苯胺废水回收精馏装置控制设计优化.pdf

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1、技改与创新化工自动化及仪表，2010，37(4)：100～102ControlandInstrumentsinChemicalIndustry苯胺废水回收精馏装置控制设计优化陈淑鑫1，王建民2，李敬有1(1．齐齐哈尔大学计算中心，黑龙江齐齐哈尔161006；2．青岛横河埃佛科技发展有限公司，山东青岛2660426)摘要：分析醇溶苯胺黑精馏过程，实现苯胺回收苯胺黑装置全过程自动控制，提出了回收节能工艺。采用DCS实现了废水进料和蒸汽进料流量控制，塔底和闪蒸罐的液位控制，苯胺水冷却温度控制。现场应用表明，该控制系统降低了苯胺

2、回收成本，改善了产品质量及单位能耗指标，使废水达到排放标准。关键词：醇溶苯胺黑；精馏；DCS；工艺优化中图分类号：TQ028文献标识码：B文章编号：1000-3932(2010)04-0100-031引言苯胺黑⋯是最早的有机合成颜料，是一种利用价值很高的化学用染料。苯胺黑着色力强，分散能低，吸光性能非常强，颜色稳固性能十分好。现结合某精细化工厂苯胺回收配套醇溶苯胺黑生产装置分析精馏优化过程Bo，其原料为化工厂醇溶苯胺黑生产含苯胺的废水，其中苯胺含量3％一5％(甜％)，除含有醇溶苯胺黑生产所使用的催化剂三氯化铁(大约1％，

3、加％)外，不含其他任何阴离子、阳离子，并不带沉淀物和机械杂质，该废水经加烧碱后，三氯化铁形成氢氧化铁或氢氧化亚铁沉淀，并部分呈胶体状，pH=10—11，其设计规模为120吨／天，操作弹性70％一110％，精馏装置回收废水反应中含有少量的苯胺(3％一5％wt)返回至反应系统循环使用，再进行废水排放。该装置投入使用后，在操作中发现该分离装置除分离效果不好外，且处理能力达不到设计要求。随着企业发展，装置的处理回收能力需进一步提高。为此于2009年初更新苯胺回收蒸馏塔，并采用了DCS控制系统，于2009年5月投入运行，且一直运行

4、正常。本设计为回收醇溶苯胺黑生产中的苯胺，系统循环使用为优化目的，使废水达标排放。2苯胺回收DCS控制系统构成与实施方案苯胺回收装置采用单参数控制’3’，包含废水进料和蒸汽进料流量控制，两者流量采用比例调节；塔底和闪蒸罐液位控制、苯胺水冷却温度控制；对流量、液位、压力、温度等仪器和调节阀可按惯例选取；对仪表空气源、电源等动力供应无特殊要求。2．1控制系统构成苯胺回收DCS控制系统由硬件系统和软件系统两部分组成。现场仪表均使用国内优质产品。硬件根据实际情况配置(如图1所示)，由现场仪表、控制站、通讯总线以及操作上位机组成，

5、配置了两个控制站，操作上位机通过SCnet过程控制网和控制站进行通讯。控制站内由电源、主控卡、数据转发卡以及输入输出卡等硬件构成。此外还配置了打印机一台、UPS不间断电源一个。软件配置包括监控软件和组态软件两部分H1，其组态软件包括基本组态软件(SCKey)、流程图制作软件(SCDraw)、报表制作软件(SCForm)、编程语言(SCLang)等。在组态软件上很容易实现各种画面编辑和复杂控制的构造。图1DCS控制结构图2．2回收节能工艺苯胺黑生产中反应产生的废水即苯胺水经加烧碱中和后进人染料水储罐(R-101A、B)，在

6、回收塔(T—101)中回收苯胺，脱除苯胺后的废水送往废水储罐(R一106)，在蒸馏塔中回收苯胺，脱除苯胺后的废水送往污水处理工段，工艺流程如图2所示。将染料水储槽中的苯胺水用苯胺水泵(P一101A、B)经过收稿日期：2010-01—1l(修改稿)基金项目：黑龙江省科技攻关计划项目(GZ08A107)；黑龙江省教育厅科技项目(11541386，11541400)第4期陈淑鑫等．苯胺废水回收精馏装置控制设计优化·101·苯胺水预热器(E一101)输送至蒸馏回收塔，采用电磁流量计计量苯胺水的流量，经过预热器壳程的苯胺水温度大约

7、75qC，从蒸馏回收塔的塔顶进料，蒸汽在经过流量计计量(FICA一101)后直接送入塔底。苯胺水的蒸汽从塔顶出去，从塔底出来的废水仅含有0．05％以下的苯胺成分。回收塔的温度分布为：塔底(TR．105)104oc，塔中部(TI一104)102℃，塔顶(TRA-103)101℃。回收塔(T．101)的液位用液位调节计(LICA-102)控制，从回收塔顶出来的蒸汽与苯胺水进料换热，未冷凝的蒸汽进入空冷器(A一101)冷却到低于60℃，后与预热器的冷凝液相混合进入水苯胺冷凝器继续冷却到加℃左右，然后送分离罐(R一103)进行分

8、层，用界面分离器(R．104)调节苯胺水分离罐的液位，水苯胺冷凝器(E一102)采用循环水进行温度调节。水的沸点100℃，将温度控制在93℃左右苯胺即挥发，而水就从塔的底部流出来，经过多层塔蒸馏，达到回收目的。苯胺水分离后，得到纯净苯胺送往苯胺黑车间继续循环使用，上层水进入返回到染料水储罐循环蒸馏以回收其中苯胺。苯胺