环氧乙烷反应器先进控制技术应用.docx

Original Text:在SHELL公司EO/EG工艺中，高纯乙烯（99.85%mol）被99.8%mol的氧气催化氧化成环氧乙烷，并依次用水吸收来回收产品，EO水溶液用蒸汽解吸，微量二氧化碳通过进一步解吸浓缩的EO水溶液被除去，水和醛可用巴式蒸馏法除去顯示其他翻譯環氧乙烷反應器先進控制技術應用1裝置概述　　撫順乙烯化工有限公司EO/EG裝置採用SHELL公司專利技術與工藝設計方案,於1992年建成開車。　　裝置設計能力為每年50，000公噸當量環氧乙烷（EO），其操作工況為在每年生產最大30，000公噸高純環氧乙烷時，其餘生產乙二醇；在每年生產最大40，000公噸纖維級MEG時，高純環氧乙烷產量相應減少，最大操作時間為7，560小時。　　在SHELL公司EO/EG工藝中，高純乙烯（99.85%mol）被99.8%mol的氧氣催化氧化成環氧乙烷，並依次用水吸收來回收產品，EO水溶液用蒸汽解吸，微量二氧化碳通過進一步解吸濃縮的EO水溶液被除去，水和醛可用巴式蒸餾法除去，巴式切割EO組分和EO釜液作為EG工段進料，在EG工段環氧乙烷經液相熱催化轉化成乙二醇。乙二醇、二乙二醇、三乙二醇回收和提純作為最終產品。2工藝說明與反應機理　　來自Ｋ２０１的循環氣首先與新鮮乙烯和甲烷在管道中混合。此後，氣體物流進入氧氣混合噴嘴，並導入新鮮氧進料，在加入抑製劑後與ＥＯ產物氣體在Ｅ１０１中將混合氣體從７７℃預熱到１４８℃。　　預熱後，混合氣體進入列管式ＥＯ反應器Ｒ１０１，其中乙烯和氧氣在銀催化劑作用下反應，主要生成環氧乙烷，產品氣體在２３４℃下離開反應器。乙烯在溫度約２３０℃，銀催化劑催化下直接用氧氣氧化生成環氧乙烷，反應式如下：C２H２＋1/2O２→C２H４O＋24.7Kcal/g mol該化學反應的副反應同時進行，反應式如下：C2H4 + 3O2→2CO2+2H2O + 320 Kcal/g mol副反應生成的二氧化碳用碳酸鹽溶液的化學吸收將其從循環氣中除去。反應如下：CO2 +K2CO3 + H2O→2KHCO3 + 6.4 Kcal/g mol　　在上述化學反應過程中，將甲烷作為一種致穩劑加入到循環物流中，可以提高可燃極限以及氧在反應器進料中的允許濃度。此外，為了得到環氧乙烷的最佳收率，二氯乙烷還作為一種抑製劑來抑制乙烯完全氧化為二氧化碳。3原控制介紹原控制為單迴路控制，如下：乙烯進料流量控制FRC-105 甲烷進料流量控制FRC-107 抑製劑進料流量控制FRC-112A/B 氧氣進料流量控制FIC-101A/B 　　此反應器為列管式並兼做廢熱鍋爐。催化劑裝在列管中，混合氣流過列管。列管外是鍋爐水。反應放熱使列管外鍋爐水沸騰汽化生成蒸汽。蒸汽被引入汽包進行汽水分離。水返回反應器，而汽包上方引出蒸汽。為了提高提高反應轉化率和延長催化劑的使用壽命，控制好反應溫度是關鍵。該反應屬放熱反應，其反應熱，為管外鍋爐水所吸收，使水蒸髮變成蒸汽。這時只要將蒸汽壓力控制在與上述溫度對應的飽和蒸汽上來，就能保持管外溫度的恆定，從而將反應管內的反應溫度控制住。因此通過控制汽包壓力就可以間接達到控制反應溫度的目的。　　為了安全及優化操作，反應器系統還配有在線分析儀表。　　從該反應系統的基礎調節系統可以得出以下結論：目前ＥＯ反應器的控制水平比較低，對其中進行的反應完全處於開環狀態，如對反應溫度沒有相應的閉環調節迴路，完全靠控制外圍的擾動來穩定操作，由此造成操作強度大，產品質量難於保證和很難提高反應的選擇性和轉化率。4先進控制系統介紹　　先進控制系統採用Foxboro I/A系列的Connoisseur先進控制軟件包。Connoisseur由離線的工廠分析系統和在線的工廠實時優化控制系統構成。其具有在線自適應（即當裝置經過長期運行，工藝特性發生變化後，控制器可以在線自調整以適應過程特性的改變）、多模型切換（控制器包含多個不同過程模型，以達到更精確的預測目的）、模糊控制和神經網絡（適用於非線性特徵明顯的過程）等功能，並提供在線ＰＲＢＳ工廠測試工具（可一次將多個過程變量同時改變進行測試，大大縮短工程時間，減少對操作的影響）、ＬＰ實時在線優化器，ＧＵＩ完整用戶界面，ＡＲＥ常規控制與ＡＰＣ安全、無擾動切換接口等系列軟件，構成獨立完整的系統。Original Text:顯示其他翻譯4.1先進控制系統的硬件構成　　先進控制系統運行於專門的PC工作站上,通過乙太網接口和DCS的AW51B通訊.先進控制的操作畫面在DCS操作站上實現,操作員可以直接在DCS操作站上進行先進控制的操作.4.2ＭＰＣ技術介紹　　ＭＰＣ多變量預測控制是一種多變量的先進過程控制技術，它可以通過使用一個表述過程動態特性的數學模型來預測受控過程的未來變化。通過這個預測模型，控制器有能力計算出最優的的執行器輸