浅析先进控制技术在三聚甲醛生产过程中的应用

宋龙飞（唐山中浩化工有限公司，河北唐山063611）

浅析先进控制技术在三聚甲醛生产过程中的应用

宋龙飞（唐山中浩化工有限公司，河北唐山063611）

在三聚甲醛生产时，涉及诸多的环节及设备，因此，在实际生产过程中，影响因素也相对较多，为了实现对各环节的精细化控制，促进产品质量的提高，本文介绍了三聚甲醛生产工艺及流程，重点阐述了先进控制技术在实际生产中的应用。

先进控制技术；三聚甲醛；生产过程；应用

在社会经济发展过程中，工程塑料聚甲醛扮演着重要的角色，实际生产中，聚甲醛主要是借助三聚甲醛获得的。但在激烈的市场竞争环境下，各生产企业为了提高产品质量、控制生产能耗，对先进的技术给予了高度的关注，虽然部分企业利用了DCS集散控制系统，但由于三聚甲醛生产所受干扰因素较多，因此，常规的控制技术难以满足生产实践的需求。在此情况下，本文介绍了先进控制技术的应用，旨在进一步提高生产的自动化水平，以此保证产品质量、生产效率及企业效益。

1　三聚甲醛生产工艺及流程

对于工程塑料聚甲醛而言，其生产的中间体为三聚甲醛。根据生产实践可知，三聚甲醛是由浓缩甲醛受催化剂硫酸的影响，经化学反应合成的，此后需要经过一系列的分离过程才能够最终获得，其中涉及的环节有浓缩、萃取与精馏等，相应的工艺设备由反应器、萃取塔及精馏塔。由于生产实践中，该工艺流程受到的影响因素较多，因此，需要借助相应的控制技术，常规控制主要为DCS集散控制系统，但此时的控制效果较差，主要是由于过于依赖人工经验。为了提高控制水平，各生产企业对先进控制技术给予了高度的关注［1］。

由于三聚甲醛生产需要消耗大量的蒸汽，因此，其能源损耗较大，严重影响着生产企业的综合效益。在此情况下，为了控制生产能耗，保证产品质量，生产企业应根据三聚甲醛生产的工艺与流程，采用适合的先进控制技术与优化系统。

在实际生产过程中，硫酸浓度在6～8%，合成后的三聚甲醛浓度在15～17%。具体的生产工艺流程为：在三聚甲醛反应器中放入浓缩甲醛，在硫酸催化剂的作用下，发生三聚甲醛合成反应，反应后气体中三聚甲醛含量在15～17%，其中部分气体直接进入浓缩塔，而部分气体转变为液体后进入浓缩塔，同时未反应完全的混合物料分别挥发至塔顶或冷凝在塔底，此时未反应的甲醛和三聚甲醛实现了分离，进而达到了浓缩的目的，此后再循环生产与合成。浓缩后，对三聚甲醛进行萃取，主要是利用苯与水溶液实现的，再借助轻沸物脱除与重沸物脱除进行精馏，以此保证了三聚甲醛与苯的有效分离。

2　先进控制技术在三聚甲醛生产过程中的应用

在生产三聚甲醛过程中，利用控制先进控制系统，保证了生产的稳定性，提高了生产的抗干扰性，进而生产效率及产品质量均获得可靠的保障，在能耗有所控制的基础上，生产企业的综合效益也更加显著。

在实践中，主要是将先进控制技术应用于生产三聚甲醛的各个装置中，如：反应器、浓缩塔、萃取塔等，结合各装置的工艺特点及过程控制需求，建立相应的模型预测控制器，经过对此模型中各变量的优化与调整，以此减少相关干扰因素的影响，进而保证了对各工艺指标的有效控制，同时也促进了各装置生产效益的提高［2］。

对于三聚甲醛生产过程而言，融入先进控制理念主要表现在以下几方面：

其一，在反应器方面，在生产过程中为了保证反应环境的稳定性，应关注其各个影响因素，如：反应器的压力、液位、物料流量及其波动等，在降低各干扰的同时，还要保证三聚甲醛的转化率，使其具备较高的浓度。因此，应用先进控制技术时，应结合反应器的工艺特点及操作要求，构建相应的多变量模型预测控制器，并对反应器的蒸发量及浓缩塔返回量进行动态控制，以此降低了进料波动的影响，提高了反应器的稳定性。

其二，在浓缩塔方面，在生成时借助先进控制技术，主要是以常规控制为依据，构建浓缩过程多变量预测控制器，以此营造稳定的浓缩环境，保证浓缩的质量。在实际应用时，应考虑真空系统波动的干扰，建立多变量预测控制器后，对回流量、蒸汽流量进行调节，同时也要考虑进料流量波动及蒸汽压力波动等因素。

其三，在萃取系统方面，实际应用过程中主要是构建多变量预测控制器，对尽量PH值进行控制，以此降低进料的影响，在确保萃取塔稳定的情况下，控制萃取中三聚甲醛的浓度，使萃取剂/三聚甲醛的比值呈最优化，进而才能够保证节能降耗目标的达成［3］。

3　结语

综上所述，在三聚甲醛生产过程中应用先进控制技术，具有积极的意义，不仅有效降低了各干扰因素的影响，同时也保证了各装置自动化水平的提高，在企业生产实践中借助先进、现代化的技术，减轻了操作人员的工作量，促进了各项运行指标的合理性与准确性，在此基础上，产品质量与生产效率逐步提高，从而保证了企业综合效益的增长。相信，在先进控制技术应用日渐广泛的基础上，三聚甲醛的生产过程将获得可靠的技术保障。

［1］张树吉，胡玉涛，李连海.先进控制技术在三聚甲醛生产过程中的应用［J］.自动化与仪表，2013，12：28～31+41.

［2］任晓晗.三聚甲醛合成工艺过程的模拟与优化［D］.青岛科技大学，2014.

［3］侯丽.气相色谱技术在聚甲醛工业生产中的应用研究［D］.武汉工程大学，2012.

宋龙飞（1988-），汉族，河北省保定市博野县人，本科学历，初级工程师，研究方向：聚甲醛生产。