串级-比值控制系统在聚酯生产中的应用.pdf

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1、第52卷第6期2016年12月石油化工自动化AUTOMATl0NINPETR0一CHEMICALINDUSTRYVoL52，No．6December．2016串级一比值控制系统在聚酯生产中的应用甄永亮，沈攀攀(中国昆仑工程公司，北京100037)摘要：乙二醇(EG)与精对苯二甲酸(盯A)的摩尔比是聚酯生产中重要的控制参数，参与配比的EG和FrrA，一般采用独立的PID调节回路来控制其添加量，由于缺少反馈，对摩尔比的控制仍属于开环控制范畴。在EG和PTA浆料密度与两种物料的摩尔比之间的经验公式基础上设计了以浆料密度为主回路，摩尔比比值为副回路的串级一比值控制系统，克服了因EG质量分数、温度变化或

2、其他干扰导致的配比偏差，提高了摩尔比的控制稳定性及控制品质。该方案已获得实际应用，效果良好。关键词：摩尔比聚酯装置浆料调配串级一比值控制系统中图分类号：TP373文献标志码：B文章编号：l007—7324(2016)06一0037—03Applicati蚰ofC删e-RhtioC0ntrolSyst锄inP0ly箦terProductionZhenYon91iang，ShenPanpan(ChinaKunlunContracting&EngineeringCorporation，Beijing，10037，China)Abstract：MolarratioofEG(EthyleneGlyc01

3、)toPTA(PureTerephthalicAcid)isaveryimportantprocessparameterinpolyesterproductiorLIndependentPIDadjustmentloopisusedtocontrolitschargingamountforinvolvedEGandPTA．Themolar-ratiocontrolstrategyisintrinsicallyanopenloopduetoshortageoffeedback．Anovelcontrolofso～calledcascade—ratiocontrolstrategyisestabl

4、ishedbasedonanexperientialfomulademonstratingrelationofdensityofmixtureslurrytoratioofEGtoPTA．Theslurrydensitvservesasmasterva“ableandmolarratioasslaVeVariable．Theschemehasbeenappliedinpracticalprojectwithgoodperformance．KeyworIls：molarratio；polyesterunit；slurrydeploy；cascade—ratiocontrolsystem聚酯工业中

5、，一般采用将乙二醇(EG)与精对苯二甲酸(PTA)直接进行酯化反应，再对生成的酯化物进行缩聚反应的方法进行聚酯生产H]。在该种被称为直接酯化法的工艺中，要把EG与PTA固体粉末连续调配成浆料旧]，其摩尔比是最基本也是最重要的控制参数之一，它直接关系着后续酯化反应的酯化率，进而影响着装置物耗和最终的产品质量Hj。当参与配比的EG和PTA质量分数不变时，采用多闭环的比值控制系统能较好地控制两者之间的摩尔比。因摩尔比的不可直接测量性，整个比值系统本质上说还是一个开环的系统，没有反馈修正机制。当某种物料成分有变化时，比值控制系统就会出现偏差，所产生的误差需要在后续酯化反应阶段依靠工艺操作人员的经验予以

6、弥补和修正。而实际生产中，大部分EG都来自装置的循环回收，其浓度、温度必然随装置的运行工况而波动，这不仅增加了操作人员的劳动强度，而且对操作水平也提出了较高的要求，尤其是在升降生产负荷时。因此，改进上述比值控制系统显得很有必要。1聚酯浆料调配的控制1．1聚酯浆料调配过程EG与PTA在进行酯化反应前需要按一定的摩尔比进行混合，制成聚酯浆料。常温下PTA为白色粉末状固体，纯度及性质稳定，EG则为液态溶液。因此，一般以PTA的质量分数作为比值控制系统的主变量，EG的质量流量作为比值控制系统的副变量，典型的聚酯浆料调配工艺流程如图1所示。PTA的质量通过称重系统进行计量和控制，EG的质量一般来自两部分

7、，一部分是直接添加的EG，另一部分是催化剂溶液中作为溶剂的EG。EG和催化剂溶液的质量均由质量流量计和调节阀组成的PID调节回路进行计量和控制。两稿件收到日期：2016一08—24。作者简介：甄永亮(1979一)，男，河北曲阳人，毕业于北京化工大学检测技术与自动化装置专业，获硕士学位，现就职于中国昆仑工程公司，从事化纤、石油化工自动化设计工作，任高级工程师。石油化工自动化第52卷者由摩尔比控制器协