高温高压反应釜系统设计
姓名：谷鹏 班级：自动化1101 学号：1103010108 指导老师：陈兆娜
1
反应釜工艺及控制
• 工艺概述
•
高温高压反应釜是压力容器中的前沿设备,高压反应釜
是进行高压化学反应的理想装置,当反应物是易燃易爆,有
毒介质的时候,更加显示出他的优越性,但是高压反应釜同
时也是容易发生事故的危险设备，高温压力容器在低螺变
7
恒温阶段分层串级控制
进料
搅拌 器
TT
TC2
TT
TC1
反应室
出料
加热棒 夹套
冷却水循环水槽
循环水泵
当釜内温度达到聚合设定温度以后，一直到出料为止称为恒温反应阶段。 在这一阶段，要求平稳地转移聚合反应过程中所释放的反应热，保证聚合 温度的控制精度。以釜温为主参数、夹套水温度为副参数进行分程控制。 采用以釜内温度为主环，夹套温度为副环串级回路
8
进料单回路流量控制系统
搅拌器 反应室FCFTຫໍສະໝຸດ 进料泵夹套出料
加热棒
原料罐
采用了常规单回路流量控制来保证反合适的应釜进料量。
9
反应釜整体控制方案流程图
产品储罐
缓冲罐
排空
加氢加压管线
缓冲罐
TC3
TT3
PC TC2
PT
TT2
搅拌器 夹套
反应室
FC TT1 TC1
加热 棒
冷却水循环水罐 FT
循环水泵
进料泵 原料罐 导热油
12
后续完成内容
• 编写PLC控制反应釜温度压力以及进料流量的程序 • 利用组态王软件进行组态
13
•谢谢各位老师!
14
夹套
出料
加热棒
当反应釜内部压力过大超过设定范围的时候，要对压力进行调解，压力 控制回路主要包括调节阀、缓冲罐和压力计，当压力过高的情况下， PLC发出控制信号，打开调节阀，使压力回到正常范围
5
反应釜内部温度控制系统
• 温度控制是反应釜控制系统的核心。反应釜温度变化阶段 主要分为加热段、恒温段、冷却段，如下图所示:
10
控制器硬件选型
• 控制器的硬件选择西门子(SIEMENS)的S7-300。 • S7-300是模块化的中小型PLC，能满足各种领域的自
动控制任务，便与扩展，组态灵活。有以下几部分组成： （1）中央处理单元（CPU） （2）负载电源模块（PS） （3）信号模块（SM） （4）功能模块（FM） （5）通信处理器（CP）
T/℃ T2
℃
T1
预热段
升温段
恒温段
冷却回收段 t/min
6
升温阶段分层控制系统
搅拌器 反应室 夹套
进料
冷却水
TT
TC
导热油
出料 加热棒
这一阶段的主要作用是通过夹套蒸气加热升温将聚合釜内的物料温度升至 工艺要求的反应温度控制点。为了缩短升温过程，升温的前半部分采用关 闭冷水调节阀、全开导热油阀。以夹套温度为被控变量，采用分层控制。
11
控制器软件选型
• S7-300的CPU模块内装PID,一些简单的控制精度要求不 是很高的控制回路直接采用PLC中的PID模块设计控制器， 例如：夹套温度的控制、釜压的控制、进料的流量控制。
• 而控制精度要求比较高而又比较难控制的变量是常规PID 所不能实现的，例如：反应釜温度控制，我们采用模糊 PID自适应控制器，这部分由上位机（PC）来实现。
夹套
反应室
加热棒
导热油
进料 泵
原料 罐
3
控制方案
• 1.反应釜内部压力分层控制系统 • 2.反应釜内部温度控制系统 • (1)升温阶段分层控制系统 • (2)恒温阶段分层串级控制系统 • 3.进料单回路流量控制系统
4
反应釜内部压力分层控制系统
加氢加压 缓冲 罐
PC
PT
反应室
进料
搅拌 器
缓冲 罐
排空
应变下易于发生断裂,高温时,即便压力很低,也会很容易破
坏，因此对反应釜的釜压、釜温燃烧系统的换向动作及相
关的保护措施等项目需进行自动控制并由计算机系统的操
作站监视全部生产过程，保证反应釜节能、高效、安全、
稳定的运行。
2
反应釜工艺结构图
产品 储罐
缓冲
排空
罐
缓冲 加氢加压管线 罐
搅拌器
循环水泵 冷却水循环水槽