环氧乙烷装置的控制与联锁系统设计

【摘要】：环氧乙烷(EO)又称氧化乙烯,是乙烯工业下游衍生物中仅次于聚乙烯而居第二位的重要化工产品。它是用途广泛的合成中间体。主要用于生产乙二醇,还可生产乙醇胺类、醚类、非离子表面活性剂等,是重要的有机合成中间体。EO/PEO装置的特点是工艺流程长而复杂,操作条件变化频繁。物料品种繁多,含氧气、易燃、易爆、腐蚀性介质,且存在高温、低温、高压工况,对自动控制系统的可靠性、安全性要求相当高。因此设计EO生产装置的自控和联锁保护系统,对于提高其自动化水平,保证生产过程的安全、平稳运行具有重要的作用。 本文首先介绍了EO生产装置的基本工艺流程和控制的基本要求。然后采用技术先进、可靠的分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(S1S)设计了过程控制与连锁方案,用于对装置的过程变量进行优质可靠的控制与保护。 其中DCS主要是对生产过程进行实时监控与控制,DCS控制系统运用了多种较先进的控制策略,例如采用三冲量控制方案对锅炉液位进行控制。而SIS系统是对整个装置运行状况进行联锁保护,系统硬件均采用冗余设计,提高了系统运行稳定性。联锁保护系统的设计包括氧气混合站(OMS)和各压缩机组两部分,一旦出现联锁情况,将快速安全联锁停车,确保装置和设备的安全可靠运行。SIS系统不仅具有联锁保护作用,而且还具备联锁动作后原因追溯和事故分析功能,以便分析停车原因,排除隐患和减少停车次数,提高装置连续运行周期,提升经济效益。 目前该装置控制与联锁系统均已投入运行,系统运行稳定安全可靠,达到了预期的生产控制要求和联锁保护效果。 【关键词】：环氧乙烷 分散控制系统 安全仪表系统 联锁保护
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ223.26
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 概述10-24
• 1.1 环氧乙烷装置介绍10-11
• 1.2 环氧乙烷装置的控制需求11-16
• 1.2.1 原材料控制分析11-12
• 1.2.2 中间材料生产控制分析12-15
• 1.2.3 成品控制分析15-16
• 1.3 装置联锁保护需求16-22
• 1.4 国内外环氧乙烷生产自动化水平概况22-23
• 1.5 本文主要工作及章节安排23
• 1.6 本章小结23-24
• 第2章 DCS控制系统设计24-32
• 2.1 霍尼韦尔PKS系统介绍24
• 2.2 控制系统设计24-30
• 2.2.1 常规PID控制24-25
• 2.2.2 三冲量控制方案的设计25-26
• 2.2.3 分程控制26-27
• 2.2.4 选择控制27-28
• 2.2.5 串级控制28-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第3章 SIS联锁系统设计32-51
• 3.1 西门子PCS7系统介绍32
• 3.2 联锁系统设计32-46
• 3.2.1 PLCⅠ-OMS安全联锁33-40
• 3.2.2 PLCⅡ-循环压缩机及“其它”联锁40-46
• 3.3 联锁系统信号优化46-48
• 3.4 联锁界面保护设计48-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 控制与联锁效果51-62
• 4.1 控制效果51-55
• 4.1.1 大气包液位控制51
• 4.1.2 蒸汽压力控制51-53
• 4.1.3 分程控制效果53-54
• 4.1.4 串级控制效果54-55
• 4.2 联锁保护效果55-62
• 4.2.1 氧气混合站(OMS)联锁保护55-58
• 4.2.2 各压缩机组联锁保护58-62
• 第5章 结论与展望62-64
• 5.1 结论62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-66
• 致谢66

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