乙炔合成反应器温度控制系统的设计

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1、辽宁工业大学课程设计说明书（论文）辽宁工业大学过程控制系统课程设计（论文）题目：乙炔合成反应器温度控制系统的设计院（系）：电气工程学院专业班级：测控092学号：090301041学生姓名：于世震指导教师：尹伦海起止时间：2012.12.24-2013.01.04课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器学号090301041学生姓名于世震专业班级测控092设计题目乙炔合成反应器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务实现功能设计合成反应器温度控制系统醋酸装置的乙炔合成反应器，工艺要求合

2、成反应器中部温度控制在120±2℃，醋酸和乙炔混和气一部分经过换热器预热后进入合成反应器，换热器具有很大的非线性。设计任务及要求1、确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数；3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；4、若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及程序流程图；5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。技术参数测量范围：0-150℃控制温度：120±2℃最大偏差：8℃；工作计划1、布置任

3、务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天）2、确定系统的控制方案，绘制原理结构图、方框图。（1天）3、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号。（2天）4、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式。（1天）5、上机实现系统的模拟运行、答辩。（3天）6、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：指导教师签字：总成绩：年月日IV注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算IV摘要醋酸和乙炔合成醋酸乙烯，醋酸乙烯是化学工业中重要的产品之一。醋酸乙烯的生产是个塔体非常

4、多的系统,调节回路众多,系统的关联性非常强,一个参数的控制的好坏直接影响到其他参数的控制的成败.一个系统的波动可能破坏整个系统。本次乙炔合成反应器温度控制系统的设计包括变送器，执行器，控制器。利用串级控制系统来控制气体温度，是反应器中部温度控制的更加精确，利用串级控制系统再加上控制器的分程控制，使整个系统更加安全可靠。本设计能较好的控制工艺上要求高的工业生产中，但由于系统比较复杂，所以结构复杂，不易调整，投资较大。串级控制系统的副回路对电荷的变化有一定的自适应能力，采用串级控制系统，醋酸装置的乙炔合成反应器，醋

5、酸和乙炔混合气一部分经过换热器预热后进入合成反应器，换热器具有很大的非线性。实践证明，系统的衰减率基本保持不变，主参数保持平稳，达到生产工艺要求。关键词：合成；串级控制；温度控制IV目录第1章绪论1第2章课程设计的方案22.1概述22.2系统总体框图22.3方案论证3第3章仪器仪表选型53.1变送器选型53.2控制器选型63.3执行器选型7第4章系统控制算法94.1控制规律的选择94.2气开气关的选择104.3控制器正负作用的选择10第5章模拟调试仿真12第6章课程设计总结14参考文献15IV第1章绪论醋酸乙烯

6、是世界上产量较大的有机化工原料之一，广泛用于生产聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、涂料、浆料、粘合剂、维纶、薄膜、乙烯基共聚树脂、缩醛树脂等一系列化工和化纤产品，广泛用于各行各业。目前，我国醋酸乙烯主要用来生产维尼纶的原料聚乙烯醇。目前，世界上醋酸乙烯的总产量已超过4.5MT/A，并且正以年增长率5%的速度发展。醋酸乙烯的生产是个塔体非常多的系统,调节回路众多,系统的关联性非常强,一个参数的控制的好坏直接影响到其他参数的控制的成败.一个系统的波动可能破坏整个系统.,因为其产品醋酸乙烯的浓度要求非常高,达到99.9%以上,因

7、此对反应温度,以及流量等参数的控制要求非常平稳,合成反应器的中温要求120正负1度,醋酸蒸发器液位要求达到正负1%,还有乙炔的流量非常不稳定,可控性不太好.这些都对控制的精度提出了很高的要求。在合成过程中对反应器和换热器的温度控制更是重要的一个控制环节。本次醋酸装置的乙炔合成反应器，期中部温度是生产过程中的重要参数，为了保证和恒气质量，工艺要求对它进行严格控制，由于在它的控制通道中，包括了一个换热器和一个合成反应器，而这个换热器具有明显的非线性，所以使整个过程特性随着负荷的变化而变化，具有较大的非线性。而串级控

8、制系统的副回路对于负荷变化具有一定的自适应能力，负荷变化所引起副回路特性的改变，会导致副回路衰减率发生变化，使副参数波动大一些，但是，此时主调节器的输出会重新调整副调节器的给定值，从而改变调节阀的开度，所以对整个系统的衰减率影响不大。14第1章课程设计的方案1.1概述合成醋酸乙烯的反应是醋酸与乙炔通过吸附在活性炭上的醋酸锌的而发生的。而首先就要使乙炔在活性炭表面上产生化学吸附，这个吸附