工業(yè)自動(dòng)控制在氯氫合成中的應(yīng)用

楊歧英

（山東?；瘓F(tuán)氯堿樹脂有限公司，山東 濰坊 262737）

1 合成爐開車步驟

在點(diǎn)火前，將鎖切換至旁路位置。參加點(diǎn)火人員中，操作室1人負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)氯氣、氫氣閥門；操作室外爐子前2人，負(fù)責(zé)點(diǎn)火、封爐門等工作。

通過自動(dòng)控制系統(tǒng)操作，向循環(huán)水罐、熱水罐注入純水至液位75%，將LIC-5401設(shè)定75%切換至自動(dòng)；打開合成爐熱水進(jìn)出水旁路閥，關(guān)閉進(jìn)出合成爐的熱水閥；關(guān)閉換熱器的熱水進(jìn)出口閥，打開熱水加熱/冷卻器的熱水進(jìn)出口閥；打開熱水罐的出口閥門，開啟循環(huán)熱水泵，使純水在熱水罐與熱水加熱/冷卻器間循環(huán)；開啟熱水加熱/冷卻器的蒸汽閥及疏水閥，加熱純水，并將TIC-5406B設(shè)為自動(dòng)；待水溫達(dá)到70℃后，開啟合成爐熱水進(jìn)出口閥，關(guān)閉循環(huán)旁路閥，使熱水進(jìn)入合成爐夾套，打開回水管放氣閥，放凈夾套內(nèi)的空氣，確保熱水在合成爐夾套內(nèi)流動(dòng)暢通；打開降膜吸收器的循環(huán)水進(jìn)出口閥門，通冷卻水，控制冷卻水壓力為0.3 MPa，打開放氣閥排凈內(nèi)部空氣；關(guān)閉合成爐去氯化氫緩沖罐的閥門PV-5408，打開去尾氣吸收系統(tǒng)的閥門HV-5401，打開鹽酸吸收系統(tǒng)氣路閥；打開降膜吸收器去冷凝酸罐的閥門，關(guān)閉去鹽酸中間槽的閥門；開啟循環(huán)水泵，啟動(dòng)水力噴射器抽真空，控制水力噴射器進(jìn)口壓力為0.23～0.30MPa，時(shí)間應(yīng)大于20min，并分析爐內(nèi)氣體成分。

準(zhǔn)備就緒后，進(jìn)行點(diǎn)爐操作。手動(dòng)打開閥門FIC-5403A/B，向一、二級(jí)降膜吸收器及尾氣吸收塔注入吸收水。將點(diǎn)火棒點(diǎn)著后，放進(jìn)爐內(nèi)，注意此時(shí)不要面朝點(diǎn)火孔，點(diǎn)火棒應(yīng)放在氫氣套筒口上，并把點(diǎn)火棒固定好，不能晃動(dòng)?？礌t工先慢慢開啟氫氣閥門，待氫氣點(diǎn)著后調(diào)節(jié)火焰，通知點(diǎn)火者取出點(diǎn)火棒。慢慢開啟氯氣閥門，氯氣氫氣燃燒后，火焰成青白色，爐內(nèi)火焰正常后，封閉爐門。

2 氯氫比例自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

2.1 氯氫合成中氯氫比例要求

氯氣、 氫氣的配比通常為 1.00∶1.05～1.00∶1.10（體積）。比例過小，生成的氯化氫氣體中含游離氯，生產(chǎn)鹽酸時(shí)，會(huì)造成尾氣冒氯、污染環(huán)境以及成品中游離氯超標(biāo)。比例過大，生成的氯化氫氣體純度低，生產(chǎn)鹽酸時(shí)尾氣中氫氣含量高，易發(fā)生爆炸。所以，生產(chǎn)過程中必須根據(jù)氯氣、氫氣壓力與流量變化，及時(shí)調(diào)整氯氫配比。

2.2 過程控制

由氯氫處理工序來的氯氣和氫氣分別進(jìn)入二合一石墨合成爐，氯氣進(jìn)入三套式燈頭的中間層，氫氣進(jìn)入內(nèi)層和外層，控制氯氫比例為 1.00∶1.05～1.00∶1.10，在燈頭上燃燒，生成氯化氫氣體。二合一合成爐產(chǎn)生的氯化氫氣體在合成爐的合成段，通過夾套水間接冷卻，并產(chǎn)生高溫水，產(chǎn)生的高溫水供電解、一次鹽水換熱后返回?zé)崴?，再?jīng)循環(huán)熱水泵送入合成爐夾套，繼續(xù)冷卻氯化氫氣體。冷卻后的氯化氫氣體再經(jīng)合成爐上部的石墨冷卻器，用循環(huán)水冷卻到40℃以下，使氣體中的大部分水分以冷凝酸的形式分離出來，從冷卻器底部排入冷凝酸罐，并用冷凝酸泵定期送出界區(qū)。

根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷需要和原料情況，調(diào)節(jié)氫氣、氯氣流量。每30 min分析一次氯化氫純度，輸入分析結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整氯氫比例。開爐初期、切換、停爐及正常生產(chǎn)中的不合格鹽酸應(yīng)及時(shí)排入冷凝酸罐。經(jīng)常檢查并控制循環(huán)水罐的液位是否在正常范圍，合成爐夾套、石墨冷卻器、降膜吸收器冷卻水回水溫度及循環(huán)情況，保持冷卻水流動(dòng)暢通，及時(shí)排放內(nèi)部的空氣，防止合成爐石墨夾套因缺水而燒壞。保持合成爐氯化氫冷卻器冷凝酸排放暢通，定期排放V-701及進(jìn)口管和氯化氫總管內(nèi)的冷凝酸。時(shí)常觀察氯化氫總管及合成爐內(nèi)的壓力變化情況，及時(shí)與調(diào)度和轉(zhuǎn)化工序聯(lián)系，必要時(shí)打開HV-5401生產(chǎn)鹽酸，泄壓。冬季要注意防凍，備用爐的夾套、石墨冷卻器及降膜吸收器等的冷卻水要保持循環(huán)；吸收器的吸收水稍開，由吸收水管線U型底部倒淋排出并保持常流水。有熱水回水溫度調(diào)節(jié)報(bào)警、氯化氫總管壓力報(bào)警、熱水壓力調(diào)節(jié)報(bào)警、合成爐入口氫氣流量調(diào)節(jié)報(bào)警、合成爐入口氯氣流量調(diào)節(jié)報(bào)警、尾氣吸收塔吸收水入口流量調(diào)節(jié)報(bào)警、冷凝酸罐液位、鹽酸中間罐液位顯示報(bào)警、循環(huán)水罐液位調(diào)節(jié)報(bào)警。

當(dāng)下列連鎖條件之一發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生連鎖動(dòng)作。（1）全廠連鎖發(fā)生（設(shè)旁路開關(guān)）；（2）氫氣壓力≤70kPa(G)；（3）氯氣壓力≥190 kPa(G)。 當(dāng)連鎖發(fā)生時(shí)，氯氣閥FV-5402立即關(guān)閉；同時(shí)，吸收水閥門FV-5403立即開40%開度（在DCS畫面上可調(diào)）；去吸收的遙控閥HV-5401立即打開，去合成工序的遙控閥PV-5408關(guān)閉；連鎖發(fā)生延時(shí)2 s（DCS畫面上可調(diào)）氫氣閥FV-5401關(guān)閉。當(dāng)全廠連鎖發(fā)生時(shí)，連鎖打開液化尾氯去廢氯吸收系統(tǒng)的閥門HV-5408，同時(shí)，關(guān)閉液化尾氯閥PV-5404。

合成爐開、停車產(chǎn)生的不合格氯化氫氣體送一、二級(jí)降膜吸收器和尾氣吸收塔來生產(chǎn)鹽酸。氯化氫氣體依次經(jīng)過一級(jí)降膜吸收器、二級(jí)降膜吸收器和尾氣吸收塔，被從循環(huán)水罐用吸收水泵送來的吸收水吸收成鹽酸，點(diǎn)爐初期及不合格的鹽酸排入冷凝酸罐，并用冷凝酸泵送出界區(qū)，合格后的鹽酸進(jìn)入鹽酸中間槽，經(jīng)鹽酸泵送至罐區(qū)、一次鹽水工序和水處理車間或經(jīng)高純鹽酸泵送一次鹽水、二次鹽水及電解工序。其中一級(jí)降膜吸收器、二級(jí)降膜吸收器內(nèi)的氯化氫氣體與吸收水并流吸收，尾氣吸收內(nèi)的氯化氫氣體與吸收水逆流吸收。

從液化崗位來的液化尾氯進(jìn)入氯氣緩沖罐緩沖后與氫氣分別進(jìn)入二合一石墨合成爐，在爐內(nèi)燃燒，生成氯化氫氣體，經(jīng)夾套和石墨冷卻器冷卻40℃以下后，進(jìn)入一級(jí)降膜吸收器、二級(jí)降膜吸收器與吸收水并流吸收，再進(jìn)入尾氣吸收塔與吸收水逆流吸收，經(jīng)三級(jí)吸收后，生成31%鹽酸。合格后的高純鹽酸排入鹽酸中間槽，由鹽酸泵及高純鹽酸泵送出界區(qū)銷售。

從尾氣吸收塔頂出來的不凝氣體用水力噴射器抽走，經(jīng)水封槽分離后，氫氣等不凝氣體排空，水溢流進(jìn)循環(huán)水槽。

3 緊急停車控制系統(tǒng)

若合成爐緊急停車，則立即關(guān)閉氯氣閥門，然后，迅速關(guān)閉氫氣閥門，開啟水力噴射器，往尾氣吸收塔加水，打開HV-5401閥門，關(guān)合成爐去氯化氫緩沖罐的閥門PV-5408。然后，往爐內(nèi)通氮?dú)膺M(jìn)行置換。

若全廠連鎖停車，則連鎖程序啟動(dòng)，氯氣閥FV-5402立即關(guān)閉；同時(shí)，吸收水閥FV-5403立即開40%開度（在DCS畫面上可調(diào)）；去吸收器的遙控閥HV-5401立即打開、去轉(zhuǎn)化工序的閥門HV-5408關(guān)閉；延時(shí)2 s（DCS畫面上可調(diào)）氫氣閥FV-5401關(guān)閉；連鎖打開廢氯氣去廢氯吸收系統(tǒng)的閥門PV-5408；同時(shí)，關(guān)閉液化尾氯閥PV-5404。

連鎖發(fā)生后，操作人員應(yīng)立即關(guān)閉氯氣和氫氣手動(dòng)閥，調(diào)節(jié)吸收閥門至合適開度，檢查其他閥門的開關(guān)狀態(tài)是否正確，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)氯化氫氣體吸收完畢后關(guān)閉吸收水閥門，爐內(nèi)通氮?dú)膺M(jìn)行置換。