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一、概述

UW500集散控制系统(DCS)目前在农药行业已取得了广泛应用,DCS对提高农药企业全厂自动控制、提高生产安全性及作业效率都有着重要作用。草甘膦目前是世界上最畅销的农药之一,它是有机膦类内吸传导型广谱灭生性除草剂,是由美国孟山都化学公司于20世纪60年代筛选合成的一种除草剂,具有其它除草剂不具备的许多优越性。本文主要讲述UW500集散控制系统在草甘膦生产过程中的应用案例。

二、工艺简介

我国草甘膦生产工艺主要有两种方法:甘氨酸-亚膦酸二甲酯法和亚氨基二乙酸(IDA)合成法。目前甘氨酸-亚膦酸二甲酯生产草甘鳞占到全国总产量的80%以上。二甲酯法生产工艺包括两步反应过程,第一步为合成,第二步为水解。反应以甲醇为溶剂,三乙胺为催化剂。水解的汽相产物经冷凝器中和后回收溶剂甲醇;液相经结晶分离、干燥的固体草甘膦产品。结晶母液经中和回收催化剂三乙胺后,再蒸发浓缩配制成10%的草甘膦水剂出售。整个工艺过程分成八个工序,依次是合成、水解、脱酸、结晶、干燥、精馏、三乙胺回收、蒸发。

 

图 草甘膦生产流程

三、控制方案

二甲酯法合成草甘膦的工艺中主要的两个环节就是合成和水解工序。合成过程的好坏直接影响草甘膦产品的收率和质量,是草甘膦生产过程中相当重要的一个环节,它主要包括3个反应阶段:解聚、加成、缩合。合成反应在同一合成釜中进行,反应物料分阶段加入。首先将物料甲醇、三乙胺和多聚甲醛同时投入合成釜当中,开始解聚反应,反应结束后,加入甘氨酸,加成反应开始,经过一段时间当反应温度到达规定值后,再加入亚膦酸二甲酯,缩合反应开始。这是一个强放热反应,随着反应的不断进行,釜内温度不断升高,形成一个

正反馈,若不能及时移走相应的反应热,则会出现“飞温”现象,导致副反应激增,大大

地减弱草甘膦的回收率。随着反应的逐渐完成,反应速度减缓,放热大幅度减少,这时如果过多地移走反应热,又会导致反应不完全,所以工艺上要求缩合反应温度严格控制。酸解反应是草甘膦生产过程中另一个十分重要的环节。它主要经历加酸、脱溶、脱酸等过程。酸解工序是草甘膦生产过程中的第二环节,由合成工序所得到的合成料液进入到酸解脱溶反应器后,需定时定量加入盐酸作为萃取剂,将合成产物草甘膦从有机相中萃取到酸性水溶液中,然后脱去溶剂,除去盐酸,最后得到草甘膦原粉。当盐酸加入合成料液后,会产生大量热量,要及时地处理这些反应热。加酸结束后,用蒸汽通过夹套进行加热,按丁艺要求给定的温度曲线控制水解釜温度,进入脱溶阶段时,首先加热进行蒸馏,将气相产物甲缩醛、甲醇等

低沸物蒸出。反应上升到一定温度后将蒸馏改为同流,进行负压脱酸,其中由于热惯性大,要求避免温度超调现象。脱酸过程结束后,就进入下一过程,草甘膦粉末的结晶以及溶剂、尾气回收工序。

 

图二甲酯工艺组态画面

 

图合成工艺组态画面

四、控制工程

本项目设中央控制室一座,系统主机设备、工程师站、操作站设置在中央控制室,根据生产控制和管理要求设工程师站、操作站和现场控制站,一般分为合成现场控制站、二甲

酯现场控制站、氯甲烷回收现场控制站、甲醇回收现场控制站。

 

系统结构示意图

 

五、小结

本工程自从用UW500集散控制系统投运以来,运行平稳,效果显著,操作平稳率,产品质量等都大大提高;工人劳动强度,原料消耗等都有大幅度降低,同时也确保了装置的平

稳安全运行。直接提高了企业的市场竞争能力,为企业带来了十分明显的经济效益。此项目成功的投产表明UW500集散控制系统拥有优质的稳定性、可靠性。

关键词:集散控制系统
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