三乙醇胺生产过程自动控制系统解决方案

• 关键词：CSC-800S,三乙醇胺,生产过程自动控制系统解
• 摘要：乙醇胺产品的消费主要用于生产表面活性剂、农药、医药制品、聚氨酯制品、纺织品、气体净化机和橡胶加工等领域，其中三乙醇胺主要用来生产化妆品、橡胶和金属加工助剂、水泥助磨剂等

1行业背景

       乙醇胺产品的消费主要用于生产表面活性剂、农药、医药制品、聚氨酯制品、纺织品、气体净化机和橡胶加工等领域，其中三乙醇胺主要用来生产化妆品、橡胶和金属加工助剂、水泥助磨剂等。三乙醇胺是氨基醇中最重要的产品，可以作为重要的精细有机化工原料之一。该产品广泛应用于洗涤剂、织物软化剂、高级化妆品的碱性调和剂、高级油墨助剂、润滑油的抗腐蚀添加剂、金属切削液、酸性气体吸收剂。此外，三乙醇胺还作为增强剂以及分析试剂盒溶剂等，也是合成表面活性剂的主要原料之一。

2工艺过程

      三乙醇胺目前基本采用三塔精馏分离技术，装置在连续减压（高真空）的工艺条件下，利用水、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺在高真空的条件下的不同沸点，分别在3个精馏塔内分离出一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。三乙醇胺合成反应原理如下：

采用三塔精馏分离技术制造三乙醇胺时，主要涉及以下主要设备：

配氨罐

反应釜

储液罐

旋转薄膜蒸发器

吸收塔

蒸馏釜

预热器

换热器

冷凝器

真空单元

成品罐

回收罐

设备间主要联锁关系如下图：

采用三塔精馏分离技术生产三乙醇胺，一般有氨水配置、反应、脱氨、蒸馏等阶段过程。

2.1氨水配置

       向配氨罐定量加入生活水，然后通入液氨（控制液氨加入速度，配氨罐压力不允许超过压力限值）。此过程是放热的，需要定期启动循环泵，将温度控制在40℃以下。通过取样分析氨水密度，然后查表得知氨水质量百分浓度；配制配氨罐有时需要放空，不能直接排到大气，需进入吸收塔吸收，防止氨气跑到空中，形成污染。

2.2反应

       配置好的氨水向反应器（预先需要氨气置换，排除氧气）准确投入。投入氨水后，启动循环泵，如果温度不够，需要向反应器内盘管通入蒸汽预热，然后可以反应，环氧乙烷由外管来，流量需要进行调节，反应过程需要对温度、压力进行控制。

2.3脱氨

       反应的粗液经排气后先进入吸收塔，粗液经输送泵经预热后，进入闪蒸罐闪蒸，将氨闪蒸出来，通过控制闪蒸罐液位、温度和操作压力，达到将氨蒸发的目的。闪蒸出的氨气和水蒸气经冷凝器冷凝后，水进入收集罐，回收到稀氨水罐中。氨气进入吸收塔被循环水吸收。真空由真空泵提供，真空产生的含氨的水也要回收到稀氨水罐中，不能排放。

2.4蒸馏

       闪蒸后的粗液可经过旋转薄膜蒸发器进行蒸馏生成乙醇胺和二乙醇胺及更高的产品三乙醇胺。

3控制系统方案

3.1方案概述

       基于DCS理念进行设计，采用分散控制、集中管理、控制权限下放、冗余设计、降低控制风险的设计思想，采用四方公司CSC-800S系列总线型双网冗余的分布式控制系统实现控制要求。

      该系统采用三层式的网络结构，第一层为CSC－800S内部整合的现场总线式的通信网络（DP－NET），实现CM(控制器模块)与各类I/O模块之间的数据通信；第二层为控制器间的控制网络（C－Net），完成个控制器之间的数据通信；第三层为站控级的数据网络（O－Net），完成站控层服务器及操作员站间的数据交换以及上层HMI 与下方各控制器之间的数据交换。其中，第一层和第二层网络相对第三层网络而言具有较强的实时性和数据传输的确定性，且第二层和第三层网络处在同一物理网络层上。

       控制器级的网络（C－Net）和站控级的数据网络（O－Net）采用10/100 Mbps 自适应工业以太网络结构，采用这种网络结构能够保证在就地的所有数据实时准确地进行上送，因此C-Net 能保证所有的来自上层系统的控制命令能够被处于就地位置的DPU 实时准确地进行接收。同时由于采用总线型开放式以太网网络结构。O－Net也兼容其他厂家辅助控制系统的的通信协议，可在此网络层接入其他厂家的智能设备或通信设备。

3.2方案特点

3.2.1分布式控制器

       根据系统工艺控制特点和物理分布位置，把整个系统分为多个控制站，每个控制站可独立的完成相对独立的工艺系统，同时相互之间又有必要的数据交换，构成一个完整的系统，体现了分布式控制系统的安全理念。

3.2.2系统冗余

      系统在控制器、通信、电源、操作站均采用热备冗余系统，实现故障无扰切换。

3.2.3抗干扰措施

       系统设备有很高的抗电磁干扰性能：采用IP56屏柜，防尘防水；光纤数字通讯，不受电磁干扰；卡件均涂硅胶防护层，耐酸碱腐蚀和粉尘环境；设备工作温度-25℃～70℃，适应恶劣环境。

3.2.4 与第三方通信

       系统可以作为子系统纳入集控网，也可作为集控中心，添加部分设备接入其它子系统。同时，系统可向第三方系统例如SIS、MIS、MES、ERP实时转发数据，具备与世界目前主流关系数据库Access、Oracle、Sybase、SQL Server和实时数据库Inforplus、PI、PHD通讯的能力，并可以定制通讯协议转发程序。

3.2.5 DI/DO采用继电器隔离

       现场信号采用AC220V，提高抗干扰性；控制处理信号采用DC24V，增强控制器安全稳定性。其隔离继电器采用定制套装继电器模块。

3.2.6 全息SOE告警

      系统所有的DI板卡都拥有SOE告警功能，SOE分辨率不大于1毫秒。