热气过滤装置的反吹控制

　　R160系统是Honeywell公司的小型分散型控制系统，由S9000系列控制器和620逻辑控制器、I/ O模件、PC监控站和操作员盘组成，通过细缆联接在一起组成开放式的以太网网络系统。该系统在河南省濮阳市三安化工有限公司应用近7 a，界面友好，性能稳定，准确性强，效率高，很大地节省了人力物力。

　　1三聚氰胺及其生产工艺三聚氰胺，别名氰脲酰胺或蜜胺（ Melamine），简称三胺，属氮杂环化合物。产品外观为白色晶体粉末、略带甜味、无毒、呈弱碱性，能与酸反应生成相应的盐。三聚氰胺是一种应用广泛的化工中间体，主要用作高档塑料、涂料、粘合剂、助剂（造纸、皮革、纺织、塑料、混凝土、阻燃剂等）的基础原料。

　　三聚氰胺甲醛树脂具有硬度高、耐刮擦、防潮、防水、防霉、耐电弧、耐油、耐老化、无毒、无臭、不受弱碱和有机溶剂影响、着色鲜艳、加工容易（普通模压法和传递模塑法）等特点，而且具有所含甲醛不易挥发的环保性能，在日常生活用品（如餐具、玩具等）、轻工、电器配件、汽车配件、航空材料等很多行业有广泛用途。

　　三聚氰胺低压工艺由三胺装置和尾气处理2套装置构成，三胺装置由尿素融化、尿液洗涤、流化床反应、热气冷却、热气过滤、气相结晶、三胺旋风分离、产品输送储存、包装等工序组成；尾气处理装置采用中压解吸的NH 3， CO 2分离工艺，主要由尾气吸收、脱碳、解吸、冷凝吸收、氨精馏、氨冷凝等工序组成。其工艺过程：固体颗粒尿素在130 140温度下熔化成液态（或浓缩）后，由融熔液尿泵送往三聚氰胺反应器，用雾气氨化喷入反应器的熔盐盘管上方。雾态尿素在常压380 400及催化剂作用下反应生成三胺。

　　反应所需热量由熔盐系统提供。反应后的混合气从反应器顶部排出。反应器上部设旋风分离器，分离反应气中夹带的催化剂。从反应器出来的混合气进入热气冷却器内，壳侧移热介质为道生液（diphyl，一种导热油），换热后系统气体温度降至320，气相中的脱氨产物（高沸点副产物）由于温度降低而凝聚下来。混合气从热气冷却器排出，经热气过滤器除去脱氨产物和催化剂等杂质。经热气过滤器过滤后的混合气从结晶器顶部进入，在结晶器内与来自尿液洗涤塔的温度约为140的部分冷气（ NH 3， CO 2）混合，温度进一步降低，三聚氰胺结晶在此条件下形成。结晶后的三聚氰胺随气流进入旋风分离器，经分离后三聚氰胺晶体从底部送料螺旋压出用气流送给包装系统。

　　含NH 3， CO 2的气流经旋风分离器顶部排出，经离心式风机升压后送往尿液洗涤塔，经循环液尿泵打入的尿液洗涤、除尘、降温后从该塔下段引出，一部分经载气压缩机加压后送往反应器作流化气；一部分送往结晶器作工艺淬冷气；另一部分送往尾气装置处理。

　　2控制系统该公司15 kt/ a三聚氰胺生产装置分为三胺装置和尾气装置。工艺要求I/ O总点数429点（其中主装置324点，尾气105点） ， PID调节回路35个（其中主装置16个，尾气19个），联锁控制13个（其中含主装置心脏设备载气压缩机C 102和冷气风机C 103的开停车联锁）。根据工艺特点和装置的常规布置方法，在现场仪表选用隔爆型的情况下可以不采用安全栅。

　　系统主要技术指标：每个监控站可带控制器8个；系统监控站3个；相邻通讯点*大间距500 m；系统传输速率10 M B/ s；每个控制器*大I/ O点总数256 960个；其中模拟量输入点总数96个。

　　3公司选用的主要控制方案3 1热气过滤装置的反吹控制该操作单元的任务是除去反应器生成三聚氰胺过程中产生的副产物（即高熔点副产物） ！ ！！蜜勒胺、蜜伯胺及未分离下来的催化剂细粉。这些副产物直接关系到*终产品的质量和装置的运行周期，因此对这一工段中三通阀的灵敏度、泄漏量以及控制系统在处理反吹时间、间隔时间均有严格的要求。同时工艺对反吹氨气的压力、温度也有要求：如果反吹氨气压力过高会吹坏滤袋影响产品质量；压力过低结在过滤网的副产物吹除不掉而影响运行周期。利用该系统自动控制实行反吹，避免了人工手动操作的随意性，每套过滤器有6组过滤网，每组过滤网反吹时间和反吹间隔时间根据工艺状态可以进行调整。通过在该公司的实际应用取得了很好的效果，不仅节省了人力物力，而且完全满足工艺要求。

　　3 2分程控制用于熔盐储槽氮气密封系统。尿素分解生成三聚氰胺是吸热反应，所需热量由熔盐系统供给。

　　熔盐是由硝酸钠、亚硝酸钠和硝酸钾按特定比例组成的混合物（其质量分数分别为40%， 7% ， 53%），熔点为142，工作状态为液态，温度为430 440。为了防止熔盐氧化而出现组分变化，必须用氮气进行密封隔离。正常时用PV 301 A阀（气闭阀）进行自动调节使熔盐储槽的氮气压力稳定在0. 01 M Pa，而PV 301 B阀（气开阀）处于关闭状态；当熔盐储槽压力超高时A阀逐渐关闭，B阀逐渐打开，直至熔盐储槽压力稳定在0. 01 M Pa.该分程控制如所示。

　　3 3联锁控制在三胺生产中，氨气是辅助原料，是一种非常危险的有毒易爆气体，氨气储罐要谨防超压，为提高其安全性，一般要进行压力联锁保护。该系统完全可以满足联锁保护要求。液氨蒸发器的联锁保护如所示。

　　当氨气蒸发器出口压力PI 506大于设计压力时，联锁紧急切断控制阀PV 506 2，以保证后路设备安全。当PI 506小于设计压力时，联锁打开PV 506 2，由PI 506对PV 506 1进行PID控制，保证氨蒸发器的压力稳定，保护设备安全。

　　3 4压缩机防喘振控制与主轴推力、轴向位移和径向振动联锁保护三聚氰胺装置中采用离心式压缩机作为工艺气体循环设备，它是装置的心脏设备，离心式压缩机具有体积小，流量大，运行效率高，气量可控范围广等优点，因此在石化行业得到广泛应用，但它也有因工况变化极易发生喘振的缺点。因此，离心式压缩机的防喘振控制和联锁保护显得特别重要。

　　1）压缩机防喘振控制。喘振是离心式压缩机的固有特性，通常有2种控制方案：固定极限流量防喘振控制和可变极限流量防喘振控制。在三聚氰胺装置采用固定极限流量防喘振控制方案。

　　在一般情况下，负荷的减小是压缩机喘振的主要原因。因此，要保证压缩机不出现喘振，必须在任何转速下，通过压缩机的实际流量都不小于喘振极限线所对应的极限流量q Vp，根据这个基本思路，可采取压缩机的循环流量法。即当负荷减小时，采取部分回流的方法。而回流的大小既要保证压缩机不进入喘振区，又不能减小流化床反应器的*低气速。在DCS组态时充分利用其灵活性：当q V < q Vp时，让FIC 302处于自动跟踪状态，选择合适的跟踪量点，既满足了工艺的要求，又防止了喘振的出现，如所示。

　　2）主轴推力、轴向位移和径向振动联锁保护。

　　在三聚氰胺生产过程中，由于外来机械杂质进入被压缩介质，或因工艺气路管网状态严重恶化使压缩机进入喘振区，或压缩机本身出现机械故障都会导致压缩机的转速失衡，使轴位移和轴振动发生异常，这种异常如果得不到及时处理会造成重大设备事故。在国内大部分三胺装置，因担心DCS的可靠性，而将压缩机的联锁保护系统采用独立的PLC实现。本系统在该厂三胺生产中将压缩机的联锁保护系统（包括油路系统、电机绕组、气路系统）引入DCS取得了良好的效果。

　　4结束语三聚氰胺行业具有广阔的发展前景，采用一套易操作、精确实用、投资低的自控系统是大多数业主的要求。Honeywell的这套系统在三胺装置中的应用取得了很好的效果。