一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及化学化工领域，具体涉及一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺，基于DCS控制系统根据环化反应器安装的PH在线监测装置所监测到的物料PH值实现被控氢氧化钠溶液的流量的调节，进而确保环化系统物料的PH值稳定保持在规定范围内。本发明专利技术有效解决了烧碱过量投入，提高环氧氯丙烷的收率，降低操作人员的劳动强度；其二减少了PH值波动造成的设备腐蚀损坏及设备维修费用；其三减轻后续污水处理负担和运行成本，降低了生产成本，提高了企业的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺
本专利技术涉及化学化工领域，具体涉及一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺。
技术介绍
环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化学品，其用途十分广泛，市场需求量大。目前国内环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂，其消费比例为环氧树脂占90%，氯醇橡胶占4%，其他如溶剂、稳定剂、表面活性剂、阻燃剂、油田化学品、水处理剂等占6%。环氧氯丙烷生产工艺有三种：丙烯高温氯化法、醋酸丙烯酯法、甘油法。丙烯高温氯化法虽生产灵活，工艺成熟，操作稳定，但收率低、三废排放量大，致使此类企业废水处理成本增加；醋酸丙烯酯法工艺产废水相对丙烯法较少，但因其对设备精度要求极高且催化剂经常中毒，致使其没有大规模生产。甘油法工艺是近些年发展起来的新工艺，他是利用甘油和氯化氢气体在一定条件下通过催化剂反应制得中间产品二氯丙醇，之后再通过皂化得到环氧氯丙烷,其优势如下：第一、主要原料甘油是由生物柴油副产物提炼所得，便宜而充足、生产成本低、较丙烯法竞争优势大。第二、废水产量少，每吨约产5吨，污水处理成本低；第三、反应条件温和，对整体设备精度要求不高；由此可见，随着国家对环境整治力度的进一步加大，丙烯高温氯化法环氧氯丙烷的生产成本将提高；甘油法对丙烯高温氯化法的优势将更加突出。因此甘油法替代丙烯法生产环氧氯丙烷是行业发展的必然趋势。甘油法环氧氯丙烷生产技术主要分四步进行：首先，甘油氯化反应：即甘油在一定温度和压力条件下和氯化氢气体、催化剂在氯化反应釜中反应生产二氯丙醇；第二，皂化反应：即氯化反应生产的二氯丙醇经提纯后在皂化塔中和烧碱反应生成粗环氧氯丙烷；第三,粗环氧氯丙烷提纯工艺：即通过精馏提纯得到合格的环氧氯丙烷产品。最后，废水处理工艺：即含盐废水先通过生物降解除去其中有机杂质，再通过多效蒸发结晶提盐、焙烧等工艺处理后用于隔膜或离子膜制碱装置，实现循环利用。环化工段环化反应岗位设备均采用不锈钢材质，要求物料必须在偏碱性状态下运行，以保证设备安全而不被腐蚀损害。同时工艺上更严格的要求环化反应在偏碱的情况下运行，二氯丙醇才能完全和32%烧碱反应生成环氧氯丙烷，但碱性又不宜过大，否则环氧氯丙烷易开环水解成甘油，从而降低环氧氯丙烷的收率，因此环化反应系统PH控制尤为重要。但由于该生产技术属于西方垄断技术，国内企业在生产过程中由于工艺落后于国外先进技术，自动化程度低，投料全靠人力控制。原料二氯丙醇和32%氢氧化钠控制能力粗放，为保证皂化反应完全，多采用氢氧化钠过量投放。为控制物料PH值，生产现场多采用在环化反应器下料管道设计一个取样点，由操作人员用PH试纸20分钟监测一次，要求PH值控制≥10，由于该控制方法比较原始，且在肆点班后半班及零点班监测时由于光线对监测颜色出现误差，出现环化系统碱度偏高、偏低不稳定，使环化反应不完全，导致原料浪费和设备腐蚀，同时造成环氧氯丙烷收率低和高盐废水处理量增加，浪费大量的蒸汽导致生产成本偏高。
技术实现思路
为节约原料和蒸汽使用量、提高产品收率，降低生产成本，本专利技术提供了一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺，达到了提高原料利用率、节能减排，降低生产成本的目的。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺，基于DCS控制系统根据环化反应器安装的PH在线监测装置所监测到的物料PH值实现被控氢氧化钠溶液的流量的调节，进而确保环化系统物料的PH值稳定保持在规定范围内。进一步地，环化系统物料的PH值控制在10～11区间，将设定区间的上限、下限作为控制设定值，由PH在线监测装置检测到的物料PH值实时输送至DCS控制系统中。进一步地，DCS控制系统采用带有智能计算及纠错功能为核心的DCS控制系统，实现与PH在线监测装置和执行机构的接口功能，并通过DCS程序按照一定算法实现对整个系统的智能控制。进一步地，执行机构为变频泵，其功能由变频器接收DCS系统发出的指令，给出动作控制调整控制泵的频率，对加入被控氢氧化钠溶液的流量进行调节控制，进而确保环化系统物料的PH值稳定保持在规定范围内。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在环氧氯丙烷生产过程中对环化反应中通过PH值在线监测与DCS控制，完成定量投入氯化液，自动调节控制烧碱的加入量，实现了对环化反应系统物料PH值的自动调节，其一有效解决了烧碱过量投入，提高环氧氯丙烷的收率，降低操作人员的劳动强度；其二减少了PH值波动造成的设备腐蚀损坏及设备维修费用；其三减轻后续污水处理负担和运行成本，降低了生产成本，提高了企业的经济效益。附图说明图1为本专利技术实施例的原理图。图2为本专利技术实施例的工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺，基于DCS控制系统根据环化反应器安装的PH在线监测装置所监测到的物料PH值实现被控氢氧化钠溶液的流量的调节，进而确保环化系统物料的PH值稳定保持在规定范围内，环化系统物料的PH值控制在10～11区间。实施例1环化反应器工作条件如下：a、有机物浓度:≤50%b、其中含生成氯化钠浓度:≤45%c、温度：≤80℃、防爆、防水IP65d、带流通池，压力≤0.6MPa注：物料主要是二氯丙醇和32%烧碱按1:1混合反应生成环氧氯丙烷及副产物氯化钠。S1、在环化反应器加入2m高的热水，开启强制循环泵，使环化反应器内物料形成封闭循环系统，同时在油水分离器中加入一半的热水，形成油水分离前的密闭状态；S2、分析计算氯化液储存器内的二氯丙醇的含量，并算好配比；打开环化反应器Ⅰ的浓碱进料管道阀和和氯化液管道阀，启动浓碱泵，先向环化Ⅰ反应器加0.5m3的浓碱，循环一段时间后，启动氯化液泵，向环化Ⅰ反应器按比例投入氯化液和浓碱，并根据生产任务定量氯化液的加量。S3、将PH在线监测及DCS控制系统调整到自动控制状态，由PH在线监测检测出环化反应器系统物料的PH值，并由PH值变送器将信号传递给DCS控制系统，DCS控制系统根据PH值的高低发出信号控制变频器，变频器继而调节烧碱泵的频率，达到调节烧碱的加入量，最终调节保持环化反应器物料系统PH值在控制范围内；S4、调节热水温度控制反应器Ⅰ内反应温度在30～40℃，生成的环氧氯丙烷与水共沸蒸出，经冷凝进入环化油水分离器分层，油层进入油层储存器，水层进入水层储存器。S5、待环化反应器Ⅰ物料达到设定液位后启动环化Ⅰ采出泵，打开1#旋液分离器上的阀门，反应料液进入反应器Ⅱ，调节热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺，其特征在于：基于DCS控制系统根据环化反应器安装的PH在线监测装置所监测到的物料PH值实现被控氢氧化钠溶液的流量的调节，进而确保环化系统物料的PH值稳定保持在规定范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺，其特征在于：基于DCS控制系统根据环化反应器安装的PH在线监测装置所监测到的物料PH值实现被控氢氧化钠溶液的流量的调节，进而确保环化系统物料的PH值稳定保持在规定范围内。


2.如权利要求1所述的一种基于PH在线监测与投料自动化的环氧氯丙烷生产工艺，其特征在于：环化系统物料的PH值控制在10～11区间，将设定区间的上限、下限作为控制设定值，由PH在线监测装置检测到的物料PH值实时输送至DCS控制系统中。


3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴红忠，程秉国，丁杰，杨小刚，庞有峰，温源，段治予，孟艳娟，郭鹏，邵卿，吴泽敏，库安姝，
申请(专利权)人：焦作煤业集团开元化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41