PVC 的發(fā)展
聚氯乙烯 (PVC -- Poly vinyl chloride),為五大泛用樹脂之一 (PE、PP、PS、ABS),自1934年左右被廣泛使用,至今已有70余年;PVC是通用型樹脂,具有價(jià)格低廉、易加工、重量輕、強(qiáng)度高、耐化學(xué)藥品性良好等優(yōu)點(diǎn),可經(jīng)由不同的配料與加工程序制造成各種不同形貌且功能各異的產(chǎn)品,故用途非常廣泛,舉凡建筑、農(nóng)業(yè)、包裝、鞋類、家俱、玩具、電器、醫(yī)療、衛(wèi)生等日常生活領(lǐng)域里,PVC均可滿足其要求,與日常生活息息相關(guān)。
由于它的用途廣泛,需求年年增加。2000年全世界PVC總生產(chǎn)量為2,640萬(wàn)公噸,2004年總生產(chǎn)量已達(dá)3,008萬(wàn)公噸,成長(zhǎng)了14%。以地區(qū)來(lái)分,北美地區(qū)成長(zhǎng)11%,西歐地區(qū)成長(zhǎng)8%,亞洲地區(qū)更是成長(zhǎng)了23%。在西歐地區(qū),每年仍有約25萬(wàn)噸PVC用于包裝材料(含食品包裝).也用于醫(yī)療器材、大型玩具及其它用途。
PVC的是由VCM (Vinyal Chloride Monomer) 聚合而成,而VCM的來(lái)源為EDC (Ethylene DiChloride 二氯乙烷),EDC則來(lái)自乙烯 (Ethylene) 及鹽 (Salt)。
PVC聚合方法:
工業(yè)上對(duì)于VCM的聚合方式,依照反應(yīng)系統(tǒng)而區(qū)分為四種:
1. 懸浮聚合 (Suspension Polymerization )
以少量分散劑加入水中,再加入VCM后保持?jǐn)嚢?,使VCM形成細(xì)小的微滴分散于水中,使用的啟發(fā)劑為單體可溶性物,使聚合反應(yīng)在單體微滴內(nèi)進(jìn)行,反應(yīng)后再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、干燥等過(guò)程。以此方法所得聚合物不純物含量少,反應(yīng)溫度控制容易,為PVC制造的主流。
2. 乳化聚合 (Dispersion Polymerization)
因VCM不溶于水中,因此需加入乳化劑,使整個(gè)反應(yīng)形成乳化狀態(tài),乳化劑一般為陰離子或非離子的界面活性劑,而使用水溶性的啟發(fā)劑,此類水溶性啟發(fā)劑一般為過(guò)硫酸鹽或過(guò)氧化氫,聚合后形成乳濁液經(jīng)噴霧干燥后可得粒徑0.5~5u的乳化粉。
3. 塊狀聚合 (Bulk Polymerization)
不加入聚合介質(zhì),而直接使單體可溶性的啟發(fā)劑在反應(yīng)槽中行聚合反應(yīng),生成聚合體成松脆的塊狀物,因此必須予以粉碎,由于不加入任何添加劑,故純度高,透明性優(yōu)良。
4. 溶液聚合 (Solution Polymerization)
以VCM、有機(jī)溶劑、啟發(fā)劑形成均勻的反應(yīng)系再實(shí)施聚合反應(yīng),如此一部份反應(yīng)熱可借助溶劑來(lái)傳遞,因此溫度調(diào)節(jié)較容易,然而由于溶劑連鎖移動(dòng) (Chain transfer) 的現(xiàn)象,使得分子聚合度降低,聚合速度也較慢,此外溶劑本身回收成本高;一般利用于制造涂料與接著劑用途。
PVC 的生產(chǎn)流程控制
下圖為懸浮聚合典型的生產(chǎn)流程方塊圖,其中原料加料、聚合釜及卸料槽為批次過(guò)程控制,脫除塔、干燥機(jī)及SILO為連續(xù)式控制,若采用傳統(tǒng)儀表控制系統(tǒng),將很難達(dá)到全廠集成之功能,而DCS控制系統(tǒng),可完全解決此問(wèn)題,以先進(jìn)的硬件控制系統(tǒng),搭配強(qiáng)大的軟件功能,可完全實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制需求。
采用DCS控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
提高可靠性及準(zhǔn)確性:
以高效率、高精度、高穩(wěn)定性之微處理器及電子組件,提供高可靠性、高準(zhǔn)確性之控制系統(tǒng),決了一般儀表故障率高、難維護(hù)等缺點(diǎn)。
充分掌控現(xiàn)場(chǎng)狀況,減少盤控及儀控人力需求:
收集全廠區(qū)儀控信號(hào),匯整顯示于集控室人機(jī)接口(HMI),極少盤控人力即可監(jiān)視及掌控全廠控制。系統(tǒng)亦提供硬件自我診錯(cuò)功能,當(dāng)系統(tǒng)異常發(fā)生時(shí),能自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào),引導(dǎo)儀控人員進(jìn)行維修。除可減少盤控人力,亦可降低儀控保養(yǎng)人員負(fù)荷。
匯集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào),集成全廠信息:
收集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào),除可用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制外,亦收集儲(chǔ)存于訊息庫(kù)系統(tǒng)??梢朗褂谜咝枨?,應(yīng)用于報(bào)表統(tǒng)計(jì)、成本效率計(jì)算分析、配方管理、跳車報(bào)警分析、趨勢(shì)管理…等。亦可配合上位信息管理計(jì)算機(jī)需求,通信集成至全廠區(qū)之信息管理系統(tǒng)。
設(shè)備采購(gòu)說(shuō)明:
臺(tái)塑電子DCS系統(tǒng)架構(gòu):
• 系統(tǒng)提供MODBUS、PROFIBUS等通訊接口,方便與任何子系統(tǒng)通訊。
• 除了具有各種泛用的功能模塊之外,并開放客戶自行定義所需的功能模塊。
• 控制總線采用 Ethernet,速度可達(dá)100Mbps,滿足客戶對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。
• FPC-CX系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程操作站的功能,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視 (Remote AOS)。
• FPC-CX系統(tǒng)使用一般用途的局域網(wǎng)絡(luò),使得分散的控制信息能成為一個(gè)集成系統(tǒng),舉凡管理、生產(chǎn)、制造和物流都能有效地被應(yīng)用。
• 在同一控制回路中,F(xiàn)PC-CX系統(tǒng)最多可規(guī)劃30個(gè)控制站,16個(gè)操作站,適用于大規(guī)模工業(yè)控制過(guò)程的系統(tǒng)。
• FORMOSA-AX控制站可自由規(guī)劃為E-TYPE (電氣)、I-TYPE (儀表)或EI-TYPE (電氣&儀表共享),滿足客戶對(duì)不同過(guò)程的需求,且內(nèi)部采用32位的處理器,可實(shí)現(xiàn)各種類型工程的進(jìn)階控制需求。
• 采用開放分布式PIO (IPU-II)透過(guò)10Mbps傳輸以太網(wǎng)絡(luò),可彈性安裝于控制系統(tǒng)盤內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng) (Remote IO)。
• 操控畫面:
• 回路總貌(OVERALL)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)顯示畫面。
• 控制回路操控功能及參數(shù)顯示:
臺(tái)塑DCS系統(tǒng) PVC 廠控制應(yīng)用
臺(tái)塑DCS控制系統(tǒng)已應(yīng)用及安裝于多套PVC過(guò)程控制,本公司內(nèi)部有專門團(tuán)隊(duì)進(jìn)行此領(lǐng)域之系統(tǒng)研發(fā)及設(shè)計(jì)工作;可根據(jù)不同廠家之設(shè)計(jì)流程圖及運(yùn)行操作說(shuō)明訊息,進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),提供完整控制方案及系統(tǒng)設(shè)計(jì)予客戶。
主/副原料加料控制
茲依PVC生產(chǎn)流量將主要之控制功能進(jìn)行詳細(xì)介紹:
• 副原料調(diào)配
PVC所使用的副原料,例如分散劑,觸媒或乳化劑等,通常都需要經(jīng)過(guò)調(diào)配成特定的濃度,整個(gè)調(diào)配過(guò)程使用SEQUENCE程序自動(dòng)控制,何時(shí)加水,何時(shí)投料或升溫,均由SEQUENCE控制,調(diào)配完成后,取樣分析實(shí)際真正的濃度,再經(jīng)由密度換算成加料的重量。
• PVC品別配方管理
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