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孔板流量计参与氯化氢石墨分解炉自控及联锁的利用

作者:刘仍礼,夏 斌 来源:南通星球石墨装备无限公司 公布时候:2017-12-05 10:39:23

 摘 要:介绍了二合一氯化氢石墨分解炉的工艺特性、自控及联锁请求,可以实现 DCS 集合节制,主动燃烧、现场无人值守,并针对性地提出了氯化氢石墨分解炉的自控及联锁的要点。

 
        生产盐酸及聚氯乙烯的质料氯气、氢气的制取均采取分解法。枯燥的氯气经稳压阀不变压力在设定值进入氯气缓冲罐,枯燥的氢气经稳压阀不变在设定值进入氢气缓冲罐,氢气与氯气以设定好的比例值进入分解炉进行燃烧反应,分解氯化氢。分解的氯化氢气体经三段循环水冷却,低温段经热锅炉水冷却,zui后温度降到 45 ℃以下。氢气与氯气流量别离主动检测并由比例调度器主动跟踪调度,确保氯氢配比,分解氯化氢。
 
        多年来,中国分解氯化氢装配一向采取钢制水夹套分解炉、钢制氛围冷却管和石墨冷却器,固然该分解炉制造加工便利,传热效力高且本钱低,但因为操纵不当等身分,分解炉部分常产生低温腐蚀或低温氢去极化腐蚀。所以,开辟出新型的氯化氢分解炉工艺并研究其自控及联锁请求是目前急需处理的问题。
 
1 氯化氢石墨分解炉工艺简介
        该氯化氢石墨分解炉工艺特性是:操纵在负压下进行,分解冷却及接收都在炉内完成。由氢气措置工序来的氢气经氢气稳压阀、氢气缓冲罐不变压力再经孔板流量计计量主动阀节制后,与由氯气措置工序来的经氯气稳压阀、氯气缓冲罐不变压力再经孔板流量计计量主动阀节制的氯气以 1.05∶1 的摩尔比,进入氯化氢分解炉,在灯头上燃烧,天生的HCl 气体从石墨分解炉顶部经冷却器冷却至常温后送 VCM 等工序利用,开、停炉及停用 HCl 时,氯化氢去接收体系制成盐酸,成品酸从接收塔底部出来进入盐酸储槽。
 
        (1)氯化氢石墨分解炉,炉体与石墨换热块之间采取新型密封质料,密封力操纵收缩节、压力赔偿等装配消弭温度转变时的应力; 
        (2)炉体分解段分多段冷却:有石墨接口部分采取循环水或循环纯水冷却,处理了密封垫热收缩易泄漏问题;
        (3)分解炉低温区采取锅炉给水冷却副产蒸汽,因水质较好,石墨大要不容易结垢,既增加了效益,又耽误了石墨装备的利用寿命; 
        (4)主体石墨部分严格按 A4 类非金属压力容器设想制造,低温高压夹套外壳按 A 类金属压力容器设想制造,装备在公司内组装、试压。
 
2 自控及联锁请求
        非论采取何种体例制取氯化氢,年夜部分都采取手动和主动调度氯气和氢气比例。二合一石墨分解炉体系副产蒸汽,实现 DCS 集合节制,主动燃烧、现场无人值守。
 
2.1 节制回路申明
节制计划充分考虑了 HCl 分解炉生产特性,可以按照实际生产环境便利矫捷地进行手、主动切换,首要包含以下部分。
        (1)氯气、氢气的稳压全主动节制体系均衡离子膜来氯气、氢气及分派,包管进分解炉氯氢压力不变,避免进分解炉氯氢流量颠簸。
        (2)氯气和氢气的比值调度体系节制可以从 Cl 2 、H 2 单回路 PID 节制无扰动切换到 Cl 2 、H 2 比值(FFIC)节制。主动实现 Cl 2 流量跟踪调度,避免 H 2 流量及压力颠簸而产生游离氯。
        (3)接收水主动节制体系直观地用稀酸温度来节制接收水流量,到达节制盐酸浓度的目标,避免尾气塔温度太高。
 
        (4)分解炉主动燃烧体系
        燃烧启动为完整自力的单位体系,包含高压高能燃烧装配、氢气节制装配、氛围节制装配及庇护装配,当燃烧成功后发讯给 DCS,由 DCS 节制氢气量的不竭加强,扑灭年夜火。燃烧未成功时,一样发讯给 DCS,由 DCS 再次作开车前的筹办。点小火不成功的概率在 1%以下。燃烧体系需耐腐蚀、耐低温特别质料设想,具有相对高的利用寿命。采取紫外、等离子、等传导独占的 3 项复合技术手段来包管检测小火的有效性,给宁静扑灭年夜火供应强有力的包管。
 
2.2 主动联锁庇护体系
        该装配应设有:氢气压力低、氯气压力低、冷却水流量低、汽包压力、汽包液位、氢气流量与氯气流量比值联锁、在线火焰联锁庇护等在线检测庇护,当联锁前提满足时,当即履行泊车庇护法度,进行主动充氮气庇护。
 
        为装配的环保和宁静和庇护装备考虑所必须的宁静联锁体系,首要包含以下方面。
(1)告急泊车及不测联锁
        可以在产生不测泊车时告急启动联锁,可以按照详细联锁旌旗灯号使分解炉联锁泊车或转换成制酸工艺。
(2)火焰燃烧联锁
        经由过程火焰探测器对单台分解炉火焰全程监控,发明火焰不一般时及时报警乃至告急泊车。
(3)循环水流量联锁
        包管循环水的压力流量一般供应,当产生异常环境时赐与及时的措置。
(4)氮气压力联锁
        包管氮气压力不一般时避免点炉。
(5)仪表氛围及压力联锁
        经由过程对氛围压力全程监控,在仪表氛围压力不一般时及时报警,乃至告急泊车。
(6)氯气、氢气及氮气阀门的宁静状况联锁
        经由过程对阀的状况进行监控,发明不一般时报警及避免点炉。
(7)分解炉顶压力联锁
        经由过程对分解炉 HCl 出口压力进行监控,发明压力不一般时及时报警,乃至启动告急联锁泊车,或作呼应的告急措置。
(8)分解炉顶温度联锁
        经由过程对分解炉 HCl 出口温度进行监控,发明温度不一般及时报警乃至告急联锁泊车。
 
3 结语
        自控及联锁装配与传统的人工节制体例比拟,其节制服从尽可能集合。经由过程优化工艺线路,使其主动调度体系。为了减小滞后,主动调度阀与分解炉的间隔应尽可能的小。数据旌旗灯号可接入 DCS 实现在线监控。目前,氯化氢石墨分解炉的自控及联锁已遍及利用于氯化氢的体系装配中。
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