氯化氢合成炉自动化改造总结

侯宝成

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山 063305）

1 实施背景

合成岗位自动化水平较低，许多操作都是由现场人员手动完成，劳动强度大，劳动效率低。生产过程中需要手动与自动的配合，一旦发生生产波动情况无法发挥远程系统控制的优势，部分操作（如：灭炉充氮、远程排酸、成品盐酸倒罐等）需要现场手动操作。安全隐患大，一旦出现事故，人员危险系数增加，安全事故将无法得到快速处理。

2 实施内容

（1）在合成炉进炉氯气、氢气管线增加氯气、氢气调节阀，实现了远程自动化操作，克服了以前调气量只能依靠现场人员、劳动强度大、危险系数高等弊端。通过氯气氢气串级调节，调节氯气量时便会自动调节氢气量，稳定了生产，提高了工作效率。进炉氯气调节阀与进炉氢气调节阀对应与合成炉的氯气、氢气流量构成控制回路。

改造过程中进炉氯气调节阀采用电动调节阀。经过近一年的使用，调节精度高，运行稳定。与以往气动阀门相比，解决了小开度无法调节，阀门倒量过调明显，阀门喘动振动较大的情况。电动阀门调试曲线图见图1。

图1 电动阀门调试曲线图

相比川仪、工装阀门，曲线符合二次函数特征，点分布均匀，曲线平滑，运行稳定。

（2）增加火焰监测装置，在仪表出现误差时，可以及时发现合成炉是否过氯，从而解决现有摄像头监控弊端，同时缓解人员观火的紧张局面，节省劳动成本。

（3）增加了合成炉冷凝酸排放收集罐、冷凝酸罐远传液位计及排酸切断阀，DCS人员通过监测放酸小罐液位实现了冷凝酸的远程排放，降低了劳动强度。放酸切断阀与放酸小罐液位构成控制回路，当放酸小罐液位高于60%时，放酸切断阀打开排酸，当液位低于10%时，阀门将关闭。

（4）膜吸下酸系统增加三通切断阀，合成炉做酸时，远程自动切换至自用酸系统或是外售盐酸系统，实现自动倒罐，节省人力。同时在下酸系统管线增加远传压力表，及时发现解决下酸系统憋压问题，保证了安全稳定生产。

（5）合成炉盐酸管线增加在线盐酸浓度监测，当盐酸浓度不合格时，可以及时增减吸收水量，减少了现场人员频繁打比重环节，确保生产指标合格。盐酸浓度的调控，需要现场人员与DCS共同配合才能完成，通过浓度计的实时监测，对简化生产操作具有一定的指导意义。公用膜吸酸浓度见表1。

表1 公用膜吸酸浓度 %

增加的在线盐酸浓度计显示值与实际值差1.2%左右，可作为调节浓度的参考

（6）一、二级膜吸系统循环水上水增加调节阀，实现倒炉做酸时自动切换，同时在合成炉不做酸时调节循环水的使用量，可节省循环水的使用量，并降低能耗。

（7）氢气、氯气提纯增加调节阀及远传流量显示，氯气提纯调节阀与氯气提纯流量计构成控制回路，氢气提纯调节阀与氢气提纯流量计构成控制回路。实现了DCS人员通过远程进行提纯操作，减少了现场人员在提纯时与DCS沟通不到位，造成氯氢主管压力突然降低的操作风险。

（8）各酸罐罐顶增加远传压力表，DCS实时监测，防止酸罐憋压。下酸不畅，造成盐酸反串到合成炉中，引发安全事故。

3 项目的进展情况

（1）2016年1月至3月，课题研究人员着手准备合成炉自动化改造前期设计工作。

（2）2月进行仪表设计。

（3）3月完成工艺设计并提出采购计划。3月中旬挂网招标，月底完成招标。

（4）5月确定施工队伍，月底安装材料到货。

（5）6月开始施工，合成炉逐台改造。

（6）7月全部完成安装工作，正式投用。

4 主要创新点

（1）开发一套新型完善的石墨合成炉自动化工艺装置。

（2）研发岗位人员配置合理，通过自动化提高了氯化氢合成炉工序的安全系数。

5 经济效益和社会效益

（1）经济效益

节约循环水成本：目前消耗的循环水量为300 m3/h（成本0.19元/m3），每天减少循环水成本：300×24×0.19（单价）=1 368（元）；1年按 330天计算，每年创效：330×1 368=45.1（万元）；本项目设备和材料费用为337万元，按14年进行设备折旧，设备折旧费为：337×0.95/14=22.86（万元）。

每年节省循环水效益：45.1-22.86=22.24（万元）；

节约人工成本：自动化提升后，岗位可进行人员优化，每班组可减员一名，共减员4名，每年可节省费用：4×9（年工资总收入）=36（万元）；

节约生产成本：合成炉增加火焰监测，燃烧过氯时能及时调整氢气、氯气配比，避免灯头炸裂，每年单台合成炉损坏3套，7台合成炉共损坏21套。每套灯头成本2万元，共节省21×2=42（万元）。

每台炉当年检修3次，每次5个人工，检修时间8 h，每小时检修费10元，故7台炉检修费用：3×5×8×10×7=8 400（元）。

当年效益：22.24+36+42-0.84=99.4（万元）。

（2）社会效益

该公司在国家政策的正确指引下，狠抓安全环保的同时，加大对科技创新技术的研发，提升自动化水平，减少劳动强度，淘汰落后产能，提质增效。合成炉自动化升级改造，提高了公司在行业内的综合竞争力，为公司未来发展提供方向，为集团做大、做强提供有力保障。