氯堿裝置自動化改造

陳玉銀

（天能化工有限公司，新疆 石河子832000）

氯堿裝置自動化改造

陳玉銀

（天能化工有限公司，新疆 石河子832000）

針對氯堿裝置生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不足之處，通過優(yōu)化工藝，擴(kuò)容系統(tǒng)，增加儀表，提高自動化水平，滿足了工藝生產(chǎn)要求。

碳酸鈉；液化；次氯酸鈉；儀表；技術(shù)改造

天能化工有限公司氯堿項(xiàng)目于2009年4月開工建設(shè)，于2010年10月建成投產(chǎn)以來，生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定。為提高公司的競爭力，解決生產(chǎn)中不足之處，工藝不斷優(yōu)化，儀表自控不斷改進(jìn)，儀表自動化水平不斷提高。

1　液化氯氣分配臺控制方案

氯堿生產(chǎn)中，電解槽生產(chǎn)的氯氣經(jīng)氯氣干燥，氯氣壓縮后送往鹽酸合成工段。氯堿系統(tǒng)正常開停車，緊急開停車時(shí)，總管氯氣在氯氣處理工段進(jìn)入除害塔，通過堿高位槽緊急閥打開，吸收氯氣去生產(chǎn)次氯酸鈉，保證系統(tǒng)的正常安全停車。正常生產(chǎn)時(shí)，鹽酸工段通過泄壓閥調(diào)節(jié)氯氣氫氣平衡，將氯氣送至液化工段，經(jīng)氯氣液化分配臺送入液化除害塔生產(chǎn)次氯酸鈉供乙炔工段使用，或緊急停車將氯氣切換到氯氣處理除害塔。技改之前，液化氯氣切換操作由現(xiàn)場人員現(xiàn)場切換手閥完成，操作頻次高，對現(xiàn)場人員依賴大。從工藝安全實(shí)際出發(fā)，新加氯氣去液化除害塔切斷閥KV-1301和原氯去氯氫處理除害切斷閥KV-1302，2臺自控閥互相聯(lián)鎖，一臺自控閥打開時(shí)，另一臺關(guān)閉。技改完成以后中控人員通過計(jì)算機(jī)完成操作，減輕和降低了對現(xiàn)場人員的依賴，保證了系統(tǒng)的安全生產(chǎn)，鹽酸工段至液化氯氣管線見圖1。

圖1　鹽酸工段至液化氯氣管線

2　次氯酸鈉生產(chǎn)控制方案

乙炔工段與液化工段距離較遠(yuǎn)，生產(chǎn)使用次氯酸鈉通過罐車運(yùn)輸，決定了次氯酸鈉生產(chǎn)為間歇性生產(chǎn)，正常生產(chǎn)由現(xiàn)場人員操作完成。次氯酸鈉生產(chǎn)分為配堿和次氯酸鈉反應(yīng)生成2部分。在配置堿液過程中，手動控制操作難以達(dá)到堿液濃度，因此，增加堿液配堿裝置。次鈉生產(chǎn)將32%的液堿加水稀釋到16%左右。通過離心泵將配置的堿液打入次氯酸鈉除害塔，氯氣通過分配臺切換閥KV-1301送入，由氯氣調(diào)節(jié)閥控制流量，軟水由外界帶壓送入過流量計(jì)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量進(jìn)入除害塔。技術(shù)改造完成后液化次氯酸鈉生產(chǎn)由中控根據(jù)液位實(shí)現(xiàn)了全程控制，降低了員工的工作強(qiáng)度，提高了效率。次氯酸鈉工藝流程圖見圖2。

圖2　次氯酸鈉工藝流程圖

根據(jù)次氯酸鈉生產(chǎn)工藝，開發(fā)控制程序，生產(chǎn)次氯酸鈉時(shí)可以自動控制生產(chǎn)，也可以手動控制生產(chǎn)，滿足了工藝要求。

3　堿棧臺自動化控制方案

改造之前，32%液堿送往碳酸鈉、一次鹽水、液化、氯氫處理工段，采用現(xiàn)場手動啟動送料泵，電話聯(lián)系各工段，手動切換閥門，操作頻次高，勞動強(qiáng)度大。通過儀表自動化改造，加裝自控閥和流量計(jì)，通過DCS編程實(shí)現(xiàn)了各個(gè)工段按時(shí)按需按量送堿。提高了工作效率。通過堿儲罐液位差統(tǒng)計(jì)流量，變成了由計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)流量，真正實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場無人操作，中控計(jì)算統(tǒng)計(jì)流量，達(dá)到了理想的效果。

4　碳酸鈉生產(chǎn)控制方案

一次鹽水工段使用碳酸鈉為外買袋裝，現(xiàn)場手動配置。為降低成本，技術(shù)改造利用天然氣制氫尾氣和廢堿液連續(xù)間歇性生產(chǎn)液態(tài)碳酸鈉。通過離心泵送入離子膜一次鹽水界區(qū)。生產(chǎn)碳酸鈉裝置設(shè)備有2個(gè)并列反應(yīng)器組成，一套生產(chǎn)，另一套備用。主要生產(chǎn)原料12%廢堿液和制氫裝置尾氣。除反應(yīng)器溫度由自控閥控制外，其他原料全部由人工操作完成。正常生產(chǎn)每班切換一次操作。隨著碳酸鈉需求的增加，提高反應(yīng)溫度和壓力，反應(yīng)時(shí)間縮短。手動操作頻次高，質(zhì)量不穩(wěn)定。針對以上問題提出了自動化改造，增加尾氣、堿液自控閥和流量計(jì)。DCS編程將現(xiàn)場操作變?yōu)镈CS自動控制后，產(chǎn)量增加一倍外，現(xiàn)場操作變?yōu)楝F(xiàn)場巡檢。

碳酸鈉生產(chǎn)配堿工藝?yán)昧A廢水、落地堿水及30%堿液配制成12%左右的堿液，配堿時(shí)先加水，再加堿。生產(chǎn)碳酸鈉時(shí)，通過調(diào)節(jié)閥將12%堿液控制在設(shè)定值，然后打開尾氣自控閥，直到碳酸鈉濃度達(dá)到所需質(zhì)量指標(biāo)。完成后切換到另一臺反應(yīng)器。碳酸鈉生產(chǎn)自動控制工藝流程見圖3。

圖3　碳酸鈉生產(chǎn)自動控制工藝流程

5　天然氣制氫控制系統(tǒng)改造

天然氣制氫裝置為氯氣氫氣平衡生產(chǎn)增加的1套裝置，為將天然氣制氫裝置與主裝置無縫銜接，在燒堿裝置控制域中增加1套遠(yuǎn)程控制站，將制氫裝置模擬量數(shù)字量及所有控制方案植入DCS系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的操作和現(xiàn)場控制無縫對接。

6　總結(jié)

通過以上工藝儀表的技術(shù)改造，達(dá)到了操作集中，便于管理。充分挖掘現(xiàn)有控制系統(tǒng)，液化裝置增加了1套制氫碳酸鈉遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，制氫碳酸鈉堿站臺增加1套遠(yuǎn)程DCS控制站，整個(gè)系統(tǒng)接入電氯系統(tǒng)控制域中。改造完成后輔助小單元與主裝置完全實(shí)現(xiàn)了無縫對接，工藝數(shù)據(jù)共享。在緊急停車時(shí)，采用聯(lián)鎖保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了安全的無縫連接，降低了員工勞動強(qiáng)度，保證了安全。提高了氯堿裝置的整體控制水平，達(dá)到了一舉多得的目的。

Summary of automation transformation of chlor alkal

CHEN Yu-yin
（Tianneng Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

In view of the deficiency in the production process of caustic soda plant，through optimizing the process operation，the expansion system，increasing the instrument，improve the automation，meet the requirements of process production.

sodium carbonate；liquefaction；sodium hypochlorite；instrument；technological transformation

TM762

B

1009-1785（2016）08-0021-02

2016-06-16