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為解決客戶在甲胺合成項目面臨的諸多痛點,杭州儀控通過定制化解決方案,有效提高了項目安全性與穩(wěn)定性,降低了原材料與能源損耗。
項目要求
為了積極應(yīng)對國家提出的全面發(fā)展理念和碳中和工作意見,推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,煤化工企業(yè)必須依靠國內(nèi)創(chuàng)新技術(shù),通過提高自身創(chuàng)新能力,轉(zhuǎn)變增長方式,發(fā)展甲胺等煤化工的后續(xù)產(chǎn)品,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,建設(shè)資源型節(jié)約、環(huán)境友好型企業(yè),這是煤化工企業(yè)目前可以努力的方向。
本項目的實施旨在解決甲胺合成過程中易爆炸、強腐蝕等問題,提高穩(wěn)定性和安全性,并控制成本。
項目難點
本項目是利用甲醇和氨氣在催化劑的作用下發(fā)生胺基化反應(yīng),生成甲胺的過程,胺基化反應(yīng)是國家重點監(jiān)管危險化工工藝,氨氣在空氣比例失控的情況下,極易引發(fā)爆炸,而且氨呈堿性,具有強腐蝕作用。
該反應(yīng)中,還需要精準控制原料的配比,提高原料的利用率,避免原料浪費和緩解環(huán)保壓力,還需要精確控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度和壓力,提高反應(yīng)效率,降低能源消耗。
儀控方案
針對甲胺生產(chǎn)的特性,杭州儀控采用了以下的控制策略:
1)對于原料的配比控制,杭州儀控采用自有的雙控制器策略,引入“數(shù)字+模擬”的控制理念,在有擾動加入系統(tǒng)的時候,儀控自行研發(fā)的DDC數(shù)字控制器,會根據(jù)擾動量,直接計算原料計量泵的頻率,直接作用到甲醇和氨氣的計量泵變頻器上,讓系統(tǒng)快速響應(yīng),并穩(wěn)定到所需的參數(shù)上,而模擬量控制器,采用儀控K300 DCS系統(tǒng)自帶的優(yōu)化后的PID調(diào)節(jié)控制器,會根據(jù)原料的流量,調(diào)節(jié)相應(yīng)調(diào)節(jié)閥的開度,讓配比控制系統(tǒng)更加優(yōu)化,大大地提高了原料的利用率。
2)對于反應(yīng)器溫度控制,我司在傳統(tǒng)的冷卻水和蒸汽流量單回路控制的基礎(chǔ)上,加上了自己研發(fā)的焓差值計算器,對冷卻水和蒸汽的流量進行了修正,使溫度和壓力控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定,避免了系統(tǒng)的波動,讓反應(yīng)在理想工況下進行,從而達到了節(jié)能降耗的效果,
3)對于系統(tǒng)安全方面,杭州儀控采用多系統(tǒng)聯(lián)鎖保護方案,利用我司自行研發(fā)的控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)功能,把反應(yīng)器內(nèi)溫度、壓力、原料流量與反應(yīng)器夾套冷卻水閥形成聯(lián)鎖,在參數(shù)發(fā)生異常后,緊急停車,并與系統(tǒng)內(nèi)的安全閥、單向閥和緊急切斷閥聯(lián)鎖,在最短的時間內(nèi)切斷危險來源,并啟動應(yīng)急系統(tǒng),如:噴淋,或?qū)⒂泻怏w引入破壞系統(tǒng)和處理系統(tǒng),并在操作畫面做出響應(yīng),給操作人員以提示,該動作在毫秒級別,可以在最短時間內(nèi)切斷危險來源,保證安全。
杭州儀控K300 DCS系統(tǒng)在改良、節(jié)能型甲醇連續(xù)氣相氨化法工藝制造甲胺的成功應(yīng)用,滿足了客戶連續(xù)生產(chǎn),精準控制,安全環(huán)保,智能高效的要求,也彰顯了儀控產(chǎn)品緊跟時代,不斷創(chuàng)新的理念。
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