目 录

摘要 ..................................................................................................... 1

1、合成加脂剂简述 ........................................................................... 2

1.1、概述 .................................................................................... 2

1.2、几种合成加脂剂产品介绍 ................................................ 3

1.3、合成加脂剂的生产原料 .................................................... 3

2、硫酸和乙二醇的混合 ................................................................... 4

2.1、流程图和框图的解析 ........................................................ 4

2.2、双闭环比值控制系统的特点与分析 ................................ 6

2.3、控制规律及控制器的确定 ................................................ 7

3、合成酯的合成 ............................................................................... 7

3.1、工艺流程图及框图的解析 ................................................ 7

3.2、控制过程的解析 ................................................................ 9

3.3、控制规律及控制器的确定 ................................................ 9

4、加酯剂的合成 ............................................................................... 9

4.1、过程流程图和框图的解析 ................................................ 9

4.2、控制方案的确定 .............................................................. 10

4.3、控制算法及控制器的确定 ............................................... 11

5、仪表选型 ..................................................................................... 12

6、结语 ............................................................................................. 15

参考文献 ........................................................................................... 16

1 摘要

合成脂是皮革工艺中普遍采用的加脂剂，可以提高毛皮的质地，可代替天然油脂用于皮革加油。

将合成脂肪酸预热加入酯化反应器中，同时加入乙二醇和硫酸，将温度升至110℃，此时有水流出，分析其酸值在25mg/1g酯以下，停止加热放入合成脂贮槽。将合成脂放入皂化反应器中加入碱液加热至70℃搅拌0.5h既可。

随着社会不断进步，经济飞速发展，无论是工业还是其它产业对生产的自动化程度和精度的要求越来越高。

本设计详细分析了合成脂的生产过程控制，通过比值控制和串级比值控制系统实现自动控制，主控制器能改变比值控制器的输入值，副回路相当于一个定值控制系统，能在主控制器的控制下稳定主动量与从动量的比值。

关键词：合成脂、自动化、比值控制、串级控制

2 1、合成加脂剂简述

合成加脂剂(synthetic fatliquor) 是以石油或有关化学品为原料合成的一类皮革加脂剂，可代替天然油脂用于皮革加油。合成加脂剂的发展方向是高分子加脂剂，台丙烯酸与长链丙烯酸酯生成的共聚物以及马来酸酐与不饱和化合物的共聚物都是性能优良的加脂剂，且能降低废水的COD值。

1.1、概述

合成加脂剂按照可溶性可分为不溶于水的加脂剂和可溶于水的乳液加脂剂。

不溶于水的加脂剂有：(1)氯化石蜡(chlorinated parafin)，又称合成牛蹄油，是平均十五个碳原子的直链烷烃与氯气在紫外光照射下起反应而制成，淡黄色油状液体，密度1.04～1.08g/cm3，不溶于水。与皮纤维结合好，可代替牛蹄油用于加脂；(2)烷基磺酰氯(alkyl sulfonyl chloride)，以平均十五个碳原子的直链烷烃或平均二十二个碳原子的直链烷烃与氯气和二氧化硫在紫外光照射下进行氯磺酰化而生成。浅棕色澄清的油状液，相对密度(20℃)1.06～1.08。不溶于水，磺酰氯基可以和皮纤维上的氨基生成共价键结合，是一种结合型加脂剂，也是一种油鞣革的合成鞣剂。

合成乳液加脂剂制法有四种。(1)氯磺化法。(2)磺化法。(3)亚硫酸化法。(4)磷酸化法。现在以高碳脂肪酸和高碳脂肪醇酯化的合成酯如合成鲸脑油；脂肪醇乙氧基化再磺化的产物如脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠盐、十八烷基聚-8-乙二醇醚硫酸酯铵等产品不断涌现。高分子加脂剂是新的发展方向，如丙烯酸与3 长链丙烯酸酯以自由基聚合反应生成的共聚物；马来酸酐与不饱和化合物(CH2＝CH-R)的共聚物。这两种共聚物加脂时，加脂剂吸尽较完全，废水的COD值小。加脂后的革均具有密度小、可洗涤、疏水、吸水性小、透湿性小等特点。

1.2、几种合成加脂剂产品介绍

⑴A-1型合成加脂剂 主要由烷基磺酰胺乙酸钠70～75%和氯化石蜡25～30%组成，是我国第一代合成加脂剂，也被称作1号合成加脂剂。

制备方法：液蜡—氯磺化—氨化—与一氯醋酸缩合—中和—与氯化石蜡混配—成品

⑵SE系列合成加脂剂 合成加脂剂SE是由多种合成加脂材料与助剂拼混而成的，亦属于复合型加脂剂。

主要组分有：较低碳链的石油烷烃，能渗入皮革内层；中等碳链长度的氯化石蜡，含氯量20%左右，与皮纤维结合力强，使加脂革柔软丰满不油腻；油酸与二元醇的合成酯，有较长的碳链，可渗入革内或滞留表面，可赋予皮革滑爽的手感及绒面丝光效应；烷基磺酸铵，阴离子表面活性剂，使油脂均匀地分散于水中形成阴离子型乳液，促使油脂渗透；斯盘型非离子表面活性剂；抗氧剂等。

1.3、合成加脂剂的生产原料

⑴饱和烷烃

适合作为合成加脂剂用的是机油、凡士林、石蜡这三个类型的分馏产物，其中的机油的用量最多。

⑵氯代烷烃 4 皮革加脂用氯代烃类的原料是各种馏分的石蜡烃类，固体石蜡的碳数要求在C20~30，液体石蜡为C10~20。通过氯化获得含氯量在10~40%范围内的氯化石蜡。

⑶烷基磺酰氯

烷基磺酰氯(RSO2Cl)是一种带有活性基-SO2Cl、与皮革纤维结合力较强的加脂剂，被称为具有鞣性的加脂剂。

⑷合成脂肪酸及其酯

合成脂肪酸就是用石蜡氧化制取合成脂肪酸，它是一种饱和酸，碳链长度为C12~C20，可与乙二醇、聚乙二醇、甘油及醇胺类物质反应，获得具有良好加脂效果的乙二醇酯、聚乙二醇酯、甘油脂和烷醇酰胺，反应示意如下。

RCOOHHOCH2CH2OH+RCOOCH2CH2OCOR+H2O2222H2O+RCOO(CH2CH2O)nCOR+HO(CH2CH2O)nHRCOOHHOCH2HOCHHOCH2+RCOOHHOCH2HOCHRCOOCH2HOCH2RCOOCHRCOOCH2RCOOH+H2NCH2CH2OHRCONHCH2CH2OHRCOOH+HN(CH2CH2OH)2RCON(CH2CH2OH)2++H2OH2O

合成脂肪酸加脂剂可以用于各种皮革的加脂，如铬鞣革、植鞣革及毛皮。加脂后的皮革柔软，板面丰满有弹性，无油腻感，革的粒面和绒面均有较好的光泽，并能提高皮革的防水性能，降低革的吸水性。长链合成脂肪酸是一种非水溶性软蜡状物。

2、硫酸和乙二醇的混合

2.1、流程图和框图的解析

在这个生产过程中，生产工艺要求硫酸与乙二醇两种物料流5 量成2:1比例关系，一旦比例失调，就会影响生产的正常进行，影响产品质量，浪费原料，消耗动力，造成环境污染，甚至产生生产事故。严格控制其比例，使其不进入爆炸范围，对于安全生产来说十分重要。这种用来实现两个或两个以上参数之间保持一定比值关系的过程控制系统，均称为比值控制系统。所以此控制系统选择双闭环比值控制为控制系统。其带检测点的工艺流程图如图1。

001001002√002FTFC√001FYFCFT

图1 硫酸和乙二醇混合工艺图

其方框图如图2 6 WC1(s)WV1(s)W01(s)WV2(s)WC2(s)Wm1(s)KW02(s)Wm2(s)Q1Q2+-+-干扰干扰给定值

图2 硫酸和乙二醇混合方框图

从图中可以看出，双闭环比值系统和简单系统有一个显著的区别，即其在结构上由一个定值控制的主动量回路（Q1）和一个随主动量变化的从动量随动控制回路（Q2）组成，并通过比值器发生联系。凡是两个或多个参数自动维持一定比值关系的过程控制系统，均需采用比值控制系统。被控对象为电动阀支路的流量和变频器－磁力泵支路的流量，每个支路上分别装有流量传感器对支路的流量进行测量，电动阀支路的流量是系统的主动量Q1，变频器—磁力泵支路的流量是系统的从动量Q2。要求从动量Q2能跟随主动量Q1的变化而变化，无论主回路或从动回路都有各自的调节对象，测量变送元件和调节器。应该指出，系统中尽管有两个调节器，它们的作用各不相同。调节器1和调节器2具有自己独立的设定值，分别控制主动量回路和从动量回路。

2.2、双闭环比值控制系统的特点与分析

双闭环比值控制系统能实现主动量的抗扰动、定植控制，使主、从动量均比较稳定，从而使总物料也比较平稳，这样，系统