Trong sản xuất hóa chất chuyên nghiệp, sự chính xác, an toàn và lặp lại đòi hỏi sự hiệu quả của các phản ứng phức tạp làm cho hệ thống điều khiển phân phối (DCS) trở lại hoạt động. Tuy nhiên, cấu hình ngoài giá trị DCS hiếm khi đáp ứng các hạn chế độc nhất của một tiến trình đặc biệt. Tùy biến các giải pháp hóa học DCS (các hóa học điều chỉnh, các thuật toán, và các giao diện thiết bị không còn là một sự cần thiết nữa; đây là một phương pháp, yếu tố then chốt, và kỹ thuật tiên tiến đằng sau việc tùy chỉnh, cung cấp một khuôn khổ thiết cho việc sản xuất và quản lý nhà máy.

Hiểu được giải pháp hóa học DCS

Một Bộ Quốc Phòng chi phối nhiều đơn vị quy trình thông qua bộ điều khiển phân phối, cảm biến và bộ kích hoạt. Bằng cách thêm các hóa chất chuyên môn vào vòng điều khiển này, các kỹ sư có thể điều chỉnh phản ứng tốt, ngăn chặn phản ứng gây nhiễu, và duy trì sản phẩm nhất. “Các giải pháp hóa học DS ám chỉ sự lựa chọn và làm các hóa chất xử lý - chất hóa học - chất hóa học, chất ức chế, chất ức chế, chất điều chỉnh, chất chống nhiễm độc, chất ức chế co giật - được quản lý và kiểm soát thông qua các hệ thống lý của DCS.

Sự tương tác giữa phần cứng và hóa học là rất quan trọng. Ví dụ, một lò phản ứng tách rời hoạt động tách rời cần thiết một ống tiêm chống trầm cảm chính xác để ngăn nhiệt độ chạy trốn. Không có một giải pháp hóa học tùy chỉnh, hãy đặt lỗi hoặc phản ứng chậm có thể dẫn tới sản phẩm ngoài kết quả hoặc sự cố an toàn. Mục tiêu là tạo một hệ thống đóng lại chính xác để kích hoạt dữ liệu cảm biến thời gian thực kích hoạt phần tử hoá học bổ sung, duy trì tiến trình trong cửa sổ gần.

Thành phần chính của giải pháp hóa học theo phong tục

  • Phần cứng lưu trữ và giao hàng ): xe tăng, máy bơm, van, và mét chạy được thiết kế cho các tính chất hóa học cụ thể.
  • Cảm biến phân tích ]: pH, dẫn điện, nhiệt độ, áp lực, và các phân tích cụ thể phản ứng (v. d., FTIR) cung cấp phản hồi tiến trình.
  • logic :: vòng lặp (PID), điều khiển dòng chảy, dự đoán (MPC) – lập trình để đáp ứng sự lệch chuẩn.
  • Giao diện máy người (HMI) ): bảng điều khiển tự chọn với nhắc người điều hành, giới hạn báo động, và các sơ đồ xu hướng phù hợp với các thiết bị thêm hóa học.
  • Hệ thống an toàn [XÝ] ): lớp độc lập để đảm bảo xử lý hóa học sẽ ở trong ranh giới an toàn.

Các yếu tố then chốt trong việc tùy chỉnh

Mỗi nhà máy hóa chất chuyên dụng có một số hạn chế riêng, xem qua bất cứ yếu tố nào sau đây có thể làm gián đoạn dự án tùy chỉnh.

Tương thích tiến trình

Các chất hóa học phải tương thích với các vật liệu có lớp ẩm ướt (v. d., Hastloy, PTFE, thép không rỉ), và không nên làm suy yếu các chất ức chế hoặc lớp phủ. Chẳng hạn, chất pha trộn gây mê có thể tấn công những con hải cẩu tiêu chuẩn Viton, yêu cầu nâng cấp cho Kalrez.

Các quy tắc môi trường

Những khuôn khổ cách điều tiết như REACH (EEACH), TSCA (Mỹ) và giới hạn thải ra địa phương quy định những chất hóa học nào có thể được sử dụng và cách xử lý các dòng thải. Tùy chỉnh một giải pháp DCS thường đòi hỏi sự tích hợp của việc kiểm tra khí thải (CEMS) và tự động tắt máy để ngăn chặn việc vượt quá mức độ cấp. Việc không tuân thủ có thể dẫn đến việc dừng sản xuất các trang và phạt.

Những sự an toàn

Các phản ứng hóa học hiện nay là lửa, nổ và độc hại. Bộ phải kết hợp các hệ thống báo động im lặng, cảm biến dư thừa và logic liên kết để khởi động các trạng thái an toàn (v.g., dừng máy bơm, đóng van) khi các ngưỡng bị vượt quá. Việc tùy biến nên tương ứng với các tiêu chuẩn công nghiệp như IEC 61511 để bảo vệ chức năng. Hơn nữa, việc huấn luyện viên điều hành phải giải quyết các hóa chất cụ thể được dùng.

Cần phải có sự hiệu quả

Trong khi tùy chỉnh có thể cải thiện sản lượng và giảm giá trị chất thải, nó phải được bào chữa bằng phí sống, bao gồm chi phí vật chất thô, bảo trì thiết bị đặc biệt và tiềm năng giảm thời gian trong quá trình hợp nhất. phân tích chi phí, thường sử dụng các tính toán trực diện rộng (NPV), giúp quyết định lựa chọn tùy chọn nào là khả thi về mặt kinh tế.

Những bước để tùy chỉnh giải pháp hóa học của DC

Một phương pháp có hệ thống bảo đảm rằng hệ thống cuối cùng đáp ứng mục tiêu hoạt động mà không cần phải làm việc lại tốn kém.

1.

Bắt đầu bằng cách phân tích kỹ lưỡng quá trình sản xuất hiện thời. Điều kiện hoạt động tài liệu (trong phạm vi tự nhiên, áp lực, thời gian phản ứng), kiến trúc điều khiển, cách sử dụng hóa học và mục tiêu chất lượng sản phẩm. phỏng vấn với các nhà điều hành và kỹ sư tiến trình phát hiện những hạn chế ẩn e.g thường xuyên bị cản trở bởi sự hình thành của ống tiêm.

2. Nghiên cứu

Xác định các hóa chất ứng cử viên và các chiến lược chấm. Hợp tác với các nhà cung cấp hóa học để lấy các tờ dữ liệu kỹ thuật, các bảng dữ liệu an toàn (SDS) và các biểu đồ tương thích. Đánh giá nhiều tùy chọn: để kiểm soát, chẳng hạn, so sánh hiệu quả của soda nhân tạo với cơ sở yếu hơn như Natri bi cacbonate, cân nhắc độ xói mòn và chi phí. Giai đoạn này cũng có thể bao gồm các nghiên cứu ghế băng hay kế hoạch phi công.

3 Thử thách

Trước khi tích hợp hoàn toàn, hãy tiến hành các cuộc thử nghiệm quy mô nhỏ trong môi trường được kiểm soát. sử dụng một thử nghiệm để mô phỏng cấu trúc của cây. tỷ lệ phản ứng đo lường, hình thành sản phẩm và điều khiển ổn định.

4. Sự phấn chấn

Việc này bao gồm lập trình các vòng điều khiển mới, cập nhật các màn hình HMI, cài đặt các cảm biến và thiết bị định vị, và xác nhận logic giữa các giai đoạn. Một phương pháp tiếp cận với lò phản ứng một mẻ vào lúc - hồi hóa học.

5 năm làm báp têm

Sau khi tăng tốc độ, tiếp tục giám sát hiệu suất của hệ thống. Dùng các sử gia dữ liệu DCS để theo dõi các chỉ số hiệu suất chính (KPIs) như đầu ra, tốc độ sử dụng năng lượng, và sử dụng hóa học. Áp dụng kỹ thuật tối ưu hóa như kiểm soát dự đoán (MPC) để kiểm tra thường xuyên các chiến lược thêm hóa học, có lẽ 1/4, đảm bảo các giải pháp còn lại tương ứng với các yêu cầu phát triển.

Những lợi ích của việc tùy chỉnh

Một nhà sản xuất chuyên môn đã tùy chỉnh thuốc bôi trơn xúc tác đã thấy sự tăng trưởng qua lại và giảm 30% các vật liệu bị mất cấp độ (dữ liệu từ báo cáo trong nội bộ).

Giá trị hóa học: ) Tiền tố hóa học giảm thiểu việc tiêu thụ năng lượng. Trong một trường hợp, một nhà sản xuất hóa dầu khí đã giảm 20% sau khi thực hiện một giải pháp phản hồi dựa trên DCS, tiết kiệm hơn 200.000 đô la. Hơn nữa, ít thiết bị bị bị bị bị bị hỏng do coroction hoặc chi phí bảo trì giảm ô nhiễm.

Sự an toàn đã được bảo vệ: đã tự động xử lý hóa học loại bỏ các nhà điều hành từ vùng nguy hiểm trong quá trình đóng cửa. DCS có thể thực hiện tiến trình tắt khẩn cấp nhanh hơn cách can thiệp bằng tay. Dữ liệu cảm biến thời gian thực cũng cho phép phát hiện các sự kiện rò rỉ hoặc ngoại lệ bất thường.

Phụ đề dịch bởi: Anyv.net

Công nghệ cao cấp trong việc tùy biến hoá học DCS

Sự kết hợp giữa công nghệ số đang thay đổi cách mà các giải pháp hóa học được tùy chỉnh và quản lý.

Kiến thức về trí thông minh nhân tạo và máy móc

Mô hình máy học được đào tạo về dữ liệu lịch sử có thể dự đoán các chất hóa học tối ưu trong thời gian thực, kế toán cho sự biến đổi vật chất thô. Ví dụ, mạng thần kinh có thể điều chỉnh tốc độ ăn của máy trung hòa dựa trên dự đoán chất lượng tăng dòng.

Internet công nghiệp (lloT)

Các cảm biến không dây và các nhà hoạt động thông minh cung cấp dữ liệu hạt về mức độ hóa học, tốc độ lưu thông và điều kiện môi trường. Khi kết hợp vào DCS, dữ liệu này cho phép giám sát và dự đoán từ xa. Một nền tảng phân tích dựa trên mây có thể tương quan hiệu suất hóa học trên nhiều trang web, xác định các thực hành tốt nhất để tùy chỉnh.

Điều khiển tiến trình nâng cao (APC)

Chiến lược AEC như kiểm soát dự đoán (MPC) và điều khiển thích nghi có thể xử lý nhiều tương tác có sẵn trong việc tạo ra các chất hóa học. Chẳng hạn, trong một lò phản ứng phun trào liên tục (CSTR) tạo ra các chất xúc tác sinh học, nhiệt độ và thời gian định vị để tăng cường năng suất trong khi tôn trọng các hạn chế an toàn. [FLT: 0] Hội Quốc tế về tự động hóa [ST: 1] [FL: 1] đưa ra các chỉ thị về việc thực hiện kế hoạch kiểm soát trong môi trường DCS.

Cặp song sinh số

Một bản sao ảo của quá trình vật lý - cho phép các kỹ sư để mô phỏng thay đổi hóa học trước khi triển khai chúng trên DCS trực tiếp. Đây là giảm rủi ro tùy biến và tăng tốc độ tối ưu hóa chu kỳ. một cặp song sinh số cũng có thể được sử dụng để huấn luyện tổng hợp, đảm bảo cho đội được chuẩn bị cho giải pháp đã tùy chỉnh trước khi đi-sống.

Kết luận

Các giải pháp hóa học tùy chỉnh cho sản xuất hóa chất chuyên biệt là một sự đầu tư chiến lược có thể chi trả lợi ích về hiệu quả, an toàn và sự tuân thủ quy trình điều hành.

Để biết thêm thông tin về kiến trúc DCS và việc kiểm soát hóa học, hãy xem xét việc khám phá các nguồn tài nguyên Viện Kỹ sư Hóa chất Hoa Kỳ và ) tạp chí hấp dẫn .