毕业设计我帮你

PVC聚合汽提自控设计

【摘要】 聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride)，简称PVC是由VCM单体经聚合反应而成。是我国重要的有机合成材料。其产品具有良好的物理性能和化学性能,广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域。根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类：悬浮法聚氯乙烯，乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯，悬浮法聚氯乙烯是目前产量最大的一个品种。本文对PVC料浆进行自控设计，旨在通过利用汽提去除PVC料将中的致癌物质VCM，使VCM等有害物质含量达到规定的指标。根据工艺要求，本文采用浙大中JX-300XP，设计了四个控制回路，分别为：料浆贮槽进口流量控制、汽提塔塔底的液位控制、料浆的进口流量与汽提塔压差的串级控制、蒸汽进口流量与塔底温度串级控制。

【关键字】 PVC  汽提  DCS控制  控制系统

 

目录

引 言 5

声 明 6

第一章 PVC工艺流程说明 7

1.1 PVC介绍与应用 7

1.2 工艺流程介绍 7

1.3 汽提原理 7

1.4 影响PVC质量的主要因素 8

1.4.1 塔顶和塔底温度 8

1.4.2 塔底液位 8

1.4.3 塔顶压力 8

1.4.4 塔压差 8

1.4.5 蒸汽量 8

1.4.6 各浆料停留时间 8

第二章 自控方案 10

2.1 自控方案 10

2.2 仪表控制回路图 11

2.2.1 浆料的进口流量与汽提塔压差的串级控制 11

2.2.2 浆料贮槽的流量控制 12

2.2.3 蒸汽进口流量和塔底温度串级控制 13

2.2.4 汽提塔塔底液位控制 14

第三章 仪表选型 15

3.1 仪表选型的基本原则 15

3.1.1 工艺要求 15

3.1.2 仪表性能 15

3.1.3 经济合理性 15

3.1.4 仪表统一性 15

3.1.5 仪表的成熟性 15

3.2 压力仪表 15

3.3 温度仪表 16

3.4 流量仪表 16

3.5 液位仪表 16

3.6 控制阀Cv计算 16

3.6.1 合理选用阀型和阀体、阀内件的材质 16

3.6.2 正确确定控制阀的口径 16

3.6.3 控制阀气开、气关型的确定 17

第四章 DCS控制系统 18

4.1 DCS的介绍 18

4.1.1 DCS的概述 18

4.1.2 结构 19

4.1.3 DCS的特点 20

4.2 PVC汽提自控DCS组态画面 21

4.2.1系统总貌 21

4.2.2 控制分组 22

4.2.3 报警一览 23

4.2.4 数据一览 23

4.2.4 趋势画面 24

第五章 主要检测、变送和控制仪表的确定及成本估算 25

第六章 仪表供电供气系统设计 26

6.1 仪表供电系统设计 26

6.1.1 设计内容 26

6.1.2 UPS电源质量要求如下 26

6.1.3 对供电质量的要求 26

6.2 仪表的供气 26

6.2.1 仪表气源应备用管容量 27

6.2.2 压力 27

6.2.3 温度 27

6.2.4 露点操作压力 27

6.2.5 含尘料直径 27

第七章 自控中的安全及防护 28

7.1 仪表防爆设计 28

7.1.1 气体发生爆炸的主要条件 28

7.1.2 爆炸环境分类一 28

7.1.3 爆炸环境分类二 28

7.1.4 最小点燃电流（MIC）分级表 28

7.1.5 Ⅱ类电气设备的最高表面温度分组 29

7.1.6 常见气体、蒸汽等级分类 30

7.1.7防爆设计的类型表 30

7.1.8 防爆电气设备标志 31

7.2 仪表及测量管线的保温设计 31

7.2.1伴热、绝热保温分类及适用场合 31

7.2.2 蒸汽伴热系统设计 32

7.2.3 电伴热系统设计 32

7.3 仪表隔离和吹洗设计 33

7.3.1 隔离 33

7.3.2 吹洗 33

7.4仪表接地规范设计 33

7.4.1 保护接地 33

7.4.2 工作接地 34

总 结 35

致 谢 36

参考文献 37

 

引言

PVC聚合汽提自控设计是以化工厂某一典型的生产装置或生产工序为对象，以这种对象的生产工艺、流程特点、操作条件、设备及管道布置等基础上进行的化工自动化工程模拟设计。毕业设计是在教学内容结束后，对所学的基本理论和专业技能进行综合与总结，同时也是对学生的知识和专业能力的综合考察。因此，毕业设计是一门很重要的综合实践性教学环节。

PVC浆料中含有的VCM存在固态的PVC中，汽提工序的最终目的是脱除PVC中的VCM，因此，汽提工序所需要的能力和载体都来源于蒸汽。PVC浆料存在固相VCM向液相扩散，液相中的VCM向气相扩散，VCM在固相、液相、气相中的平衡浓度是1000：100：1，对于残留VCM的汽提脱析的总过程而言，沸腾与扩散脱析条件的不同而分成主次关系，在残留VCM的浓度较高、脱析温度较高和压力较低的情况下，脱析以沸腾为主，扩散为次；反之，以扩散为主，沸腾为次。 

VCM悬浮聚合过程中,为了保证PVC树脂质量,通常在转化率达到80%～85%时加入终止剂结束反应。此时,PVC浆料中存在15%～20%(质量分数,下同)未反应的VCM单体,其中大部分经加压回收后作为聚合反应的原料,剩余3%~5%经浆料汽提工艺回收，浆料汽提工序不仅回收剩余的VCM,而且还要保证成品PVC的质量，在汽提脱析PVC浆料运行中，影响脱吸的主要因素有塔底和塔顶温度，塔顶压力、塔压差、塔底液位、蒸汽流量和各浆料停留时间；对于这几个重要因素我们在本次设计中设计了4个控制回路。

本次毕业设计教学的最终目的是培养学生综合运用所学的基本专业理论，基本专业知识和基本专业操作技能，分析和解决施工设计中的实际问题的能力。加强工程计算、工程制图和编制设计文件等能力的培训，全面提升综合能力、使学生对过程自动化工程设计的基本程序有一个较全面、较深入、系统化的了解。

最后，感谢指导老师李丽霞老师和各位专业老师的耐心指导，由于设计者水平有限，在本次设计中难免有疏漏和不当之处，肯请各位老师批评指正，设计者将不胜感激，在此致谢。

 

参考文献

周哲民，任丽静. 过程自动化过程设计[M].化学工业出版社，2010

王克华. 过程检测仪表[M]. 北京：电子工业出版社,2006.7

国海东，刘江彩.自动化装置安装与维修[M].北京：化学工业出版社，2005.4

任丽静，周哲民.集散控制系统组态调试与维护[M].化学工业出版社，2010.2

匡芬芳，王勇. 控制系统应用技术 [M].湖南化工职业技术学院，2011.3