PVC装置自动化改造的研究

何欢欢，梁寅祥，田建强，姜 苏

（陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西 榆林 718199）

近年来，陕西金泰氯碱化工有限公司在PVC装置生产过程中经过深入探讨和研究，对PVC生产装置不断的进行技术改造，很大程度降低了人工的定员和人员劳动强度提高了工作效率和生产系统的可靠性以及安全性[1-3]。

1 中和塔换碱

中和塔换碱作为乙炔站清净工艺流程的重要环节，承担着保证中和塔稳定吸收酸雾的重任。乙炔站主控和巡检每次交接班时都会进行中和塔换碱，以保证有足够的碱液吸收经次氯酸钠氧化后的酸雾。换碱工序的正常运行对乙炔气的纯度和酸雾的完全吸收都有重要影响。在自动化改造之前，换碱主要依靠现场巡检和主控利用对讲机沟通中和塔液位，并依次对加水，排水阀和加碱阀进行操作。因加碱前需要反复对中和塔进行清洗，巡检需要对相关阀门反复打开或关闭，并且由于沟通的时延性，很难控制好中和塔的液位，耗时耗力，也将现场巡检困在换碱工序中，不利于解放人力。

针对以上情况，该公司对中和塔换碱进行自动化改造。改造前后流程图示意图分别见图1和图2。

图1 改造前中和塔换碱流程图

图2 改造后中和塔换碱流程

改造后的中和塔换碱工艺添加了3台自控阀，并编写好程序，由DCS系统根据中和塔液位控制自控阀完成换碱操作，可以降低操作工的工作量，稳定换碱浓度并具有以下优点：

（1）灵活性。换碱操作中各项参数均可根据生产需要灵活设置，包括洗塔次数，洗塔液位高低限等；

（2）可靠性。中和塔换碱程序运行前会先进行自检操作，保证阀门状态和中和塔液位都处于正常状态。当自检未通过时会弹窗警告，提醒DCS操作人员工艺条件不满足换碱操作，以确保每一次换碱操作都可以可靠稳定运行；

（3）安全性。换碱程序运行时会实时监测中和塔液位，当处于异常情况时会提示主控是否需要紧急停止程序，并将阀门关闭，控制好液位。

2 清净系统

清净系统的生产任务主要是是将从发生系统来的粗乙炔气，利用次氯酸钠的强氧化性除去粗乙炔气中的硫化氢与磷化氢等杂质气体，然后再送往中和塔，用碱液吸收除去硫酸与磷酸等酸性物质[4][6]。在自动化改造之前，一线清净塔、中和塔都无流量计，不能实现各塔循环量的实时监控，1#清净塔出口废次氯酸钠输送泵出口无自控阀，不能对新鲜次氯酸钠换量实现精准控制。

对于以上情况，该公司对清净系统进行自动化改造。改造后一线1#清净塔的出口废次氯酸钠输送泵出口的废次氯酸钠管线上增加了一台远传流量计和一台自控阀门，在1#清净塔循环泵出口次氯酸钠管线、2#清净塔循环泵出口次氯酸钠管线、中和塔循环泵出口碱管线各增加了一台流量计，并且将1#清净塔、2#清净塔的液位和阀门联锁，废次氯酸钠高位槽阀门与流量进行了联锁，可以提高一线清净系统的自动化程度，利于生产的及时监控，对一线清净系统的新鲜次氯酸钠换量实现精准控制，有利于系统的稳定运行，生产出纯度99.5%以上的精乙炔气[7]。

3 次氯酸钠配置

次氯酸钠作为清净系统中的强氧化剂，浓度和pH值关系着清净效果及安全[5]，实验结果表明，当次氯酸钠溶液有效氯在0.05%以下和pH值在8以上，则清净效果下降。而当有效氯在0.15%以上（特别在低pH值溶液呈酸性时），容易释放出游离氯生成氯乙炔而发生爆炸。改造前，次氯酸钠配制是通过人工现场手动调整各介质的阀门开度来进行，配制后的新鲜次氯酸钠浓度波动较大，且操作工现场调整较频繁，这样不仅产品质量不好而且人员劳动强度大，效率低。

改造后，在一次次氯酸钠配制装置和二次次氯酸钠配制装置的每一个介质的总管线上分别增加了自控调节阀和流量计，共计6个调节阀，6个流量计，并将管线上的阀门与流量计分别联锁，通过程序控制，实现各个介质流量的快速准确控制，从而实现新鲜次氯酸钠的精准配制，并且有效保证了供给下一工序合成工段的乙炔气的质量和很大程度上降低了人工劳动强度，有利于公司的低定员目标。

4 聚合机封水回收

聚合一线出料泵、倒料泵、汽提进塔泵、汽提出塔泵等机封水全为直接排放，严重浪费水资源，并且增加了水的排放量。为了响应国家节能减排的号召，和在公司节约成本的大环境下，该公司通过改造，增加了机封水回收槽、过滤器及泵，并直接配管至冷水槽，可以将机封水进行回收后重新利用到其他工序，并且将机封水回收槽的液位和泵的启动停止设置了联锁程序，当液位达到高限，启动泵运行，液位低限，停止泵运行。当泵运行故障无法启停时，机封水回收槽液位达到高低限都会自动弹出报警，提醒操作人员。改造后，可以节约软水及减少水的排放量200 m3/天，并且设置的联锁和报警程序，可以降低人为误操作风险。

5 事故注水

氯乙烯储槽作为重大危险源，如果发生泄漏不及时制止，会导致轻度中毒者出现眩晕、胸闷、嗜睡、步态蹒跚等；严重中毒者可发生昏迷、抽搐，甚至造成死亡。皮肤接触氯乙烯液体可致红斑、水肿或坏死。因此，当氯乙烯泄露时，要在第一时间内堵漏。氯乙烯储槽泄漏时大多发生在储槽底部，为了有效降低抢险工作的危险性及环保风险，为成功堵漏赢得时间和提供机会，结合现场实际情况，增加事故注水管道[8]，同时配备远传操作自控开关阀门。当发生氯乙烯泄漏时控制室操作人员可以远程开启注水自控阀门，成功将水注入氯乙烯储槽，对氯乙烯储槽底部进行了封堵，可以有效制止氯乙烯继续泄露。

陕西金泰一线合成工序有3台单体储槽，利用最近的水源（围堰外的一次水预留口），增加了3台自控开关阀并配管至3台单体储槽放水管道，可以实现远程开关阀门进行紧急注水；聚合工序氯乙烯储槽注水利用最近的水源（回收压缩机房循环水），直接配管至回收单体储槽放水管道，利用原放水自控阀；给新鲜单体储槽增加1台自控开关阀，将注水管道接至备用口，实现远程开关紧急注水。

改造后，在单体储槽底部发生泄漏时能够在快速有效的打开注水阀门，向氯乙烯储槽内注入事故水，从而有效制止了氯乙烯继续泄漏，降低了事故的危险性及环保风险。

6 结论

陕西金泰在PVC装置生产过程中经过深入探讨和研究，对PVC装置不断的进行技术改造和安全措施实施，很大程度降低了人员劳动强度，提高了工作效率，保证了产品质量，减少了人为误操作，循环利用了水资源、提高了生产系统的可靠性以及安全性，从而保证了PVC装置生产系统的安全稳定高效的运行。