內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司是國(guó)內(nèi)最大的采用電石法生產(chǎn)PVC（聚氯乙烯）的企業(yè)，與傳統(tǒng)的乙烯法生產(chǎn)工藝不同，電石法采用電石與水發(fā)生反應(yīng)生成乙炔，通過(guò)電解鹽生成燒堿和氯化氫，氯化氫與乙炔發(fā)生反應(yīng)生成氯乙烯，氯乙烯通過(guò)聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯PVC。全廠生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)圖如圖1。



全廠生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)圖

1. 電石筒倉(cāng)裝置

電石筒倉(cāng)裝置用于將電石粉碎成規(guī)定尺寸大小的電石塊，經(jīng)皮帶傳送至電石筒倉(cāng)存儲(chǔ)。當(dāng)需要將電石送至乙炔發(fā)生反應(yīng)器時(shí)，通過(guò)稱重皮帶將設(shè)定好的電石量傳送到反應(yīng)器。粉碎機(jī)、皮帶、筒倉(cāng)均安裝了除塵系統(tǒng)。電石筒倉(cāng)裝置DCS系統(tǒng)硬件安裝在裝置附近的機(jī)柜室，通過(guò)光纖將信號(hào)傳送至乙炔控制室操作站。由于電石筒倉(cāng)裝置粉塵非常大，而且電石粉末屬于腐蝕性粉末，因此PAC8000控制系統(tǒng)的惡劣環(huán)境適用性特點(diǎn)得到了充分發(fā)揮。電石筒倉(cāng)裝置IO點(diǎn)數(shù)共計(jì)4000點(diǎn)左右，為分散控制風(fēng)險(xiǎn)并結(jié)合裝置特點(diǎn)，DCS系統(tǒng)共設(shè)置5個(gè)控制站，3個(gè)操作員站，1個(gè)工程師站，1個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)工作站。系統(tǒng)功能包括了筒倉(cāng)自動(dòng)加料程序、自動(dòng)出料程序、自動(dòng)除塵控制、小車(chē)自控程序、自動(dòng)稱重控制等，系統(tǒng)操作畫(huà)面如圖2所示。



圖2  電石筒倉(cāng)裝置操作畫(huà)面

2. VCM裝置

VCM裝置用于將乙炔裝置生產(chǎn)的乙炔氣和燒堿裝置生產(chǎn)的氯化氫氣體反應(yīng)生成氯乙烯，主要包含混合脫水、轉(zhuǎn)化、凈化壓縮、精餾和尾氣吸附工序，包含8臺(tái)氯乙烯壓縮機(jī)、64臺(tái)反應(yīng)器、精餾塔、尾氣回收等裝置。VCM裝置IO點(diǎn)數(shù)共計(jì)3000點(diǎn)左右，根據(jù)工藝分成一線和二線的特點(diǎn)，分別為一線和二線設(shè)置了3個(gè)控制站，同時(shí)為64臺(tái)反應(yīng)器的多路溫度轉(zhuǎn)換器和壓縮機(jī)控制系統(tǒng)配置了6個(gè)通訊控制站。DCS系統(tǒng)共設(shè)置了13個(gè)操作員站，2個(gè)工程師站，1個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)工作站。系統(tǒng)功能包括乙炔和氯化氫混合脫水控制、反應(yīng)控制、凈化壓縮控制、精餾控制以及尾氣回收控制等。系統(tǒng)操作畫(huà)面如圖3所示。



圖3  VCM裝置操作畫(huà)面

3. PVC裝置

PVC裝置用于將VCM裝置生產(chǎn)的氯乙烯單體進(jìn)行聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯PVC。PAC8000系統(tǒng)中獲得SIL2認(rèn)證的SafetyNet系統(tǒng)用于此裝置的緊急停車(chē)系統(tǒng)。SafetyNet系統(tǒng)是一款專(zhuān)門(mén)為滿足IEC61508和IEC61511標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的安全系統(tǒng)，冗余的控制器、電源和網(wǎng)絡(luò)可以使系統(tǒng)可利用率達(dá)到99.999%。在PVC裝置的應(yīng)用中，ESD系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，如果反應(yīng)釜壓力達(dá)到聯(lián)鎖值，將迅速打開(kāi)終止劑閥門(mén)，打開(kāi)高壓氮?dú)夂突厥障到y(tǒng)閥門(mén)達(dá)到立刻終止聚合反應(yīng)的目的。根據(jù)PVC裝置聚合釜的工藝分布特點(diǎn)，共設(shè)置4個(gè)控制站、1個(gè)工程師站、2個(gè)操作員站、1個(gè)SOE站和2個(gè)輔操臺(tái)。系統(tǒng)操作畫(huà)面如圖4所示。


圖4 PVC裝置操作畫(huà)面

4. 離心干燥裝置

離心干燥裝置將PVC裝置生產(chǎn)的PVC漿料采用離心法進(jìn)行干燥生成PVC顆粒，并將PVC顆粒通過(guò)氣流輸送至PVC筒倉(cāng)供包裝使用。該裝置共包括4條離心干燥生產(chǎn)線和4條氣力輸送生產(chǎn)線，IO點(diǎn)數(shù)約900點(diǎn)，根據(jù)工藝特點(diǎn)DCS系統(tǒng)設(shè)置了3個(gè)獨(dú)立的控制站、1個(gè)工程師站、3個(gè)操作員站、1個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)站。系統(tǒng)操作畫(huà)面如圖5所示。

5. 蒸發(fā)固堿和液堿罐區(qū)裝置

蒸發(fā)固堿裝置用于將燒堿裝置生產(chǎn)的堿液進(jìn)行蒸發(fā)提純并生成固體堿片，液堿罐區(qū)則用于將堿液和鹽酸通過(guò)鶴管輸送至運(yùn)輸車(chē)或者引進(jìn)濃硫酸等生產(chǎn)原料，IO點(diǎn)數(shù)約600點(diǎn)。蒸發(fā)固堿裝置設(shè)置一個(gè)控制站，1個(gè)通訊控制站與熔鹽爐PLC控制系統(tǒng)通訊，1個(gè)工程師站，2個(gè)操作員站。液堿罐區(qū)設(shè)置一個(gè)獨(dú)立控制站，1個(gè)就地操作站。系統(tǒng)功能包括蒸發(fā)降膜逆流工藝控制、堿液濃度控制、降膜逆流片堿控制、熔鹽爐控制、定量發(fā)車(chē)控制等功能。系統(tǒng)操作畫(huà)面如圖6所示。



圖5 離心干燥裝置操作畫(huà)面



圖6 蒸發(fā)固堿裝置操作畫(huà)面

6. 空壓制氮裝置

空壓制氮裝置主要生產(chǎn)電石筒倉(cāng)、乙炔、VCM和PVC裝置用高純度氮?dú)?，并為全產(chǎn)提供工廠風(fēng)和儀表風(fēng)，IO點(diǎn)數(shù)約400點(diǎn)。該裝置共配置了4套制氮系統(tǒng)，1個(gè)氮?dú)馇蚬藓?個(gè)儀表風(fēng)球罐?？刂葡到y(tǒng)共設(shè)置1個(gè)控制站，1個(gè)工程師站和1個(gè)操作員站。系統(tǒng)操作畫(huà)面如圖7所示。



圖7 空壓制氮裝置操作畫(huà)面

7. 污水處理裝置

污水處理裝置主要負(fù)責(zé)全廠生產(chǎn)污水和生活污水的處理，工藝裝置分布較為分散，分為化學(xué)預(yù)處理、曝氣系統(tǒng)、生化處理、投配藥以及污泥脫水等工藝裝置，IO點(diǎn)數(shù)約500點(diǎn)。為分散控制各個(gè)工藝裝置和降低投資成本，控制系統(tǒng)設(shè)置了3個(gè)遠(yuǎn)程站和1個(gè)本地控制站，1個(gè)工程師站和3個(gè)操作員站。由于PAC8000系統(tǒng)工作溫度可達(dá)-40~70度，遠(yuǎn)程站機(jī)柜僅采用普通戶外機(jī)柜，不設(shè)任何的伴熱或降溫設(shè)備即可滿足當(dāng)?shù)販囟纫蟆Ｏ到y(tǒng)操作畫(huà)面如圖8所示。



圖8  污水處理裝置操作畫(huà)面

8. 總結(jié)

PAC8000控制系統(tǒng)以其獨(dú)特的-40~70度工作溫度、G3防腐認(rèn)證、內(nèi)置安全柵等功能為內(nèi)蒙古億利化學(xué)PVC和燒堿生產(chǎn)裝置提供了8套DCS和ESD系統(tǒng)，全廠于2007年11月正式開(kāi)車(chē)投產(chǎn)，目前已正常運(yùn)行兩年多。PAC8000系統(tǒng)為用戶提供了可靠的、易于維護(hù)和升級(jí)的生產(chǎn)控制平臺(tái)，為生產(chǎn)的穩(wěn)定、可靠、長(zhǎng)周期運(yùn)行奠定了牢固的基礎(chǔ)。