氯碱装置自动化改造

陈玉银

（天能化工有限公司，新疆 石河子832000）

氯碱装置自动化改造

陈玉银

（天能化工有限公司，新疆 石河子832000）

针对氯碱装置生产过程中出现的不足之处，通过优化工艺，扩容系统，增加仪表，提高自动化水平，满足了工艺生产要求。

碳酸钠；液化；次氯酸钠；仪表；技术改造

天能化工有限公司氯碱项目于2009年4月开工建设，于2010年10月建成投产以来，生产系统稳定。为提高公司的竞争力，解决生产中不足之处，工艺不断优化，仪表自控不断改进，仪表自动化水平不断提高。

1　液化氯气分配台控制方案

氯碱生产中，电解槽生产的氯气经氯气干燥，氯气压缩后送往盐酸合成工段。氯碱系统正常开停车，紧急开停车时，总管氯气在氯气处理工段进入除害塔，通过碱高位槽紧急阀打开，吸收氯气去生产次氯酸钠，保证系统的正常安全停车。正常生产时，盐酸工段通过泄压阀调节氯气氢气平衡，将氯气送至液化工段，经氯气液化分配台送入液化除害塔生产次氯酸钠供乙炔工段使用，或紧急停车将氯气切换到氯气处理除害塔。技改之前，液化氯气切换操作由现场人员现场切换手阀完成，操作频次高，对现场人员依赖大。从工艺安全实际出发，新加氯气去液化除害塔切断阀KV-1301和原氯去氯氢处理除害切断阀KV-1302，2台自控阀互相联锁，一台自控阀打开时，另一台关闭。技改完成以后中控人员通过计算机完成操作，减轻和降低了对现场人员的依赖，保证了系统的安全生产，盐酸工段至液化氯气管线见图1。

图1　盐酸工段至液化氯气管线

2　次氯酸钠生产控制方案

乙炔工段与液化工段距离较远，生产使用次氯酸钠通过罐车运输，决定了次氯酸钠生产为间歇性生产，正常生产由现场人员操作完成。次氯酸钠生产分为配碱和次氯酸钠反应生成2部分。在配置碱液过程中，手动控制操作难以达到碱液浓度，因此，增加碱液配碱装置。次钠生产将32%的液碱加水稀释到16%左右。通过离心泵将配置的碱液打入次氯酸钠除害塔，氯气通过分配台切换阀KV-1301送入，由氯气调节阀控制流量，软水由外界带压送入过流量计调节阀调节流量进入除害塔。技术改造完成后液化次氯酸钠生产由中控根据液位实现了全程控制，降低了员工的工作强度，提高了效率。次氯酸钠工艺流程图见图2。

图2　次氯酸钠工艺流程图

根据次氯酸钠生产工艺，开发控制程序，生产次氯酸钠时可以自动控制生产，也可以手动控制生产，满足了工艺要求。

3　碱栈台自动化控制方案

改造之前，32%液碱送往碳酸钠、一次盐水、液化、氯氢处理工段，采用现场手动启动送料泵，电话联系各工段，手动切换阀门，操作频次高，劳动强度大。通过仪表自动化改造，加装自控阀和流量计，通过DCS编程实现了各个工段按时按需按量送碱。提高了工作效率。通过碱储罐液位差统计流量，变成了由计算机统计流量，真正实现了现场无人操作，中控计算统计流量，达到了理想的效果。

4　碳酸钠生产控制方案

一次盐水工段使用碳酸钠为外买袋装，现场手动配置。为降低成本，技术改造利用天然气制氢尾气和废碱液连续间歇性生产液态碳酸钠。通过离心泵送入离子膜一次盐水界区。生产碳酸钠装置设备有2个并列反应器组成，一套生产，另一套备用。主要生产原料12%废碱液和制氢装置尾气。除反应器温度由自控阀控制外，其他原料全部由人工操作完成。正常生产每班切换一次操作。随着碳酸钠需求的增加，提高反应温度和压力，反应时间缩短。手动操作频次高，质量不稳定。针对以上问题提出了自动化改造，增加尾气、碱液自控阀和流量计。DCS编程将现场操作变为DCS自动控制后，产量增加一倍外，现场操作变为现场巡检。

碳酸钠生产配碱工艺利用粒碱废水、落地碱水及30%碱液配制成12%左右的碱液，配碱时先加水，再加碱。生产碳酸钠时，通过调节阀将12%碱液控制在设定值，然后打开尾气自控阀，直到碳酸钠浓度达到所需质量指标。完成后切换到另一台反应器。碳酸钠生产自动控制工艺流程见图3。

图3　碳酸钠生产自动控制工艺流程

5　天然气制氢控制系统改造

天然气制氢装置为氯气氢气平衡生产增加的1套装置，为将天然气制氢装置与主装置无缝衔接，在烧碱装置控制域中增加1套远程控制站，将制氢装置模拟量数字量及所有控制方案植入DCS系统中，实现了系统的操作和现场控制无缝对接。

6　总结

通过以上工艺仪表的技术改造，达到了操作集中，便于管理。充分挖掘现有控制系统，液化装置增加了1套制氢碳酸钠远程节点，制氢碳酸钠碱站台增加1套远程DCS控制站，整个系统接入电氯系统控制域中。改造完成后辅助小单元与主装置完全实现了无缝对接，工艺数据共享。在紧急停车时，采用联锁保护，实现了安全的无缝连接，降低了员工劳动强度，保证了安全。提高了氯碱装置的整体控制水平，达到了一举多得的目的。

Summary of automation transformation of chlor alkal

CHEN Yu-yin
（Tianneng Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

In view of the deficiency in the production process of caustic soda plant，through optimizing the process operation，the expansion system，increasing the instrument，improve the automation，meet the requirements of process production.

sodium carbonate；liquefaction；sodium hypochlorite；instrument；technological transformation

TM762

B

1009-1785（2016）08-0021-02

2016-06-16