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摘 要

二氟氯乙烷是用于作为制冷剂和发泡剂，在工业中它最重要的用途是作为偏氟乙烯单体（VDF）的原料。本课题便是对二氟氯乙烷的生产流程做出改进，达到自动化生产的目的。

本论文主要从二氟氯乙烷的生产工艺及流程出发，引出相关的自动化控制系统——DCS控制系统的介绍，并在设备参数、控制系统、监控系统等方面做出相应的DCS控制系统的设计。同时，总结相应二氟氯乙烷工艺的生产问题并得出解决问题的自动化设计方案。

关键词：自动化 二氟氯乙烷 DCS（集散控制系统）

ABSTRACT

Chlorodifluoroethane is used as a refrigerant and foaming agent and its most important industrial use is as a feedstock for vinylidene fluoride monomer (VDF) . This project is to improve the production process of chlorodifluoroethane to achieve the goal of automatic production.

In this paper, the automatic control system —— DCS Control System is introduced from the production process and flow of dichloroethane, and the corresponding DCS Control System Design is made in the aspects of equipment parameters, control system, monitoring system, etc. . At the same time, the production problems of corresponding cfc-22 process are summarized and the solution of automatic design scheme is obtained.

KEYWORDS: Automation；Chlorodifluoroethane；DCS（Distributed Control System）

目录

摘 要 II

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 研究背景 1

1.2 二氟氯乙烷的物化性质 1

1.3 二氟氯乙烷的制备方法 1

1.3.1催化氟化法 1

1.3.2光催化氯化法 2

1.3.3催化加氢还原法 2

1.3.4自由基反应 2

1.3.5其他方法 2

1.4 制冷剂HCFC－142b制备工艺的简单介绍 2

第二章 DCS自动化控制系统 3

2.1自动化控制系统 3

2.2 DCS控制系统 3

2.2.1 DCS系统概念 3

2.2.2 DCS系统功能特点 4

2.2.3 DCS系统的运用 4

第三章 自动化控制方案设计 5

3.1 设计思路 5

3.2 二氟氯乙烷生产全流程自动化设计 5

3.2.1 DCS自动化系统的信号设计 5

3.2.2 基于DCS系统的热电阻信号检测线路设计 7

第四章 主要工艺设备的自动化设计 9

4.1 工艺设备 9

4.2 主要工艺设备及其生产自动化设计 9

4.2.1反应器（釜）设备控制方案设计 9

4.2.2 精馏（制）塔设备控制方案设计 15

第五章 总结与展望 20

5.1 总结 20

5.2不足与展望 20

参考文献 20

致谢 23

附录 23

文献综述

1.1 研究背景

二氟氯乙烷是非常重要的有机中间体。它可用作制冷剂和发泡剂，但在工业上最重要的用途是用作偏二氟乙烯单体（VDF）的原料，偏二氟乙烯是制备氟橡胶的必要单体。众所周知，氟橡胶享有“橡胶之王”的美誉。随着近几年的飞速发展，氟橡胶通过不断的技术创新，具有更优异的理化性能，如耐低温（50℃以下），已广泛应用于汽车工业，航空航天，石油化工等领域。 因此，作为氟橡胶的间接原料，氟橡胶的发展越来越受到氟工业的重视。随着科学技术的不断进步和社会物质的不断丰富，当前化工产品的种类和功能逐渐丰富和完善。作为一种高风险产品，二氟乙烷的化学生产不仅要重视生产效率和产品质量，而且要做好安全生产管理和规避风险的工作。自动控制系统在其生产中的应用可以有效地实现这一目标，并相对减轻劳动强度，有利于综合生产效益的优化。

1.2 二氟氯乙烷的物化性质

Hcfc-142b（通常称为f142b）是一种无色气体，在室温下具有淡淡的芳香味。 易溶于油，不溶于水。 其分子式：CCL f2ch3; 沸点：-9.2℃； 临界温度：136.45℃； 临界压力：4.12mpa。

1.3 二氟氯乙烷的制备方法

1.3.1催化氟化法

2- 氯 -1,1- 二氟乙烷可以通过液相氟化和气相氟化制备。 在30c ~ 180c 的温度下，利用含有 sn，sb，ta，nb 或 ti 的 lewis 酸催化剂，1,1,2-三氯乙烷与氢氟酸在液相中反应，制备了2- 氯 -1,1-二氟乙烷。 Chen 等用气相氟化法制备了2- 氯 -1,1- 二氟乙烷。 采用铬基催化剂或锑(尤其是锑)或氟盐，反应温度为120 °c ー400 °c。 反应压力为120psi (约0.8 mpa) ，接触时间为34s，1,2-二氯乙烯转化率为95% ，2- 氯 -1,1- 二氟乙烷的选择性为94.9% 。上述氟化体系不能再现所揭示的转化率和选择性。

1.3.2光催化氯化法

三爱福专利公开了一种光催化氯化制备2- 氯 -1,1- 二氟乙烷的方法。 将 r152a 和 cl2引入固定床光催化反应制备混合物，然后蒸馏2- 氯 -1,1- 二氟乙烷。 R152a 与 cl2的摩尔比为1:1-1:2，光源为紫外光，固定床内填充催化剂。 催化剂是一种或几种 alcl3 sbcl5和 sbcl5。 反应温度为50 °c～120 °c，反应物在固定床中停留时间为0.2～1s，2- 氯 -1,1- 二氟乙烷收率为25% ～45% 。

1.3.3催化加氢还原法

在研究了 cfc-113(ccl2fcclf2)的催化加氢反应后， 催化剂以活性炭、 tio2和分子筛为载体，分别以 pt、 pd、 ni、 mn 等为载体，不同催化剂的反应产物有所不同。 当 pd 和 ni 在 tio2或分子筛催化剂上负载时，反应产物中不含2- 氯 -1,1- 二氟乙烷。 采用 pd / c 催化剂，pd 含量为1% ，反应温度为100c ~ 500c，反应原料 cfc-1131.3 mol% ，h223.3 mol% ，h2o2.0 mol% ，为平衡气体，反应产物中有少量2- 氯 -1,1- 二氟乙烷，200c 时2- 氯 -1,1- 二氟乙烷含量最高，含量为5% 。

1.3.4自由基反应

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