專利名稱：一種聚酯生產中的漿料配置方法及其系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚酯的制造工藝和系統，尤其涉及一種聚酯的生產中漿料的配置方法及配置時使用的系統。
背景技術：
聚酯生產中，PTA (精對苯二甲酸)是重要的原料之一。在漿料的生產中，需要進行漿料配制、催化劑溶液配制、二氧化鈦懸浮液配制、酯化縮聚反應、切片生產等工藝步驟。現在的漿料配置，是在車間內設置一個PTA料倉，可滿足裝置4個小時的需要量，PTA粉料經星形給料器定量送出，通過PTA稱量裝置對其進行連續計量加入到漿料配制槽，在控制上是用PTA的進料量調節乙二醇的加入量和催化劑加入量，以保證穩定的漿料配比，PTA的稱量裝置控制著PTA的流量，在整個聚酯生產過程中，稱量裝置的準確度直接影響著整個聚酯生產的質量。但是PTA稱量裝置，整套設備就測量電機、測量軸以及測量輪一整套備件就 40多萬元，造價十分高。而且測量輪附近的內部滾針軸承以及上部減速機的內部齒輪，經常會出現損壞等情況，因其使用特點是要求在線M小時一直運行，因而現場處理起來非常被動，維修成本逐年上升，而且也導致了聚酯生產的浪費。在現有的專利文件中有公開“精對苯二甲酸生產裝置中PTA粒徑的智能控制方法(CN1589955A)”，即首先選取PTA精制單元加氫反應器溫度及其出料流量、第一結晶器的液位及其溫度、第二結晶器的液位及其溫度作為產品粒徑軟測量系統的輸入變量，建立主要操作參數對PTA粒徑的影響關系。然后通過對過程數據的實時、連續采集，得到PTA粒徑的軟測量值。根據當前粒徑軟測量值與設定值問的偏差，采用程序控制策略對第一結晶器的液位、壓力，第二結晶器的液位、壓力進行實時自動控制，以得到符合要求的PTA產品粒徑。還有專利文件“多元共聚改性PETG聚酪的制備工藝(CN1706877A)”，采用如下工藝步驟a.配料采用單體為對苯二甲酸(PTA)、簡苯二甲酸(IPA)、新戌二醇(NPG)、乙二醇(MEG)及金屬催化劑，其各組份按一定摩爾比配料； b.酯化反應酯化反應溫度控制在21(T260°C，反應壓力為0.01 0. 25MPa，反應時間 18(T260min，c.縮聚反應縮聚反應溫度控制在:275 285°C，真空度:0. 098 0. IMPa，反應時間18(T200min。

發明內容
本發明提供了一種日常維護成本低、工藝精度高、控制方便，結構簡單的聚酯生產中的漿料配置方法及其系統；解決了現有技術中存在稱量PTA的設備維護成本高，影響工藝精度，控制復雜的技術問題。本發明的上述技術問題是通過下述技術方案解決的一種聚酯生產中的漿料配置方法，第一步，設定漿料配置槽內的漿料液位控制器的設定值、乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內的摩爾比值、乙二醇和催化劑的摩爾控制器的摩爾比值；
第二步，初始啟動各配料的流量控制器，根據漿料液位控制器的設定值，計算所需的乙二醇的量記錄在乙二醇流量控制器內作為設定值，同理根據第一步內設定的摩爾比值，設定精對苯二甲酸測量系統控制器內的設定值，催化劑流量控制器的設定值；
第三步，實時監測漿料配置槽內的液位值，如果偏離了設定值，通過漿料變送器改變漿料液位控制器的輸出值，從而改變乙二醇流量控制器的輸出值，乙二醇流量變送器的變化改變了催化劑流量控制器的輸出，從而改變催化劑的加入量；同時，根據乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內的摩爾比值調整苯二甲酸的加入摩爾量。以漿料配置槽的液位控制器為主環，與控制EG (乙二醇)流量調節回路為副環的串級調節回路，根據漿料配置槽的液位來控制EG的加料速度。同時為了嚴格控制EG與PTA 的摩爾比，在該系統中采用以EG流量為主環，PTA加入量和催化劑加入量為副環的雙閉環比值控制。在EG正常加入量情況下，PTA和催化劑按照預先設定好的與EG比值關系由PTA 測量系統控制器和催化劑流量控制器分別控制PTA和催化劑加入量。當EG加入量發生變化，則由EG流量變送器變化改變催化劑和PTA流量控制量的輸出，從而改變催化劑和PTA 加入量。本發明的工藝步驟簡單，是通過EG的加入量來控制PTA的加入量，不需要對PTA 的加入量進行稱量，是通過加入的摩爾量進行控制，從而省去了原有設備中對PTA進行稱重的稱重裝置，節約了大量的成本，同時實時監測控制，通過摩爾比控制，也提高了漿料配置的精度。作為優選，在漿料配置槽的出口處測量配置好的漿料的密度，通過測量的密度對摩爾比控制器內的設定值進行修正。作為更優選，所述的催化劑與乙二醇的摩爾比觀2= (FT1^O. 7)/[ (0. 3*0. 857)* (158. 3/10400)*^]，其中 FT1 為乙二醇流量變送器的監測值， C1是根據漿料出口的密度值進行調整,C1為1. (Tl. 5。催化劑的配比主要是根據經驗值聚酯熔體單耗中需要的PTA百分量為85. 7%,而漿料配制槽中的PTA的百分含量為70%，其它含量為30%，熔體中銻含量約為158. 3PPM，催化劑溶液中銻的濃度標準值要求為10400PPM， 由此得到計算公式。在出口檢測漿料密度實行修正，形成了新的閉環控制回路，提高配置的準確度。作為優選，所述的催化劑為乙二醇銻，在第三步內控制精對苯二甲酸的摩爾量時， 是根據催化劑的加入量和乙二醇的加入量計算得出乙二醇的加入總量，再根據乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內的摩爾比值得到精對苯二甲酸的加入量。乙二醇銻是應用于聚酯縮聚反應最為新穎的一種催化劑，它與催化劑三氧化二銻和醋酸銻相比，具有下列優點a.在乙二醇溶液中溶解度大，分散性好。b.銻含量高，活性好，可提高裝置生產能力。 c.該催化劑本身不會帶入新雜質，可使切片提高內在質量，改善后加工可紡性。因為是以乙二醇銻作為催化劑，因此在計算摩爾比時，需要考慮到其中的含量，以獲得精確的PTA添加量，提高漿料的配置精度。作為更優選，所述的乙二醇與精對苯二甲酸的摩爾比計算公式為I1= (WT*62. 07) /[(FT^FT^O. 982)*166. 13]，其中I為摩爾比值，WT為精對苯二甲酸的計算值，FT1為乙二醇流量變送器的監測值，FT2為催化劑的流量變送器的監測值。根據經驗，催化劑中EG的含量為98. 2%，計算摩爾比時要考慮總的加入EG的量，得出總的EG加入量為FI\+FT2*0. 982， 再根據PTA的分子量166. 13和EG的分子量62. 07，可以得出PTA和EG的摩爾比的計算公式。作為更優選，所述的精對苯二甲酸的計算值WT=SR*系數，其中SR是星形給料器的變頻器送出的轉速信號，系數值為(Tl。PTA料倉的稱量裝置取消，只保留星形給料器，通過摩爾比控制器直接控制星形給料器一種聚酯生產中的漿料配置系統，包括漿料配置槽、精對苯二甲酸儲料槽，乙二醇加料槽和催化劑加料槽，其特征在于所述的精對苯二甲酸儲料槽連接有星形給料器，所述的漿料配置槽內設有液位控制器和液位變送器，漿料配置槽內的液位控制器連接有乙二醇加料槽的流量控制器和乙二醇流量變送器，乙二醇加料槽的流量變送器連接有乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器，乙二醇加料槽的流量變送器同時連接有乙二醇和催化劑的摩爾控制器，乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器連接有精對苯二甲酸流量計算控制器，乙二醇和催化劑的摩爾控制器連接有催化劑的流量控制器和催化劑的流量變送器，系統中采用以乙二醇流量為主環，精對苯二甲酸加入量和催化劑加入量為副環的雙閉環比值控制。作為優選，在所述的漿料配置槽的出口設有密度測量儀。測量出口密度，可以實時修正系數，提高測量精度。作為優選，所述的漿料液位控制器為法蘭式液位控制器。使得靜壓對測量結果影響最小(小于0. 15%/lOMPa)；放置于附近的溫度傳感器給出修正溫度影響所必須的信號， 對變送器的溫度特性進行了充分的補償，使得溫度對測量結果影響最小(小于0. 1%/-20 65 °C)
因此，本發明的聚酯生產中的漿料配置方法及其系統具備下述優點利用摩爾比控制器，由EG的量控制PTA的摩爾量，從而取消了 PTA的稱量裝置，節省了成本，結構簡單；通過測量出口的密度，調整摩爾比，可以實時調整，通過摩爾比進行控制，提高配置的精度，以EG 流量為主環，PTA加入量和催化劑加入量為副環的雙閉環比值控制，保證了漿料的品質。


圖1是本發明的聚酯生產中的漿料配置系統的控制框圖的示意圖。其中SP表示設定值，PV表示測量值，FV表示流量控制閥，M表示轉速變頻控制， 11V01為漿料配置槽，LC11007為漿料液位控制器，LT11007為漿料液位變送器，WCl 1005 為PTA稱量系統控制器，WT11005為PTA的計算變送器，FC11002為乙二醇流量控制器， FT11002為乙二醇流量變送器，FC21009為催化劑流量控制器，FT21009為催化劑流量變送器，121010為催化劑和EG的摩爾比控制器，miOOl為EG和PTA的摩爾比控制器。
具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對發明的技術方案作進一步具體的說明。實施例
聚酯生產中的漿料配置方法，一種聚酯生產中的漿料配置方法，第一步，設定漿料配置槽內的漿料液位控制器的設定值、乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內的摩爾比值、乙二醇和催化劑的摩爾控制器的摩爾比值；第二步，初始啟動各配料的流量控制器，根據漿料液位控制器的設定值，計算所需的乙二醇的量記錄在乙二醇流量控制器內作為設定值，同理根據第一步內設定的摩爾比值，設定精對苯二甲酸測量系統控制器內的設定值，催化劑流量控制器的設定值，按照計算得到的值進行送料進入漿料配置槽內；第三步，實時監測漿料配置槽內的液位值，如果偏離了設定值，通過漿料變送器改變漿料液位控制器的輸出值， 從而改變乙二醇流量控制器的輸出值，乙二醇流量變送器的變化改變了催化劑流量控制器的輸出，從而改變催化劑的加入量，催化劑采用是乙二醇銻，因此根據催化劑和乙二醇的加入總量，按照乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內的摩爾比值調整精對苯二甲酸的加入量，使得摩爾比保持不變，從而使得進入漿料配置槽內的PTA和EG保持固定的摩爾比，保證漿料配置的精度；在漿料配置槽的出口處測量配置好的漿料的密度，通過測量的密度對摩爾比控制器內的設定值進行修正。如圖1所示，一種聚酯生產中的漿料配置系統，包括漿料配置槽11V01、精對苯二甲酸儲料槽1，乙二醇加料管2和催化劑加料管3，精對苯二甲酸儲料槽1連接有星形給料器，漿料配置槽11V01內設有液位控制器LC11007和液位變送器LT11007，漿料配置槽 11V01內的液位控制器LCl 1007連接有乙二醇加料管的流量控制器FCl 1002和乙二醇流量變送器FT11002，乙二醇加料管的流量變送器FT11002連接有乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器111001，乙二醇加料槽的流量變送器FT11002同時連接有乙二醇和催化劑的摩爾控制器121010，乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器miooi連接有精對苯二甲酸的流量控制器WC11005和精對苯二甲酸的流量計算器WT11005，乙二醇和催化劑的摩爾控制器121010連接有催化劑的流量控制器FC21009和催化劑的流量變送器FT21009。乙二醇加料管的流量控制器FC11002控制著乙二醇的流量控制閥FV的開關，精對苯二甲酸的摩爾控制器miooi連接著星形給料器的轉速變頻控制μ的轉速，催化劑的流量控制器FC21009控制著催化劑的流量控制閥FV的開關。漿料液位控制器為法蘭式液位控制器。為了嚴格控制PTA與EG摩爾比，在該系統中采用以EG流量為主環，PTA加入量和催化劑加入量為副環的雙閉環比值控制。在EG正常加入量情況下，PTA和催化劑按照預先設定好的與EG比值關系由PTA計算控制器WCl 1005和催化劑流量控制器FC21009分別控制PTA和催化劑加入量。當EG加入量發生變化，則由催化劑流量變送器FT21009變化改變催化劑流量控制器FC21009的輸出，控制著催化劑的流量控制閥FV的開關，從而改變催化劑加入量。實際計算方法如下
根據經驗，催化劑中EG的含量為98. 2%，計算摩爾比時要考慮總的加入EG的量，得出總的EG加入量為FTi+FT^O. 982，再根據PTA的分子量166. 13和EG的分子量62. 07，可以得出 PTA 和 EG 的摩爾比的計算公式為 YK1= (WT*62. 07) /[ (FI\+FT2*0. 982) *166· 13]，催化劑的配比主要是根據經驗值聚酯熔體單耗中需要的PTA百分量為85. 7%,而漿料配制槽中的PTA的百分含量為70%，其它含量為30%，熔體中銻含量約為158. 3ΡΡΜ，催化劑溶液中銻的濃度標準值我公司要求為10400ΡΡΜ，從而同樣計算YK2= (FT1^O. 7)/[ (0.3*0.857)* (158. 3/10400)^](其中Cl為修正系數，可根據實際配制情況，如漿料出口的密度值來進行調整)。WT就不是測量值了，而是通過星形給料器變頻器送出的轉速信號SR得出的計算值。因根據經驗值，星形給料器每轉多少容積相對比較恒定(因星形給料器內部形狀比較規則)，從而計算出WT11005 = SR*系數的計算值，miooi計算出來的摩爾比的設定值SP進行比較，從而控制星形給料器的轉速來達到穩定控制的要求。
權利要求
1.一種聚酯生產中的漿料配置方法，其特征在于第一步，設定漿料配置槽內的漿料液位控制器的設定值、乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內的摩爾比值、乙二醇和催化劑的摩爾控制器的摩爾比值；第二步，初始啟動各配料的流量控制器，根據漿料液位控制器的設定值，計算所需的乙二醇的量記錄在乙二醇流量控制器內作為設定值，同理根據第一步內設定的摩爾比值，設定精對苯二甲酸測量系統控制器內的設定值，催化劑流量控制器的設定值；第三步，實時監測漿料配置槽內的液位值，如果偏離了設定值，通過漿料變送器改變漿料液位控制器的輸出值，從而改變乙二醇流量控制器的輸出值，乙二醇流量變送器的變化改變了催化劑流量控制器的輸出，從而改變催化劑的加入量；同時，根據乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內的摩爾比值調整精對苯二甲酸的加入摩爾量。
2.根據權利要求1所述的一種聚酯生產中的漿料配置方法，其特征在于在漿料配置槽的出口處測量配置好的漿料的密度，通過測量的密度對摩爾比控制器內的設定值進行修正。
3.根據權利要求2所述的一種聚酯生產中的漿料配置方法，其特征在于所述的催化劑與乙二醇的摩爾比 I2= (FT1^O. 7)/[ (0.3*0.857)* (158. 3/10400)*Cj，其中 FT1 為乙二醇流量變送器的監測值，C1是根據漿料出口的密度值進行調整，C1為1. (Tl. 5。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種聚酯生產中的漿料配置方法，其特征在于所述的催化劑為乙二醇銻，在第三步內控制精對苯二甲酸的摩爾量時，是根據催化劑的加入量和乙二醇的加入量計算得出乙二醇的加入總量，再根據乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器內的摩爾比值得到精對苯二甲酸的加入量。
5.根據權利要求4所述的一種聚酯生產中的漿料配置方法，其特征在于所述的精對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比計算公式為I1= (WT*62. 07)/[ (FI\+FT2*0. 982)*166. 13]，其中為PTA與EG摩爾比值，WT為精對苯二甲酸的計算值，FT1為乙二醇流量變送器的監測值，FT2為催化劑的流量變送器的監測值。
6.根據權利要求5所述的一種聚酯生產中的漿料配置方法，其特征在于所述的精對苯二甲酸的計算值WT=SR*系數，其中SR是星形給料器的變頻器送出的轉速信號，系數值為 0 1。
7.一種聚酯生產中的漿料配置系統，包括漿料配置槽、精對苯二甲酸儲料槽，乙二醇加料管和催化劑加料管，其特征在于所述的精對苯二甲酸儲料槽連接有星形給料器，所述的漿料配置槽內設有液位控制器和液位變送器，漿料配置槽內的液位控制器連接有乙二醇加料管的流量控制器和乙二醇流量變送器，乙二醇加料管的流量變送器連接有乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器，乙二醇加料管的流量變送器同時連接有乙二醇和催化劑的摩爾控制器，乙二醇和精對苯二甲酸的摩爾控制器連接有精對苯二甲酸的流量計算控制器，乙二醇和催化劑的摩爾控制器連接有催化劑的流量控制器和催化劑的流量變送器，系統中采用以乙二醇流量為主環，精對苯二甲酸加入量和催化劑加入量為副環的雙閉環比值控制。
8.根據權利要求7所述的一種聚酯生產中的漿料配置系統，其特征在于在所述的漿料配置槽的出口設有密度測量儀。
9.根據權利要求7或8所述的一種聚酯生產中的漿料配置系統，其特征在于所述的漿料液位控制器為法蘭式液位控制器。
全文摘要
本發明涉及一種聚酯的制造工藝和系統。一種聚酯生產中的配置方法及其系統，以漿料配置槽的液位控制器為主環，與控制EG(乙二醇)流量調節回路為副環的串級調節回路，根據漿料配置槽的液位來控制EG的加料速度。同時為了嚴格控制EG與PTA的摩爾比，在該系統中采用以EG流量為主環，PTA加入量和催化劑加入量為副環的雙閉環比值控制。本發明提供了一種日常維護成本低、工藝精度高、控制方便，結構簡單的聚酯生產中的漿料配置方法及其系統；解決了現有技術中存在稱量PTA的設備維護成本高，影響工藝精度，控制復雜的技術問題。
文檔編號G05D27/02GK102432848SQ20111026556
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者郭雨, 陳亞娟 申請人:浙江恒逸聚合物有限公司