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1、全密度聚乙烯生产仪表控制系统操作法 1.l DCS系统概述集散系统（Fotal Distributed Microprocessor Control System）是七十年代中期发展起来的转型控制系统。它是计算机技术控制技术，通讯技术和图形显示技术的结合，是完成过程控制，过程管理的现代化设备。集散系统大致分为以下几个部分：完成现场控制功能的控制器，它是该系统的核心部件；具有管理功能的人机接口装置，通常是以CRT为基础的控制台；连接各个装置的通迅网络及上位计算机。集散系统与常规模拟仪表相比，其优点是：控制功能完善，它把数字直接控制，顺序逻辑控制和分批控制有机地结合在一起。数据处理方便，集散系统除
2、能对各控制变量进行必要的运算外，一般对非控制变量还专门没有数据采集系统，并能实现各种数据处理。显示操作集中，以CRT为中心显示，改变了过去操作人员来回在仪表盘前对找数据，进行操作的状况，做到把流程的全部数据在恰当的时间，以易懂的方式呈现在操作员面前。使操作员能把握全局，方便自由地进行操作。安装接线简单，集散系统制造厂，一般都根据用户要求将装置系统化成套出厂，用户只要配上一些简单的外接线，就能实现系统控制。此外还大大减少了以往模拟仪表之间的内接线。灵活性,可靠性好，用户需要变更控制方案时，不需改变接线，只要变更程序即可。当用户需要扩充设备时，只要添置一些现场控制装置，直接接到数据通讯网络上就可使
3、用。有自诊断功能 自动检测，发现故障后自动报警显示。总之，到目前为止，无论是集散系统制造厂家还是用户都无人怀疑集散系统的优越性，都承认它的生命力。据不完全统计，现在世界上大约有60多家公司向市场推出自己开发的集散系统。我们聚乙烯装置所采用的是美国TAYLOR公司在1985年向市场推出的MOD300集散系统。TAYLER公司在1978年曾在市场销售MODIII系统，1982年又推出MOD30系统，这二个系统都是建立在一个微处理器反处理一个回路的设计思想，而MOD300系统即利用原有的MOD30仪表子系统，又发展了多回路控制器构成一个规模很大的系统。MOD 300系统的规模在理论上是没有限制的，可
4、以根据而要任意扩大，只要增加DCN（分散通讯网络）加上各DCN之间的门路，就能涉足系统要求的规模MOD 300 系统在个系统中只有13种基本硬件模件，系统范围内的软件也由通用操作系统，数据库的管理，通讯操作和自诊断操作其软件操作组成。系统范围内的硬件和软件操作，已经设计成在功能硬件元件之间通用的模件。组成不同规模的系统时，选择不同的硬件模件和软件包。MOD 300主要由以下五个基本部分组成：。控制台子系统。块I/O子系统。仪表子系统。数据处理子系统。控制器子系统除了上述五个子系统外，可以有门路处理器，使MOD300系统与主计算机相适。5个系统和门路处理器联成首尾相接的环，称为分散通迅网络（DC
5、N）。为使MOD-300系统进一步扩大，可在DCN上加上门路，联成多环系统，如图7-1所示。DCNNO.1 DCN NO.6 DCN NO.2DCNNO.5NO.5 DCNNO.3DCNNO.4图7-1 MOD 300 系统的多环结构1.2主要工艺操作仪表逻辑控制说明及工艺控制流程图(PID)1.2.1环己烷共聚单体(SH、CM)的净化和FE的吸收1.2.1.1SH、CM的净化SH、CM分别来自于HB塔及溶剂泵P-GA-102和CM塔的回流罐。SH、CM在混合之前，经流量测量后，分别用于质量计算(FY-1001，FY-1002)，并显示其测量值，CM的流量要进行流量控制(FIC-1002)，以
6、保证SH和CM按比例进料，控制产品密度。其给定值(FB-1/FE)由DCS逻辑给出。该两股物流混合后，经循环SH水冷却器(E-EA-101A/B)冷却后，进入SH净化器（V-FA-101A/B）净化(主要是脱水、酮等痕量杂质)，净化后，由溶液进料泵(P-GA-101)增压后，再进入到吸收冷却器(E-EA-102)。在进入之前，该流量要进行控制(FIC-1052)，正常流量(FNOR=59200Kg/hr)由高位罐(V-FA-104)液位控制(LIC-1059，LNOR=1500mm)输出决定。控制方案如下图所示：1.2.1.2FE的吸收从FE净化器(V-FA-128A/B)净化后的FE(主要是
7、脱水、CO2，其浓度要低于2ppm，以防催化剂中毒)，经在线分析及流量控制(FIC-1064，FNOR=11400Kg/hr)后，进入吸收冷却器，进行FE的混合吸收，该三股物流为反应器进料原料，该进料原料混合吸收后，要求温度控制(TIC-1066)在35。然后，进入高位罐以提供一静压头，由增压泵和进料泵(P-GA-103，P-GA-104)泵入反应系统。1.2.2反应系统1.2.2.1反应器进料调温系统在原料注入反应器之前，要控制其温度，以保证达到控制树脂熔融指数和分子量分布所要求的合成温度。反应器进料原料，在进入反应器之前，被分成两股支流。其中一股被加热，一股被冷却，然后，经分程控制（TIC
8、-1089）来达到反应器进料的入口温度。加热支流由TIC-1084实现，正常温度为135，控制方案如下图所示：1.2.2.2反应器三种操作方式的控制为得到所需要的不同性能的树脂，要改变溶液流过反应器系统的方式，即串联或部分并联流过、改变催化剂和H2注入点位置及注入量，还有反应温度。反应器工况如下：A、1反应器反应只是在1反应器中进行，主要用于生产窄分子量分布的树脂。B、3反应器到1反应器（31）在3反应器中开始，在1反应器中反应完毕，它主要用于生产宽分子量分布的树脂。C、3加上1反应器（31）进料分配在两个反应器中，它主要用于生产中等分子量分布的树脂。a.反应器操作方式11反应器的进料温度是由
9、TIC-1093分程调节来控制的，进料流量正常时要求控制在29310kg/hr，是由FIC-1088分程调节实现的。该物料在反应器中与催化剂混合，同时加入氢，以控制树脂的分子量，在该方式中（其它两种操作方式亦同）。3反应器入口原料的温度及其与3反应器各点温度的温差，均可在DCS上显示，同时，还可显示3反应器入口原料温度与进入溶液预加热器的反应物温度的温差（TDI-1129）。该操作方式控制方案如下图所示：b.反应器操作方式313反应器入口原料温度由TIC-1090分程调节来控制，进料流量要求控制在35940 Kg/hr，且由HIC-1110来实现，催化剂和H2可以沿着反应器不同点注入，其浓度和
10、注入点可用来调节分子量。该操作方式的控制方案，由DETAIL“A”便可得出，故图略。c.反应器操作方式3加13加1反应器入口原料流量由FIC-1088的分程调节来控制，进料温度由1反应器温度TIC-1090的分程调节来控制。催化剂分别进入3和1反应器。该操作方式的控制方案，由DETAIL“A”便可得出，故图略。在上述三种操作方式中，在DCS上均可显示1反应器入口或3反应器各段温度与1反应器出口溶液的温差及1反应器的温度与1反应器出口温度的温差，这些主要是用于反映树脂的转化程度。在反应器中，如上所述，进料原料在催化剂的作用下，加氢反应后，从1反应器顶部流出，进入溶液加热系统。1.2.3溶液加热系
11、统在此系统中，RA溶液经溶液预加热器（E-EA-105）加热，以保证RA溶液具有一定的高温，在DCS上显示预加热器进出口溶液的压差（PDI-1128，PNOR0-3100KPa）及预加热器入口温度与1反应器出口溶液温度的温差（TDI-1108）。同时，在该系统中还要在H-117，H-118两处加入脱活剂，杀死催化剂，以终止反应的继续进行。该加热器的加热介质为DTA，DTA的流量是由串级控制TIC-1133（由逻辑输出给定）及FIC-1331（FNOR32730Kg/hr）来实现的。同时，DTA冷凝液由溶液预加热器液位控制（LIC-1131）来调节 的。RA溶液经加热脱活剂脱活后进入RA溶液吸附
12、器（V-FA-105A/B）吸附催化剂残渣，然后进行相分离系统。控制方案如下图所示：1.2.4相分离系统1.2.4.1中压分离器（IPS）的控制RA溶液在进入IPS之前，有压力显示（PI-1150A/B）和差压显示（PDI-1150），并可用手动开关（HS-1150B）选择A或B，对RA溶液进压力调节（PIC-1150），使其压力降低，并在IPS内实现闪蒸，阀PV1150A/B可同时操作，也可无扰动地独立操作。含有40-50%树脂的树脂环己烷相比释放的气相密度要高，通过放射性仪表对这种密度差异的监视，实现气液界面的液位调节（LLIC-1154）来决定去低压分离器的流量。同时，中压分离器顶部的闪
13、蒸物（80%SH，几乎全部的未反应FE、FB-1及FB-2）要求控制在一定的压力范围（PIC-1152，PNOR3000-3200Kpa（g），而后，进入进料冷凝器（E-EA-203）。控制方案如下图所示：1.2.4.2低压分离器（LPS）的控制RA溶液进入LPS后，经一段和二段闪蒸后，由二段LPS流出，到RA挤压机挤压造粒。RA溶液在一段LPS闪蒸时，闪蒸物压力要求控制在（PIC-1156）76-598KPa（g），然后，去一段冷凝器（E-EA-201）。同时，由一段LPS液位控制（LIC-1158，LNOR300到1275mm）给出RESET信号。RA溶液借助于过热蒸汽，在二段LPS闪蒸时
14、，闪蒸物要求控制在（PIC-1166）20-59 KPa（g）。控制方案如下图所示：1、闪蒸物的冷凝从二段低压分离器（V-FA-122）闪蒸出来的气相进入二段立式水冷凝器（E-EA-202）冷凝,凝液进入倾析器（V-FA-202）中分离水，水相经分离脱出罐（V-FA-203）的液位控制（LIC-2009，LNOR=560mm）排放去废水处理系统，而含有大部分的SH烃相由液位控制（LIC-2003，LNOR=670mm）后，送至一段受槽（V-FA-201），新鲜SH自中间罐（V-FA-415）经流量调节（FIC-2012，FNOR=4000kg/hr）后，泵入倾析器，以补充其损耗。从一段低压分离
15、器（V-FA-121）闪蒸出来的气相经一段立式水冷凝器（E-EA-201）冷凝，凝液收集在一段受槽中，并汇同从倾析器来的物流经凝液泵（P-GA-201）送出，让绝大部分物流与HB塔顶出料的高温SH换热后，再使其中的绝大部分通过LB塔进料缓冲罐的液位（LIC-2036,LNOR=1215mm）对其流量（FIC-2019，FNOR=14500kg/hr）进行串级调节，来保证LB塔进料缓冲罐(V-FA-204)液位恒定，保证流体静压头恒定。而一小部分绕过加热器（E-EA-208），由泵（P-GA-203）输送至LB进料罐，还有一部分气相经压力控制（PIC-2027,PNOR=1300014600KPa（g）后，到蒸汽净化加热器（E-EA-105），为其它工艺介质提供热源。此外，为保证一段受槽的安全，需采用压力调节（PIC-2021,PNOR=40KPa），保证在事故状态下，气相物流能紧急排放。控制方案如下图所示：1.2.5LB塔的控制从中压分离器（IPS）（V-FA-120）闪蒸出来的过热气相物料，加上从CM塔顶来的少部分FB-1一同进入LB 塔进料冷凝器（E-EA-203）回收热量，并在压力控制（PIC-2030,PNOR=1350KPa）下，调节蒸汽压力送给其它设备。同时，在液位控制下，使9
