一种用于ABS工艺的先进过程控制系统的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于ABS工艺的先进过程控制系统的控制方法，包括步骤：(1)ABS工艺流程；(2)ABS工艺控制流程；(3)APC在ABS工艺的应用：1)在上述ABS工艺中，为使ABS接枝粉有较高的质量，需要控制ABS接枝聚合的接枝度和接枝效率；2)APC软件安装在专门的服务器上；3)ABS工艺APC先进过程控制的设计方法。本发明专利技术能够解决在ABS工艺在聚合反应中DCS控制系统采用多个PID控制回路相互干扰，无法实现稳态控制的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于ABS工艺的先进过程控制系统的控制方法


[0001]本专利技术涉及一种ABS工艺流程控制的方法，特别是一种用于ABS工艺的先进过程控制系统的控制方法。

技术介绍

[0002](一)现有技术的技术方案
[0003]丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯三元共聚物(ABS)是丙烯腈、苯乙烯与聚丁二烯橡胶发生接枝共聚以及两单体发生共聚合而生成的，即ABS由接枝共聚的橡胶相和丙烯腈
‑
苯乙烯共聚合的基体树脂相构成。
[0004]现有ABS工艺的过程控制策略采用DCS自动化的控制方案，DCS采用的PID控制回路系统一直是过程控制领域最主要的控制系统。常用的PID单回路系统主要采用经典控制理论的频域分析方法，PID控制算法简单、有效，可以实现一般生产过程的平稳操作与运行。但单回路PID控制并不适用于特性复杂的被控过程，不能满足生产工艺的特殊需要和高精度控制的要求。即使采用复杂控制的串级、比值、前馈、均匀和Smith预估控制等PID控制回路，也仅在一定程度上满足复杂生产过程、特殊生产过程工艺以及高精度控制的需要。
[0005](二)现有技术的缺点
[0006]DCS控制系统PID控制回路的缺点，概括起来就是信号处理太简单，对于复杂的工艺过程无法收到预期的效果。具体说来，有四个方面：
[0007](1)产生误差的方式不太合理
[0008]控制目标在过程中可以“跳变",但是被控对象输出的变化都有惯性，不可能跳变，要求让缓变的变量来跟踪能够跳变的变量，初始误差很大，易引起超调，很不合理。
[0009](2)误差的微分信号的产生没有太好的办法
[0010]由于微分器物理不可实现，只能近似实现，常用的近似微分器的形式。
[0011](3)误差积分反馈的引入有很多负作用
[0012]在PID控制中，误差积分反馈的作用是消除静差，提高系统响应的准确性，但同时误差积分反馈的引入，使闭环变得迟钝，容易产生振荡，易产生由积分饱和引起的控制量饱和。
[0013](4)线性组合不一定是最好的组合方式
[0014]PID控制器给出的控制量是误差的现在、过去、将来三者的线性组合。大量工程实践表明，线性组合不一定是最好的组合方式，能否在非线性领域找到更合适的组合方式是值得探索的。
[0015]PID控制在ABS工艺的复杂被控过程控制中的应用没法达到预期的效果。

技术实现思路

[0016](一)要解决的技术问题
[0017]本专利技术的目的是提供一种ABS工艺的先进过程控制系统，能够解决在ABS工艺在聚
合反应中DCS控制系统采用多个PID控制回路相互干扰，无法实现稳态控制的问题。
[0018](二)技术方案
[0019]本专利技术的一种用于ABS工艺的先进过程控制系统的控制方法，包括以下步骤：
[0020](1)ABS工艺流程：
[0021]首先，苯乙烯、丙烯晴、聚丁二烯橡胶的单体进料溶液经过换热器进行预热，加入链转剂和引发剂后，进入第一至第四聚合釜连续反应，每釜进料均是上进下出，然后分别通过两级脱挥器加热脱除残留的未反应丙烯腈和苯乙烯，挥发出的气体通过冷凝回收；
[0022](2)ABS工艺控制流程：
[0023]在生产线中，单体进料溶液(FC01)流量范围为6000～156000kg/h，操作值为120000kg/h；由主进料泵(P
‑
01)泵送，进料通过预热器(E
‑
01)，被加热至聚合温度80℃；在进料进入第一级聚合釜之前，通过循环进料泵(P
‑
02)添加循环液(FC13)，流量范围为10～700kg/h，操作值为75kg/h，化学引发剂(FC11)流量范围为0.4～15kg/h，操作值为3kg/h,能通过计量泵(P
‑
03)添加；链转移剂(FC12)流量范围为0.5～30kg/h，操作值为3kg/h,也能通过流量控制阀在相同位置添加；
[0024]聚合物溶液依次流经第一至第四聚合釜；第一至第四聚合釜(R
‑
1、R
‑
2、R
‑
3、R
‑
4)的操作温度范围为90～180℃，第一至第四聚合釜操作压力一般为0.5～0.7MPa，保证所有的单体为液态；
[0025]循环液(FC15,FC17,FC19,FC21,FC25,FC27,FC29,FC32,FC35,FC36)流量范围为10～600kg/h，操作值为150kg/h，分别加入到1～8反应区和聚合釜间的输送管线中；
[0026]链转移剂(FC14,FC16,FC18,FC20,FC24,FC26,FC28,FC32)流量范围为0.5～30kg/h，操作值为6kg/h，分别加在1～6反应区和R
‑
1/R
‑
2以及R
‑
2/R
‑
3之间的输送管线中；
[0027]抗氧剂溶液(FC37)流量范围为25～300kg/h，操作值为90kg/h；硅油(FC38)流量范围为4～45kg/h，操作值为25kg/h；分别用计量泵(P
‑
05)把抗氧剂溶液(FC37)和计量泵(P
‑
06)把硅油(FC38)一起加入第8反应区；
[0028]在上述步骤中通过控制循环液和链转移剂、抗氧剂溶液、硅油，加入到聚合釜不同反应区的流量以控制溶液粘度：动力粘度165～240mPa.s，产品特性：ABS拉伸强度14～34MPa；
[0029](3)APC在ABS工艺的应用：
[0030]1)在上述ABS工艺中，为使ABS接枝粉有较高的质量，需要控制ABS接枝聚合的接枝度和接枝效率，采用APC即能保证接枝反应有较高的反应速率和最后转变率，又能保证聚合反应有较高的接枝效率；ABS工艺的APC的关键技术为模型预估、稳态优化、动态控制，通过优化，降低运行成本；
[0031]使用霍尼韦尔公司的Profit Suite先进控制软件构建基于DCS之上的APC先进控制平台；
[0032]2)APC软件安装在专门的服务器上，采用联想服务器配置：英特尔CPU
‑
3.3GHz/DDR3(8G)/500G/DVDRW，以太网100/1000mbps
‑
3口，键盘/鼠标，22"LCD屏幕；服务器通过网络与DCS通信，从而实现对ABS工艺过程的实时控制；
[0033]3)ABS工艺APC先进过程控制的设计方法：首先通过分析ABS工艺过程，找到工艺控制的变量和属性，如下：
[0034]可操纵的变量：链转剂进料，引发剂进料，单体进料，循环液，导生油温度；
[0035]受约束的属性：生产率，固含量，聚合釜温度；
[0036]然后，实施APC先进过程控制的设计步骤，如下：
[0037]①...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于ABS工艺的先进过程控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)ABS工艺流程：首先，苯乙烯、丙烯晴、聚丁二烯橡胶的单体进料溶液经过换热器进行预热，加入链转剂和引发剂后，进入第一至第四聚合釜连续反应，每釜进料均是上进下出，然后分别通过两级脱挥器加热脱除残留的未反应丙烯腈和苯乙烯，挥发出的气体通过冷凝回收；(2)ABS工艺控制流程：在生产线中，单体进料溶液(FC01)流量范围为6000～156000kg/h，操作值为120000kg/h；由主进料泵(P
‑
01)泵送，进料通过预热器(E
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01)，被加热至聚合温度80℃；在进料进入第一级聚合釜之前，通过循环进料泵(P
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02)添加循环液(FC13)，流量范围为10～700kg/h，操作值为75kg/h，化学引发剂(FC11)流量范围为0.4～15kg/h，操作值为3kg/h,能通过计量泵(P
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03)添加；链转移剂(FC12)流量范围为0.5～30kg/h，操作值为3kg/h,也能通过流量控制阀在相同位置添加；聚合物溶液依次流经第一至第四聚合釜；第一至第四聚合釜(R
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1、R
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2、R
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3、R
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4)的操作温度范围为90～180℃，第一至第四聚合釜操作压力一般为0.5～0.7MPa，保证所有的单体为液态；循环液(FC15,FC17,FC19,FC21,FC25,FC27,FC29,FC32,FC35,FC36)流量范围为10～600kg/h，操作值为150kg/h，分别加入到1～8反应区和聚合釜间的输送管线中；链转移剂(FC14,FC16,FC18,FC20,FC24,FC26,FC28,FC32)流量范围为0.5～30kg/h，操作值为6kg/h，分别加在1～6反应区和R
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1/R
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2以及R
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2/R
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3之间的输送管线中；抗氧剂溶液(FC37)流量范围为25～300kg/h，操作值为90kg/h；硅油(FC38)流量范围为4～45kg/h，操作值为25kg/h；分别用计量泵(P
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05)把抗氧剂溶液(FC37)和计量泵(P
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06)把硅油(FC38)一起加入第8反应区；在上述步骤中通过控制循环液和链转移剂、抗氧剂溶液、硅油，加入到聚合釜不同反应区的流量以控制溶液粘度：动力粘度165～240mPa.s，产品特性：ABS拉伸强度14～34MPa；(3)APC在ABS工艺的应用：1)在上述ABS工艺中，为使ABS接枝粉有较高的质量，需要控制ABS接枝聚合的接枝度和接枝效率，采用APC即能保证接枝反应有较高的反应速率和...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭炜，李建，
申请(专利权)人：北京鑫美格工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：