控製係統采用固定時間間（jiān）隔（gé），控製升溫速率，實（shí）現了大（dà）型夾（jiá）套式管道流量計回收有（yǒu）機溶劑的全自動控製脫（tuō）溶單元操作。
1 操作步驟（zhòu）
以脫溶回收二氯乙（yǐ）烷溶劑為例，將二氯乙烷升溫和脫溶過程分為三步（bù），現（xiàn）場實際控製 PID 圖見圖 1，由於加熱滯後性比較大，夾套蒸汽閥的調節采用固定時間間隔調節，控溫（wēn）間隔為 300 s，即蒸汽調節閥的設（shè）定為每300 s 增加一個升溫梯度，不（bú）同階段升溫梯度不一樣，實際操作中又對蒸汽調節閥的*大開度進行（háng）限位，保（bǎo）證蒸汽閥開度不會太大，可以有效防止衝料的風險。
（1）從室溫 25℃升溫到 50℃，用時 60 min，以 300 s為一個梯度區（qū）間，該步驟（zhòu）由於溫度較低，可以適當提高升溫（wēn）速率，升溫梯度（dù） =（50- 25）/ 12=2.08℃/ 300 s，蒸汽（qì）閥（fá）*大開度為（wéi） 40%。

（2）從 50℃升溫到 80℃，用時 240 min，以 300 s 為一個梯度區間，當處於該步（bù）驟（zhòu）時，二氯（lǜ）乙烷大量蒸發，所以升溫（wēn）梯度一（yī）定要平緩，實際升溫梯度（dù） =（80- 50）/48 = 0.625℃/ 300 s，蒸汽閥*大開度限定在 25%，在實際生產中為了縮（suō）短脫溶時間，對蒸汽閥*小開度限製到5%，也（yě）就是蒸汽（qì）調節（jiē）閥閥門開度在 5%~25%之間，在這一步還有一個特殊的限製條件（jiàn），當升溫速率大於 1.35℃/400 s 且蒸汽閥的閥（fá）門開度大於 16%，這時將夾套蒸汽閥（fá）關閉。通（tōng）過這些控製方法既可以保（bǎo）證（zhèng）脫溶（róng）平穩，又能防止衝（chōng）料事故的發生。
（3）從 80℃升溫到 105℃，用（yòng）時 120 min。升溫梯度=（105- 80）/24 = 1.04℃/300 s，蒸汽閥*大（dà）開度為 40%。根（gēn）據多次生產經驗總結，進（jìn）入該階段前 60 min，設定一個*低閥限（xiàn） 10%，可以避免釜溫波動過大；在該階（jiē）段後期（qī），如果蒸汽閥長（zhǎng）時間保（bǎo）持較大的開度，就會造成（chéng）反應（yīng）結束時釜（fǔ）溫衝（chōng）到 110℃以上，影（yǐng）響二（èr）氯乙烷回收品質，所以在這一步有兩個特殊限製條件：①當釜溫 ＞100℃,蒸汽閥門開度 ＞15%且（qiě）持續保持 20 min 以上，升（shēng）溫速（sù）率＞1.05℃/400 s 時，自動關閉蒸汽閥；②當該步進行時間（jiān）大於 95 min 且蒸汽閥（fá）門開度 ＞16%持續保持 400 s 時，關閉蒸汽閥。
全過程升溫曲線見圖 2，從圖 2 可（kě）以看出,通過上述工藝參數的（de）設定，從升溫開始到升溫結束，管道流量計溫基本上（shàng）是按照溫升梯度進（jìn）行升溫，當出現溫升速率太快時，蒸汽閥自動關閉，無需人工參（cān）與，可以自動控製管道流量計料液溫度的平緩上升，實現脫（tuō）溶單元操作自控運行。


2 結果與討（tǎo）論（lùn）
（1）反應溫度是化工生產中重要的控製（zhì）參數，其穩定性影響過程的熱平衡，通過將蒸汽調節閥開度設定為遞增量，並控製反應料液的升溫梯度和升溫速（sù）率，使溫度的變化量在可（kě）控範圍內。

（2）升溫梯度的控溫間隔是 300 s，升溫速率的控溫間隔是 400 s，這兩個（gè）時間間（jiān）隔都是在實踐中摸索出來的。升溫梯度的控溫間隔太短或太長都會導致蒸汽（qì）調節閥開度忽大忽小，從而使釜溫變化（huà）大；升溫速率的控溫間隔是（shì）根據蒸汽調節閥打開（kāi）一定時間後，溫度（dù）開始出現明顯（xiǎn）變化來確定的。
（3）目前的管（guǎn）道流量計隻有一個釜溫和一台夾套蒸（zhēng）汽調節閥配合調節，可增加管道流（liú）量計壓力和液位工藝控製（zhì）參數，從多維度共（gòng）同對（duì）加熱蒸汽閥進行控製，使溫度（dù）控製更加精準，同時徹底杜絕衝料事故的發生。可以設置多個升溫速率（lǜ），不同的升溫速率（lǜ）對應蒸汽閥門的不（bú）同開（kāi）度，使實際升溫曲（qǔ）線更符合設定值。
3 結（jié）論
化工生產過程易（yì）燃、易爆、危險化學品較多，容易發生超溫、超壓等現象，導致危化品衝冒（mào）或發生燃燒爆炸等設備和人身安全事故。為了避免發生事故，對高危生產（chǎn）工藝進行自動化控製，自動化係統能夠在生產過程中自動控製（zhì）反應（yīng）的進程，並實時監控反應壓力、溫度、攪拌電流、循環係統、物料（liào）泄漏（lòu）等狀況，當出現異（yì）常時係統自動報警（jǐng），並聯鎖相關的設備（bèi），實現緊急停車，保證裝置安全，避免事故發生。采用 DCS 係統自（zì）動控製脫溶單元操（cāo）作（zuò），通過多段式（shì）控（kòng）製升溫梯度和升溫（wēn）速率可（kě）以*大限度地減少升溫滯後（hòu）時間，減少加（jiā）熱慣性的（de）作用，使生產工藝平穩運行（háng），有效提高產品質量、收率，降低（dī）能耗，化學反應器的容量向大型化發展，反應（yīng）放（fàng）熱（rè）量大，控製其反應溫度的平穩已成為過程控製中的一個重點。通過在實際生產操作數據的基礎上運（yùn）用可（kě）編程控製器來自動調節蒸汽閥門的（de）開度，使控溫過程平穩，有效避免了階段溫度波動及偏差較大，優化（huà）了整個反應過程的升溫曲線，利用分（fèn）布式集中控製係統（DCS係統）遠程自動化控製化工操（cāo）作（zuò），避免（miǎn）了脫（tuō）溶衝料（liào）造成的危險（xiǎn）和（hé）環境（jìng）汙（wū）染，並使（shǐ）安全、環境、職（zhí）業衛生有進一步的提升。

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