淺析先進控制技術在三聚甲醛生產過程中的應用

宋龍飛（唐山中浩化工有限公司，河北唐山063611）

淺析先進控制技術在三聚甲醛生產過程中的應用

宋龍飛（唐山中浩化工有限公司，河北唐山063611）

在三聚甲醛生產時，涉及諸多的環節及設備，因此，在實際生產過程中，影響因素也相對較多，為了實現對各環節的精細化控制，促進產品質量的提高，本文介紹了三聚甲醛生產工藝及流程，重點闡述了先進控制技術在實際生產中的應用。

先進控制技術；三聚甲醛；生產過程；應用

在社會經濟發展過程中，工程塑料聚甲醛扮演著重要的角色，實際生產中，聚甲醛主要是借助三聚甲醛獲得的。但在激烈的市場競爭環境下，各生產企業為了提高產品質量、控制生產能耗，對先進的技術給予了高度的關注，雖然部分企業利用了DCS集散控制系統，但由于三聚甲醛生產所受干擾因素較多，因此，常規的控制技術難以滿足生產實踐的需求。在此情況下，本文介紹了先進控制技術的應用，旨在進一步提高生產的自動化水平，以此保證產品質量、生產效率及企業效益。

1　三聚甲醛生產工藝及流程

對于工程塑料聚甲醛而言，其生產的中間體為三聚甲醛。根據生產實踐可知，三聚甲醛是由濃縮甲醛受催化劑硫酸的影響，經化學反應合成的，此后需要經過一系列的分離過程才能夠最終獲得，其中涉及的環節有濃縮、萃取與精餾等，相應的工藝設備由反應器、萃取塔及精餾塔。由于生產實踐中，該工藝流程受到的影響因素較多，因此，需要借助相應的控制技術，常規控制主要為DCS集散控制系統，但此時的控制效果較差，主要是由于過于依賴人工經驗。為了提高控制水平，各生產企業對先進控制技術給予了高度的關注［1］。

由于三聚甲醛生產需要消耗大量的蒸汽，因此，其能源損耗較大，嚴重影響著生產企業的綜合效益。在此情況下，為了控制生產能耗，保證產品質量，生產企業應根據三聚甲醛生產的工藝與流程，采用適合的先進控制技術與優化系統。

在實際生產過程中，硫酸濃度在6～8%，合成后的三聚甲醛濃度在15～17%。具體的生產工藝流程為：在三聚甲醛反應器中放入濃縮甲醛，在硫酸催化劑的作用下，發生三聚甲醛合成反應，反應后氣體中三聚甲醛含量在15～17%，其中部分氣體直接進入濃縮塔，而部分氣體轉變為液體后進入濃縮塔，同時未反應完全的混合物料分別揮發至塔頂或冷凝在塔底，此時未反應的甲醛和三聚甲醛實現了分離，進而達到了濃縮的目的，此后再循環生產與合成。濃縮后，對三聚甲醛進行萃取，主要是利用苯與水溶液實現的，再借助輕沸物脫除與重沸物脫除進行精餾，以此保證了三聚甲醛與苯的有效分離。

2　先進控制技術在三聚甲醛生產過程中的應用

在生產三聚甲醛過程中，利用控制先進控制系統，保證了生產的穩定性，提高了生產的抗干擾性，進而生產效率及產品質量均獲得可靠的保障，在能耗有所控制的基礎上，生產企業的綜合效益也更加顯著。

在實踐中，主要是將先進控制技術應用于生產三聚甲醛的各個裝置中，如：反應器、濃縮塔、萃取塔等，結合各裝置的工藝特點及過程控制需求，建立相應的模型預測控制器，經過對此模型中各變量的優化與調整，以此減少相關干擾因素的影響，進而保證了對各工藝指標的有效控制，同時也促進了各裝置生產效益的提高［2］。

對于三聚甲醛生產過程而言，融入先進控制理念主要表現在以下幾方面：

其一，在反應器方面，在生產過程中為了保證反應環境的穩定性，應關注其各個影響因素，如：反應器的壓力、液位、物料流量及其波動等，在降低各干擾的同時，還要保證三聚甲醛的轉化率，使其具備較高的濃度。因此，應用先進控制技術時，應結合反應器的工藝特點及操作要求，構建相應的多變量模型預測控制器，并對反應器的蒸發量及濃縮塔返回量進行動態控制，以此降低了進料波動的影響，提高了反應器的穩定性。

其二，在濃縮塔方面，在生成時借助先進控制技術，主要是以常規控制為依據，構建濃縮過程多變量預測控制器，以此營造穩定的濃縮環境，保證濃縮的質量。在實際應用時，應考慮真空系統波動的干擾，建立多變量預測控制器后，對回流量、蒸汽流量進行調節，同時也要考慮進料流量波動及蒸汽壓力波動等因素。

其三，在萃取系統方面，實際應用過程中主要是構建多變量預測控制器，對盡量PH值進行控制，以此降低進料的影響，在確保萃取塔穩定的情況下，控制萃取中三聚甲醛的濃度，使萃取劑/三聚甲醛的比值呈最優化，進而才能夠保證節能降耗目標的達成［3］。

3　結語

綜上所述，在三聚甲醛生產過程中應用先進控制技術，具有積極的意義，不僅有效降低了各干擾因素的影響，同時也保證了各裝置自動化水平的提高，在企業生產實踐中借助先進、現代化的技術，減輕了操作人員的工作量，促進了各項運行指標的合理性與準確性，在此基礎上，產品質量與生產效率逐步提高，從而保證了企業綜合效益的增長。相信，在先進控制技術應用日漸廣泛的基礎上，三聚甲醛的生產過程將獲得可靠的技術保障。

［1］張樹吉，胡玉濤，李連海.先進控制技術在三聚甲醛生產過程中的應用［J］.自動化與儀表，2013，12：28～31+41.

［2］任曉晗.三聚甲醛合成工藝過程的模擬與優化［D］.青島科技大學，2014.

［3］侯麗.氣相色譜技術在聚甲醛工業生產中的應用研究［D］.武漢工程大學，2012.

宋龍飛（1988-），漢族，河北省保定市博野縣人，本科學歷，初級工程師，研究方向：聚甲醛生產。