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摘要：內蒙古億利化學工業有限公司作為國內最大的電石法年產40萬噸PVC（產品）的生產企業，其生產工藝和控制要求均屬于國內首創。PAC8000控制系統作為專為石油化工行業應用要求研發的DCS控制系統，為億利化學提供了電石筒倉、氯乙烯、PVC、離心干燥、蒸發固堿和液堿罐區、空壓制氮、污水處理共計7大生產裝置的DCS和ESD控制系統。
關鍵詞：PVC，氯乙烯，電石筒倉，離心干燥，蒸發固堿，液堿罐區，空壓制氮，污水處理，PAC8000,GE，SIL2，DCS，ESD
內蒙古億利化學工業有限公司是國內最大的采用電石法生產PVC（聚氯乙烯）的企業，與傳統的乙烯法生產工藝不同，電石法采用電石與水發生反應生成乙炔，通過電解鹽生成燒堿和氯化氫，氯化氫與乙炔發生反應生成氯乙烯，氯乙烯通過聚合反應生成聚氯乙烯PVC。全廠生產控制網絡圖如圖1。
1. 電石筒倉裝置
電石筒倉裝置用于將電石粉碎成規定尺寸大小的電石塊，經皮帶傳送至電石筒倉存儲。當需要將電石送至乙炔發生反應器時，通過稱重皮帶將設定好的電石量傳送到反應器。粉碎機、皮帶、筒倉均安裝了除塵系統。電石筒倉裝置DCS系統硬件安裝在裝置附近的機柜室，通過光纖將信號傳送至乙炔控制室操作站。由于電石筒倉裝置粉塵非常大，而且電石粉末屬于腐蝕性粉末，因此PAC8000控制系統的惡劣環境適用性特點得到了充分發揮。電石筒倉裝置IO點數共計4000點左右，為分散控制風險并結合裝置特點，DCS系統共設置5個控制站，3個操作員站，1個工程師站，1個數據服務工作站。系統功能包括了筒倉自動加料程序、自動出料程序、自動除塵控制、小車自控程序、自動稱重控制等，系統操作畫面如圖2所示。
圖2 電石筒倉裝置操作畫面
2. VCM裝置
VCM裝置用于將乙炔裝置生產的乙炔氣和燒堿裝置生產的氯化氫氣體反應生成氯乙烯，主要包含混合脫水、轉化、凈化壓縮、精餾和尾氣吸附工序，包含8臺氯乙烯壓縮機、64臺反應器、精餾塔、尾氣回收等裝置。VCM裝置IO點數共計3000點左右，根據工藝分成一線和二線的特點，分別為一線和二線設置了3個控制站，同時為64臺反應器的多路溫度轉換器和壓縮機控制系統配置了6個通訊控制站。DCS系統共設置了13個操作員站，2個工程師站，1個數據服務工作站。系統功能包括乙炔和氯化氫混合脫水控制、反應控制、凈化壓縮控制、精餾控制以及尾氣回收控制等。系統操作畫面如圖3所示。
圖3 VCM裝置操作畫面
3. PVC裝置
PVC裝置用于將VCM裝置生產的氯乙烯單體進行聚合反應生成聚氯乙烯PVC。PAC8000系統中獲得SIL2認證的SafetyNet系統用于此裝置的緊急停車系統。SafetyNet系統是一款專門為滿足IEC61508和IEC61511標準而設計的安全系統，冗余的控制器、電源和網絡可以使系統可利用率達到99.999%。在PVC裝置的應用中，ESD系統和DCS系統協調控制，如果反應釜壓力達到聯鎖值，將迅速打開終止劑閥門，打開高壓氮氣和回收系統閥門達到立刻終止聚合反應的目的。根據PVC裝置聚合釜的工藝分布特點，共設置4個控制站、1個工程師站、2個操作員站、1個SOE站和2個輔操臺。系統操作畫面如圖4所示。
圖4 PVC裝置操作畫面
4. 離心干燥裝置
離心干燥裝置將PVC裝置生產的PVC漿料采用離心法進行干燥生成PVC顆粒，并將PVC顆粒通過氣流輸送至PVC筒倉供包裝使用。該裝置共包括4條離心干燥生產線和4條氣力輸送生產線，IO點數約900點，根據工藝特點DCS系統設置了3個獨立的控制站、1個工程師站、3個操作員站、1個數據服務站。系統操作畫面如圖5所示。
5. 蒸發固堿和液堿罐區裝置
蒸發固堿裝置用于將燒堿裝置生產的堿液進行蒸發提純并生成固體堿片，液堿罐區則用于將堿液和鹽酸通過鶴管輸送至運輸車或者引進濃硫酸等生產原料，IO點數約600點。蒸發固堿裝置設置一個控制站，1個通訊控制站與熔鹽爐PLC控制系統通訊，1個工程師站，2個操作員站。液堿罐區設置一個獨立控制站，1個就地操作站。系統功能包括蒸發降膜逆流工藝控制、堿液濃度控制、降膜逆流片堿控制、熔鹽爐控制、定量發車控制等功能。系統操作畫面如圖6所示。
圖5 離心干燥裝置操作畫面
圖6 蒸發固堿裝置操作畫面
6. 空壓制氮裝置
空壓制氮裝置主要生產電石筒倉、乙炔、VCM和PVC裝置用高純度氮氣，并為全產提供工廠風和儀表風，IO點數約400點。該裝置共配置了4套制氮系統，1個氮氣球罐和1個儀表風球罐。控制系統共設置1個控制站，1個工程師站和1個操作員站。系統操作畫面如圖7所示。
圖7 空壓制氮裝置操作畫面
7. 污水處理裝置
污水處理裝置主要負責全廠生產污水和生活污水的處理，工藝裝置分布較為分散，分為化學預處理、曝氣系統、生化處理、投配藥以及污泥脫水等工藝裝置，IO點數約500點。為分散控制各個工藝裝置和降低投資成本，控制系統設置了3個遠程站和1個本地控制站，1個工程師站和3個操作員站。由于PAC8000系統工作溫度可達-40~70度，遠程站機柜僅采用普通戶外機柜，不設任何的伴熱或降溫設備即可滿足當地溫度要求。系統操作畫面如圖8所示。
圖8 污水處理裝置操作畫面
8. 總結
PAC8000控制系統以其獨特的-40~70度工作溫度、G3防腐認證、內置安全柵等功能為內蒙古億利化學PVC和燒堿生產裝置提供了8套DCS和ESD系統，全廠于2007年11月正式開車投產，目前已正常運行兩年多。PAC8000系統為用戶提供了可靠的、易于維護和升級的生產控制平臺，為生產的穩定、可靠、長周期運行奠定了牢固的基礎。
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