آدرس:

تبریز ، منطقه صنعتی غرب ، روبروی شرکت موتوژن ، شهرک فناوری خودرو ، آزمایشگاه مکاترونیک و اتوماسیون صنعتی

تلفن:

041-32698040

تلفن:

041-32698040 

اتوماسیون بخش اتوکلاو واحد هیدرولیز اسید چرب

اتوماسیون بخش اتوکلاو واحد هیدرولیز اسید چرب

اتوماسیون بخش اتوکلاو واحد هیدرولیز اسید چرب

تبریز تقطیر فروردین ۱۴۰۳

در قلب یکی از بزرگ‌ترین واحدهای تولید اسید چرب شمال‌غرب ایران – کارخانه تبریز تقطیر، واقع در شهرک صنعتی غرب تبریز – بهار ۱۴۰۳، پروژه‌ای حساس و استراتژیک به ثمر نشست: اتوماسیون کامل بخش اتوکلاو در واحد هیدرولیز. این واحد، که ستون فقرات تولید اسیدهای چرب صنعتی برای صنایع شوینده، آرایشی-بهداشتی، رنگ، و حتی افزودنی‌های خوراک دام است، روزانه صدها تن روغن خام (پالم، سویا، یا حیوانی) را به Crude Fatty Acid و آب گلیسرین با ارزش تبدیل می‌کند. اما این فرآیند، مانند یک واکنش شیمیایی تحت فشار بالا، مانند راه رفتن روی طناب است: یک انحراف ۲ درجه‌ای در دما یا ۰.۵ باری در فشار می‌تواند بازدهی را از ۹۸ درصد به زیر ۸۵ درصد برساند، یا حتی منجر به تجزیه ناخواسته و تولید مواد زائد سمی شود. در این پروژه، با بهره‌گیری از کنترلرهای هوشمند Omron و اتوماسیون دقیق متغیرهای حیاتی، این طناب به یک جاده امن و هموار تبدیل شد – جایی که دقت، ایمنی، و پایداری، دیگر آرزو نیستند، بلکه واقعیت روزانه تولید هستند.

فرآیند هیدرولیز، که ریشه در واکنش Spitting of Fats دارد، از دهه ۱۹۳۰ میلادی در صنعت اولئوشیمی رواج یافته و در ایران، با توجه به منابع غنی روغن‌های وارداتی و داخلی، یکی از زنجیره‌های کلیدی ارزش‌افزا محسوب می‌شود. در این مرحله، روغن خام تحت فشار ۴۰ تا ۶۰ بار، دمای ۲۴۰ تا ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد، و حضور بخار آب فوق‌داغ (Superheated Steam) به مدت ۱ تا ۳ ساعت در اتوکلاوهای افقی یا عمودی واکنش می‌دهد. نتیجه؟ تجزیه تری‌گلیسیریدها به اسیدهای چرب آزاد (مانند اسید پالمیتیک C16:0، اولئیک C18:1) و گلیسرین – محصولی که بیش از ۹۵ درصد آن به عنوان Crude Fatty Acid جدا می‌شود و گلیسرین، ماده اولیه‌ای گران‌بها برای صنایع دارویی و غذایی است. اما چالش اصلی؟ کنترل دقیق سه متغیر حیاتی:

  • دما (برای جلوگیری از کربنیزاسیون)،
  • فشار (برای حفظ حالت فوق‌بحرانی آب)،
  • سطح مایع (برای جلوگیری از خشک‌کاری یا سرریز در Flash Tank).

در پروژه تبریز تقطیر، این سه متغیر با سنسورهای صنعتی پیشرفته اندازه‌گیری شدند:

  • دما: با ترموکوپل‌های Type K مجهز به ترانسمیترهای ۲ سیمه (دقت ±۰.۵ درجه)،
  • فشار: با ترانسمیترهای فشار مطلق و دیفرانسیل Omron E8FC (دقت ۰.۱ درصد FS، محدوده ۰-۱۰۰ بار)،
  • سطح: با سنسورهای راداری غیرتماسی (Radar Level Transmitter) برند Vega یا Rosemount (دقت ±۱ میلی‌متر، مقاوم در برابر بخار و کف).

این داده‌ها، به صورت آنالوگ (۴-۲۰ میلی‌آمپر) یا دیجیتال (HART/IO-Link) به کنترلرهای Omron سری NX/NJ – قلب تپنده سیستم – ارسال می‌شوند.

کنترل هوشمند با Omron: ماژولار، سریع، و ایمن

برخلاف سیستم‌های قدیمی که با رله‌های زمانی و فشارشکن‌های مکانیکی کار می‌کردند، در این پروژه از کنترلرهای ماژولار Omron NX1P2 استفاده شد – یک PLC کامپکت با پردازش ۰.۱ میلی‌ثانیه‌ای، حافظه ۳۲k گام، و قابلیت گسترش تا ۶۴ ماژول I/O. این کنترلر، مانند یک مغز چندوظیفه‌ای، همزمان:

  • الگوریتم‌های PID پیشرفته را برای هر متغیر اجرا می‌کند،
  • منطق‌های ایمنی (Safety Logic) را با ماژول‌های NX-SL پایش می‌کند،
  • زمان‌بندی واکنش (Reaction Time) را تا ۱ میلی‌ثانیه کاهش می‌دهد.

برای مثال، در اتوکلاو شماره ۲:

  • Setpoint دما: ۲۵۵ درجه سانتی‌گراد،
  • Kp = ۱.۲، Ki = ۰.۰۸، Kd = ۱۵ (تنظیم‌شده با روش Ziegler-Nichols)،
  • خروجی PID → شیر بخار (Steam Control Valve) با Actuator پنوماتیکی و Positioner هوشمند.

اگر دما از setpoint بیشتر از ۳ درجه انحراف یابد، آلارم بحرانی فعال شده و شیر تخلیه اضطراری (Emergency Vent) به صورت خودکار باز می‌شود – بدون نیاز به دخالت انسانی.

کنترل فلوی سیال: شیرهای هوشمند و هماهنگ

یکی از شاهکارهای این پروژه، کنترل دقیق فلوی سیال در مسیرهای ورودی و خروجی اتوکلاو بود. روغن خام با فلومترهای الکترومغناطیسی (Magflow)، بخار با فلومترهای Vortex، و خروجی Crude با فلومترهای Coriolis (دقت ۰.۱ درصد) اندازه‌گیری می‌شود. این داده‌ها به شیرهای کنترلی پنوماتیکی (Pneumatic Control Valves) مجهز به Positioner دیجیتال Omron E5CC ارسال می‌گردد.

این شیرها، مانند انگشتان یک پیانیست، با دقت ۰.۵ درصد باز و بسته می‌شوند:

  • فلوی روغن ورودی: ۵ تن در ساعت،
  • فلوی بخار: ۱.۲ تن در ساعت،
  • نسبت مولی آب به روغن: ۱.۵:۱ (بهینه برای حداکثر بازدهی).

الگوریتم‌های کنترلی در Omron، با استفاده از فانکشن بلاک‌های PID و Ratio Control، این نسبت را به صورت دینامیک حفظ می‌کنند – حتی اگر ویسکوزیته روغن به دلیل تغییر دما تغییر کند. نتیجه؟ پایداری فرآیند در ±۰.۲ درصد، حتی در شیفت‌های ۲۴ ساعته.

پایداری، ایمنی، و آینده‌ای هوشمند

اجرای این پروژه، فراتر از نصب چند سنسور و کنترلر، یک تحول ساختاری در واحد هیدرولیز ایجاد کرد:

  • افزایش دقت عملکرد: انحراف دما از ±۵ درجه به ±۰.۸ درجه، فشار از ±۳ بار به ±۰.۳ بار،
  • کاهش خطای انسانی: حذف ۹۰ درصد تنظیمات دستی،
  • بهبود پایداری فشار و سطح: کاهش نوسانات Flash Tank از ۱۵ درصد به کمتر از ۲ درصد،
  • افزایش ایمنی عملیاتی: فعال‌سازی سیستم Safety Interlock (اگر فشار > ۶۵ بار → توقف خودکار بخار + تخلیه اضطراری)،

علاوه بر این، سیستم با ماژول‌های ارتباطی EtherCAT، امکان ادغام با SCADA مرکزی کارخانه و سیستم MES را فراهم کرد – گامی به سوی صنعت ۴.۰ در تبریز. داده‌های فرآیند، با نرخ ۱ ثانیه، در دیتابیس SQL آرشیو می‌شوند تا برای تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده (مانند پیش‌بینی زمان تعویض کاتالیست) استفاده شوند.

این پروژه، نه تنها بازدهی هیدرولیز را به ۹۸.۵ درصد رساند، بلکه مصرف انرژی را ۱۸ درصد و توقفات غیربرنامه‌ریزی‌شده را ۸۵ درصد کاهش داد. تبریز تقطیر، با این اتوماسیون، اکنون الگویی برای سایر واحدهای اولئوشیمی ایران است: جایی که دقت ژاپنی (Omron) با مهندسی ایرانی ترکیب شده و محصولی جهانی خلق کرده است. این فقط یک پروژه نیست – این آینده تولید هوشمند اسید چرب در ایران است.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.