双氧水与叔丁醇过氧化生产装置自控系统的设计.pdf

双氧水与叔丁醇过氧化生产装置自控系

统的设计

摘要以某厂建设5000吨/年有机过氧化物智能制造项目为背景，设计双氧

水与叔丁醇生产过程的自控系统，通过DCS的设计，实现了过氧化装置生产过程

的自动控制。

关键词DCS双氧水与叔丁醇过氧化反应自控联锁

叔丁基过氧化氢是一种最常用的自由基反应的引发剂，其特点是热稳定性好，

使用安全，易于控制，在50℃以下，其活性在三个月内无明显变化，且无须用较

高的冷冻贮存，可用于乳液聚合、水相聚合、固化及接技聚合等领域。在此，重

点介绍5000吨/年有机过氧化物智能制造项目自控系统的设计方案。

1过氧化装置工艺流程

首先将生产用HO、75%硫酸、叔丁醇分别抽入计量罐内，将定量硫酸抽入硫

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酸溶液配制釜内搅拌降温10℃左右，再缓慢抽入定量水，控制配酸温度不过

35℃。然后降温至10℃左右，分析合格后备用。并将备用冷、热水制备好。启动

真空系统，打开过氧化反应釜真空阀门，使反应釜维持微负压；加入叔丁醇静置

降温至8～10℃，打开硫酸计量罐放料阀门，以反应温度控制加硫酸溶液速度

（8℃→10℃→15℃）注意调节反应釜夹套冷水流量，待硫酸溶液全部加完后，

关闭硫酸计量罐放料阀门，继续搅拌15分钟后进行下一步反应。将双氧水计量

罐放料阀门打开，以反应温度控制加双氧水速度。控制过氧化反应温度

15℃→20℃，注意调节反应釜夹套冷水流量，待双氧水全部加完后，关闭双氧水

放料阀门随时观察反应现象，维持反应15分钟左右后，打开反应釜夹套热水阀

门使反应温度控制在35℃→55℃，维持180分钟反应后，降温至常温停搅拌，静

置大约60～90分钟，可根据反应釜内物料现象、决定静置时间。打开反应釜釜

底阀门，放掉下层母液。上层产品通过管道转移至静置釜，静置一定时间后，分

水，产品再通过管道转移至成品釜粗品经净化后灌装。

2过氧化生产装置各单元的自控原理

2.1配酸釜

配酸釜上设有重量显示报警联锁，联锁切断硫酸进料管线上的切断阀或联锁

切断工艺水进料管线上的切断阀或联锁切断进硫酸计量罐上的进料管线上的切断

阀；配酸釜上设有温度显示报警联锁，联锁开启冷冻水的进水管线上的切断阀；

控制系统上显示硫酸转移泵的运行状态。

2.2硫酸计量罐

硫酸计量罐上设有重量显示报警联锁，联锁切断硫酸进料管线上的切断阀。

2.3双氧水计量罐

双氧水计量罐上设有重量显示报警联锁，联锁切断双氧水进料管线上的切断

阀；双氧水进料管线上设有流量显示累积联锁，联锁切断双氧水进料管线上的切

断阀。

2.4反应釜

2.4.1重量

反应釜上设有重量显示报警联锁，联锁切断叔丁醇进料管线上的切断阀；叔

丁醇进料管线上设有流量显示累积联锁，联锁切断叔丁醇进料管线上的切断阀。

2.4.2温度

1、叔丁醇加料阶段：反应釜上设有温度显示，手控开启内盘管5℃循环水进

水管线上的切断阀，使反应釜内的物料降到某一温度上，手控切断内盘管5℃循

环水进水管线上的切断阀；

2、硫酸滴加阶段

反应釜上设有温度显示报警控制调节联锁，当温度升高到某一温度时，联锁

开启外盘管5℃循环水进水管线上的切断阀，再升高到某一温度，联锁开启内盘

管5℃循环水进水管线上的切断阀，并联锁控制调节硫酸进料管线上的调节阀，

通过联锁控制切断阀保证温度维持在一定的范围内，并根据温度的升降调节硫酸

的滴加速度；

3、双氧水滴加阶段

待硫酸全部滴加完成后，静置一段时间，开始滴加双氧水，反应釜上设有温

度显示报警控制调节联锁，控制调节双氧水进料管线上的调节阀，根据温度的升

降调节双氧水的滴加速度；双氧水的进料管线上设有流量显示，双氧水滴加过程

中关闭内外盘管的5℃循环水进水管线上的切断阀；

4、反应升温阶段

所有原料投料完成后，反应釜上设有温度显示报警控制调节联锁，先手控开

启外盘管5℃循环水自流回水管线上的切断阀，同时联锁开启外盘管回水总管线

上的放空阀，待外盘管内的水回流到冷水罐后，手控关闭外盘管5℃循环水自流

回水管线上的切断阀及联锁关闭外盘管回水总管线上的放空阀后，手控开启热水

进料管线上的切断阀，反应釜升温到某一设定值时，联锁关闭热水进料管线上的

切断阀，由于反应放热，当反应釜上的温度达到某一数值时，开始计时；并同时

手控开启热水自流回