丙烯腈催化剂评价装置的全自动监控系统

王长友 张毅珏 陈晓侠

(大连交通大学电气信息学院，辽宁 大连 116021)

丙烯腈是重要的化工原料之一，主要用于生产腈纶、ABS树脂、丁腈橡胶、己二腈、丙烯酰胺及其他衍生物等。我国是亚洲地区最大的丙烯腈消费国，为解决供需矛盾并争取出口创汇，提高现有装置的连续开工率和负荷率具有重要意义[1]。丙烯氨催化氧化法生产丙烯腈是目前最成熟和被广泛采用的生产工艺[2]。丙烯腈催化剂是丙烯氨氧化法丙烯腈合成的关键。催化剂的活性和选择性，对于提高丙烯腈的单程收率，减少副产物的生成，降低单耗，进而提高生产负荷起决定性作用。因此，研制性能优良的丙烯腈催化剂成为丙烯腈行业关注的热点之一[3]。丙烯氨氧化反应机理与动力学揭示了丙烯氨氧化反应过程中催化剂的氧化-还原循环反应机理，理论上催化剂不被消耗[4]，反应器温度达到250℃后，以一定的速度将数十吨甚至数百吨催化剂一次性压入反应器内，连续生产300天以上不停车，催化剂的使用寿命可达五年左右。一旦定期采样监控到催化剂的质量问题，就只能停产，损失不言而喻。因此丙烯腈催化剂在产出后和投用前必须进行小试评价，以确保质量可靠。

笔者针对XYA-5系列丙烯腈催化剂评价装置“启动-平稳-停车-降温-更换催化剂再启动”，循环周期内连续且无仪表操作人员干预的特点，采用跟踪和限幅、抗饱和串级PID方法，设计其全自动监控系统，以实现曲线升温和恒温，以及反应压力、原料注入、工艺步骤的程序控制。……