一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了提供了一种基于DCS控制的四氢呋喃‑3‑甲醛生产控制系统及方法，该系统包括依次连接的配料釜、反应釜和接收罐；配料釜连接有固体加料器、甲苯进料泵、甲苯进料切断阀、二氢呋喃进料泵、二氢呋喃进料切断阀、搅拌器及称量传感器，并接入DCS；反应釜连接有配料釜出料阀、反应釜进料泵、水煤气调节阀、水煤气切断阀、氮气进气阀、放空阀、蒸汽切断阀、冷却水调节阀、磁力搅拌器及温度传感器和压力传感器，并接入DCS；接收罐连接有反应釜出料阀，并接入DCS。本发明专利技术通过DCS控制系统实现了对各生产设备进行分散控制、集中监视和操作，有效地控制反应热，使生产线安全运行、产品质量稳定可控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统及方法
本专利技术涉及四氢呋喃-3-甲醛生产
，具体涉及一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统及方法。
技术介绍
四氢呋喃-3-甲醛是一种有机化合物，英文名称：3-Furancarboxaldehyde,tetrahydro-，CAS号：79710-86-4，分子式：C5H8O2，分子量：100.13，密度：1.106g/mL，沸点：99℃，折射率：n20/D1.416。四氢呋喃-3-甲醛是一种广泛用于农药、医药、高分子领域中一种重要精细化学品，它是一种重要的医药中间体，在医药上有广泛用途。以四氢呋喃-3-甲醛为原料，可以合成四氢呋喃-3-甲胺，进而合成呋虫胺，该合成工艺路线简单，产品纯度、收率高，能耗少。呋虫胺是最新一代高效烟碱类杀虫剂，具有很广的杀虫谱，对作物、人畜和环境十分安全。该药剂属第三代烟碱类杀虫剂，具有触杀、胃毒作用，内吸性强、持效期长3-4周(理论持效性43天)，相比一、二代杀虫剂，杀虫范围更大，使用更方便，能有效克服一二代杀虫剂的抗药性风险；不仅对哺乳动物、鸟类及水生生物十分安全，而且对作物无药害，可用于水稻、果树、蔬菜等多种作物，防治稻飞虱、棉花蝽象、粉虱、叶蝉等害虫，效果十分显著。四氢呋喃-3-甲醛的生产过程是在高温、高压下进行的，而且原料二氢呋喃、甲苯、水煤气等物质属于易燃、易爆、有毒物质，其蒸汽与空气混合可形成爆炸混合物，遇高温、明火有燃烧爆炸危险。因此，四氢呋喃-3-甲醛的生产控制系统必须设置相应的安全联锁保护系统。同时，反应过程中不能存在空气，在生产开始之前，必须排尽反应釜中的空气(氧气)。四氢呋喃-3-甲醛的生产涉及重点监管危险化工工艺伴随有放热反应，根据反应热风险分析，羰基化反热失控严重度为中等。因此，生产过程中为防止反应热失控，需采用自动化系统控制反应体系温度以及压力，确保反应热稳定，使生产过程安全运行、产品质量稳定可控。
技术实现思路
本专利技术的目的针对现有技术存在的上述问题，提供了一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统及方法，使生产安全运行、产品质量稳定可控。为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，包括：配料、进料、氮气置换、反应、出料等五个步骤。一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，包括依次连接的配料釜、反应釜和接收罐；所述的配料釜通过固体加料管道连接有固体加料器；所述的配料釜通过甲苯进料管道连接有甲苯进料泵和甲苯进料切断阀；所述的配料釜通过二氢呋喃进料管道连接有二氢呋喃进料泵和二氢呋喃进料切断阀；所述配料釜上设有搅拌器以及称量传感器；所述的反应釜通过反应釜进料管道与所述配料釜的出料口连接，所述的反应釜进料管道上设有配料釜出料阀和反应釜进料泵；所述的反应釜通过水煤气输入管道连接有水煤气调节阀和水煤气切断阀；所述的反应釜通过氮气进气管道连接有氮气进气阀；所述的反应釜通过放气管道连接有放空阀；所述的反应釜通过蒸汽输入管道连接有蒸汽切断阀；所述的反应釜通过冷却水输入管道连接有冷却水调节阀；所述反应釜上设有磁力搅拌器以及温度传感器和压力传感器；所述的接收罐通过反应釜出料管道与所述反应釜连接，所述反应釜出料管道上设有反应釜出料阀。所述的固体加料器、甲苯进料泵、甲苯进料切断阀、二氢呋喃进料泵、二氢呋喃进料切断阀、搅拌器以及称量传感器接入DCS(分布式控制系统DistributedControlSystem)。所述的配料釜出料阀、反应釜进料泵、水煤气调节阀、水煤气切断阀、氮气进气阀、放空阀、蒸汽切断阀、冷却水调节阀、磁力搅拌器以及温度传感器和压力传感器接入DCS(分布式控制系统DistributedControlSystem)。所述的反应釜出料阀接入DCS(分布式控制系统DistributedControlSystem)。所述配料釜的出料口位于所述反应釜底部。所述的反应釜的底部设有紧急卸料阀。一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产方法，采用基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，包括以下步骤；1)配料：先用固体加料器向配料釜中加入催化剂，配料釜的称量传感器与固体加料器信号联锁，当配料釜中的重量达到要求时(即配料釜中的重量为催化剂的重量)，自动关闭固体加料器；然后打开二氢呋喃进料切断阀，打开二氢呋喃进料泵，向配料釜中加入二氢呋喃，配料釜的称量传感器与二氢呋喃进料泵、切断阀信号联锁，当配料釜中的重量达到要求时，自动关闭二氢呋喃进料泵、切断阀；再打开搅拌器；最后打开甲苯进料切断阀，打开甲苯进料泵，向配料釜中加入甲苯，配料釜的称量传感器与甲苯进料泵、切断阀信号联锁，当配料釜中的重量达到要求时，自动关闭甲苯进料泵、切断阀，此时，配料步骤结束；2)进料：先打开反应釜的放空阀，然后打开配料釜出料阀，再打开反应釜进料泵，进料完成后，依次关闭配料釜出料阀、反应釜的进料泵，此时，进料步骤结束；3)氮气置换：先关闭放空阀，然后打开氮气进气阀，反应釜中反应压力的压力传感器与氮气进气阀信号联锁，当反应釜内的压力达到要求时，自动关闭氮气进气阀，然后打开放空阀，反应釜中反映压力的压力传感器与放空阀信号联锁，当反应釜内的压力达到要求时，自动关闭放空阀，至此，完成一次氮气置换操作，重复氮气置换操作多次，直至反应釜内基本再无空气，此时，氮气置换步骤结束；4)反应：先开启反应釜中的磁力搅拌器，然后打开蒸汽切断阀，反应釜中反应温度的温度传感器与蒸汽切断阀信号联锁，当反应釜中的温度大于等于80℃时，自动关闭蒸汽切断阀；再打开水煤气调节阀、水煤气切断阀，当反应釜中的温度达到要求时，打开与反应釜内盘管连接的冷却水调节阀，自动控制反应釜中的反应温度为80℃～100℃，自动控制反应釜中的反应压力为6.5Mpa～7.5Mpa，在此状态下，反应18～30小时，直至反应釜中的压力基本不变结束，此时，反应步骤结束；5)出料：先将温度、压力自动控制系统切换到手动状态，然后关闭水煤气切断阀，再全开内盘管冷却水调节阀，当反应釜中的温度降至30℃～50℃时，重复氮气置换操作一次，打开反应釜的出料阀，用氮气压料至接收罐中，此时，出料步骤结束，并且生产结束。进一步优选，一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产方法，采用基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，包括：配料、进料、氮气置换、反应、出料等五个步骤；1)配料：先用固体加料器向配料釜中加入催化剂50Kg，配料釜的称量传感器与固体加料器信号联锁，当配料釜中的重量W大于等于50Kg时，自动关闭固体加料器；然后打开二氢呋喃进料切断阀，打开二氢呋喃进料泵，向配料釜中加入1800Kg二氢呋喃，配料釜的称量传感器与二氢呋喃进料泵、切断阀信号联锁，当配料釜中的重量W大于等于1850Kg时，自动关闭二氢呋喃进料泵、切断阀；再打开搅拌器；最后打开甲苯进料切断阀，打开甲苯进料泵，向配料釜中加入870Kg甲苯，配料釜的称量传感器与甲苯进料泵、切断阀信号联锁，当配料釜中的重量W大于等于2720Kg时，自动关闭甲苯进料泵、切断阀，此时，配料步骤结束；2)进料：先打开反应釜的放空阀，然后打开配料釜出料阀，再打开反应釜进料泵，进料完成后，依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DCS控制的四氢呋喃‑3‑甲醛生产控制系统，其特征在于，包括依次连接的配料釜、反应釜和接收罐；所述的配料釜通过固体加料管道连接有固体加料器；所述的配料釜通过甲苯进料管道连接有甲苯进料泵和甲苯进料切断阀；所述的配料釜通过二氢呋喃进料管道连接有二氢呋喃进料泵和二氢呋喃进料切断阀；所述配料釜上设有搅拌器以及称量传感器；所述的反应釜通过反应釜进料管道与所述配料釜的出料口连接，所述的反应釜进料管道上设有配料釜出料阀和反应釜进料泵；所述的反应釜通过水煤气输入管道连接有水煤气调节阀和水煤气切断阀；所述的反应釜通过氮气进气管道连接有氮气进气阀；所述的反应釜通过放气管道连接有放空阀；所述的反应釜通过蒸汽输入管道连接有蒸汽切断阀；所述的反应釜通过冷却水输入管道连接有冷却水调节阀；所述反应釜上设有磁力搅拌器以及温度传感器和压力传感器；所述的接收罐通过反应釜出料管道与所述反应釜连接，所述反应釜出料管道上设有反应釜出料阀。

【技术特征摘要】
1.一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，其特征在于，包括依次连接的配料釜、反应釜和接收罐；所述的配料釜通过固体加料管道连接有固体加料器；所述的配料釜通过甲苯进料管道连接有甲苯进料泵和甲苯进料切断阀；所述的配料釜通过二氢呋喃进料管道连接有二氢呋喃进料泵和二氢呋喃进料切断阀；所述配料釜上设有搅拌器以及称量传感器；所述的反应釜通过反应釜进料管道与所述配料釜的出料口连接，所述的反应釜进料管道上设有配料釜出料阀和反应釜进料泵；所述的反应釜通过水煤气输入管道连接有水煤气调节阀和水煤气切断阀；所述的反应釜通过氮气进气管道连接有氮气进气阀；所述的反应釜通过放气管道连接有放空阀；所述的反应釜通过蒸汽输入管道连接有蒸汽切断阀；所述的反应釜通过冷却水输入管道连接有冷却水调节阀；所述反应釜上设有磁力搅拌器以及温度传感器和压力传感器；所述的接收罐通过反应釜出料管道与所述反应釜连接，所述反应釜出料管道上设有反应釜出料阀。2.根据权利要求1所述的基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，其特征在于，所述的固体加料器、甲苯进料泵、甲苯进料切断阀、二氢呋喃进料泵、二氢呋喃进料切断阀、搅拌器以及称量传感器接入DCS；所述的配料釜出料阀、反应釜进料泵、水煤气调节阀、水煤气切断阀、氮气进气阀、放空阀、蒸汽切断阀、冷却水调节阀、磁力搅拌器以及温度传感器和压力传感器接入DCS；所述的反应釜出料阀接入DCS。3.根据权利要求1所述的基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，其特征在于，所述配料釜的出料口位于所述反应釜底部。4.根据权利要求1所述的基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，其特征在于，所述的反应釜的底部设有紧急卸料阀。5.一种基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产方法，其特征在于，采用权利要求1～4任一项所述的基于DCS控制的四氢呋喃-3-甲醛生产控制系统，包括以下步骤；1)配料：先用固体加料器向配料釜中加入催化剂，配料釜的称量传感器与固体加料器信号联锁，当配料釜中的重量达到要求时(即配料釜中的重量为催化剂的重量)，自动关闭固体加料器；然后打开二氢呋喃进料切断阀，打开二氢呋喃进料泵，向配料釜中加入二氢呋喃，配料釜的称量传感器与二氢呋喃进料泵、切断阀信号联锁，当配料釜中的重量达到要求时，自动关闭二氢呋喃进料泵、切断阀；再打开搅拌器；最后打开甲苯进料切断阀，打开甲苯进料泵，向配料釜中加入甲苯，配料釜的称量传感器与甲苯进料泵、切断阀信号联锁，当配料釜中的重量达到要求时，自动关闭甲苯进料泵、切断阀，此时，配料步骤结束；2)进料：先打开反应釜的放空阀，然后打开配料釜出料阀，再打开反应釜进料泵，进料完成后，依次关闭配料釜出料阀、反应釜的进料泵，此时，进料步骤结束；3)氮气置换：先关闭放空阀，然后打开氮气进气阀，反应釜中反应压力的压力传感器与氮气进气阀信号联锁，当反应釜内的压力达到要求时，自动关闭氮气进气阀，然后打开放空阀，反应釜中反映压力的压力传感器与放空阀信号联锁，当反应釜内的压力达到要求时，自动关闭放空阀，至此，完成一次氮气置换操作，重复氮气置换操作多次，直至反应釜内基本再无空气，此时，氮气置换步骤结束；4)反应：先开启反应釜中的磁力搅拌器，然后打开蒸汽切断阀，反应釜中反应温度的温度传感器与蒸汽切断阀信号联锁，当反应釜中的温度大于等于80℃时，自动关闭蒸汽切断阀；再打开水煤气调节阀、水煤气切断阀，当反应釜中的温度达到要求时，打开与反应釜内盘管连接的冷却水调节阀，自动控制反应釜中的反应温度为80℃～100℃，自动控制反应釜中的反应压力为6.5Mpa～7.5Mpa，在此状态下，反应18～30小...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡亦军，姜涛，孙小方，潘海天，胡建民，万敏强，
申请(专利权)人：浙江工业大学，浙江捷达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33