2 DCS 系统在3,4-二氯苯基异氰酸酯生产中的应用

2.1 反应器反应温度的控制

    反应器的温度是精细化学品生产工艺中重要的参数，反应器温度的控制的准确性和稳定性不仅影响到产品的质量，同时也影响操作人员的生命安全， 以及对社会造成危害。在生产过程中，需确保反应器温度保持在作用指导书中各工段温度要求的范围 内。在工艺中融合 DCS 温度控制系统，操作人员只需按系统提示进行操作即可。DCS 控制系统在温度测量方面的部件采用高灵敏度电阻，其对化工生产 中的温度反应能够进行严格的感知和控制，在设备发生温度异常时及时进行预警，可以有效避免温度产生的影响。

    3,4-二氯苯基异氰酸酯生产过程中需控制冷热 二档温度。反应器温度的控制，如图 2 所示。在冷光反应阶段，温度需控制≤20 ℃，是固体光气与 3,4-二氯 苯胺反应的过程，低温能有效防止副产物双-(3,4-二氯苯基) 脲的生成；在热光反应阶段，温度需控制在80～90 ℃，在此温度下 3,4-二氯苯基氨基甲酰氯脱附氯化氢效率和 3,4-二氯苯胺盐酸盐进一步反应效率均为最高，同时能有效控制脲类聚合物或多聚物产生。反应器的温度控制是工艺的关键过程，其控制水平对产品的品质和安全生产有着重要的影响。在物料A(固体光气与甲苯混合液) 和物料 B(3,4-二氯苯胺与甲苯混合液) 进入反应釜的反应过程中为放热反应， 因此物料 B 流量控制是否稳定对反应器温控有着显 著影响。故配套质量流量计、椭圆流量计、流量定值控制仪，自动控制两种原料液进入体系的流量，控制误 差≤1%，确保体系物料比例，为反应温度的稳定提供保障。

DCS 具体温度控制过程为：

(1) 当 15≤T1≤20 ℃时，自动执行 DCS 程控 1， 启动冷冻盐水调节阀 V3, 采用温度与流量计串级控制系统；

(2) 当 T2 ＜ 80 ℃ , 同时打开 V1、V2 采用一般的 单回路 PID 控制；

(3) 当 80≤T2≤90 ℃时，自动执行 DCS 程控 2；

(4) 当 T2 ＞ 90 ℃，自动执行 DCS 程控 3，自动切除调节阀 V1、V2。采用该 DCS 控制系统后，可实现反应温度全过程自动化控制，通过调节循环冷冻盐水和蒸汽的流量， 可使温度控制在设定值偏差 1 ℃范围内。

2.2 连续化蒸馏塔釜液位的控制

    由于异氰酸酯类产品与水及水汽反应活性高，故产品的分离提纯一般采用蒸馏的方式。目前蒸馏分离过程绝大多数采用间歇蒸馏工艺，该操作工艺存在耗能高、单批次效率低等不足。连续化蒸馏技术可以将降低分馏塔塔底部的温度，有效防止 3,4-二氯苯基异氰酸酯产品的自聚反应。3,4-二氯苯基异氰酸酯产品熔点较高 (41～43 ℃)，在常温或馏分量较少的情况会凝固在冷凝器造成产量的损失，通过连续化蒸馏能克服这一缺点。将 3,4-二氯苯基异氰酸酯去溶剂后的粗品液收集至塔釜进行连续化蒸馏。在塔釜安装液位传感器， 通过 DCS 系统控制电信号的方式对循环泵的控制。连续化蒸馏塔釜液位控制，如图 3 所示。

    DCS 具体液位控制过程为：当塔釜中的料液液位 L ＜ Llow ，自动执行 DCS控制程序，停止循环泵的工作，避免料液打空。

    通过 DCS 系统，可有效提高塔液位和进料量运行的稳定性，在液位串级的控制中，在塔内和排出端口的压力发生改变时，保证流量大小，增加生产中的稳定性。同时也提高了液位串级控制的准确性，避免由于生产操作过程中的不稳定或者大的波动引发其他问题，甚至损坏设备，确保生产的安全。采用 DCS进行控制循环泵，有效降低人为干扰，提高操作稳定性和安全系数，同时提高了操作的劳动效率和产品的 生产效率。

2.3 联锁控制的应用

    在 3,4-二氯苯基异氰酸酯生产过程中涉及反应釜、真空泵、机械搅拌电机、加料阀等设备，通过联锁控制来进行保护。DCS 控制系统实时监控反应釜、机械搅拌电机、真空泵等设备的运行情况，保障生产中 各设备能够处于正常和稳定的运行状态。DCS 控制 系统的数据分析功能，可将 3,4-二氯苯基异氰酸酯 生产设备或某个生产环节中的信息和运行参数，对 技术革新提供数据支撑。在生产工艺中多套设备进 行联锁控制，由流量联锁和液位联锁所构成的，如：当反应釜或高位罐液位处于设定值的下限时，DCS发出启动信号并自动触点启动开关控制，投入并运行电动机启动设备；当液位处于设定值的上限时，DCS 会发出停止信号并自动触点断开开关，停止电机 的运行。

2.4 紧急切断系统的控制

    异氰酸酯类产品、原料和生产工艺通常具有易燃性、刺激性、有毒性和高温度、高压力等典型特征。3,4-二氯苯基异氰酸酯工艺中涉及吸热、放热反应过程并伴随氯化氢气体产生，故在整个反应体系的温度、压力等工艺参数都需进行监测和控制。随着产品 规模化生产，发生事故的危害愈发严重。紧急切断系统能够有效处理大量的逻辑信号和逻辑判断对生产过程进行强力的提醒和切断，将故障生产流程的设备或系统设置为临时状态或停产状态，减少体系或设备发生异常故障造成的损失。DCS 系统可实现即时控制紧急切断系统，提供 3,4-二氯苯基异氰酸酯生产 的安全保障。