工业自动控制在氯氢合成中的应用

杨歧英

（山东海化集团氯碱树脂有限公司，山东 潍坊 262737）

1 合成炉开车步骤

在点火前，将锁切换至旁路位置。参加点火人员中，操作室1人负责调节氯气、氢气阀门；操作室外炉子前2人，负责点火、封炉门等工作。

通过自动控制系统操作，向循环水罐、热水罐注入纯水至液位75%，将LIC-5401设定75%切换至自动；打开合成炉热水进出水旁路阀，关闭进出合成炉的热水阀；关闭换热器的热水进出口阀，打开热水加热/冷却器的热水进出口阀；打开热水罐的出口阀门，开启循环热水泵，使纯水在热水罐与热水加热/冷却器间循环；开启热水加热/冷却器的蒸汽阀及疏水阀，加热纯水，并将TIC-5406B设为自动；待水温达到70℃后，开启合成炉热水进出口阀，关闭循环旁路阀，使热水进入合成炉夹套，打开回水管放气阀，放净夹套内的空气，确保热水在合成炉夹套内流动畅通；打开降膜吸收器的循环水进出口阀门，通冷却水，控制冷却水压力为0.3 MPa，打开放气阀排净内部空气；关闭合成炉去氯化氢缓冲罐的阀门PV-5408，打开去尾气吸收系统的阀门HV-5401，打开盐酸吸收系统气路阀；打开降膜吸收器去冷凝酸罐的阀门，关闭去盐酸中间槽的阀门；开启循环水泵，启动水力喷射器抽真空，控制水力喷射器进口压力为0.23～0.30MPa，时间应大于20min，并分析炉内气体成分。

准备就绪后，进行点炉操作。手动打开阀门FIC-5403A/B，向一、二级降膜吸收器及尾气吸收塔注入吸收水。将点火棒点着后，放进炉内，注意此时不要面朝点火孔，点火棒应放在氢气套筒口上，并把点火棒固定好，不能晃动。看炉工先慢慢开启氢气阀门，待氢气点着后调节火焰，通知点火者取出点火棒。慢慢开启氯气阀门，氯气氢气燃烧后，火焰成青白色，炉内火焰正常后，封闭炉门。

2 氯氢比例自动调节系统

2.1 氯氢合成中氯氢比例要求

氯气、 氢气的配比通常为 1.00∶1.05～1.00∶1.10（体积）。比例过小，生成的氯化氢气体中含游离氯，生产盐酸时，会造成尾气冒氯、污染环境以及成品中游离氯超标。比例过大，生成的氯化氢气体纯度低，生产盐酸时尾气中氢气含量高，易发生爆炸。所以，生产过程中必须根据氯气、氢气压力与流量变化，及时调整氯氢配比。

2.2 过程控制

由氯氢处理工序来的氯气和氢气分别进入二合一石墨合成炉，氯气进入三套式灯头的中间层，氢气进入内层和外层，控制氯氢比例为 1.00∶1.05～1.00∶1.10，在灯头上燃烧，生成氯化氢气体。二合一合成炉产生的氯化氢气体在合成炉的合成段，通过夹套水间接冷却，并产生高温水，产生的高温水供电解、一次盐水换热后返回热水罐，再经循环热水泵送入合成炉夹套，继续冷却氯化氢气体。冷却后的氯化氢气体再经合成炉上部的石墨冷却器，用循环水冷却到40℃以下，使气体中的大部分水分以冷凝酸的形式分离出来，从冷却器底部排入冷凝酸罐，并用冷凝酸泵定期送出界区。

根据生产负荷需要和原料情况，调节氢气、氯气流量。每30 min分析一次氯化氢纯度，输入分析结果，自动调整氯氢比例。开炉初期、切换、停炉及正常生产中的不合格盐酸应及时排入冷凝酸罐。经常检查并控制循环水罐的液位是否在正常范围，合成炉夹套、石墨冷却器、降膜吸收器冷却水回水温度及循环情况，保持冷却水流动畅通，及时排放内部的空气，防止合成炉石墨夹套因缺水而烧坏。保持合成炉氯化氢冷却器冷凝酸排放畅通，定期排放V-701及进口管和氯化氢总管内的冷凝酸。时常观察氯化氢总管及合成炉内的压力变化情况，及时与调度和转化工序联系，必要时打开HV-5401生产盐酸，泄压。冬季要注意防冻，备用炉的夹套、石墨冷却器及降膜吸收器等的冷却水要保持循环；吸收器的吸收水稍开，由吸收水管线U型底部倒淋排出并保持常流水。有热水回水温度调节报警、氯化氢总管压力报警、热水压力调节报警、合成炉入口氢气流量调节报警、合成炉入口氯气流量调节报警、尾气吸收塔吸收水入口流量调节报警、冷凝酸罐液位、盐酸中间罐液位显示报警、循环水罐液位调节报警。

当下列连锁条件之一发生时，产生连锁动作。（1）全厂连锁发生（设旁路开关）；（2）氢气压力≤70kPa(G)；（3）氯气压力≥190 kPa(G)。 当连锁发生时，氯气阀FV-5402立即关闭；同时，吸收水阀门FV-5403立即开40%开度（在DCS画面上可调）；去吸收的遥控阀HV-5401立即打开，去合成工序的遥控阀PV-5408关闭；连锁发生延时2 s（DCS画面上可调）氢气阀FV-5401关闭。当全厂连锁发生时，连锁打开液化尾氯去废氯吸收系统的阀门HV-5408，同时，关闭液化尾氯阀PV-5404。

合成炉开、停车产生的不合格氯化氢气体送一、二级降膜吸收器和尾气吸收塔来生产盐酸。氯化氢气体依次经过一级降膜吸收器、二级降膜吸收器和尾气吸收塔，被从循环水罐用吸收水泵送来的吸收水吸收成盐酸，点炉初期及不合格的盐酸排入冷凝酸罐，并用冷凝酸泵送出界区，合格后的盐酸进入盐酸中间槽，经盐酸泵送至罐区、一次盐水工序和水处理车间或经高纯盐酸泵送一次盐水、二次盐水及电解工序。其中一级降膜吸收器、二级降膜吸收器内的氯化氢气体与吸收水并流吸收，尾气吸收内的氯化氢气体与吸收水逆流吸收。

从液化岗位来的液化尾氯进入氯气缓冲罐缓冲后与氢气分别进入二合一石墨合成炉，在炉内燃烧，生成氯化氢气体，经夹套和石墨冷却器冷却40℃以下后，进入一级降膜吸收器、二级降膜吸收器与吸收水并流吸收，再进入尾气吸收塔与吸收水逆流吸收，经三级吸收后，生成31%盐酸。合格后的高纯盐酸排入盐酸中间槽，由盐酸泵及高纯盐酸泵送出界区销售。

从尾气吸收塔顶出来的不凝气体用水力喷射器抽走，经水封槽分离后，氢气等不凝气体排空，水溢流进循环水槽。

3 紧急停车控制系统

若合成炉紧急停车，则立即关闭氯气阀门，然后，迅速关闭氢气阀门，开启水力喷射器，往尾气吸收塔加水，打开HV-5401阀门，关合成炉去氯化氢缓冲罐的阀门PV-5408。然后，往炉内通氮气进行置换。

若全厂连锁停车，则连锁程序启动，氯气阀FV-5402立即关闭；同时，吸收水阀FV-5403立即开40%开度（在DCS画面上可调）；去吸收器的遥控阀HV-5401立即打开、去转化工序的阀门HV-5408关闭；延时2 s（DCS画面上可调）氢气阀FV-5401关闭；连锁打开废氯气去废氯吸收系统的阀门PV-5408；同时，关闭液化尾氯阀PV-5404。

连锁发生后，操作人员应立即关闭氯气和氢气手动阀，调节吸收阀门至合适开度，检查其他阀门的开关状态是否正确，当系统内氯化氢气体吸收完毕后关闭吸收水阀门，炉内通氮气进行置换。