可编程调节器在树脂浓度控制中的应用

　　1　前　言

　　我公司主导产品聚乙烯醇(PVA)的生产分为四道主要工序,即合成工序、精馏工序、聚合工序和醇解工序,主要工艺流程见图1。精馏工序的半成品精醋酸乙烯(VAC)具有聚合能力,在预热器中同适量的溶剂(甲醇)、引发剂(偶氮二异丁腈)混合加入聚合釜,通过连续聚合反应,聚合液送往精馏塔,塔釜取出的聚醋酸乙烯(PVAC)甲醇溶液同碱混合,在醇解机中进行醇解反应,最后生成成品聚乙烯醇。聚合工序的出料树脂浓度(即聚醋酸乙烯甲醇溶液中聚醋酸乙烯的浓度)必须控制稳定,如果波动太大,碱加入量又未能及时调节,相对地就造成碱克分子比的变化,从而影响醇解反应。浓度如果过高,会造成混合不均匀,醇解反应不完全,容易发生事故;但浓度太低则甲醇用量大,粉碎、压榨困难,增加回收的负荷和溶剂的损失。我公司1996年扩建一条新生产线,此文探讨的是新线的树脂浓度自控实现。

　　2　树脂浓度自控实现

　　2.1　自控方案

　　如图1所示,对第1精馏塔塔釜出料树脂的浓度控制是通过控制补加甲醇调节阀的开度来实现的,浓度高,则调节阀开度增大,多加入一些甲醇稀释,反之开度减小。

　　2.2　树脂浓度的测量

　　浓度可以通过密度法进行测量,但由于树脂具有一定的粘性,我们采用了通过测量粘度来间接测量浓度的方法。树脂粘度受温度影响比较大,不同的温度下,即使浓度相同,其粘度也是不同的,其相互关系见附表(1泊=0.1Pa·s),因此我们在测粘度的同时,亦将树脂温度测出。粘度、温度信号经演算得出浓度值。

　　2.3　浓度演算公式

　　我们采用的浓度演算公式是一个经验公式,它的导出基于以下四项实践基础:①用实验室用粘度计分析粘度、浓度的取样数据;②老生产线记录仪启示的粘度、温度、浓度曲线分析;③附表数据分析;④同类型企业提供的经验。

　　其中:

　　w———浓度(15%~30%);

　　v———粘度(0~8泊);

　　T———温度(40~80℃);

　　A、B、C、D、E为已知常数。由式(1)可得出

　　其中C ₀、C ₁、C ₂、C ₃、C ₄为运算常数。由式(2)可知,在已测出粘度、温度信号后,可运算得出浓度信号。需要注意的是运算式中的w、T、v数据要经过归一量化处理。

　　2.4　仪表选型

　　我们选用美国剑桥公司的粘度计探头及显示仪,该探头结构简单,安装方便,并内装测温元件,经显示仪显示出粘度、温度值,其端子输出对应的两组电流输出