氯化氫生產中送氣工序的DCS控制方法開發與應用

李 濤，王 飛，安豐穎

（新疆天業集團天能化工有限公司，新疆石河子832000）

天能化工有限公司聚氯乙烯項目氯化氫合成生產中，氯氫處理后的氯氣、氫氣在蒸汽石墨合成爐內燃燒，生成的氯化氫氣體經冷卻后，送往氯乙烯車間，該過程俗稱送氣。送氣工序操作存在人工操作耗時長、效率低，并且操作步驟多，人工操作影響大，易出現操作失誤造成系統不穩定等問題。針對這些問題，嘗試通過對操作過程進行全面分析，研究智能化控制技術實現正常生產及異常生產中送氣工序操作的智能化控制，形成一套關鍵參數控制、異常工況平穩切換和精準操作的控制系統，對于生產安全及產品質量是非常重要的。

1 工藝流程

合成爐生產的氯化氫氣體從合成爐的冷卻器底部導出，進入氯化氫分配臺，由分配臺調節閥（送往降膜吸收器吸收產鹽酸）、（送往下游工序合成生產PVC）控制氯化氫去向。

送氣過程中同時關閉調節閥（送往降膜吸收器吸收產鹽酸）至全關，打開調節閥（送往下游工序合成生產PVC）至全開，且爐壓大于氯化氫總管壓力，氯化氫合成工序工藝流程示意圖見圖1。

2 背景技術

圖1 氯化氫合成工序工藝流程示意圖

氯化氫合成工序生產過程中涉及到氫氣、氯氣、氯化氫等危險氣體，傳統生產模式中自動化程度較低，送氣操作經歷了現場純手動（操作閥門為手動控制閥）到遠程手動（操作閥門為氣動控制閥）?，F有技術存在以下缺陷。（1）合成爐爐壓調解不及時，造成進爐氫氣、氯氣配比失調，送氣時若氫氣過量，影響后續工段轉化率，甚至嚴重超標后形成爆炸性混合氣體，影響設備安全；送氣時若氯氣過量，游離氯超標，勢必影響氯乙烯合成工段生產安全。（2）總管氯化氫壓力小于爐壓，造成總管氯化氫氣體倒壓回到合成爐及吸收塔，甚至使乙炔氣反串至合成氯化氫主管，極易發生爆炸事故。（3）氯化氫送氣工序自動化程度相對落后，勞動強度大、事故率較高，因工人操作不當造成的生產事故時有發生。

3 技術方案

為了解決現有技術的不足，經過不斷的討論和實踐，終于實現氯化氫生產中一鍵完成送氣工序的DCS控制方法，該方法操作簡便、自動化程度高、安全系數高、穩定性好，真正實現了氯化氫送氣工序的自動化控制，不僅降低了勞動強度，而且降低了生產成本。

所采取的技術方案是氯化氫生產中送氣工序的DCS控制方法，在氯化氫中控操作平臺設置一鍵送氣啟動按鈕，程序步驟如下。

（1）開始送氣，中控按下一鍵送氣啟動按鈕，DCS系統自動檢測啟動軟鍵，若程序啟動正常進入下一步，否則啟動程序結束；

（2）送氣電磁閥開啟；

（3）去吸收調節閥、送氣調節閥互鎖自動解鎖，計算吸收調節閥設定值，該設定值隨爐壓實時變化，去吸收調節閥自動關閉；

（4）當爐壓值大于氯化氫總管壓力顯示值時，送氣調節閥開啟設定閥位（5%～30%），當爐壓值大于氯化氫總管壓力值設定值時，送氣調節閥以固定速度開啟；

（5）送氣調節閥給定初始閥位；

（6）計算爐壓和總管壓力差；

（7）當爐壓差大于爐壓差設定值時進入下一步，否則等待；

（8）送氣調節閥加設定閥位；

（9）當吸收調節閥閥位開度小于設定值時（0～5%），進入下一步；

（10）吸收調節閥關閉，吸收調節閥設定值（40～70 kPa），吸收調節閥狀態為自動；

（11）送氣調節閥閥門全開，吸收水調節閥設定值（1～5 m3/h），吸收水調節閥狀態為自動；

（12）吸收調節閥、送氣調節閥自動連鎖，啟動軟鍵復位，送氣程序結束。

4 效果

（1）實現了氯化氫生產中一鍵完成送氣工序的DCS控制方法；

（2）使合成爐爐壓及時、穩定調解，避免了進爐氫氣、氯氣配比失調造成的安全隱患；

（3）可有效避免總管氯化氫壓力小于爐壓，總管氯化氫氣體倒壓回到合成爐及吸收塔的安全隱患；

（4）操作簡便、自動化程度高、安全系數高、穩定性好，真正實現了氯化氫送氣工序的自動化控制，不僅降低了勞動強度，而且降低了生產成本。

5 結語

該套控制程序的應用為氯化氫合成工序最復雜繁瑣的操作縮短了時間，將原操作完成時間由單人操作單臺合成爐7～10 min，縮短至4 min以內?？蓮V泛應用于氯化氫生產中送氣工序的控制工藝中，包括異常情況緊急送氣，正產情況下氯化氫合成爐停車切換，使用范圍更廣。