氯化氢生产中送气工序的DCS控制方法开发与应用

李 涛，王 飞，安丰颖

（新疆天业集团天能化工有限公司，新疆石河子832000）

天能化工有限公司聚氯乙烯项目氯化氢合成生产中，氯氢处理后的氯气、氢气在蒸汽石墨合成炉内燃烧，生成的氯化氢气体经冷却后，送往氯乙烯车间，该过程俗称送气。送气工序操作存在人工操作耗时长、效率低，并且操作步骤多，人工操作影响大，易出现操作失误造成系统不稳定等问题。针对这些问题，尝试通过对操作过程进行全面分析，研究智能化控制技术实现正常生产及异常生产中送气工序操作的智能化控制，形成一套关键参数控制、异常工况平稳切换和精准操作的控制系统，对于生产安全及产品质量是非常重要的。

1 工艺流程

合成炉生产的氯化氢气体从合成炉的冷却器底部导出，进入氯化氢分配台，由分配台调节阀（送往降膜吸收器吸收产盐酸）、（送往下游工序合成生产PVC）控制氯化氢去向。

送气过程中同时关闭调节阀（送往降膜吸收器吸收产盐酸）至全关，打开调节阀（送往下游工序合成生产PVC）至全开，且炉压大于氯化氢总管压力，氯化氢合成工序工艺流程示意图见图1。

2 背景技术

图1 氯化氢合成工序工艺流程示意图

氯化氢合成工序生产过程中涉及到氢气、氯气、氯化氢等危险气体，传统生产模式中自动化程度较低，送气操作经历了现场纯手动（操作阀门为手动控制阀）到远程手动（操作阀门为气动控制阀）。现有技术存在以下缺陷。（1）合成炉炉压调解不及时，造成进炉氢气、氯气配比失调，送气时若氢气过量，影响后续工段转化率，甚至严重超标后形成爆炸性混合气体，影响设备安全；送气时若氯气过量，游离氯超标，势必影响氯乙烯合成工段生产安全。（2）总管氯化氢压力小于炉压，造成总管氯化氢气体倒压回到合成炉及吸收塔，甚至使乙炔气反串至合成氯化氢主管，极易发生爆炸事故。（3）氯化氢送气工序自动化程度相对落后，劳动强度大、事故率较高，因工人操作不当造成的生产事故时有发生。

3 技术方案

为了解决现有技术的不足，经过不断的讨论和实践，终于实现氯化氢生产中一键完成送气工序的DCS控制方法，该方法操作简便、自动化程度高、安全系数高、稳定性好，真正实现了氯化氢送气工序的自动化控制，不仅降低了劳动强度，而且降低了生产成本。

所采取的技术方案是氯化氢生产中送气工序的DCS控制方法，在氯化氢中控操作平台设置一键送气启动按钮，程序步骤如下。

（1）开始送气，中控按下一键送气启动按钮，DCS系统自动检测启动软键，若程序启动正常进入下一步，否则启动程序结束；

（2）送气电磁阀开启；

（3）去吸收调节阀、送气调节阀互锁自动解锁，计算吸收调节阀设定值，该设定值随炉压实时变化，去吸收调节阀自动关闭；

（4）当炉压值大于氯化氢总管压力显示值时，送气调节阀开启设定阀位（5%～30%），当炉压值大于氯化氢总管压力值设定值时，送气调节阀以固定速度开启；

（5）送气调节阀给定初始阀位；

（6）计算炉压和总管压力差；

（7）当炉压差大于炉压差设定值时进入下一步，否则等待；

（8）送气调节阀加设定阀位；

（9）当吸收调节阀阀位开度小于设定值时（0～5%），进入下一步；

（10）吸收调节阀关闭，吸收调节阀设定值（40～70 kPa），吸收调节阀状态为自动；

（11）送气调节阀阀门全开，吸收水调节阀设定值（1～5 m3/h），吸收水调节阀状态为自动；

（12）吸收调节阀、送气调节阀自动连锁，启动软键复位，送气程序结束。

4 效果

（1）实现了氯化氢生产中一键完成送气工序的DCS控制方法；

（2）使合成炉炉压及时、稳定调解，避免了进炉氢气、氯气配比失调造成的安全隐患；

（3）可有效避免总管氯化氢压力小于炉压，总管氯化氢气体倒压回到合成炉及吸收塔的安全隐患；

（4）操作简便、自动化程度高、安全系数高、稳定性好，真正实现了氯化氢送气工序的自动化控制，不仅降低了劳动强度，而且降低了生产成本。

5 结语

该套控制程序的应用为氯化氢合成工序最复杂繁琐的操作缩短了时间，将原操作完成时间由单人操作单台合成炉7～10 min，缩短至4 min以内。可广泛应用于氯化氢生产中送气工序的控制工艺中，包括异常情况紧急送气，正产情况下氯化氢合成炉停车切换，使用范围更广。