一、概述
UW500集散控制系統(tǒng)（DCS）目前在農(nóng)藥行業(yè)已取得了廣泛應(yīng)用，DCS對(duì)提高農(nóng)藥企業(yè)全廠自動(dòng)控制、提高生產(chǎn)安全性及作業(yè)效率都有著重要作用。草甘膦目前是世界上最暢銷的農(nóng)藥之一，它是有機(jī)膦類內(nèi)吸傳導(dǎo)型廣譜滅生性除草劑，是由美國(guó)孟山都化學(xué)公司于20世紀(jì)60年代篩選合成的一種除草劑，具有其它除草劑不具備的許多優(yōu)越性。本文主要講述UW500集散控制系統(tǒng)在草甘膦生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用案例。
二、工藝簡(jiǎn)介
我國(guó)草甘膦生產(chǎn)工藝主要有兩種方法：甘氨酸-亞膦酸二甲酯法和亞氨基二乙酸（IDA）合成法。目前甘氨酸-亞膦酸二甲酯生產(chǎn)草甘鱗占到全國(guó)總產(chǎn)量的80%以上。二甲酯法生產(chǎn)工藝包括兩步反應(yīng)過(guò)程，第一步為合成，第二步為水解。反應(yīng)以甲醇為溶劑，三乙胺為催化劑。水解的汽相產(chǎn)物經(jīng)冷凝器中和后回收溶劑甲醇；液相經(jīng)結(jié)晶分離、干燥的固體草甘膦產(chǎn)品。結(jié)晶母液經(jīng)中和回收催化劑三乙胺后，再蒸發(fā)濃縮配制成10%的草甘膦水劑出售。整個(gè)工藝過(guò)程分成八個(gè)工序，依次是合成、水解、脫酸、結(jié)晶、干燥、精餾、三乙胺回收、蒸發(fā)。
圖 草甘膦生產(chǎn)流程
三、控制方案
二甲酯法合成草甘膦的工藝中主要的兩個(gè)環(huán)節(jié)就是合成和水解工序。合成過(guò)程的好壞直接影響草甘膦產(chǎn)品的收率和質(zhì)量，是草甘膦生產(chǎn)過(guò)程中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它主要包括3個(gè)反應(yīng)階段：解聚、加成、縮合。合成反應(yīng)在同一合成釜中進(jìn)行，反應(yīng)物料分階段加入。首先將物料甲醇、三乙胺和多聚甲醛同時(shí)投入合成釜當(dāng)中，開(kāi)始解聚反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，加入甘氨酸，加成反應(yīng)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間當(dāng)反應(yīng)溫度到達(dá)規(guī)定值后，再加入亞膦酸二甲酯，縮合反應(yīng)開(kāi)始。這是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，釜內(nèi)溫度不斷升高，形成一個(gè)
正反饋，若不能及時(shí)移走相應(yīng)的反應(yīng)熱，則會(huì)出現(xiàn)“飛溫”現(xiàn)象，導(dǎo)致副反應(yīng)激增，大大
地減弱草甘膦的回收率。隨著反應(yīng)的逐漸完成，反應(yīng)速度減緩，放熱大幅度減少，這時(shí)如果過(guò)多地移走反應(yīng)熱，又會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不完全，所以工藝上要求縮合反應(yīng)溫度嚴(yán)格控制。酸解反應(yīng)是草甘膦生產(chǎn)過(guò)程中另一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。它主要經(jīng)歷加酸、脫溶、脫酸等過(guò)程。酸解工序是草甘膦生產(chǎn)過(guò)程中的第二環(huán)節(jié)，由合成工序所得到的合成料液進(jìn)入到酸解脫溶反應(yīng)器后，需定時(shí)定量加入鹽酸作為萃取劑，將合成產(chǎn)物草甘膦從有機(jī)相中萃取到酸性水溶液中，然后脫去溶劑，除去鹽酸，最后得到草甘膦原粉。當(dāng)鹽酸加入合成料液后，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，要及時(shí)地處理這些反應(yīng)熱。加酸結(jié)束后，用蒸汽通過(guò)夾套進(jìn)行加熱，按丁藝要求給定的溫度曲線控制水解釜溫度，進(jìn)入脫溶階段時(shí)，首先加熱進(jìn)行蒸餾，將氣相產(chǎn)物甲縮醛、甲醇等
低沸物蒸出。反應(yīng)上升到一定溫度后將蒸餾改為同流，進(jìn)行負(fù)壓脫酸，其中由于熱慣性大，要求避免溫度超調(diào)現(xiàn)象。脫酸過(guò)程結(jié)束后，就進(jìn)入下一過(guò)程，草甘膦粉末的結(jié)晶以及溶劑、尾氣回收工序。
圖二甲酯工藝組態(tài)畫(huà)面
圖合成工藝組態(tài)畫(huà)面
四、控制工程
本項(xiàng)目設(shè)中央控制室一座，系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備、工程師站、操作站設(shè)置在中央控制室，根據(jù)生產(chǎn)控制和管理要求設(shè)工程師站、操作站和現(xiàn)場(chǎng)控制站，一般分為合成現(xiàn)場(chǎng)控制站、二甲
酯現(xiàn)場(chǎng)控制站、氯甲烷回收現(xiàn)場(chǎng)控制站、甲醇回收現(xiàn)場(chǎng)控制站。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
五、小結(jié)
本工程自從用UW500集散控制系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行平穩(wěn)，效果顯著，操作平穩(wěn)率，產(chǎn)品質(zhì)量等都大大提高；工人勞動(dòng)強(qiáng)度，原料消耗等都有大幅度降低，同時(shí)也確保了裝置的平
穩(wěn)安全運(yùn)行。直接提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，為企業(yè)帶來(lái)了十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益。此項(xiàng)目成功的投產(chǎn)表明UW500集散控制系統(tǒng)擁有優(yōu)質(zhì)的穩(wěn)定性、可靠性。
