[发明专利]基于PCS7的聚合反应器控制装置及其控制方法

说明书

本发明涉及控制领域、流量测量技术领域，尤其涉及一种基于PCS7的聚合反应器控制装置，包括PCS7控制器、数字显示模块、声光报警模块、模数转换器、信号放大器以及若干个传感器和调节阀；所述传感器包括液位传感器和温度传感器，通过所信号放大器和模数转换器与所述PCS7控制器连接；所述PCS7控制器用于控制各个调节阀开启和关闭；所述数字显示模块与所述PCS7控制器连接，用于显示各个调节阀以及反应器运行情况；所述声光报警模块对反应器内的压力和液位检测报警，并控制相应的阀门、蜂鸣器和指示灯。本装置功能设计强大而且人性化，考虑到用户对反应器控制的各种需求，削峰填谷，用户节约成本，而且绿色环保。

技术领域

本发明涉及控制领域、流量测量技术领域，尤其涉及一种基于PCS7的聚合反应器控制装置及其控制方法。

背景技术

现代聚合反应工程涵盖广、发展快。特别是近年来由于多种学科的协同、交叉与渗透，聚合反应工程的界定己从高分子科学、化学工艺和过程工程原理的结合，演变为和控制工程原理、信息技术的结合。聚合反应是高分子放热反应生产过程，反应器内温度高、压力大，被控变量具有时滞、大惯性和时变等特点。因此建设符合我国企业需要的聚合反应过程控制系统对降低企业成本、提高产量、改善环境、建立可持续发展社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。

如图1所示，被控对象为过程工业常见的连续反应器、混合罐和闪蒸罐。该连续反应系统以反应物A和反应物B的在混合罐中混合形成的混合物，混合物、催化剂C，在反应器中进行反应，反应的产物为D、杂质E以及剩下的反应物料A，通过闪蒸罐分离出原料A、杂质E和产品D的混合物。反应由原料A、B在反应器里进行化学反应，并放出一定的热量用于体系升温及诱发反应，由冷却水进行冷却。其反应工艺流程如图1所示，该放热反应过程在催化剂C的作用下，原料A与原料B反应生成主产物D和副产物E，反应方程式如下：

主反应：2A+B→D

副反应：A+B→E

其中，主生成物D是所需产品，副生成物E是杂质，主、副反应均为强放热反应。为了获得较高的反应转化率，采用原料A过量的工艺。

工艺过程如下：

原料A与原料B分别由原料A进料泵、原料B进料泵输送进入混合罐V101(立式圆罐)内混合，混合物料经预热器E101升温后，进入放热反应器R101进行反应，反应所需的催化剂C，由催化剂C输送泵P103从反应器顶部加入。在反应过程中，反应放热强烈，因此反应器R101采用夹套式水冷却。反应转化率与反应温度、停留时间、反应物料浓度及混合配比有关，反应体系气相压力对温度敏感，在冷却失效产生的高温条件下，过高的气相压力使反应器有爆炸的风险。在反应器顶部设一路抑制剂，当反应压力过高危及安全时，通入抑制剂F，使催化剂C迅速中毒失活，从而中止反应。冷却水吸收反应器的放热量形成热水，热水通往E101预热器对进料进行预热，以回收一部分热量，多余的热水通往公用工程。

反应器R101底部出口生成物含有产品D、杂质E，催化剂C、以及未反应的原料A和少量原料B，为了回收原料A，在反应器下游设置闪蒸罐V102，将混合生成物(D+E+C+A+B)中过量的原料A分离提纯，以备循环使用。闪蒸罐V102底部的混合生成物(D+E+C+A+B)经输送泵加压，送到下游分离工序，进行提纯精制，以分离出产品D。

采用传统的控制方案，产品D的产量和质量不存在不足，同时原料的利用率不高，能源消耗较大，系统运行不够稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于PCS7的聚合反应器控制装置及其控制方法。