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摘 要

在对苯二甲酸（TA）生产过程中，大量的副产品醋酸甲酯需水解回收。 对醋酸甲酯的综合利用，既处理了副产物，减少其对环境的污染； 也可以降低装置的醋酸单耗，节约生产成本。 本文提出了反应精馏塔与固定床相结合水解醋酸甲酯的新工艺。

首先设计了合理的工艺流程， 在对系统的特性和控制目标分析基础上， 合理确定自动控制回路的被控变量与操纵变量配对模式。 根据所设计的控制系统，绘制低浓度醋酸甲酯制醋酸工艺Pamp;ID图， 并根据自控设计行业标准分别对控制所需压力、温度、流量、液位等仪表进行选型。

采用浙大中控AdvanTrol-Pro组态软件，选择I/O 类型和数量并进行I/O 点分配， 在分析用户需求的基础上，研发了集成监控组态界面， 实现了控制系统组态、PID控制器参数整定、 数据显示和查询、报警和操作日志查询等多项功能。

关键词: 低浓度醋酸甲酯制醋酸 控制系统设计 仪表选型 DCS

Low concentrations of methyl acetate to acetic acid process control system design

Abstract

In the production process of PTA, a large amount of methyl acetate(by-product) must be recycled through hydrolysis. Comprehensive utilization of methyl acetate, both deal with the byproducts, reduce pollution of the environment; can also reduce acid consumption device, reduce production costs. This paper presents a new process for hydrolysis of methyl acetate reactive distillation column and the fixed bed combination.

The technical process was firstly designed. Based on the analysis of system characteristics and control objectives can determine a reasonable pairing mode of controlled variable and manipulated variable in automatic control loop. According to the design of control system, draw the Pamp;ID figure of low concentrations of methyl acetate to acetic acid process control. And according to the control design industry standard , we select respectively each measurement instrument of pressure, temperature, flow and level for controlling.

Based on the software AdvanTrol-Pro of supcon, we choose the I/O type and quantity and the I/O distribution. By the analysis of the needs of the user, we research integrated monitoring configuration interface, realize the process flow dynamic display, PID controller parameters setting, dynamic data real-time display, historical data query, real-time alarm, operation log queried.

Key words: Low concentrations of methyl acetate to acetic acid; Control System Design; Instrument Selection; DCS

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 课题的研究背景 1

1.2 工业精馏塔的自动控制 2

1.3 低浓度醋酸甲酯制醋酸工艺过程简介 3

第二章 控制方案设计及仪表硬件选型 5

2.1工艺控制方案设计 5

2.1.1平推流反应器控制系统设计 5

2.1.2反应精馏塔控制系统设计 6

2.1.3甲醇回收塔控制系统设计 6

2.1.4整体控制方案及结构 8

2.2自控系统仪表选型原则 8

2.3自控系统仪表选型 8

2.3.1温度仪表 8

2.3.2压力仪表 10

2.3.3流量仪表 11

2.3.4液位仪表 11

2.3.5成分仪表 12

2.3.5控制阀的选型 12

3.1 DCS概述及浙大中控JX300XP系统组态软件 14

3.1.1 DCS及SC Key组态软件 14

3.1.2 系统组态工作流程图 15

3.2 I/O点设置 15

3.3 组态操作设计 17

3.3.1 主机设置 17

3.3.2 操作站及操作站设置 17

3.3.3 I/O组态设置 18

3.3.4 常规控制方案组态 21

3.3.5 操作站组态 23

第四章 DCS系统硬件设计及其选型 27

4.1网络 27

4.2控制站硬件及相关卡件 27

4.2.1 硬件基础 27

4.2.2 机柜、机笼及系统供电 28

4.2.3 主控制卡选型 28

4.2.4 数据转发卡选型 28

4.2.5 I/0卡件选型 29

4.3 硬件选型和配置 31

4.3.1 控制站硬件选型 31

4.3.2 卡件设置 33

4.3.3 操作站硬件选型 34

4.4 供配电与电气控制系统设计 34

4.5.1系统的整体连接 34

4.5.2 电缆的连接 34

总结 36

参考文献 37

致谢 38

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

反应精馏过程是将化学反应与精馏分离耦合在一个设备中的强化过程，可有效提高反应的转化率或产品的优势，并在提高设备集成度，降低能耗等方面具有明显优势。由于反应精馏过程较传统多单元生产过程，反应与精馏过程之间耦合性和非线性显著增加，而控制的自由度相对减少，因此给反应精馏过程的平稳操作和动态控制系统设计带来挑战。

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