浅谈氯化氢合成生产中自动化控制的应用

（天能化工有限公司，石河子市，832000）梁涛

浅谈氯化氢合成生产中自动化控制的应用

（天能化工有限公司，石河子市，832000）梁涛

分析了在合成生产氯化氢中传统控制模式存在的问题，介绍了自动化控制氯化氢合成生产的实例，说明了其存在的优势以及氯气、氢气比值调节机制，最后对实施自动化控制的效果进行了阐述。希望能够为氯化氢合成生产中自动化控制提供指导和借鉴。

自动化控制；氯化氢合成；应用

1 传统控制方法存在的问题

传统控制方法基本上通过人工来对设备进行操作，操作者一定要谨慎，要不然非常易于导致毒害物质泄漏，造成一定的威胁，设备的自动化程度相对较低。如果操作者的责任心不到位，当发生问题的时候无法及时作出妥善处理。

设备较多，HCl纯度不稳定，不容易控制，这样将影响到转化生产的进行，使得产品质量受到影响。

钢制夹套式合成炉制造流程中，外部气温将会对HCl产生严重的影响。伴随节气的更替，气温改变，将损坏到设备，从而对产量产生负面作用。

钢制合成炉HCl中存在大量三价铁离子，从而对产品质量造成很大影响；

合成炉运行过程中将会释放出较多的热量，操作环境条件恶劣。

有时候尽管氢气合理的流量并未改变，然后其纯度或将有所改变，Cl2与H2的配比可能早就改变了。

当H2流量波动剧烈的时候，要是负责HCl合成生产的操作人员并未在第一时间只能发现，或使用的解决方法不正确的时候，将导致H2的压力迅速下降，要是不尽快选择科学合理的方法，将导致Cl2过量，最终使得HCl的纯度不达标，甚至导致下游工序过氯，发生安全生产事故。

HCl合成炉长时间运作以后，其视镜上就会积累许多污物，这时职工观察炉内气体燃烧的火焰颜色将产生或多或少的误差，最终使得HCl纯度相对较低。

如果炉内HCl相对偏低，非常易于产生烟雾，使得火焰颜色发白，导致职工无法正确判定Cl2比例。要是Cl2过量，肯定将对生产安全产生严重威胁。

2 自动化控制系统

为解决上述一系列问题，企业在生产中引入了自动化控制系统，其中，包括2台流量计；6台自动控制阀；温度与压力传感器各五台；HCI在线分析仪与集散控制系统各两套。以确保生产质量。

2.1 进合成炉Cl2和H2的流量配比控制

这个指标一般通过比值控制法来进行，进入H2的流量主要按照Cl2流量的改变，通过比值函数运算来控制（见图1）。

图1 Cl2和H2流量配比控制图

2.2 进炉前Cl2和H2的稳压控制

一般通过单回路闭环控制法，适当微调Cl2，以这种方法使Cl2的压力处于稳定状态；对H2的控制同样通过该方法来进行。

2.3 夹套热循环的水温、氯化氢吸收水流量的控制两个环节均通过单回路闭环控制法来进行。

2.4 异常情况下的安全联锁控制

紧急停车控制主要采用紧急停车的按钮来进行，当发生异常时可以快速切断进合成炉的Cl2和H2、HCI转化工序，快速打开去吸收装置，充分确保氯化氢完全吸收。

3 自动化控制系统的工艺与优势

H2与Cl2分别经自动调节压力阀进行稳压，接着分别到达H2和Cl2缓冲罐。Cl2在出缓冲罐之后通过连锁切断阀，输送至并联的每一个合成炉，它们的入口配备的流量计与手动截止阀（1个）、自动调节阀（1个）串联。H2在出缓冲罐之后通过连锁切断阀，输送至每一个并联的合成炉，后者入口配备的流量计与手动截止阀（1个）、自动调节阀（1个）串联，按照Cl2流量自动调节阀将进行自动调节。在H2自动调节阀位置并联着一个口径较小的H2自动调节阀，在产品出口部位配置了分析仪，负责调控口径较小的H2自动调节阀的流量，同时还能够进行自动显示，这样就是的整个生产环节十分直观。

自动调节阀为调节流量创造了条件。小口径阀的流量主要利用成分信息来进行控制。发生异常情况时，连锁切断阀将自动切断H2与Cl2，防止引发事故。当原料的工艺指标改变的时候，系统能够充分确保HCl质量，确保设备顺利运行。新控制模式的引入，不仅减小了劳动力成本，而且提高了效率。

4 H2与Cl2比值调节设备、流程与具体操作

4.1 选择合适的H2、Cl2流量计与流量调节阀型号

为确保比值调节系统顺利运行，自动调节H2与Cl2流量比值。采用单座的H2、Cl2流量调节阀，柱塞式的DN80，流开、等百分比。不仅如此，需要使用弯管的流量计。

4.2 比值自动调节流程

具体流程见图2，实时监控H2与Cl2的配比，比值调节的乘法系数为静态的比值系数。单回路调节与双循，，按钮应切换到调节系统。

比值调节系统操作流程如下所示，在开车时，首先将H2与Cl2调节阀（FV_5452FV_5451）打开，将HV_5459与HV_5458切断，然后实施置换分析，达标以后实施人工点火。接着通过人工的方式来调节H2、Cl2阀，然后观察火焰颜色，接着继续调节，直到其流量满足生产需求为止。通过手动方式对FV_5451与FV_5452的阀位输出进行调节，使H2、Cl2流量满足需要。接着完全打开人工阀，并完成调节系统由“手动”至“自动”的切换，一直至动态比值系数满足需要为止，然后完成比值开关从“常规”至“比值”的切换，最终实现系统的稳定控制。

图2 合成炉比值制动调节流程图

5 实施效果

经过使用，自动化控制稳定运行，未发生因出现过氯而造成停车的问题，其热辐射明显下降，热量排放不断下降，工作环境条件明显改观；过氯的次数明显下降，使得HCl泄漏减小，外排气体满足相关要求；劳动力成本明显减小。

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1008-0899（2016）12-0053-02