1、離子膜、離子膜、PVCPVC消費(fèi)過程消費(fèi)過程與與DCSDCS控制戰(zhàn)略控制戰(zhàn)略2019.11離子膜工藝概述 離子膜由一次鹽水、二次鹽水、電解及氯氫處置等部分組成。 1、 一次鹽水 一次鹽水主要處置的是粒鹽在化鹽池溶化后，經(jīng)參與NaOH、Na2CO3及絮凝劑FeCL3，經(jīng)沉淀、溢流、戈?duì)栠^濾以除去鈣鎂離子，產(chǎn)生粗精制鹽水。 2、二次鹽水 二次鹽水主要處置的是從一次鹽水工段來的粗精制鹽水經(jīng)螯合樹脂塔處置后，吸附一次鹽水中的鈣鎂離子，以產(chǎn)生出電解可以運(yùn)用的精制鹽水。 3、 電解部分 二次鹽水來的精制鹽水在電解槽經(jīng)電解后產(chǎn)生氯氣、氫氣、氫氧化鈉及廢鹽水，廢鹽水經(jīng)脫氯處置后回一次鹽水化鹽池或部分循環(huán)回電解

2、槽。氯氣送到氯氣處置工段，氫氧化鈉到氫氧化鈉儲(chǔ)罐，氫氣到氯氫處置工段經(jīng)處置送到PVC工程的氯化氫工段。 4、 氯氫處置氯氣處置包括氯氣液化及事故處置。氯氣液化是氯氣經(jīng)水洗、枯燥、冷卻、緊縮、液化消費(fèi)液氯，部分送到HCL工段。事故處置是電解槽事故停車，緊縮機(jī)缺點(diǎn)、全廠電源缺點(diǎn)等情況下啟動(dòng)氯氣吸收塔。氫氣處置是氫氣經(jīng)水洗、枯燥、緊縮消費(fèi)純真的氫氣，送到HCL工段。 一次鹽水控制其主要過程為從脫氯工序及其他工序回流的淡鹽水、從生水總管來的生水在中間儲(chǔ)罐中混合后經(jīng)保送泵，加熱后送到化鹽池中，由化鹽池溢流到儲(chǔ)罐V403,之前參與淡堿及絮凝劑FeCL3,再由儲(chǔ)罐V403溢流到V404,處置后經(jīng)加氣融氣罐進(jìn)

3、入預(yù)處置器中，參與Na2CO3進(jìn)后反響槽，充分反響后溢流中間槽V407。再進(jìn)過濾器進(jìn)液泵送至戈?duì)柲み^濾器，經(jīng)過濾進(jìn)折流槽，參與 Na2SO3后送至一次鹽水儲(chǔ)罐。一次鹽水操作畫面一一次鹽水操作畫面二二次鹽水控制二次鹽水主要處置的是從一次鹽水工段來的粗精制鹽水經(jīng)螯合樹脂塔處置后，產(chǎn)生出電解可以運(yùn)用的精制鹽水。螯合樹脂塔有：A.三塔聯(lián)接排序;B.二塔排序一塔再生等方式。A、B方式都在工程工程中運(yùn)用過，有與PLC銜接，也有在DCS實(shí)現(xiàn)螯合樹脂塔的順序控制。二次鹽水操作畫面一二次鹽水操作畫面二螯合樹脂順控圖離子膜電解控制二次鹽水來的精制鹽水在電解槽經(jīng)電解后產(chǎn)生氯氣、氫氣、氫氧化鈉及廢鹽水，廢鹽水經(jīng)脫氯處

4、置后回一次鹽水化鹽池或部分循環(huán)回電解槽。氯氣送到氯氣處置工段，氫氧化鈉到氫氧化鈉儲(chǔ)罐，氫氣到氯氫處置工段經(jīng)處置送到PVC工程的氯化氫工段。 離子膜電解主要有： 1、控制，包括各個(gè)電解槽的精制鹽水流量、陰陽極罐液位、陰陽極液的回流控制、回流燒堿的溫度及根據(jù)電流調(diào)理加純水流量等。其中比較關(guān)鍵的是氯氫差壓的控制。 2、聯(lián)鎖：電解槽的聯(lián)鎖包括公用聯(lián)鎖及單槽聯(lián)鎖兩部分，公用聯(lián)鎖有全廠電源缺點(diǎn)、氯壓機(jī)全停、氯氫差壓超高或超低及儀表風(fēng)缺點(diǎn)，這部分聯(lián)鎖發(fā)生，那么一切的電解槽聯(lián)鎖停機(jī)；單機(jī)聯(lián)鎖條件是電解槽的電壓有超高、進(jìn)槽精制鹽水流量低或燒堿回流流量低超越一定時(shí)間，單機(jī)聯(lián)鎖條件成立只影響本槽。離子膜電解槽總貌離

5、子膜電解聯(lián)鎖畫面脫氯、氯氫處置脫氯工序的目的是利用加熱、真空法將從電解槽來的淡鹽水及從氯氣洗滌塔來的鹽水中的游離氯提出來，最后剩余的少量游離氯那么采用參與Na2SO3除去 氯氣處置包括氯氣液化及事故處置。氯氣液化是氯氣經(jīng)水洗、枯燥、冷卻、緊縮、液化消費(fèi)液氯，部分送到HCL工段。 氫氣處置是氫氣經(jīng)水洗、枯燥、緊縮消費(fèi)純真的氫氣，送到HCL工段。 脫氯畫面氯氣處置畫面氯氣緊縮畫面氫氣緊縮畫面事故氯處置事故處置是電解槽全部事故停車，緊縮機(jī)缺點(diǎn)停車、全廠電源缺點(diǎn)等情況下啟動(dòng)氯氣吸收塔。其事故堿循環(huán)泵電源要求雙路供電，以確保全廠停電時(shí)仍可啟動(dòng)。事故氯處置畫面PVC產(chǎn)品的運(yùn)用場(chǎng)所PVC 是運(yùn)用最廣泛的熱塑

6、性樹脂，可以制造強(qiáng)度和硬度很大的硬質(zhì)制品如管材和管件、門窗和包裝片材，也可以參與增塑劑制造非常柔軟的制品如薄膜、片材、電線電纜、地板、合成革、涂層和其它消費(fèi)性產(chǎn)品。硬質(zhì)制品目前占PVC總消費(fèi)量的6570，今后PVC消費(fèi)量進(jìn)一步增長(zhǎng)的時(shí)機(jī)主要是在硬質(zhì)制品運(yùn)用領(lǐng)域。目前PVC在建筑領(lǐng)域中的消費(fèi)量占總消費(fèi)量的一半以上。PVC消費(fèi)工藝流程VCM合成乙烯氧化法電石乙炔法乙炔生成鹽酸合成VCM精餾懸浮法PVC消費(fèi)PVC聚合汽提枯燥電石法乙炔工藝乙炔發(fā)生電石保送發(fā)生器緊縮、儲(chǔ)存乙炔清凈清凈塔 中和塔清凈液的配置和循環(huán)運(yùn)用乙炔發(fā)生操作畫面清凈操作畫面氯化氫合成工藝熄滅爐氯氫配比升負(fù)荷先加氫；減負(fù)荷先減氯；確保

7、氯氣不過量。 VCM合成工藝混合、冷卻、脫酸轉(zhuǎn)化器 二組 由多個(gè)轉(zhuǎn)化器并聯(lián)組成一組凈化和緊縮公用工程 熱水系統(tǒng)冷凍鹽水單體生成操作畫面一單體生成操作畫面二冷卻、緊縮操作畫面VCM精餾工藝低沸塔除去低廢物高沸塔除去高廢物氣相VCM經(jīng)冷凝后得到合格的氯乙烯單體。低沸塔控制方案重要控制參數(shù)：塔頂T101、壓力P101、塔釜液面L101、塔釜溫度T102等；再使溫度梯度在擾動(dòng)產(chǎn)生后能迅速回復(fù)；P101經(jīng)過排出量的控制采取單回路控制；其他被控參數(shù)與控制變量關(guān)系式：低沸塔控制方案在穩(wěn)定操作情況下，T101代表了低沸塔內(nèi)濃度梯度：穩(wěn)態(tài)時(shí)，低沸塔塔底低沸物濃度可忽略不計(jì)；在P101穩(wěn)定情況下，加熱量根本不變時(shí)

8、，塔釜溫度T102完全取決于塔釜組成，因此T102根本恒定；當(dāng)F0(低塔進(jìn)料量)、 n0(組分)、 t0(進(jìn)料)任一變化時(shí)，那么T101也變化。靈敏板上溫度先變化，而物料從靈敏板到穩(wěn)定板需一段時(shí)間，在此時(shí)間間隔內(nèi)根據(jù)T101變化改動(dòng)u1和u3，使溫度梯度迅速恢復(fù)正常，那么低沸物能迅速從塔頂排出而防止到塔釜中去；低沸塔控制方案框圖一Gc1Gc2Gc3Ku1H2 +H1+H3T101T101L101RRR低沸塔控制方案框圖二Gc7L101RKu3H1 +Gc8P103RKu4H1 -Gc21T401Ku8R低沸塔控制方案框圖三Gc4Gc5Gc6Ku2H2 +H1H3T101T101u1RRR高沸塔

9、控制方案為典型的三元精餾塔，塔頂為最終產(chǎn)品，塔底去除高沸物：控制參數(shù)：塔頂溫度T201、塔頂壓力P201、 T201精餾段溫差、 T202提餾段溫差、L201塔釜液位；T202塔釜溫度等。其中T201和P201為主要控制參數(shù)；系統(tǒng)主要干擾為低沸塔向高沸塔過料；各控參數(shù)間的關(guān)系為：L201(s)=G51(s)u6(s)+G52(s)u5(s)+Gf5(s)F1(s)T201(s)=G61(s)u6(s)+G62(s)u5(s)+ G63(s)u7(s) +Gf6(s)F1(s)P201(s)=G71(s)u6(s)+G72(s)u5(s)+G73(s)u7(s)+Gf5(s)F1(s)高沸塔控制

10、方案框圖一Gc9Gc10Gc11Ku5H2 -H1 + -H3L201T202u6RRRGc12u3+H4高沸塔控制方案框圖二Gc13Gc14Gc15Ku6H2 -H1 - +H3T201T201(u3)L201RRRGc16u7+H4高沸塔控制方案框圖三Gc17Gc18Gc19Ku7H2 +H1 - -H3P201T201u5RRGc20u6+H4VCM精餾操作流程圖懸浮法本體法乳液法溶液法PVC聚合的四種消費(fèi)工藝聚合的四種消費(fèi)工藝四種工藝比較一四種工藝比較一懸浮法聚合消費(fèi)工藝成熟、操作簡(jiǎn)單、消費(fèi)本錢低、產(chǎn)品種類多、運(yùn)用范圍廣，不斷是消費(fèi)PVC樹脂的主要方法，目前世界上90的PVC樹脂 (包

11、括均聚物和共聚物) 都是出自懸浮法消費(fèi)安裝。乳液聚合與懸浮聚合根本類似，只是要采用更為大量的乳化劑，并且不是溶于水中而是溶于單體中。這種聚合體系可以有效防止聚合物粒子的凝聚，從而得到粒徑很小的聚合物樹脂，普通乳液法消費(fèi)的PVC樹脂的粒徑為0.10.2mm，懸浮法為20200mm。四種工藝比較二四種工藝比較二本體法消費(fèi)工藝在無水、無分散劑，只參與引發(fā)劑的條件下進(jìn)展聚合，不需求后處置設(shè)備，投資小、節(jié)能、本錢低。用本體法PVC樹脂消費(fèi)的制品透明度高、電絕緣性好、易加工，用來加工懸浮法樹脂的設(shè)備均可用于加工本體法樹脂。 溶液聚合單體溶解在一種有機(jī)溶劑如n丁烷或環(huán)己烷中引發(fā)聚合，隨著反響的進(jìn)展聚合物沉淀

12、下來。溶液聚合反響專門用于消費(fèi)特種氯乙烯與醋酸乙烯共聚物。溶液聚合反響消費(fèi)的共聚物純真、均勻，具有獨(dú)特的溶解性和成膜性。 所需的物料種類較多無離子水脫鹽水VCM單體引發(fā)劑分散劑調(diào)理劑終止劑等等加料的精度要求高儀表精度不低于0.5級(jí)；丈量上經(jīng)常采用雙流量計(jì)，計(jì)量槽流量計(jì)，電子稱部分物料甚至采用稀釋方式來提高加料的精度批量加料種類多，要求高批量加料種類多，要求高 一個(gè)聚合釜要消費(fèi)多種型號(hào)的產(chǎn)品，過程復(fù)雜 爆聚 轉(zhuǎn)型 粘釜 粗料 釜溫釜壓控制精度要求高 過渡釜溫超調(diào)不超越0.5； 保溫階段釜溫偏向0.2。過程復(fù)雜、控制精度高過程復(fù)雜、控制精度高GOODRICH工藝特點(diǎn)一工藝特點(diǎn)一釜體積70m3傳熱才

13、干大，消費(fèi)強(qiáng)度高，內(nèi)冷擋板；設(shè)計(jì)壓力高 設(shè)計(jì)壓力2.1MPa，可消費(fèi)低聚合度樹脂；防粘釜技術(shù)特殊的防粘釜液釜壁沖洗和防粘釜液噴涂技術(shù)高壓水清釜先進(jìn)的消費(fèi)工藝有效的防止粘釜熱水加料工藝聚合注水工藝GOODRICH工藝特點(diǎn)二工藝特點(diǎn)二消費(fèi)工藝密閉化前提條件先進(jìn)的防粘釜技術(shù)到達(dá)幾百釜不開蓋清釜。先進(jìn)的加料工藝一切物料均以液態(tài)方式保送，實(shí)現(xiàn)了聚合過程的密閉化和自動(dòng)化操作GOODRICH工藝特點(diǎn)三工藝特點(diǎn)三單體回收技術(shù)傳統(tǒng)回收方式來說每一個(gè)聚合反響周期均有約10一15的未反響VCM進(jìn)入精餾系統(tǒng)循環(huán)精制,加大了精餾系統(tǒng)消費(fèi)負(fù)荷。既浪費(fèi)了能源又降低了設(shè)備才干。日本信越回收技術(shù)回收VCM質(zhì)量?jī)?yōu)良,對(duì)聚合反響及

14、樹脂產(chǎn)質(zhì)量量無影響、但流程長(zhǎng)設(shè)備多、本錢及處置費(fèi)用高。美國(guó)古德里奇回收技術(shù)工藝合理，設(shè)備只需信越的一半不到，并且回收VCM無需前往精餾系統(tǒng)進(jìn)展循環(huán)精制。減輕了精餾系統(tǒng)的消費(fèi)負(fù)荷，有效地提高合成轉(zhuǎn)化的消費(fèi)才干。GOODRICH工藝特點(diǎn)四工藝特點(diǎn)四轉(zhuǎn)化率計(jì)算粗料預(yù)估加料完反響過程中動(dòng)力學(xué)模型主要控制過程主要控制過程無離子水、 VCM、分散劑、各種助劑加料；等溫入料入料完釜溫異常調(diào)整引發(fā)劑恒溫聚合注水反響終了、參與終止劑等漿料保送聚合釜出料汽提離心枯燥公用工程等溫入料控制戰(zhàn)略等溫入料控制戰(zhàn)略控制要求：?jiǎn)误w、去離子水等同時(shí)參與聚合釜，加料終了釜溫大約比反響溫度高2左右；控制方法利用熱平衡方程式，以設(shè)定

15、釜溫為目的，經(jīng)過各種物料的進(jìn)料溫度、流量動(dòng)態(tài)調(diào)整控制加料；引發(fā)劑參與前溫度超差控制等溫入料控制流程圖等溫入料控制流程圖反響溫度控制反響溫度控制硬件設(shè)備夾套設(shè)備：釜體采用半圓管夾套，防止了普通夾套的缺陷，添加了導(dǎo)熱才干。內(nèi)冷擋板：內(nèi)冷管間采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)構(gòu)造，更有利于傳熱。并且內(nèi)冷管兼具擋板作用可以添加釜內(nèi)流體湍流，添加傳熱。合理溫控方案的運(yùn)用根據(jù)釜溫、夾套溫度采用串級(jí)溫度控制方案，控制冷卻水根據(jù)釜溫直接控制內(nèi)冷擋板冷卻水聚合模擬控制聚合模擬控制注水控制注水控制主要方法聚合開場(chǎng)后定期注入補(bǔ)充水直到預(yù)定的水比錦西化工研討院經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得到如下結(jié)論：在聚合前采用低水比(1.21.4)當(dāng)聚合反響開場(chǎng)后1

16、小時(shí)左右，在易發(fā)生暴聚的轉(zhuǎn)化率10到達(dá)之前開場(chǎng)注入水。以后每15分鐘參與一次使最終水比達(dá)2:1。缺陷：該法使物料體積在一定范圍內(nèi)動(dòng)搖，忽高忽低，在氣液界面仍有少量粘結(jié)物生成。 注水控制注水控制 根據(jù)反響速率注水根據(jù)式1的注水速率可以堅(jiān)持反響釜的液位恒定在初始液位。而上式的注水速率只取決于反響速率。反響速率可以經(jīng)過聚合熱的計(jì)算得到，聚合熱表達(dá)如下：該法嚴(yán)密跟蹤轉(zhuǎn)化速率?？杉皶r(shí)、準(zhǔn)確地注入補(bǔ)充水。因此可很好地維持反響物料體積和控制粘度。但它需求同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)過程變量，并經(jīng)過復(fù)雜計(jì)算，對(duì)我國(guó)目前大部分PVC消費(fèi)廠來說，還有一定的因難。) 1.(.)(21210dtdCWdtdVmjmjjjniouti

17、npiTKFTTCWQ1)(注水控制注水控制聚合開場(chǎng)后恒速注入補(bǔ)充水直到反響終了根據(jù)VCM聚合在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)根本維持不變，而初始反響速率較低部分大致為聚合后期高反響速率部分所補(bǔ)充。詳細(xì)方法首先要計(jì)算出總體積收縮量，根據(jù)聚合時(shí)間就得到注入水的流量。但實(shí)踐上平均聚合速率都取小一些，防止因偶爾要素呵斥滿釜。該法根本使注入水的速率與體積收縮維持平衡。液位比反響開場(chǎng)時(shí)略高，到反響終了時(shí)恢復(fù)到初始位置。恒流注水缺陷及其處理方法恒流注水缺陷及其處理方法 反響速率過快假設(shè)在反響開場(chǎng)后的各不同時(shí)辰放熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常值時(shí)，闡明反響速度過快，到達(dá)一樣轉(zhuǎn)化率的時(shí)間就要縮短，注入水的速率相應(yīng)調(diào)高一些。 反響速率過慢

18、在反響開場(chǎng)后的各不同時(shí)辰，放出的熱量小于正常反響的放熱量。這時(shí)注入水量假設(shè)堅(jiān)持原值就相對(duì)過高，注滿全釜。因此要在整個(gè)注水過程親密監(jiān)視釜內(nèi)壓力，發(fā)現(xiàn)釜內(nèi)溫度處于正常而壓力升高，且長(zhǎng)時(shí)期維持不降的情況下，就要立刻停頓注入補(bǔ)充水，直到釜內(nèi)壓力降到該反響溫度下所對(duì)應(yīng)的正常壓力后一段時(shí)間(約0.5小時(shí))，繼續(xù)通入注入水。注水控制流程圖注水控制流程圖WebField的的BATCH戰(zhàn)略戰(zhàn)略ProcessUnitPhaseRecipe配方系統(tǒng)配方系統(tǒng)配 方生 成根本操作修正查看下載上傳刪除批量管理批量管理 批次的建立 一個(gè)完好的PVC批次是在操作員啟動(dòng)批量程序時(shí)產(chǎn)生。 根本條件前一次的批量必需曾經(jīng)完成。 選擇

19、配方 批號(hào) 確認(rèn)必需將順控程序切換到自動(dòng)并選擇啟動(dòng) 批次修正 批號(hào)可修正 配方名一旦確認(rèn)就不能修正 配方參數(shù) 批次的取消 批量剛啟動(dòng)確認(rèn)后可直接取消 批量運(yùn)轉(zhuǎn)過程中必需運(yùn)用強(qiáng)迫(forcing)方式取消 批次終了 批量的終了將激活批量報(bào)表的打印輸出報(bào)表報(bào)表批量控制程序在自動(dòng)方式終了時(shí)將啟動(dòng)報(bào)表輸出。一個(gè)完好的PVC報(bào)表包含：批量的報(bào)警記錄初始和最終的配方參數(shù)運(yùn)用過的配方參數(shù)批量信息批量的啟動(dòng)和終了時(shí)間參與物料的分量和時(shí)間釜溫、釜壓、攪拌速度開場(chǎng)升溫時(shí)間、升溫繼續(xù)時(shí)間開場(chǎng)聚合時(shí)間、聚合終了時(shí)間、聚合繼續(xù)時(shí)間人工分析值程序控制方式程序控制方式自動(dòng)程序自動(dòng)執(zhí)行，或者等待操作選擇和確認(rèn)半自動(dòng)程序由操作員控制單步執(zhí)行，每執(zhí)行一步都必需確認(rèn) 手動(dòng)程序停頓在當(dāng)