[发明专利]一种一氯乙酸生产中使用的自动化控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种一氯乙酸生产中使用的自动化控制系统及控制方法。

背景技术

一氯乙酸是一种用途广泛的化工产品，可以用作有机合成的原料、染料；制药工业中用于生产咖啡碱、肾上腺素、氨基酸等。合成氨基乙酸的传统工艺是用一氯乙酸和氨在乌洛托品的催化作用下合成，因此对于氨基乙酸生产企业来说，一氯乙酸是一种重要的原料，一般企业都建有一氯乙酸生产车间，一氯乙酸产品的安全生产和质量直接影响着氨基乙酸产品的质量和生产。

传统的一氯乙酸合成工艺是：将计量好的醋酸放入反应釜内，然后加入催化剂硫磺，再向反应釜中通入氯气，氯气的通入量根据反应情况人工进行调控，过程中需控制反应液的温度、压力、密度及氯气流量等工艺参数，直至反应液密度达到一定值时表明反应完成。在此过程中反应液的密度、压力、温度等工艺参数的监测、控制很关键，因反应过程处于无水和全封闭状态，对反应液密度的测量是个难点。现有的生产工艺和控制设备，完全都是靠人工进行操作，凭操作人员长期积累的经验，通过观察、检测来对反应过程中物料的密度、温度、流量、压力等数值分析后，再靠人工来进行调节，通过一次次的阀门调整，来达到工艺控制参数的要求。人工操作的不稳定因素很多，如果责任心不强或控制不及时、工作马虎，就会造成原材料消耗高、产品不合格；更严重的是，如果操作工对压力的观察和调控不及时，一旦超压，就有可能会造成泄漏和爆炸事故，对人身造成伤害，对设备造成损坏，还会对环境造成污染，引发严重的后果。

中国专利CN102863325公开了制备氯乙酸的周期式自动控制方法，该方法通过计量反应釜内氯化反应所消耗氯气的累积流量来判断反应的进行，并依据消耗氯气总量数据判断反应终点，虽然实现了自动化控制，但通过氯气的量来判断反应进程和反应终点这种方法本身是不可靠的，该方法认定进入反应罐的氯气都参与了反应并且反应率为100％，这只是理论上的推测，实际情况不可能达到100％，因此依靠氯气的量来判断反应进程和反应终点的方法不可靠，即使实现了自动化控制也不具有实际意义，无法在工业化生产中应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种一氯乙酸生产中使用的自动化控制系统及控制方法。该自动化控制系统实现了一氯乙酸生产过程中对反应液密度、温度、压力、流量的时时监测，简化了生产操作，实现了反应过程的全自动化控制。

为了解决上述技术问题，发明人提供了以下技术方案：

一种一氯乙酸生产中使用的自动化控制系统，包括醋酸供给系统，汽化供氯系统，反应系统和中和罐，所述汽化供氯系统包括汽化池、缓冲罐，所述反应系统包括氯乙酸反应釜、冷凝器、气液分离器、真空泵，所述氯乙酸反应釜内壁设有夹套，所述醋酸供给系统和汽化供氯系统分别与氯乙酸反应釜相连，所述缓冲罐、氯乙酸反应釜分别与中和罐相连，所述冷凝器和气液分离器均设于氯乙酸反应釜上部，其中，所述自动化控制系统还包括自动控制模块，所述氯乙酸反应釜上部设有紧急泄压阀、密度计、反应釜压力表、反应釜温度表，所述气液分离器上部设有尾气控制阀，所述氯乙酸反应釜通过紧急泄压阀与中和罐相连，所述夹套设有夹套升温控制阀、夹套泄压阀、降温水阀、夹套压力表和夹套温度计，所述汽化池上部设有紧急切断阀、液氯调节阀、热水阀、冷水阀和汽化池温度计，所述缓冲罐上部设有缓冲罐安全阀和缓冲罐压力表，所述自动控制模块分布于整个控制系统的所有部件中。

上述自动化控制系统，所述汽化供氯系统还包括缓冲罐声光报警器，所述缓冲罐声光报警器与缓冲罐压力表相连。

上述自动化控制系统，所述反应系统还包括反应釜声光报警器，所述反应釜声光报警器与反应釜压力表、反应釜温度表相连。

本发明同时还提供了上述自动化控制系统的控制方法。

一种一氯乙酸生产中使用的自动化控制系统的控制方法，在一氯乙酸生产过程中，运行汽化供氯系统后，紧急切断阀自动打开，当汽化池温度计温度值小于下限值时，液氯调节阀自动关闭，热水阀自动打开进行升温，当汽化池温度计温度值≥下限值时，液氯调节阀根据缓冲罐压力表压力值，开始自动控制进液氯的量，使缓冲罐压力自动控制在安全设定值内，当汽化池温度计温度值高于上限值时，冷水阀自动打开进行降温，低于上限值时，冷水阀自动关闭；

当所述汽化供氯系统中缓冲罐压力表压力值超过安全上限时，紧急切断阀、液氯调节阀自动关闭，缓冲罐安全阀打开，氯气经管道到中和罐中和处理，当缓冲罐压力≤安全上限值时，缓冲罐安全阀关闭，紧急切断阀、液氯调节阀恢复自动控制；