氯化氢合成中的自动控制技术

氯化氢合成中的自动控制技术
摘要：在工业过程中，自动化控制技术发挥着举足轻重的作用。

对水平线、
组分等各项指标的准确控制。

实现了设备的自动运行，既保证了设备的品质，又
提高了工人的工作效率，减少了能耗，减少了原料；以达到最大的产量和利润。

介绍了一种用于生产高纯盐酸的全过程自动控制技术。

利用微机远程控制，在线
监控，报警，联锁控制，保证了氯化氢气的稳定与安全。

该装置与全过程的 DCS
技术相结合，实现了对全过程的高效精确控制。

关键词：氯化氢合成；自动控制技术；策略
1生产系统基本情况
新疆圣雄氯碱有限公司的生产工艺主要有：氯乙烯合成工艺、乙炔生成工艺、氯乙烯合成工艺、聚合工艺等。

氯碱装置由电解、液氯、液碱等部分组成。

在PVC装置中，由氯碱装置的电解槽输入的氢气和氯气都是由 PVC装置的电解槽输
入的。

氯与氢在一定的范围内被点燃，从而产生了氯气。

在此工艺中，必须确保
适当的氢氯配比，不然将会对制取出的氯化氢产品的得率和品质造成严重的影响。

由合成炉顶排出的氯气，先用螺旋风冷机将其冷却到120摄氏度，再用石墨风冷
机进行冷却，最后用来进行氯乙烯的合成，或在制酸台上与吸收塔结合，形成盐酸。

为了保证成品的品质与稳定，必须对其进行精确的温度与压强控制。

同时，
为了确保产品在使用中的安全，必须制定相关的安全技术措施。

简而言之，该公
司在 PVC和氯化物两个分厂之间进行了紧密的协作，并在此基础上取得了较好的
效果。

高质量的商品供应给市场。

2系统改造
2.1自动点火装置
原合成炉开车时采用开放式人工点火方式进行点火。

现场操作人员将点燃后
的火把通过开放的炉门放至合成炉灯头上方位置，然后通知主控人员依次开启氢
气旁路切断阀、氢气切断阀，待进入合成炉的氢气燃烧稳定后，现场操作人员将
火把抽出后熄灭；通知主控人员开启氯气旁路切断阀、氯气切断阀，使氯气进入
合成炉与氢气混合燃烧，火焰稳定后，关闭炉门。

点炉操作过程中需要4名操作
人员，点火步骤繁琐，且从合成炉抽取火把时，存在炉内火焰冲出炉门、爆鸣、
灯头炸裂等风险，容易发生安全生产事故。

对合成炉点火方式进行了改造，采用
上海某公司自动点火装置，自动点火装置由PLC系统自动控制。

该PLC系统由控
制柜、现场点火阀门及流量控制、现场点火控制柜、点火燃烧器、火焰检测器组成。

可实现[远程]DCS控制点火，或切换至[就地],通过现场点火控制柜进行点火。

点火控制程序中，主控人员点击DCS操作界面“点火允许”“点火启动”按钮，
通过远程监火视频，查看点火枪火焰情况，待点火枪温度上升至120℃,点击“确
认点小火”,此时，氢气切断阀、氢气旁路切断阀门自动开启；待进合成炉氢气
燃烧，点击“开氯气阀”按钮，此时，氯气切断阀、氯气旁路切断阀自动开启，
氯气进入合成炉与氢气混合燃烧，点击“点火停止”按钮，点火程序结束，点火
枪火焰停止。

2.2控制方案与选择
双闭环比率调整是针对单闭环比率调整过程中存在的主要工艺参数不可控、
运行工况不稳定等问题而提出的一种新方法。

本装置采用双闭环，实现了一次流
量和二次流量的恒定控制。

当主流发生扰动时，次流可以随着次流的改变而改变，从而达到准确的次流比例，从而保证两种材料的总质量相对恒定。

在实施过程中，由氯气流速和控制阀构成了主制回路，而由氢气流速度表和控制阀构成了从控制
回路。

在对本回路进行调整后，将氯的流速做为主要的变数，将其与对应的因子
相乘后送至从动控制回路，由此实现了从动控制回路的自动控制。

每一环均为封
闭环，能够维持系统的稳定性。

而且经过比例调整后，体系的稳定性也得到了极
大的提升，可以始终维持在一定程度上的过剩。

综上所述，双闭环比例调整能有
效解决单一循环比例调整所带来的问题，达到更为精准的流量调控与工艺的平稳
运行，具有十分重大的现实意义。

2.3副产蒸汽综合利用实现自动调节
盐酸工段使用副产蒸汽合成炉，单台合成炉日产氯化氢100～110t,副产蒸汽
压力可达0.35～0.45MPa,温度152～160℃,每生产1t氯化氢约产生0.65t蒸汽，单台合成炉每天可产生70t饱和低压蒸汽。

当闪蒸罐压力大于0.350MPa时，闪
蒸罐送气自动调节阀门开启，将副产蒸汽送至聚合干燥工序使用；当合成炉负荷
不断提升，闪蒸罐压力上升至0.450MPa时，闪蒸罐放空调节阀门开启，蒸汽放空，同时由锅炉给水泵通过自动调节阀补软水至合成炉蒸发段，以保持闪蒸罐液
位稳定在50%。

为了提高蒸汽利用率，在原有副产蒸汽放空管道上增加自动调节
阀和止回阀，敷设蒸汽回收管道至盐酸解吸工序，当闪蒸罐压力达到0.450MPa
时，去盐酸解吸工序的蒸汽自动调节阀开启，副产蒸汽通过管道输送至盐酸解吸
装置，实现副产蒸汽全部回收利用。

副产蒸汽自动调节项目实施后，生产装置正
常运行时，副产蒸汽未再有放空，能将合成炉副产蒸汽全部利用，按每台合成炉
产70t/d副产蒸汽、装置年有效运行345天、蒸汽100元/t计算，每台合成炉直
接创造效益240余万元/a。

2.4增加在线氯化氢纯度与游离氯监测设施，优化合成系统安全联锁的投用
HCl是一种剧毒、危险的物质，若处置不当，将给人体及生态带来极大的危害。

所以，要保证生产过程的平稳、安全和可靠，就必须要有相应的技术措施。

在保证安全的前提下，将一些关键的技术指标融入到企业的安全联锁体系中。

该
装置能在生产过程中发现氯气含量超过标准时，发出警报。

同时，为了减少入炉
的氯含量，增加入炉的氢含量，操作者可以通过人工控制来调整入炉的氢含量；
同时对样品中的氯化物进行了检测。

当自由氯的浓度回归正常时，氢、氯的流速
也就回归到了正常的数值。

当自由氯的体积含量超过4×10-4时，该反应过程中，将会有一台乙炔被该反应过程自动应急关闭，并由操作者手工将该反应过程转换
为该反应过程。

在此基础上，进一步提高了产品的质量，降低了产品的质量和成本。

为达到安全联锁的目的，还应增设一套可实时监控的氯气浓度和自由氯浓度
的设备。

在主管道上增设了一个水冷装置，用水冷装置降低了水冷装置中的凝结酸，同时增设了一个水冷装置，用于水冷装置中的水冷装置，用于水冷装置中的
水冷装置。

该方法能较好地对氢气的纯度及自由氯的浓度进行监控，从而保证了
氢气生产体系的正常运转。

通过以上技术手段，保证了生产过程的安全、稳定、
可靠。

因此，我们既能安全的利用 HCl，又能减少对人类和生态的危害。

3结论
某氯碱化工企业最近完成了生产过程中的氯化氢气生产装置的自动控制技术。

改进的主要内容是对双闭月环比值控制系统和自动点燃系统进行了改进，变人工
为自动，并把控制信号输入到 DCS中进行了控制，从而达到了对 DCS进行控制
的目的。

在此基础上，对全过程进行了控制，使全过程的控制达到了一个新的高度。

通过对生产过程中出现的问题进行分析，提出了改善生产过程中出现的问题，并提出了相应的解决方案。

为此，在双闭环比值控制系统和自动点火系统的基础上，增加了一套复合控制系统和一套安全的联锁报警系统，从而在生产中增加了
一套安全的可靠性。

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