氯堿裝置儀表自動化改造總結

陳玉銀

（新疆天業天能化工有限公司，新疆 石河子 832000）

新疆天業天能化工有限公司氯堿項目于2009年4月開工建設，2010年10月建成投產。是天業集團集成20萬t/a，一期40萬t/a 項目經驗基礎之上打造的循環經濟三期項目。燒堿生產采用了具有國際先進水平的高電流密度離子膜電解槽、節能環保的固堿濃縮裝置；PVC 生產采用了大型干法乙炔發生器、105 m3聚合釜和自動密閉入料工藝。自動控制采用了DCS 自動控制系統及OPC 信息化管理系統等行業內先進技術。現場儀表大部分選用了具有國際先進技術的產品。開車以來，運行較為穩定，使用效果良好。但運行中暴露出了部分儀表設備存在不合理的地方，有些關鍵設備保護基礎儀表自動化薄弱，需要耗費大量人員，有時造成原輔料浪費；有的工藝存在進一步優化的空間且安全連鎖存在不足。經過實踐摸索，找出原因并進行了技術改造，逐步完善了儀表控制。

1 預處理器自控閥改造

一次鹽水經過前反應桶后經過加壓泵進入加壓容器，出口安裝流量計和自控閥調節流量，加壓容器液位采用液位和變頻控制。半年以后，發現自控閥控制流量不準，造成液位波動，停車檢查，發現隔膜調節閥膜片已被鹽水沖刷磨損。分析原因是，為防止鹽水對自控閥的腐蝕，采用3層隔膜閥，但由于鹽水比較臟，為保證加壓容器罐液位，自控閥開度比較小，流速大，造成沖刷嚴重。后改為鈦材質調節蝶閥，問題得到解決，實際運行效果良好。

2 燒堿蒸發效體液位改造

燒堿蒸發效體在運行過程中不能出現斷流情況，而堿液濃度大、溫度高、腐蝕性強，在真空工況下運行。因此，效體液位的測量非常關鍵，以前采用過雙法蘭差壓變送器、磁翻柱、射頻導納測量液位，但運行1年后，能液位計基本損壞，重要原因是真空、高溫、腐蝕，很難有液位計滿足此工況要求，磁翻柱液位計在長時間高溫腐蝕下，存在維護量大的問題。經過考察，改為插入式導波雷達液位計，運行至今，穩定。導波桿采用純鎳，且可以人工加工彎曲，極大地保證了液位的連續測量，如圖1。

圖1 導波雷達液位計安裝

3 電解工序液位控制改為變頻泵控制

鹽水高位槽是精鹽水經過樹脂塔后向電解槽去的1個緩沖容器，通過高位差將鹽水壓入電解槽。原設計中有2套液位控制系統，控制精鹽水泵供給樹脂塔的鹽水流量，運行中存在如下問題：2開3備精鹽水泵分別控制一、二期高位槽液位，閥門開度小時，對自控閥沖刷嚴重，尚存在節能空間，高位槽的液位要求控制為70%，天能化工對高位槽的液位控制進行技術改造。保留高位槽液位調節閥，增加2臺變頻器、2臺壓力變送器，由變頻器調節精鹽水泵的轉速（見圖2）將泵出口總管壓力控制穩定，由各自回流調節閥控制高位槽液位。技術改造后，電動機經常工作在50%頻率左右，即能滿足工藝要求，即使變頻器出現問題，備泵開啟，也能迅速保證生產穩定運行。

圖2 鹽水高位槽液位調節

4 氯氣干燥新加硫酸濃度測量儀

在氯堿生產過程中，需要使用濃硫酸干燥濕氯氣，硫酸的濃度直接影響干燥效果，進而影響氯氣中的水含量，影響整個氯堿生產。因此，硫酸濃度分析檢驗工作至關重要。采用人工分析硫酸濃度，不能實時監測硫酸濃度的變化趨勢。采用在線電磁式濃度測量儀能有效反映氯干燥運行狀態，有效的控制生產的穩定運行，在連續生產中，能及時跟蹤硫酸濃度變化趨勢，及時提示更換濃硫酸液，以達到穩定的干燥效果，見圖4。

圖3 硫酸濃度測量儀安裝位置示意圖

5 氯壓機冷卻器增加pH 計

該公司采用西門子3K 機輸送氯氣，在進氯壓縮機入口，安裝了采用五氧化二磷氯含水濃度分析儀，能及時檢測出氯氣含水情況，但是氯壓縮采用三級壓縮，每一級壓縮后，氯氣溫度升高，采用循環水冷卻器將氯氣降溫后進入后一級壓縮。一旦冷卻器發生泄漏，冷卻水有可能進入氯氣總管，對設備造成致命傷害。為及時跟蹤冷卻器運行狀況，在冷卻器回水總管安裝pH 計，及時發現冷卻器泄漏情況，保證生產的安全運行。2臺氯氣壓縮機安裝6臺在線pH計，實時跟蹤監視冷卻器運行，使用2年，運行平穩。

6 鹽酸吸收水和PVC 閥連鎖改造

鹽酸工段正常生產的氯化氫氣體經過去PVC調節蝶閥送至合成工序，但一旦合成工序或鹽酸工序緊急，吸收水輸送不及時，造成氯化氫外排，環境污染和安全隱患。針對這一問題，新加純水緩沖罐和加壓泵，安裝調節閥和壓力變送器，保證上水壓力穩定，吸收水調節閥根據負荷設置預開度，保證吸收水及時到位。

7 混合器溫度控制和鹽酸連鎖改造（見圖4）

圖4 混合器與乙炔氣動閥和鹽酸連鎖邏輯改造前后示意圖

為防止混和器游離氯超標，在合成混和器安裝2只鉭材質熱電阻，并且和乙炔氣動調節蝶閥連鎖，同時，將溫度送入鹽酸工序和PVC 調節蝶閥或關系連鎖，一旦溫度高于30 ℃強制改吸收，但運行中發現連鎖設置不合理。在夏季合成2#線混和器漏停車檢修時，崗位人員通知儀表工將2# 線混和器溫度計拆下，檢修吊裝混合器。檢修完畢后，恢復溫度計，但2# 線混和器溫度突然高報連鎖停車。分析原因為中午檢修混和器時，封頭敞開，太陽直射，待儀表工恢復溫度計后，溫度計迅速顯示達到30 ℃造成2# 線混和器溫度高報，系統停車，發現連鎖存在不合理。

8 水堿洗工序新加酸濃度計

水堿洗工序將轉化器送來的粗VC 經組合塔脫酸后送入水洗塔堿洗塔脫酸。但是原設計組合塔、水洗塔下酸濃度采用化驗取樣分析，然后再調節水的加入量，存在調節滯后，操作工不能及時掌握下酸濃度，改為在線濃度計后，實時跟蹤下酸濃度，保證及時調節。