一种甲酸甲酯生产自动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及甲酸甲酯生产技术领域，尤其涉及一种甲酸甲酯生产自动控制系统。
【背景技术】
[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，甲酸甲酯的传统制备方法是由甲酸和甲醇的酯化反应合成的。现在多通过浓硫酸、浓甲醇以及甲化液在一定温度下混合反应合成，通过此方法合成的甲酸甲酯生产系统主要包括浓硫酸罐、浓甲醇罐、水解反应罐以及冷凝塔。
[0003]在浓硫酸罐、浓甲醇罐的底部分别设有称重传感器。具体过程为通过操作人员观察罐内原料显示重量，根据甲化液的加入量，从浓硫酸罐、浓甲醇罐中加相应比例的对应浓硫酸和浓甲醇至水解反应罐，手动控制阀门的开闭使原料达到所需反应量，然后通过热蒸汽对水解反应罐进行加热，将反应得到的甲酸甲酯蒸发出来，然后冷凝得到液态甲酸甲酯。
[0004]但是在上述操作过程中，由于操作人员需要仔细观察罐内原料质量，并及时手动控制阀门开关，这个过程存在一定的延迟、由于读数不准等易造成误差，容易引发机器报警，影响反应罐的反应效率，使产品产率降低、成本高且劳动强度大。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对上述添加原料时由人工控制阀门开闭，会造成一定的误差，影响反应罐内物料的反应状态，提出的一种甲酸甲酯生产自动控制系统，该生产系统可以实现整个生产流程的自动化，节约资源、降低劳动成本。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用下列技术方案:
[0007]—种甲酸甲酯生产自动控制系统，包括浓硫酸罐、浓甲醇罐、水解反应罐以及冷凝塔，所述浓硫酸罐、浓甲醇罐和冷凝塔均通过管道与水解反应罐相连，所述浓硫酸罐与水解反应罐之间设置有浓硫酸进料总阀和浓硫酸进料阀，所述浓甲醇罐与水解反应罐之间设置有浓甲醇进料总阀和浓甲醇进料阀，所述水解反应罐上还连接有甲化液进料阀，所述浓硫酸罐、浓甲醇罐的底部分别设有用以检测罐内原料质量的第一称重传感器和第二称重传感器;所述浓硫酸进料总阀和浓硫酸进料阀、浓甲醇进料总阀和浓甲醇进料阀以及甲化液进料阀均并联连接有气动开关阀；
[0008]还包括控制器，所述控制器的输入端连接称重传感器的输出端，控制器的输出端连接上述气动开关阀的控制端，所述控制器采用PLC编程，控制器接收称重传感器检测信号进而控制气动开关阀的开闭。
[0009]进一步的，还包括与控制器相连的报警装置，所述报警装置包括蜂鸣器和警示灯。
[0010]进一步的，所述报警装置为两个，分别安装在浓硫酸罐和浓甲醇罐上，当浓硫酸罐和浓甲醇罐内原料超过规定质量时，及时报警以免产生危险。
[0011]进一步的，所述气动开关阀的两端均串联有手动闸阀，当气动开关阀出现故障时，将其两侧的手动闸阀关闭，方便检修。
[0012]进一步的，所述水解反应罐内设有搅拌器，通过电机带动搅拌，使原料混合均匀，反应效率高。
[0013]进一步的，所述管道为碳钢管道。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:本甲酸甲酯生产自动控制系统中，通过称重传感器检测罐内原料质量，并通过PLC控制器根据设置好的控制参数控制各原料罐进料阀的自动开闭，实现原料加入的精确自动控制，提高了产率、缩短了生产周期，大大降低了劳动成本。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为甲酸甲酯生产自动控制系统结构示意图；
[0017]图2甲酸甲酯生产自动控制系统的控制关系图；
[0018]其中，1、浓硫酸罐；11、浓硫酸进料总阀；12、浓硫酸进料阀；2、浓甲醇罐;21、浓甲醇进料总阀；22、浓甲醇进料阀；3、甲化液进料阀；4、水解反应罐;41、搅拌器;5、气动开关阀;6、手动闸阀；7、冷凝塔。
【具体实施方式】
[0019]为了能够更清楚的理解本实用新型的上述目的和优点，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细地描述:
[0020]如图1、图2所示，为本实施例提供的一种甲酸甲酯生产自动控制系统结构示意图及控制关系图，包括浓硫酸罐1、浓甲醇罐2、水解反应罐4以及冷凝塔7，所述浓硫酸罐1、浓甲醇罐2和冷凝塔7均通过管道与水解反应罐4相连，所述管道为碳钢管道，所述浓硫酸罐I与水解反应罐4之间设置有浓硫酸进料总阀11和浓硫酸进料阀12，所述浓甲醇罐2与水解反应罐4之间设置有浓甲醇进料总阀21和浓甲醇进料阀22，所述水解反应罐4上还连接有甲化液进料阀3，水解反应罐4内设有搅拌器41，通过电机带动搅拌，使原料混合均匀，反应效率尚O
[0021]所述浓硫酸罐1、浓甲醇罐2的底部分别设有用以检测罐内原料质量的第一称重传感器和第二称重传感器;所述浓硫酸进料总阀11和浓硫酸进料阀12、浓甲醇进料总阀21和浓甲醇进料阀22以及甲化液进料阀3均并联连接有气动开关阀5。
[0022]为了精确控制原料配比及反应过程，提高产率、缩短生产周期，本实施例还包括控制器，所述控制器为PLC控制器，所述控制器的输入端连接称重传感器的输出端，控制器的输出端连接气动开关阀5的控制端，所述控制器接收称重传感器检测信号进而控制气动开关阀5的开闭，控制器上设置有输入键盘及显示屏，根据反应配比要求，实现对浓硫酸、浓甲醇的进料精确控制。
[0023]当浓硫酸罐I和浓甲醇罐2内原料超过规定质量时，为避免产生危险，在浓硫酸罐I和浓甲醇罐2上分别安装有报警装置，所述报警装置与控制器相连，所述报警装置包括蜂鸣器和警示灯，当浓硫酸罐I内或浓甲醇罐内质量超出安全值时，控制器启动报警装置报警。当气动开关阀5出现故障时，为方便对其检修，在所述气动开关阀5的两端均串联有手动闸阀6，检修时，将其两侧的手动闸阀6关闭，本实施例中通过手动切断阀和气动开关阀并联，还可以实现手动、自动的切换。
[0024]为了便于观察加入原料的质量，所述浓硫酸罐1、浓甲醇罐2的底部分别设有用以检测罐内原料质量的第一称重传感器和第二称重传感器，称重数据可以通过对应的第一称重显示仪、第二称重显示仪显示，反应时，浓硫酸的量=甲化液的量*75%/98%，浓甲醇的量=甲化液的量*35%/95%，当原料配比达到要求时，通过控制器控制各个原料气动开关阀的开启或闭合。
[0025]PLC控制器控制打料时，以加入1735kg甲化液合成甲酸甲酯为例，假设浓硫酸罐1、浓甲醇罐2内分别有2000kg对应原料，根据浓硫酸的量=甲化液的量*75%/98%，浓甲醇的量=甲化液的量*35%/95%，可以计算出需加入的原料质量:浓硫酸质量为1327.8kg、浓甲醇质量为639.2kg。则在控制器中设置浓硫酸罐1、浓甲醇罐2内的剩余原料质量分别672.2kg、1360.8kg ο加料过程中，通过控制器打开与浓硫酸进料总阀11和浓硫酸进料阀12对应的气动开关阀5，其两侧的手动闸阀6均为打开状态，进浓硫酸;打开与甲化液进料阀3对应的气动开关阀5以及手动闸阀6，进定量甲化液，然后打开与浓甲醇进料总阀21和浓甲醇进料阀22对应的气动开关阀5，进浓甲醇，对应的第一称重传感器和第二称重传感器实时检测罐内原料质量并将数据发送给控制器，当控制器检测罐内剩余质量达到设置数据时，分别控制与浓硫酸以及浓甲醇进料对应的气动开关阀5闭合。原料加入后，通过控制器控制蒸汽调节阀开度为100%，蒸汽加入水解反应罐4，罐内温度上升进行反应。
[0026]本甲酸甲酯生产自动控制系统以PLC控制器接受称重传感器检测的质量参数，控制气动开关阀5的自动开闭，实现原料加入的精确自动控制，缩短了生产周期，大大降低了劳动成本，相对于人工控制精确度高，提高产品产率。
[0027]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种甲酸甲酯生产自动控制系统，包括水解反应罐及通过管道与水解反应罐相连的浓硫酸罐、浓甲醇罐和冷凝塔，所述浓硫酸罐与水解反应罐之间设置有浓硫酸进料总阀和浓硫酸进料阀，所述浓甲醇罐与水解反应罐之间设置有浓甲醇进料总阀和浓甲醇进料阀，所述水解反应罐上还连接有甲化液进料阀，所述浓硫酸罐、浓甲醇罐的底部分别设有用以检测罐内原料质量的第一称重传感器和第二称重传感器，其特征在于， 所述浓硫酸进料总阀和浓硫酸进料阀、浓甲醇进料总阀和浓甲醇进料阀以及甲化液进料阀均并联连接有气动开关阀； 还包括控制器，所述控制器的输入端连接称重传感器的输出端，控制器的输出端连接上述气动开关阀的控制端，所述控制器接收称重传感器检测信号进而控制气动开关阀的开闭。2.根据权利要求1所述的一种甲酸甲酯生产自动控制系统，其特征在于，还包括与控制器相连的报警装置，所述报警装置包括蜂鸣器和警示灯。3.根据权利要求2所述的一种甲酸甲酯生产自动控制系统，其特征在于，所述报警装置为两个，分别安装在浓硫酸罐和浓甲醇罐上。4.根据权利要求3所述的一种甲酸甲酯生产自动控制系统，其特征在于，所述气动开关阀的两端均串联有手动闸阀。5.根据权利要求4所述的一种甲酸甲酯生产自动控制系统，其特征在于，所述水解反应罐内设有搅拌器。6.根据权利要求5所述的一种甲酸甲酯生产自动控制系统，其特征在于，所述管道为碳钢管道。
【专利摘要】本实用新型涉及一种甲酸甲酯生产自动控制系统，主要包括控制器，浓硫酸罐、浓甲醇罐、水解反应罐以及冷凝塔；浓硫酸罐、浓甲醇罐的底部分别设有第一、第二称重传感器，所述水解反应罐上还连接有甲化液进料阀，浓硫酸罐与水解反应罐之间设置有浓硫酸进料阀和浓硫酸进料总阀，浓甲醇罐与水解反应罐之间设置有浓甲醇进料阀和浓甲醇进料总阀，所述浓硫酸进料总阀和浓硫酸进料阀、浓甲醇进料总阀和浓甲醇进料阀以及甲化液进料阀均并联连接有气动开关阀，所述控制器接收称重传感器检测信号进而控制气动开关阀的开闭。本实用新型通过控制器控制各原料罐进料阀的开闭，实现原料加入的精确自动控制，提高了产率、缩短了生产周期，大大降低了劳动成本。
【IPC分类】C07C69/06, C07C67/08
【公开号】CN205295188
【申请号】
【发明人】张伟, 何正莲
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月17日