一、系統簡介
纖維素是一種既不溶解也不熔融的多羥基高分子化合物。根據取代基的化學結構分類，可分為陰離子、陽離子和非離子型醚類。隨所用醚化劑的不同而有甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、芐基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、氰乙基纖維素、芐基氰乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素和苯基纖維素等。以甲基纖維素和乙基纖維素實用性較大。
近年來羥丙基甲基纖維素混合醚的用量和質量都在迅速提升，是由棉、木經堿化，環氧丙烷和氯丙烷醚化等過程制成的非離子型纖維素混合醚，簡稱HPMC。由于HPMC中的甲氧基與羥丙基含量比列不同和粘度不同、產品取代的均勻性不同，因而成為在性能上有差異的不同品種和不同檔次的產品。
山東科諾作為專業過程自動化系統集成服務提供商，經過多年的研究開發以及眾多纖維素生產企業的成功應用，不僅生產工藝合理，操作控制參數準確可靠，充分合理利用原材料等特點，保證生產出的產品取代度均勻，反應完全徹底，溶液透明度好，并且保證產品質量的穩定。不論是纖維素生產線的籌建或是生產過程的自動化改造，均能實現裝置的控制要求。
二、系統概述
山東科諾依據用戶需要設計纖維素生產過程的PLC和DCS過程自動化控制，選用PLC、DCS進口品牌或國產品牌，嚴格按照生產工藝控制要求，設計符合生產工藝標準，為用戶提供最優化的過程自動化解決方案。同時亦可根據用戶要求提供現場檢測儀表與現場動力設備及相關的其他設備等，提供設計安裝調試的交鑰匙工程。系統包括:生產過程中液，固體原料均可利用DCS系統實現精確計量和加入，反應過程中的溫度、壓力控制也全部實現DCS的自動控制和遠程監控。整個系統生產過程除投料人工輔助外，整個生產過程均可實現自動化控制，提高裝置的產量、質量，節省人力，降低勞動強度，改善現場操作環境。
三、系統工藝
國內HPMC的生產一般采用精制棉為原料（部分廠家也開始嘗試木漿粕），并用國產的粉碎機粉碎或直接適用精制棉堿化，醚化使用二元混合有機溶劑，在立式反應器中進行反應。精制純化處理采用間斷式工藝，即在反應器中脫除有機溶劑，然后通過洗滌器和離心機經過若干次洗滌和脫水來純化粗產品。成品處理采用間歇式，造粒在升溫情況下進行（也有廠家沒有進行造粒），干燥和粉碎采用常規方法進行，大部分進行的特殊處理僅僅是對產品延遲水合時間（快速溶解）的處理而沒有進行防霉變和復配處理。
HPMC的生產工藝可分為兩大類：氣相法和液相法。目前歐美等發達國家更多采用氣相法，以木漿粕為原料（生產高粘度產品時采用棉漿粕），堿化堿化和醚化在同一反應設備進行，主反應為臥式反應釜，內部有專為纖維素醚生產設計的橫向攪拌和側面旋轉式飛刀，可獲得很好的混合效果。反應采用先進的自動化控制手段，能夠精確控制溫度和壓力。反應完成后，多余的氯甲烷和副產品的二甲醚以氣態的形式進入回收系統，分別回收重復利用。精制純化處理在連續的旋轉壓濾機中進行，粉碎在高效成品粉碎機中進行，同時干燥去掉多余水分。混合包裝等輔助工序也在控制系統下完成。
氣相法優點：設備緊湊，單批產量高；反應溫度較液相法低，時間短，控制更精確，不需要復雜的溶劑回收系統；人工費用抵，勞動強度小。
但工藝也有如下缺點：設備和自動控制投資大，技術含量高，投資建設費用大；由于自動化程度要求較高，所以對操作人員素質要求特別高，而且一旦發生故障，容易發生重大事故，通常一出問題，會導致全線停產。
液相法工藝優點：反應過程設備內部壓力小，對設備承壓要求低、危險性小；纖維素再見也正浸漬后得到充分膨脹和被堿化混勻的堿纖維素，堿液對纖維素滲透溶脹較好；醚化反應器較小，再加上堿纖維素得以均勻溶脹，所以產品質量容易控制。可獲得取代度和粘度都比較均勻的產品，品種也容易更換。
但該工藝也有以下缺點：反應器不大通常15立方以下，統計受限導致生產能力也小，若提高產量，必須增加多臺反應器；精制純化粗產品需要設備多，操作繁雜，勞動強度大；因為沒有防霉變和復配處理，致使產品黏度穩定性和生產成本受到影響；包裝大多采用手工方式，勞動強度大，人工費用高；反應控制的自動化程度比氣相法工藝低，因而控制的精確度也相對較低；與氣相法相比需要復雜的溶劑回收系統。
四、系統軟件
山東科諾根據具體纖維素生產工藝及要求設計全集成自動化控制方案。主要包括：過程生產控制系統（DCS/PLC）、過程現場檢測儀表、過程生產動力設備控制系統。
系統對生產過程的稱重、化堿、堿化、反應、溶劑回收、循環水溫度以及反應釜的溫度、操作進程、時間、參數進行監控并實現自動化控制。 系統的反應過程采用了優化控制技術，使各階段的溫度和壓力控制都達到或優于工藝要求，溫度的控制過程完全是DCS系統控制，不需要人工干預介入，可進行單釜多品種的生產控制，多個反應釜之間都有嚴格的邏輯程序，避免錯誤操作，系統具有可靠性高、分散控制、集中監視、管理控制功能豐富、開放性好等特點從而實現生產過程的高度自動化。
