一、前言
在離子膜行業,中控WebField 係列DCS已成功應用50多套,到2006年10月為止最大應用規模達25萬噸/年規模。在該類離子膜燒堿生產線流程中,中控DCS承擔了從一次鹽水、二次鹽水精製、電解、脫氯、Cl2處理、H2處理、Cl2液化,到燒堿蒸發的所有工序全線自動控製,且一次開車投產成功。中控DCS成功實現了與鹽水凱膜過濾器的PLC通訊,完整地承擔了樹脂塔(2-5塔)的程序控製而不需采用專用PLC,使shi電dian解jie工gong序xu的de所suo有you生sheng產chan過guo程cheng得de到dao優you化hua控kong製zhi,特te別bie是shi在zai電dian解jie槽cao單dan元yuan電dian壓ya的de監jian測ce裝zhuang置zhi積ji累lei了le豐feng富fu的de成cheng套tao經jing驗yan,成cheng功gong地di實shi現xian各ge種zhong電dian解jie工gong藝yi情qing況kuang下xia的de安an全quan聯lian鎖suo保bao護hu。
由於電解工藝的不同,我公司先後成功與日本旭化成及氯工程、美國西方化學、德國伍迪、意大利迪諾納、中國北京化機等公司的電解工藝配套控製係統,得到國內外專家的一致認可和好評。
二、工藝流程簡介
燒堿目前以離子膜工藝為主。按流程順序分為一次鹽水、二次鹽水精製、電解、淡鹽水脫氯、Cl2處理、H2處理等工序。核心工序是二次鹽水精製和電解部分。
鹽水一次精製的主要目的是控製懸浮物(SS)yugezhongzazhilizidehanliangzaiyaoqiudefanweinei,weiyanshuiercijingzhizuozhunbei。yanshuiercijingzhizuizhuyaobufenshiaoheshuzhita,,shicuyanshuijingguoshuzhitahouchuquerjiayanglizi。bufengongyizaiercijingzhizhongyanshuijinaoheshuzhitazhiqianshezhitansuguanhuoqitaleixingguolvqi,yijinyibujiangdiyanshuizhongdexuanfuwudehanliang。dianjiebufenshishaojianzhibeiliuchengdeguanjiangongxu,fuhedianjieyaoqiuzhibiaodejingzhiyanshuiliujingdianjiecaoshi,zaiyidingzhiliudianzuoyongxia,lizijinglizijiaohuanmodefashengqianyi,zuizhongzaiyinjiyexiangxingchengshaojian,yangjiyexiangchanshengdanyanshui,yinjiqixiangshengchengH2,陽極氣相生成Cl2。
三、控製方案
3.1 鹽水一次精製
從cong控kong製zhi上shang看kan,鹽yan水shui一yi次ci精jing製zhi回hui路lu控kong製zhi以yi單dan回hui路lu控kong製zhi為wei主zhu,比bi較jiao簡jian單dan。設she備bei控kong製zhi上shang最zui複fu雜za的de是shi過guo濾lv工gong序xu,國guo內nei一yi般ban采cai用yong戈ge爾er過guo濾lv器qi,多duo以yi設she備bei自zi帶dai的dePLC控製為主,中控WebField係列的DCS係統支持專用的網關卡采用串行通訊的方式與第三方PLC進行數據共享,以實現對過濾器的監視。

3.2 鹽水二次精製
螯ao合he樹shu脂zhi塔ta順shun序xu控kong製zhi是shi二er次ci鹽yan水shui控kong製zhi的de核he心xin部bu分fen,也ye是shi離li子zi膜mo控kong製zhi中zhong比bi較jiao複fu雜za的de部bu分fen。它ta對dui執zhi行xing控kong製zhi閥fa等deng執zhi行xing部bu件jian可ke靠kao性xing要yao求qiu高gao,其qi控kong製zhi功gong能neng現xian在zai大da多duo由youDCS實現精確控製。
樹脂塔有三塔串聯、兩塔串聯兩種模式,同時根據不同的工藝對樹脂塔的操作又略有不同,以下就旭化成三塔模式闡述中控的控製方案。
旭化成三塔模式控製需要實現的關鍵控製:
◆ 正常過濾及再生的程序控製
◆ 再生的正常再生、二倍酸洗、三倍酸洗的切換及控製
◆ 實現故障時過濾及再生的程序控製
◆ 對長期停車及暫時停車的不同進行處理
◆ 為現場設備的安全作切換的間隙處理
特色控製策略:
◆ 因為是以再生塔為主線,另外兩台塔串聯過濾,程序切換相當簡單;同tong時shi中zhong控kong提ti供gong再zai生sheng程cheng序xu單dan步bu運yun行xing模mo式shi,並bing且qie每mei步bu的de運yun行xing時shi間jian都dou可ke以yi在zai參can數shu設she定ding畫hua麵mian裏li麵mian進jin行xing設she置zhi。因yin此ci在zai出chu現xian一yi次ci鹽yan水shui品pin質zhi不bu過guo關guan,汙wu染ran了le樹shu脂zhi塔ta的de時shi候hou,可ke以yi很hen方fang便bian的de對dui樹shu脂zhi塔ta內nei的de樹shu脂zhi進jin行xing清qing洗xi再zai生sheng。
◆ 順shun控kong程cheng序xu的de執zhi行xing中zhong,有you很hen多duo步bu驟zhou是shi需xu要yao對dui開kai關guan閥fa的de反fan饋kui信xin號hao進jin行xing判pan斷duan,從cong而er決jue定ding下xia一yi步bu該gai進jin行xing的de什shen麼me。為wei了le避bi免mian開kai關guan閥fa的de反fan饋kui傳chuan感gan器qi運yun行xing較jiao長chang周zhou期qi之zhi後hou容rong易yi出chu現xian故gu障zhang進jin而er影ying響xiang順shun控kong程cheng序xu的de運yun行xing,程cheng序xu提ti供gong了le閥fa門men反fan饋kui信xin號hao切qie除chu開kai關guan供gong選xuan擇ze。當dang閥fa門men故gu障zhang信xin號hao影ying響xiang到dao順shun控kong程cheng序xu的de運yun行xing時shi,如ru果guo操cao作zuo員yuan經jing確que認ren閥fa門men工gong作zuo正zheng常chang,是shi反fan饋kui傳chuan感gan器qi出chu現xian故gu障zhang,可ke以yi選xuan擇ze將jiang對dui應ying的de閥fa門men反fan饋kui信xin號hao進jin行xing切qie除chu,程cheng序xu將jiang不bu再zai對dui其qi進jin行xing判pan斷duan;
◆ shuzhitazaishengchanguochengzhong,cunzaiduanqitingchehuozheyinxiuzhengerchangqitingcheliangzhongtingchefangshi,erbutongdetingchefangshiduiyugongyiliutijifamendekongzhiyaoqiuzegeyoubutong。zhedazhongkongzaijiankonghuamianlitigonglecaozuomianban,keyifangbiandeduitingchefangshijinxingxuanze。

3.3 電解
電(dian)解(jie)部(bu)分(fen)主(zhu)要(yao)是(shi)使(shi)精(jing)製(zhi)鹽(yan)水(shui)流(liu)經(jing)電(dian)解(jie)槽(cao)的(de)單(dan)元(yuan)槽(cao)陰(yin)陽(yang)極(ji),並(bing)使(shi)其(qi)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)壓(ya)差(cha),在(zai)直(zhi)流(liu)電(dian)作(zuo)用(yong)下(xia)發(fa)生(sheng)正(zheng)常(chang)的(de)離(li)子(zi)轉(zhuan)移(yi),必(bi)須(xu)控(kong)製(zhi)好(hao)進(jin)電(dian)解(jie)槽(cao)鹽(yan)水(shui)的(de)PH值和流量、電解槽內陽/陰極間差壓、電解槽出口氯氫差壓、電解槽單元的直流電壓等。為保證電解槽離子膜安全正常運行,同時需要設置極其可靠的聯鎖保護係統。

1、回路控製
◆ 氯氫差壓控製
雙閉環比值調節回路,通過對氯氣總管壓力及氫氣總管壓力的調節控製使氫氣壓力按一定變比值關係跟隨氯氣壓力變化。
◆ 陽極液的回流流量的控製
◆ 回流燒堿加純水流量控製
★ 與燒堿濃度形成串級控製
★ 與旭化成電解槽的總電流形成比值控製,比值開關對此進行切換。
◆ 電解槽精製鹽水流量的控製
電解槽精製鹽水流量與電解槽電流形成比值控製,但其流量不能小於某一設定值。
◆ 電解槽陽極加酸流量的控製
電解槽陽極加酸流量根據電解槽電流形成比值控製進行調節。
◆ 電解槽內陽/陰極間差壓檢測
檢測目的在於保護離子膜和單元槽的正常運行 ,安裝變送器時要求考慮防腐、防爆、絕緣等因素。
2、電槽聯鎖保護
電解槽的聯鎖包括公用聯鎖及單槽聯鎖兩部分。公用聯鎖有全廠電源故障、氯壓機全停、氯氫差壓超高或超低及儀表風故障,如果該部分聯鎖發生,則所有的電解槽聯鎖停機;單槽聯鎖條件是電解槽的電壓有超高、進槽精製鹽水流量低或燒堿回流流量低。單槽聯鎖條件成立時隻影響本槽。

巴基斯坦Sitara Chemical Industrial Ltd. (SCIL)公司是巴基斯坦國內最大的化工集團,主要從事燒堿、化纖的生產。此次6萬噸/年離子膜燒堿項目電槽采用UHDENORA公司產品,整流器采用Frima公司產品,是巴基斯坦國內最大離子膜燒堿項目。控製係統采用我公司DCS產品。該項目控製範圍包括一次鹽水、二次鹽水、電解等,實現了包括電槽聯鎖、整流器升降負荷控製、樹脂塔自動控製、複雜回路控製在內的全部控製要求;控製效果達到並超過了工藝指標的要求。得到了SCIL公司、UHDENORA公司、Frima公司等的充分認可。
該gai項xiang目mu的de成cheng功gong實shi施shi為wei國guo內nei控kong製zhi係xi統tong在zai燒shao堿jian行xing業ye上shang走zou向xiang國guo際ji跨kua出chu了le突tu破po性xing意yi義yi的de一yi步bu,也ye標biao誌zhi著zhe中zhong控kong在zai該gai行xing業ye的de優you化hua控kong製zhi整zheng體ti解jie決jue方fang案an的de能neng力li得de到dao了le廣guang泛fan的de認ren可ke,位wei居ju國guo內nei自zi控kong領ling域yu前qian列lie。
五、典型業績
下麵是中控在離子膜行業典型業績清單:
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典型用戶 |
項目名稱 |
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山東茌平信發集團氯堿廠 |
25萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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山西榆社化工股份有限公司 |
20萬噸/年離子膜燒堿及蒸發、造氣工程 |
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宜賓海豐和銳有限公司 |
18萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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山東濱化集團 |
18萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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張家港雙獅集團 |
15萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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山東海力化工有限公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿(氯工程) |
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山東海力化工有限公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿(旭化成) |
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寧波東港電化有限責任公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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寧波鎮洋化工發展有限公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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浙江嘉化工業園投資發展有限公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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寧夏金昱元化工集團有限公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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河南航宇化工股份有限公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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河南神馬集團樹脂廠 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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河南彙源氯堿有限公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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雲南鹽化集團 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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雲南南磷化工公司 |
12萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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山東金嶺化工公司 |
10萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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常州新東化工發展有限公司 |
10萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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山西太原化工集團有限公司 |
10萬噸/年離子膜燒堿工程 |
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