1 (23)
6.1 组态的概念 (23)
6.2 DCS系统基本配置态 (23)
1 引言
1.1 课题意义
醋酸乙烯是一种无色透明、有强烈气味的液体，是世界上产量最大的50种化工原料之一[10]。醋酸乙烯单体(VAM)是醋酸及其衍生物中最主要的初级衍生物加工产品，也是有机合成(聚合物工艺学)中的主导型原料之一，有较高的生产制备及衍生加工的技术经济价值：作为醋酸的再加工物，醋酸乙烯的生产状况对醋酸行业的整体发展具有日益显著的影响作用[14]。醋酸乙烯主要用来生产聚乙烯醇、醋酸乙烯共聚物等；聚乙烯醇的主要用途是生产维纶、纺织浆料、粘合剂、涂料、纸张增强剂及涂层、产业聚合助剂等[12]。
在我国典型的VAc电石法生产工艺占绝对的统治地位。我国在引进技术、消化吸收的基础上 ,在工艺和催化剂研究方面也取得了显著的成果[16]。但从全球的发展看，在催化剂的水平和时空收率的应用上，和最先进的流化床技术的差距还是显而易见的。因此，我们有必要引进国外的先进技术，发展我国的流化床技术。
DISTRIBL TED CONTR0L SYSTEM，就是我们常说的集散控制系统。这门技术常应用于模拟量回路控制较多的行业。把所设计到的危险分别管理控制，这样就缩小了发生危险的可能性，这种自动化的高技术产品将显示与管理集合于一体。真正实现了自动控制，加快了工业产业化步伐。
分级分布式控制，是集散控制系统实现了在物理上真正的分散控制。通过一根总线，把总站和分站连接在一起，数据的一致性得到了保证，由此，也进一步提高系统的可靠性、实时性和准确性。
（1）DCS完善了管理体系的科学性与实践性，是资源得到了优化配置（2）DCS 还使得企业更具有竞争力，使开发的产品的品质和数量大幅增加，同时也提高了生产的效率，有利于技术的进步（3）DCS系统使得对于设备的维修与更换更加简单，快捷和
经济（4）采用DCS可以实现统一控制和管理，节省了大量的人力、物力资源（5）化工产业通过对DCS的应用，是管理更加规范，同时也在一定程度上降低了运营成本。
1.2 相关技术的国内外发展状况
在工业化的过程中，一共出现过三种合成醋酸乙烯的方法，分别是石油乙烯法、天然气乙炔法和电石乙炔法，三种方法各有利弊，下面我将三种方法介绍如下：（1）石油乙烯法
用石油裂解联产得到的乙烯，通过多管型固定床反应器，合成醋酸乙烯。这种方法在国内采用的比较多。
（2）天然气乙炔法
四川川维公司使用的是天然气乙炔法，顾名思义，原料就是平常常见的天然气，这种技术多用固定床反应器，也是应用比较广泛的技术。
（3）电石乙炔法
在国内，还有一种比较常见的方法，就是电石乙炔法，它是用水与电石发生反应产生乙炔，一般采用沸腾床反应器合成醋酸乙烯，国内大概有10家公司采用此种方法进行生产。
Leap 技术作为一种新兴的乙烯气相法工艺 ,无论是工艺原理还是操作过程 ,都与传统的乙烯气相法的醋酸乙烯工业化生产技术(Bayer 技术与 USI技术)非常相似[16]。但是 ,BP 公司开发的 Leap 技术 ,采用流化床反应器,改善了反应过程的传热 ,从而提高了醋酸乙烯的产率 ,单台反应器生产能力与传统的乙烯气相法相比提高了一倍，催化剂寿命也延长一倍以上[16]。对于流化床反应器的应用，从而使很多设备变得不再不可或缺，比如说气体预热交换器等，这样和固定床工艺所需要的设备相比较，流化床技术可以使工艺过程变得简单，经济，也可以使设备的投资减少大概30%左右，综合上述的介绍与实践，用乙烯气相法制备醋酸乙烯的Leap技术目前走在了工业化生产技术的最前端，将是醋酸乙烯合成的趋势与进步的关键。
1.3 本课题要求
本课题拟从理论上，利用最新的流化床技术，设计出合成醋酸乙烯的工艺流程，缩
小与国外的差距，加快工艺规模放大和工业化进程。选择合适的催化剂，提高空时收率，将发展策略转向流化床工艺技术。运用DCS集散控制系统，通过对反应器中文的控制以及反应物料的调节，提高醋酸乙烯的合成技术。我国提升VAM生产能力势在必行，但解决由流化床乙烯法替代高能耗，高污染的电石乙炔法尤为重要。从以上几点完成本次工程设计，以提高国内的醋酸乙烯产量以及对环境保护问题予以解决。本课题在保证醋酸乙烯生产过程稳定、高产、优质、低耗和安全的前提下，对生产过程的主要技术参数如温度，压力，液位以及流量等加以严格控制。
因此要求我们认真收集资料，进行调查研究，技术经济分析和方案比较，选出先进可靠、合理的自控方案。采用合适的仪表控制回路，如单回路，串级控制回路，分程控制回路等。选择合适的检测仪表及DCS卡件，即各个管道控制部位的温度、压力、流量等。贯彻执行国家、部颁的标准、规范和规定，认真进行设计文件的编制工作，绘制正确、可行的施工图纸，并写出设计报告。
2 工艺流程简介及控制要求
2.1基本原理简介
2.1.1 合成工段的基本任务
本工段通过罗茨鼓风机将乙炔气鼓入气体混合槽，同时将来自于醋酸加料槽的醋酸经由醋酸加料泵送入倒醋酸蒸发器，在醋酸蒸发器中通过水蒸气加热将醋酸汽化，送入气体混合槽。在气体混合槽中乙炔气与醋酸蒸汽混合，经过混合气体第一预热器和第二预热器，进入合成反应器中，在一定的温度条件下，在以活性炭为载体的醋酸锌的催化作用下进行反应生成醋酸乙烯。
2.1.2 影响合成反应的因素及控制要求
在主反应聚合反应中影响反应的因素很多，主要包括以下五个因素：
（1）活性炭的影响
活性炭本身即是触媒的载体，另一方面活性炭上的羰基起着活性中心的作用，所以活性炭在这里起着双重作用。
（2）反应温度的影响
合成醋酸乙烯的反应是醋酸与乙炔通过吸附在活性炭上的醋酸锌的而发生的。而首先就要使乙炔在活性炭表面上产生化学吸附，这个吸附温度最低也要160 ℃左右，所以要使反应能够进行起码也要将温度控制在160 ℃以上。
随着反应温度的提高，反应速度常数也增大，触媒的活性也就提高，空间收率也就高，但同时付产品增加，反应液质量下降。所以选用反应温度要综合各项指标，考虑到产品质量、产量、触媒的消耗等方面因素，并根据当时的主要矛盾来确定。一般情况下每个列之间相差10 ℃左右能最大发挥触媒的作用。
（3）压力的影响
由于乙炔与醋酸合成醋酸乙烯的反应是一个体积减少的反应所以理论上讲增加压力对合成是有利的。当反应系统压力上升时（例如，由于反应出口管被聚合物附着而阻力升高时）对反应来讲是有利的，但这就要求鼓风机打出更高的压头，对设备的要求也更
