工艺流程设计PPT课件

第四章工艺流程设计,.,2,1.概述2.工艺流程设计的分类3.工艺流程设计4.计算机辅助流程设计,.,3,4.1概述,工艺流程设计与依此而确定的车间布置是决定整个车间(装置)基本面貌的关键性步骤,对设备设计和管道设计等单项设计也起着决定性的作用。,工艺流程设计的任务包括两部分。,(1)确定以下各项内容:,1)确定采用多少生产过程(或工序)来构成由原料制得产品的全过程,以及每个生产过程(或工序)之间如何连接;,2)确定每个生产过程(或工序)的具体任务,即物料通过该生产过程发生什么物理变化、化学变化和能量变化;,.,4,3)确定由什么设备来完成每一个生产过程及各设备的操作条件;,4)确定控制方案、选用合适的控制仪表;,5)确定“三废”治理和综合利用方案;,6)确定安全生产措施,例如设置安全阀、阻火器、事故储槽,危险状态下发出信号或自动开启空阀、或自动停车连锁等。,(2)在工艺流程设计的不同阶段,绘制不同的工艺流程图。,.,5,4.2工艺流程设计的分类,工艺流程设计的各个阶段的设计成果都是用各种工艺流程图和表格的形式表现出来的,按照设计阶段的不同：,方框流程图、工艺流程草(简)图、工艺物料流程图、带控制点工艺流程图和管道及仪表流程图等种类。,管道及仪表流程图与初设阶段的带控制点的工艺流程图的主要区别在于:它不仅更为详细地描述了该装置的全部生产过程,而且着重表达全部设备的全部管道连接关系、测量、控制及调节的全部手段。,.,6,4.3工艺流程设计,1.工艺流程设计的原则,一、工艺流程设计的原则与方法,尽可能采用先进设备、先进生产方法及成熟的科学技术成果,以保证产品质量;“就地取材”,充分利用当地原料,以便获得最佳的经济效益;采用高效率的设备,降低原材料消耗及水、电、蒸汽消耗,以使产品的成本降低;经济效益高;充分预计生产的故障,以便即时处理,保证生产的稳定性。,.,7,2.工艺流程设计应考虑的问题,(1)技术的成熟程度:是流程设计首先应考虑的问题；,设计工艺流程是一项复杂的技术工作,需要从技术、经济、社会、安全和环保等多方面进行综合考虑。其中应特别注意如下问题:,(2)及时采用新技术和新工艺,但要注意技术的可靠性；,(3)流程的可操作性、可控制性：1)尽量采用能使物料和能量有高利用率的连续过程；2)反应物在设备中的停留时间既要尽可能得短,又要使之反应完全；3)维持各个反应在最适宜的工艺条件下进行,多相反应尽可能增大反应物间的接触面；4)设备或器械的设计要考虑到流动形态对过程的影响,也要考虑到某些因素可能的变化；5)尽可能使器械构造、反应系统的操作和控制,简单、灵敏和有效；6)为易于控制和保证产品质量一致,在技术水平和设备材料等允许的条件下,大型单系列或少系列优于小型多系列,且便于实现微机控制。,.,8,2.工艺流程设计应考虑的问题,(4)投资和操作费用:1)多采用已定型生产的标准型设备,以及结构简单和造价低廉的设备。2)尽可能选用条件温和、低能耗、原料价廉的技术路线。3)选用小而有效的设备和建筑,以降低投资费用,并便于管理和运输,同时,也要考虑到操作、安全和扩建的需要。4)工厂应接近原料基地和销售地域,或有相应规模的交通运输系统。5)现代过程工业装置的趋向是大型、高效、节能、自动化、微机控制;而一些精细产品则向小批量、多品种、高质量方向发展。6)用各种方法减少不必要的辅助设备或辅助操作,例如利用地形或重力进料以减少输送机械。7)选用适宜的耐久抗蚀材料。8)工序和厂房的衔接安排要合理。,(5)安全:,(6)环境和生态:,.,9,3.工艺流程设计方法,不论哪种情况,一般都是将一个工艺过程分为四个重要部分:原料预处理过程、反应过程、产物的后处理(分离净化)和“三废”的处理过程。一般的工作方法是:,(1)以反应过程为中心:根据反应过程的特点、产品要求、物料特性、基本工艺条件来决定采用反应器类型及决定采用连续操作,还是间歇操作。,(2)考虑原料预处理过程:在主反应装置已经确定之后,根据反应特点,必然对原料提出要求,如纯度、温度、压力及加料方式等。,(3)产物的后处理过程:根据反应原料的特性和产品的质量要求,以及反应过程的特点,产物的后处理有多种形式。,(4)产品的后处理:经过前述分离、净化后达到合格的目的产品,有些是下一工序的原料,可加工为其他产品。,(5)未反应原料的循环或利用,以及副产物的处理:由于反应并不完全,剩余组分在产物处理中被分离出来,一般应循环回到反应设备中继续参与反应。,.,10,3.工艺流程设计方法,(6)确定“三废”排出物的处理措施:在生产过程中,不得不排放的各种废气、废液和废渣,在现有的技术条件下,尽量综合利用,变废为宝,加以回收。而无法回收的应妥善处理。,(7)确定公用工程的配套措施:在生产工艺流程中必须使用的工艺用水、蒸汽、压缩空气、氮气等,以及冷冻、真空都是工艺中要考虑的配套设施。,(8)确定操作条件和控制方案:一个完善的工艺设计除了工艺流程等以外,还应把投产后的操作条件确定下来,这也是设计要求。,(9)制定切实可靠的安全生产措施:在工艺设计中要考虑到开停车、长期运转和检修过程中可能存在各种不安全因素,根据生产过程中物料性质和生产特点,在工艺流程和装置中,除设备材质和结构的安全措施外,在流程中应在适宜部位上放置事故槽、安全阀、放空管、安全水封、防爆板、阻水栓等,以保证安全生产。,.,11,3.工艺流程设计方法,(10)保温、防腐的设计:,1)保温的任务:根据管内或设备容器的温度确定是否需要保温,一般具有下列情况之一的场合均应保温:a)凡设备或管道表面区温度超过50,减少热损失;b)设备内或输送管道内的介质要求不结晶不凝结;c)制冷系统的设备和管道中介质输送要求保冷;d)介质的温度,低于周围空气露点温度,要求保冷;e)季节温度变化大,有些常温湿气或液体,冬季易冻结,有些介质在夏季易引起蒸发、汽化。,保温的任务就是选择合适的保温材料,确定一个经济合理的保温厚度,即最佳经济厚度,可参考有关设计手册确定,同时根据所选保温材料确定保温结构。,.,12,3.工艺流程设计方法,(10)保温、防腐的设计:,1)保温的任务:根据管内或设备容器的温度确定是否需要保温,一般具有下列情况之一的场合均应保温:a)凡设备或管道表面区温度超过50,减少热损失;b)设备内或输送管道内的介质要求不结晶不凝结;c)制冷系统的设备和管道中介质输送要求保冷;d)介质的温度,低于周围空气露点温度,要求保冷;e)季节温度变化大,有些常温湿气或液体,冬季易冻结,有些介质在夏季易引起蒸发、汽化。,保温的任务就是选择合适的保温材料,确定一个经济合理的保温厚度,即最佳经济厚度,可参考有关设计手册确定,同时根据所选保温材料确定保温结构。,.,13,3.工艺流程设计方法,(10)保温、防腐的设计:,2)防腐设备和管道的防腐处理:化工生产中的物料介质,大多数都具有或轻或重的腐蚀性,因此所选用的设备和管道常常选用能够抵抗介质侵蚀的耐腐蚀材料。除此之外,还要采用防腐措施,一般有衬里和涂层两类措施。,衬里:一般在金属容器内壁,衬以一定厚度的有机或无机材料衬里,以隔断介质与金属的接触。有机衬里如橡胶、塑料或其他有机高聚物,主要为热固性的树脂;无机衬里一般为玻璃、瓷砖、耐腐水泥、辉绿岩板等。,在设备和管道外表面,因为大气的腐蚀,尤其在周围环境可能含有酸性气体时更为严重,所以外表面都要进行防腐处理。,.,14,1.方框流程图,二、工艺流程图的绘制,工艺流程示意图也称方框流程图,通常是用来向决策机构、高级管理部门提供该工艺过程的快速说明,如可行性研究报告中所提供的就是流程示意图。,工艺过程的总体概念用方框流程图按不同的部分表示,每个方框根据不同的详略要求,可以是整个工艺流程的一个部分,也可以是一个操作单元。,.,15,1.方框流程图,二、工艺流程图的绘制,流程示意图一般用细实线矩形框表示,流程线只画出主要物流,用粗实线表示,流程方向用箭头画在流程线上,并加上其他必要的注释等。,流程示意图中的方框,除了标注操作名称外,有时还要注上部分号码,这些号码可以与以后的工艺流程图上的相关物流编号相互参照。,该图的功能是说明某一已确定的工艺过程所包含的每一个主要工艺步骤。,最简单也是最常用的格式是一系列的长方框,每一个方框加上标记或文字即代表了工艺过程中的一步或一段。,.,16,2.工艺流程草图(简图),二、工艺流程图的绘制,(1)工艺流程草图的内容:,1)设备示意图,按设备大致几何形状画出,画方块图也可以;2)流程管线及流向箭头,包括全部物料管线和部分辅助管线,如水、汽、气等;3)文字注释,如设备名称、物料名称、来自何处、去何处等。,为一种仅定性表示物料由原料转化为产品的变化过程和流向顺序,以及生产中所采用的化工单元过程及设备的流程图。,(2)工艺流程草图的绘制与标注:,工艺流程草图由左至右展开,设备轮廓线用细实线、物料管线用粗实线、辅助管线用中实线画出。在图的下方或其他显著位置,列出各设备的位号。设备位号由四个单元组成,分别为由设备分类代号、设备所在主项的编号、主项内同类设备顺序号、相同设备的(数量)尾号组成。,.,17,设备类别代号,一般取英文名称的第一个字母(大写)做代号。,主项编号采用两位数字,从01开始,最大为99。,设备顺序号按同类设备在工艺流程中流向的先后顺序编制,采用两位数字,从01开始,最大99。,(2)工艺流程草图的绘制与标注:,两台或两台以上相同设备并联时,它们的位号前三项完全相同,用不同的数量尾号予以区别。按数量和排列顺序依次以大写英文字母A,B,C,作为每台设备的尾号。,同一设备在施工图设计和初步设计中位号相同。新增的设备则应重新编号,不准占用已取消的位号。,设备位号在流程图、设备布置图及管道布置图中书写时,在规定的位置画一条粗实线设备位号线。线上方书写位号,线下方在需要时可书写名称。,.,18,3.工艺物料流程图(简图),二、工艺流程图的绘制,物料计算的内容包括过程中每一个设备的进出口,也即管道内的原料、半成品、成品和副产品,以及与物料有关的废水、废物等的数量和规格组成。计算完成后,即着手绘制工艺物料流程图。此图是以图形与表格相结合的形式来反映物料衡算结果,它可作为设计审查的资料,并作为进一步设计的重要依据,同时也作为日后生产操作的参考。,工艺物料流程图只在物料衡算和热量衡算后绘制,简称PFD(ProcessFlowDiagram)。,.,19,3.工艺物料流程图(简图),二、工艺流程图的绘制,1)图形:设备的示意图和流程线。2)标注:设备的位号、名称及特性数据等。3)物料平衡表:物料代号、物料名称、组分、流量、压力、温度状态及来源去向。4)标题栏:包括图名、图号、设计阶段等。,(1)工艺物料流程图的内容:,图样采用展开图形式,一般以车间为单位进行。按工艺流程顺序,自左至右依次画出一系列设备的图形,并配以物料流程线和必要的标注与说明。在保证图样清晰的原则下,图形不一定按比例。图纸规格常采用A2或A3。长边过长时,幅面允许加长,也可分张绘制。,(2)工艺物料流程图的绘制:,.,20,1)设备表示法:,(2)工艺物料流程图的绘制:,a)图形:设备示意图用细实线画出设备简略外形和内部特征(如塔的填充物、塔板、搅拌器和加热管等)。目前很多设备的图形已有统一规定,其图例可参见表4.1。,b)标注:图上应标注设备位号及名称。)标注的内容:设备在图上应标注位号和名称,设备位号在整个系统内不得重复,且在所有工艺图上设备位号均须一致。位号组成如图4.4所示。,.,21,.,22,.,23,2)物料流程表示法:,a)图中应表示该工艺中各单元操作的主要设备,设备之间用带有流向的箭头连接起来表示物流通过的工艺过程或进行循环的途径。,b)标注:图上应标注设备位号及名称。)标注的方法:设备位号应在两个地方进行标注,一是在图的上方或下方,标注的位号排列要整齐,尽可能地排在相应设备的正上方或正下方,并在设备位号线下方标注设备的名称。二是在设备内或其近旁,此处仅注位号,不注名称。,b)标注:)标注内容:物料经过设备产生变化时,需以表格形式标注物料变化前后各组分的名称、数量、质量(或摩尔)分数等,并标出总和数,具体项目多少可按实际需要而定。)标注方法:在流程的起始部分和物料产生变化的设备后,从流程线上用指引线引出,指引线及表格线皆用细实线绘制。,.,24,4.管道及仪表流程图,管道及仪表流程图,简称PID(PipingandInstrumentationDiagram),有时也叫做带控制点的工艺流程图。,1)图形:表达了工艺流程中所需的全部设备机器、管道、阀门及管件、仪表控制点符号等。2)标注:注出流程中全部设备的位号及名称、管道公称直径、管段编号、必要的尺寸及有关附注说明。3)标题栏:注写图名、图号、设计阶段等。,(1)管道及仪表流程图的内容:,1)比例与图幅:管道及仪表流程图不按比例绘制。一般设备(机器)图例只取相对比例。图幅一般采用A1,特别简单的可采用A2图幅。,(2)管道及仪表流程图的绘制:,2)图线(GB4457.484)与字体(GB/T1469193):工艺流程图中,工艺物料管道用粗实线,辅助物料管道用中粗线,其他用细实线。,.,25,3)设备的表示方法:,a)设备的画法:,)相对位置:设备的高低和楼面高低的相对位置,一般也按比例绘制。,)图形:化工设备在流程图上一般按比例用细实线绘制,画出能够显示形状特征的主要轮廓。对于外形过大或过小的设备,可以适当缩小或放大。常用设备的图形画法已标准化,参见表4.3。,)工艺流程图中一般应绘出全部的工艺设备及附件,当流程中包含两套或以上相同系统(设备)时,可以只绘出一套,剩余的用细双点划线绘出矩形框表示。,b)设备的标注:标注内容与方式同物料流程图。,.,26,4)管道的表示方法:,.,27,b)管道的标注:,)标注方法:如图4.8所示。,)标注的内容:标注内容包括管道号(也称管段号,其包括物料代号、主项代号、管道分段顺序号三个单元)、管径(公称通径)、管道等级和隔热(或隔声)代号四个部分组成,且每根管道必须配画表示流量的箭头。,.,28,b)管道的标注:,物料代号:按HG20519.3692填写,常用物料代号如表4.5所示。对于物料在表中无规定的,可采用英文代号补充,但不得与规定代号相同。,.,29,主项代号:一般采用二位数字,从01至99,应与设备位号的主项一致。,管径:一般标准公称直径,以mm为单位,只注数字,不注单位。凡采用HGJ3590标准中系列外径管者,只需注数字,如“200”;若采用HGJ3590中系列外径管(ISO管子),则需在数字后加“B”,如“200B”。,公用工程分配管道及仪表流程图中,公用工程管线编号的原则与工艺管线相同。,管道分段顺序号:按生产流向依次编号,采用两位数字01,02,表示。由主项代号和管道分段顺序号就构成了工艺中某一管段的惟一性。,以上三个单元物料代号、主项代号、管道分段顺序号组成管道号(或管段号)。,.,30,管道等级:由管道的公称压力、管道顺序号、管道材质类别三个单元组成,如图4.9所示。,管道的公称压力(单位为MPa)等级代号,用大写英文字母表示。AK用于ANSI(美国国家标准协会)标准压力等级代号(其中I,J不用),LZ用于国内标准压力等级代号(其中O,X不用)。,顺序号,用阿拉伯数字表示,由1开始。,.,31,管道材质类别,用大写英文字母表示。,隔热及隔声代号,按隔热及隔声功能类型的不同,以大写英文字母表示,如表4.6所示。,管道标注在一般情况下,横向管道标注在上方,竖向管道标注在管道左侧。,.,32,5)阀门与管件的表示方法:,b)标注:带各类阀体的管道标注如下:,a)图形:在管道上须用细实线画出全部阀门和部分管件的符号,并标注其规格代号。管件中的一般连接件如法兰、三通、弯头及管接头等,若无特殊需要,均不予画出。竖管上的阀门在图上的高低位置应大致符合实际高度。,.,33,)同一管段号只是管径不同时,可以只标注管径。如图4.10(a)所示。,)同一管段号而管道等级不同时,应表示出等级的分界线。如图4.10(b)所示。在管道等级与材料选用表未实施前,可暂按图4.10(c)标注。,)异径管标注大端公称直径乘小端公称直径。如图4.10(d)所示。,.,34,6)仪表控制点的表示方法:,a)仪表位号:,工艺生产流程中的仪表及控制点以细实线在相应的管道上用符号画出。符号包括图形符号和字母代号,二者结合起来表示仪表、设备、元件、管线的名称及工业仪表所处理的被测变量和功能。,)图形符号:用一个直径约10mm的细实线圆表示,并用细实线引到设备或工艺管道的测量点上,如图4.11所示。,.,35,常用流量检测仪表和检出元件的图形符号如表4.7所示。,.,36,仪表安装位置的图形符号如表4.8所示,图中圆圈为直径10mm的细实线圆。,.,37,字母代号:字母代号表示被测变量和仪表功能,第一位字母表示被测变量,后继字母表示仪表的功能,被测变量和仪表功能字母代号如表4.9所示。一台仪表或一个圆内,同时出现下列后继字母时,应按I,R,C,T,Q,S,A的顺序排列,如同时存在I,R时,只注R。,)标注:在仪表图形符号上半圆内,标注被测变量、仪表功能字母代号,下半圆内注写数字编号,如图4.12所示。,数字编号:数字编号前两位为主项(或工段)序号,应与设备、管道主项编号相同。后二位数字为回路序号,不同被测量变量可单独编号。,.,38,图4.12(a)为集中仪表盘面安装仪表,其中第一位字母代号“T”为被测变量(温度),后继字母“RC”为仪表功能代号(记录、调节);,图4.12(b)为就地安装仪表,仪表功能为压力指示,编号为401。分析取样点在选定的位置(设备管口或管道)标注和编号,其取样阀(组)、取样冷却器也要绘制和标注或加文字说明。如用表示,则1301为取样点编号,其中,13为主项编号,01为取样点序号。,.,39,b)控制执行器:,执行器的图形符号由调节机构(控制阀)和执行机构的图形符号组合而成。如对执行机构无要求,可省略不画。常用的调节机构调节阀阀体的图形符号如表4.4所示。常用执行机构图形符号如表4.10所示。二者的组合形式示例,如图4.13所示。,.,40,7)附注:,设计中一些特殊要求和有关事宜在图上不宜表示或表示不清楚时,可在图上加附注,采用文字、表格、简图加以说明。例如对高点放空、低点排放设计要求的说明;泵入口直管段长度的要求;限流孔板的有关说明等等。一般附注加在图签附近(上方或左侧)。,.,41,带控制点的工艺流程,三、化工典型设备的自控流程设计输送设备的自控流程设计输送设备:固体输送设备：输送带、斗提机流体输送设备：离心泵、容积式泵、真空泵、压缩机,流体输送设备的控制变量：流量、真空度或压力A离心泵离心泵流程设计的一般要求：,（1）泵的入口和出口均需设置切断阀；（2）出口处应安装止回阀；（3）在泵的出口处应安装压力表；（4）泵出口管线的管径一般与泵的管口一致或放大一档；（5）泵体与泵的切断阀前后的管线都应设置放净阀。,.,42,离心泵流量的控制方法：直接节流、旁路调节、调速法,直接节流法：在泵的出口管线上设置调节阀，利用阀的开度变化来调节流量,优点：简单,缺点：不适用于正常流量低于泵额定流量的30%以下的场合；调节阀直径较大。,.,43,旁路调节法：,在泵的进出口旁路管道上设置调节阀，使一部分液体从出口返回到进口管线。,优点：调节阀直径较小，可用于介质流量偏低的场合。缺点：泵的总效率降低。,.,44,调速法：,电磁调速法：用电磁吸合原理调节驱动力矩来调节泵的转速优点：节能；驱动机和调速设施投资相对变频调速小缺点：驱动机的总效率降低,变频调速法：用调节频率改变驱动电机转速来调节泵的转速优点：相对电磁调速更节能；泵的总效率高缺点：驱动机和调速设施投资大,.,45,B容积式泵（往复泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵）,特点：当流量减小时容积式泵的压力急剧上升。,设计时注意：不能在容积式泵的出口管道上直接安装节流装置来调节流量,流量的控制方法：旁路调节改变转速改变冲程大小,图417是旋涡泵的流量调节流程，此流程亦适用于其他容积式泵。,.,46,管壳式换热设备的自控流程,相关知识：管壳程流体的选择原则：应能满足提高总传热系数，合理利用压力降、便于维护检修等要求。为了提高换热效率，应尽量采用逆流换热流程。一般情况下，高压流体，有腐蚀性、有毒性、易结焦、易结垢、含固体物、粘度较小的流体以及普通冷却水等应走管程，要求压力降较小的流体一般可走壳体。进入并联的换热设备的流体应采用对称形式的流程，换热器冷、热流体进出口管道上及冷却器、冷凝器热流体进出口管道上均不宜设置切断阀，但需要调节温度或不停工检修的换热设备可设置旁路和旁路切断阀。两种流体的膜传热系数相差很大时，膜传热系数较小者可走壳程，以便选用螺纹管、翅片管或折流管等冷换设备。,.,47,管壳式换热设备的自控原理：,管壳式换热设备的控制变量是温度；冷流体获得的热量等于热流体供给的热量（无热损失时）。对无相变的换热过程：Q=m热CP热T=m冷CP冷t调节换热介质流量m的大小，可改变传热量Q，并调节温度T。对有相变的换热过程：Q=m热HT相=m冷CP冷t=mKFtm1.调节热介质的流量m热，控制被加热介质的温度t2.调节蒸汽的压力来改变其冷凝温度，即改变其传热温差tm3.调节换热器中的冷凝水量达到改变传热面积F。调节换热介质流量是一种应用最广的调节方案，有无相变的换热过程均适用，但更适用于无相变的过程。,.,48,精馏塔,精馏塔是用来分离混合物的传质设备,在自动控制中应保证质量指标、保持平稳操作、满足约束条件,同时注重节能与经济效益,其自控流程设计中应注意:,(1)当塔顶产品量少,回流罐内液位需要较长时间才能建立时,为缩短开工时间,宜在开工前预先装入部分塔顶物料,为此需考虑设置相应的装料管道。(2)塔顶应设置供开停车、吹扫放空用的排气阀,阀门宜直接连接在塔顶开口处。(3)塔底应设置供开停车的排液阀,阀门宜直接连接在塔底开口处。(4)设有多个进料口的塔,其每条进料管道上均应设置切断阀。(5)对于同一产品有多个抽出口的塔,其每条抽出管道上均应设置切断阀。(6)根据工艺过程要求向塔顶馏出线注入其他介质(如氨、缓蚀剂等)时,其接管上应设置止回阀和切断阀。,.,49,精馏塔的自动控制比较复杂,控制变量多、控制方案多。(1)精馏塔的提馏段温控:当精馏塔的主要产品是在塔底采出或干扰首先进入提馏段时,采用以提馏段温度作为衡量质量指标的间接指标,而以改变加热量作为控制方案。(2)精馏塔的精馏段温控:当塔顶产品纯度要求比塔底高或干扰首先进入精馏段时则采用精馏段温控。(3)精馏塔灵敏板的温度控制:灵敏板是指在受到干扰时,在达到新的稳定状态后,温度变化量最大的那块塔板。通过加热蒸汽量、冷却剂量、回流量、釜液位高度、进料量等条件的变化来进行温度调节。,.,50,(4)先进过程控制在精馏塔中的应用:以下部分通过乙烯精馏塔过程控制实例,介绍先进的过程控制技术。乙烯精馏塔工艺流程及其原控制方案:a)回流罐V309液位LC333与外回流量FC33301的串级控制。b)TC332与塔釜再沸器加热丙烯流量FC332的串级控制。c)仅仅靠TC332这点温度恒定还是不能完全确保出料含乙烯质量分数达到0.9995以上的高纯度,故设计了FDC33302的流量差控制系统。d)进料量F331对外回流量FC33301的前馈控制。2)采用先进过程控制(APC)技术的控制摸式及软硬件配置:a)APC系统的构成，新的控制回路主要有5个。)塔进料流量对塔内回流量和塔釜加热量的前馈控制;)塔釜液位对塔釜加热量的前馈控制;)塔内回流量与塔乙烯出料量的比值R控制;)用软测量方法预估出料乙烯浓度,并根据预估出料乙烯浓度改变R,即所谓的优化卡边控制。b)控制系统的硬件和软件:设计了一套国产SUPMAX500DCS和网桥,在SUPMAX500DCS的操作站和控制站上可运行仪表管理软件及先进控制软件。,.,51,反应器,根据对化学反应器控制的要求,在设计反应器的控制方案时应满足质量指标、物料平衡和能量平衡等要求,以及约束条件的要求。单回路温度控制方案:图4.28及图4.29所示为两个单回路温度控制方案,反应所产生的热量由冷却介质带走。图4.28所示方案特点是通过控制冷却介质的流量变化,稳定反应温度。冷却介质流量相对较小,釜温与冷却介质温差比较大,当内部温度不均匀时,易造成局部过热或局部过冷。图4.29所示方案的特点是通过冷却介质的温度变化来稳定反应温度。冷却介质采用强制循环式,流量大,传热效果好。但釜温与冷却介质温差比较小,能耗大。,.,52,反应器,(2)串级温度控制方案:在夹套式反应釜中,反应放出的热量由夹套中冷却水不断带走,由于对象滞后较大,聚合反应速度又较快,用单回路控制达不到生产工艺要求,为了改善控制质量,可采用串级控制方案。图4.30所示为反应温度与载热体流量串级,副参数选择的是载热体的流量,它对克服载热体流量和压力的干扰较及时有效,但对载热体温度变化的干扰却得不到反映。图4.31所示方案副参数选为夹套温度,它对载热体方面来的干扰具有综合反映的效果,