一種甲酸甲酯生產自動控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及甲酸甲酯生產技術領域，尤其涉及一種甲酸甲酯生產自動控制系統。
【背景技術】
[0002]甲酸甲酯(methylformate，MF)是重要的甲醇衍生物和重要的化工原料之一，甲酸甲酯的傳統制備方法是由甲酸和甲醇的酯化反應合成的。現在多通過濃硫酸、濃甲醇以及甲化液在一定溫度下混合反應合成，通過此方法合成的甲酸甲酯生產系統主要包括濃硫酸罐、濃甲醇罐、水解反應罐以及冷凝塔。
[0003]在濃硫酸罐、濃甲醇罐的底部分別設有稱重傳感器。具體過程為通過操作人員觀察罐內原料顯示重量，根據甲化液的加入量，從濃硫酸罐、濃甲醇罐中加相應比例的對應濃硫酸和濃甲醇至水解反應罐，手動控制閥門的開閉使原料達到所需反應量，然后通過熱蒸汽對水解反應罐進行加熱，將反應得到的甲酸甲酯蒸發出來，然后冷凝得到液態甲酸甲酯。
[0004]但是在上述操作過程中，由于操作人員需要仔細觀察罐內原料質量，并及時手動控制閥門開關，這個過程存在一定的延遲、由于讀數不準等易造成誤差，容易引發機器報警，影響反應罐的反應效率，使產品產率降低、成本高且勞動強度大。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是針對上述添加原料時由人工控制閥門開閉，會造成一定的誤差，影響反應罐內物料的反應狀態，提出的一種甲酸甲酯生產自動控制系統，該生產系統可以實現整個生產流程的自動化，節約資源、降低勞動成本。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用下列技術方案:
[0007]—種甲酸甲酯生產自動控制系統，包括濃硫酸罐、濃甲醇罐、水解反應罐以及冷凝塔，所述濃硫酸罐、濃甲醇罐和冷凝塔均通過管道與水解反應罐相連，所述濃硫酸罐與水解反應罐之間設置有濃硫酸進料總閥和濃硫酸進料閥，所述濃甲醇罐與水解反應罐之間設置有濃甲醇進料總閥和濃甲醇進料閥，所述水解反應罐上還連接有甲化液進料閥，所述濃硫酸罐、濃甲醇罐的底部分別設有用以檢測罐內原料質量的第一稱重傳感器和第二稱重傳感器;所述濃硫酸進料總閥和濃硫酸進料閥、濃甲醇進料總閥和濃甲醇進料閥以及甲化液進料閥均并聯連接有氣動開關閥；
[0008]還包括控制器，所述控制器的輸入端連接稱重傳感器的輸出端，控制器的輸出端連接上述氣動開關閥的控制端，所述控制器采用PLC編程，控制器接收稱重傳感器檢測信號進而控制氣動開關閥的開閉。
[0009]進一步的，還包括與控制器相連的報警裝置，所述報警裝置包括蜂鳴器和警示燈。
[0010]進一步的，所述報警裝置為兩個，分別安裝在濃硫酸罐和濃甲醇罐上，當濃硫酸罐和濃甲醇罐內原料超過規定質量時，及時報警以免產生危險。
[0011]進一步的，所述氣動開關閥的兩端均串聯有手動閘閥，當氣動開關閥出現故障時，將其兩側的手動閘閥關閉，方便檢修。
[0012]進一步的，所述水解反應罐內設有攪拌器，通過電機帶動攪拌，使原料混合均勻，反應效率高。
[0013]進一步的，所述管道為碳鋼管道。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:本甲酸甲酯生產自動控制系統中，通過稱重傳感器檢測罐內原料質量，并通過PLC控制器根據設置好的控制參數控制各原料罐進料閥的自動開閉，實現原料加入的精確自動控制，提高了產率、縮短了生產周期，大大降低了勞動成本。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為甲酸甲酯生產自動控制系統結構示意圖；
[0017]圖2甲酸甲酯生產自動控制系統的控制關系圖；
[0018]其中，1、濃硫酸罐；11、濃硫酸進料總閥；12、濃硫酸進料閥；2、濃甲醇罐;21、濃甲醇進料總閥；22、濃甲醇進料閥；3、甲化液進料閥；4、水解反應罐;41、攪拌器;5、氣動開關閥;6、手動閘閥；7、冷凝塔。
【具體實施方式】
[0019]為了能夠更清楚的理解本實用新型的上述目的和優點，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細地描述:
[0020]如圖1、圖2所示，為本實施例提供的一種甲酸甲酯生產自動控制系統結構示意圖及控制關系圖，包括濃硫酸罐1、濃甲醇罐2、水解反應罐4以及冷凝塔7，所述濃硫酸罐1、濃甲醇罐2和冷凝塔7均通過管道與水解反應罐4相連，所述管道為碳鋼管道，所述濃硫酸罐I與水解反應罐4之間設置有濃硫酸進料總閥11和濃硫酸進料閥12，所述濃甲醇罐2與水解反應罐4之間設置有濃甲醇進料總閥21和濃甲醇進料閥22，所述水解反應罐4上還連接有甲化液進料閥3，水解反應罐4內設有攪拌器41，通過電機帶動攪拌，使原料混合均勻，反應效率尚O
[0021]所述濃硫酸罐1、濃甲醇罐2的底部分別設有用以檢測罐內原料質量的第一稱重傳感器和第二稱重傳感器;所述濃硫酸進料總閥11和濃硫酸進料閥12、濃甲醇進料總閥21和濃甲醇進料閥22以及甲化液進料閥3均并聯連接有氣動開關閥5。
[0022]為了精確控制原料配比及反應過程，提高產率、縮短生產周期，本實施例還包括控制器，所述控制器為PLC控制器，所述控制器的輸入端連接稱重傳感器的輸出端，控制器的輸出端連接氣動開關閥5的控制端，所述控制器接收稱重傳感器檢測信號進而控制氣動開關閥5的開閉，控制器上設置有輸入鍵盤及顯示屏，根據反應配比要求，實現對濃硫酸、濃甲醇的進料精確控制。
[0023]當濃硫酸罐I和濃甲醇罐2內原料超過規定質量時，為避免產生危險，在濃硫酸罐I和濃甲醇罐2上分別安裝有報警裝置，所述報警裝置與控制器相連，所述報警裝置包括蜂鳴器和警示燈，當濃硫酸罐I內或濃甲醇罐內質量超出安全值時，控制器啟動報警裝置報警。當氣動開關閥5出現故障時，為方便對其檢修，在所述氣動開關閥5的兩端均串聯有手動閘閥6，檢修時，將其兩側的手動閘閥6關閉，本實施例中通過手動切斷閥和氣動開關閥并聯，還可以實現手動、自動的切換。
[0024]為了便于觀察加入原料的質量，所述濃硫酸罐1、濃甲醇罐2的底部分別設有用以檢測罐內原料質量的第一稱重傳感器和第二稱重傳感器，稱重數據可以通過對應的第一稱重顯示儀、第二稱重顯示儀顯示，反應時，濃硫酸的量=甲化液的量*75%/98%，濃甲醇的量=甲化液的量*35%/95%，當原料配比達到要求時，通過控制器控制各個原料氣動開關閥的開啟或閉合。
[0025]PLC控制器控制打料時，以加入1735kg甲化液合成甲酸甲酯為例，假設濃硫酸罐1、濃甲醇罐2內分別有2000kg對應原料，根據濃硫酸的量=甲化液的量*75%/98%，濃甲醇的量=甲化液的量*35%/95%，可以計算出需加入的原料質量:濃硫酸質量為1327.8kg、濃甲醇質量為639.2kg。則在控制器中設置濃硫酸罐1、濃甲醇罐2內的剩余原料質量分別672.2kg、1360.8kg ο加料過程中，通過控制器打開與濃硫酸進料總閥11和濃硫酸進料閥12對應的氣動開關閥5，其兩側的手動閘閥6均為打開狀態，進濃硫酸;打開與甲化液進料閥3對應的氣動開關閥5以及手動閘閥6，進定量甲化液，然后打開與濃甲醇進料總閥21和濃甲醇進料閥22對應的氣動開關閥5，進濃甲醇，對應的第一稱重傳感器和第二稱重傳感器實時檢測罐內原料質量并將數據發送給控制器，當控制器檢測罐內剩余質量達到設置數據時，分別控制與濃硫酸以及濃甲醇進料對應的氣動開關閥5閉合。原料加入后，通過控制器控制蒸汽調節閥開度為100%，蒸汽加入水解反應罐4，罐內溫度上升進行反應。
[0026]本甲酸甲酯生產自動控制系統以PLC控制器接受稱重傳感器檢測的質量參數，控制氣動開關閥5的自動開閉，實現原料加入的精確自動控制，縮短了生產周期，大大降低了勞動成本，相對于人工控制精確度高，提高產品產率。
[0027]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其進行限制;盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型所要求保護的技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種甲酸甲酯生產自動控制系統，包括水解反應罐及通過管道與水解反應罐相連的濃硫酸罐、濃甲醇罐和冷凝塔，所述濃硫酸罐與水解反應罐之間設置有濃硫酸進料總閥和濃硫酸進料閥，所述濃甲醇罐與水解反應罐之間設置有濃甲醇進料總閥和濃甲醇進料閥，所述水解反應罐上還連接有甲化液進料閥，所述濃硫酸罐、濃甲醇罐的底部分別設有用以檢測罐內原料質量的第一稱重傳感器和第二稱重傳感器，其特征在于， 所述濃硫酸進料總閥和濃硫酸進料閥、濃甲醇進料總閥和濃甲醇進料閥以及甲化液進料閥均并聯連接有氣動開關閥； 還包括控制器，所述控制器的輸入端連接稱重傳感器的輸出端，控制器的輸出端連接上述氣動開關閥的控制端，所述控制器接收稱重傳感器檢測信號進而控制氣動開關閥的開閉。2.根據權利要求1所述的一種甲酸甲酯生產自動控制系統，其特征在于，還包括與控制器相連的報警裝置，所述報警裝置包括蜂鳴器和警示燈。3.根據權利要求2所述的一種甲酸甲酯生產自動控制系統，其特征在于，所述報警裝置為兩個，分別安裝在濃硫酸罐和濃甲醇罐上。4.根據權利要求3所述的一種甲酸甲酯生產自動控制系統，其特征在于，所述氣動開關閥的兩端均串聯有手動閘閥。5.根據權利要求4所述的一種甲酸甲酯生產自動控制系統，其特征在于，所述水解反應罐內設有攪拌器。6.根據權利要求5所述的一種甲酸甲酯生產自動控制系統，其特征在于，所述管道為碳鋼管道。
【專利摘要】本實用新型涉及一種甲酸甲酯生產自動控制系統，主要包括控制器，濃硫酸罐、濃甲醇罐、水解反應罐以及冷凝塔；濃硫酸罐、濃甲醇罐的底部分別設有第一、第二稱重傳感器，所述水解反應罐上還連接有甲化液進料閥，濃硫酸罐與水解反應罐之間設置有濃硫酸進料閥和濃硫酸進料總閥，濃甲醇罐與水解反應罐之間設置有濃甲醇進料閥和濃甲醇進料總閥，所述濃硫酸進料總閥和濃硫酸進料閥、濃甲醇進料總閥和濃甲醇進料閥以及甲化液進料閥均并聯連接有氣動開關閥，所述控制器接收稱重傳感器檢測信號進而控制氣動開關閥的開閉。本實用新型通過控制器控制各原料罐進料閥的開閉，實現原料加入的精確自動控制，提高了產率、縮短了生產周期，大大降低了勞動成本。
【IPC分類】C07C69/06, C07C67/08
【公開號】CN205295188
【申請號】
【發明人】張偉, 何正蓮
【申請人】青島科技大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月17日