一、前言 在苯胺行業(yè)，中控有著完善的解決方案，豐富的工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。在國內(nèi)，中石化南京化學(xué)工業(yè)有限公司、金田公司、河南開普、江蘇梅蘭等企業(yè)都在采用中控提供的控制系統(tǒng)和解決方案實(shí)現(xiàn)對苯胺生產(chǎn)過程的控制。 二、硝基苯生產(chǎn)工藝簡介 串聯(lián)連續(xù)硝化，主要分為混酸配制、硝化、中和水洗、硝基苯精制四個(gè)部分，工藝流程長，控制回路較多、聯(lián)鎖復(fù)雜，屬于典型的化工流程工業(yè)。硝化釜是硝基苯生產(chǎn)中最關(guān)鍵設(shè)備，需要進(jìn)行安全聯(lián)鎖和保護(hù)聯(lián)鎖。精制單元采用雙塔精制（硝基苯初餾塔、硝基苯精餾塔），硝基苯初餾塔通過負(fù)壓蒸餾以除去粗硝基苯中的苯、水，控制出料含水量；苯胺精餾塔通過負(fù)壓蒸餾，蒸出合格的硝基苯，并除去高沸物雜質(zhì)。其過程控制特點(diǎn)是模擬量的控制及累積計(jì)量較多，控制對象多具有強(qiáng)滯后、耦合性強(qiáng)、多干擾等特性。中控利用DCS產(chǎn)品優(yōu)勢，在完成常規(guī)控制的基礎(chǔ)上，運(yùn)用DCS強(qiáng)大的模擬量處理功能和獨(dú)具特色的控制算法與策略，成功的實(shí)現(xiàn)了硝化、精制過程的難點(diǎn)控制，滿足了硝基苯生產(chǎn)過程的控制要求。圖1所示為鍋式串聯(lián)連續(xù)硝化流程示意圖。 三、控制方案 3.1 混酸配制控制 關(guān)鍵控制： ◆ 硝酸、硫酸和稀硫酸進(jìn)料流量配比控制 ◆ 硫酸、硝酸累積計(jì)量控制 ◆ 配酸釜攪拌與硫酸/硝酸/稀硫酸輸送泵聯(lián)鎖控制 特色控制策略： ◆ 采用了與硝酸進(jìn)料量進(jìn)行配比控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)硫酸、稀硫酸的進(jìn)料量，保證了混酸配制的準(zhǔn)確性、進(jìn)料的穩(wěn)定性; ◆ 配酸釜攪拌停止或故障則停止硝酸/硫酸/稀硫酸輸送泵進(jìn)行保護(hù)聯(lián)鎖和故障報(bào)警提示。 3.2 硝化控制 特色控制策略： ◆ 對五個(gè)硝化釜采用了不同的溫度控制確保合適的硝化反應(yīng)溫度，以及采用了切實(shí)有效的安全聯(lián)鎖，如果硝化釜攪拌不正常、釜溫超高、輸送泵故障、進(jìn)料流量過低等異常情況，都需要停止進(jìn)料泵并關(guān)閉進(jìn)料調(diào)節(jié)閥，如圖4所示 ◆ 硝化分離稀硫酸緩沖罐液位過低則停止硝化分離稀硫酸泵進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)并進(jìn)行低報(bào)提示 ◆ 萃取稀硫酸中間罐液位過低則停止萃取稀硫酸泵進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)并進(jìn)行低報(bào)提示 ◆ 稀硫酸罐液位過低則停止稀硫酸泵進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)并進(jìn)行低報(bào)提示 ◆ 稀硫酸泵電流過低則停止稀硫酸泵進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)并進(jìn)行低報(bào)提示 ◆ 硝化分離稀硫酸泵電流過低則停止硝化分離稀硫酸泵進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)并進(jìn)行低報(bào)提示 3.3 氫氣系統(tǒng) 特色控制策略： ◆ 采用多級壓力控制有利于自由調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)壓力，保證生產(chǎn)均衡、穩(wěn)定，操作彈性大； ◆ 電加熱器采用邏輯控制方法實(shí)現(xiàn)潤滑油總管溫度低則自動(dòng)加熱，溫度高則自動(dòng)停止加熱，并進(jìn)行報(bào)警提示； ◆ 潤滑油總管壓力低則自動(dòng)啟動(dòng)輔助油泵，并進(jìn)行報(bào)警提示； ◆ 氫壓機(jī)安全聯(lián)鎖分為三部分： 啟動(dòng)條件：潤滑油總管壓力和溫度正常，才允許啟動(dòng)氫壓機(jī)； 本體聯(lián)鎖：如排氣壓力和溫度、進(jìn)出口壓力比、氫壓機(jī)電流有高高報(bào)出現(xiàn)，或者潤滑油總管壓力發(fā)生低低報(bào)，則氫壓機(jī)停止運(yùn)行，并進(jìn)行報(bào)警提示； 附屬設(shè)備聯(lián)鎖：如果氫壓機(jī)停止運(yùn)行，則關(guān)閉進(jìn)/排氣收集器排液閥。 3.4 流化床系統(tǒng) 特色控制策略： ◆ 硝基苯氣相催化加氫反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，適當(dāng)降低溫度有利于生成苯胺，反應(yīng)溫度過高會(huì)使催化劑活性顯著降低（甚至失活），副反應(yīng)增加，單程壽命縮短；反應(yīng)溫度過低則硝基苯不容易完全汽化，硝基苯液滴吸附在催化劑表面，易造成催化劑顆粒破碎、粉化，導(dǎo)致催化劑帶出量加大，正確選用流化床反應(yīng)器的溫度控制才有利于穩(wěn)定反應(yīng)所需溫度； ◆ 流化床反應(yīng)器是苯胺生產(chǎn)的主要設(shè)備，采用安全聯(lián)鎖有利于正常生產(chǎn)和設(shè)備保護(hù)，當(dāng)冷卻水總流量或新氫儲(chǔ)罐壓力過低、氫壓機(jī)電流過高或過低、反應(yīng)器中心溫度過高均需要停止硝基苯加料泵和關(guān)閉硝基苯進(jìn)料法，并進(jìn)行報(bào)警提示； ◆ 氫氣混合罐壓力過低則需要關(guān)閉氫氣混合罐進(jìn)料法，并進(jìn)行低低報(bào)提示。 3.5 初餾過程 關(guān)鍵控制： ◆ 苯胺初餾塔換熱器粗苯胺進(jìn)口流量控制 ◆ 苯胺初餾塔出口壓力控制 ◆ 苯胺初餾塔再沸器蒸汽壓力控制 ◆ 苯胺初餾塔液位控制 3.6 精餾過程 關(guān)鍵控制： ◆ 苯胺精餾塔苯胺進(jìn)口流量控制 ◆ 苯胺精餾塔再沸器蒸汽壓力控制 ◆ 苯胺精餾塔回流罐液位控制 四、典型業(yè)績 下面是中控在苯胺行業(yè)的部分典型用戶：