1、制氫乙炔DCS系統實施方案張洪垠1、系統規模總體結構：2個操作站、2個控制站、一個機柜；控制站1臺，6只電源，其中四塊電源（1： 1）冗余給模塊供電，另兩塊電源給電氣柜 供電；2、項目工藝描述A、制氫工段制氫的主要工藝過程為：甲醇催化轉化、變壓吸附PSA、氫氣壓縮和氫氣裝瓶。1、甲醇催化裂化主要是將甲醇和脫鹽水按比例混合后，用泵加壓送入系統進行預 熱、汽化、過熱至轉化溫度（此階段稱為原料汽化）；在此規定的轉化溫度和壓力下， 混合氣在轉化器中完成氣相催化裂化和轉化兩個反應，得到含有CO2和H2的混合氣 體和部分尚未完全反應的氣體甲醇和水蒸汽等物質（此為催化轉化階段）；從轉化器中 出來的混合氣經過

2、兩次冷凝后，除去尚未完全反應的氣體甲醇和水蒸汽等物質，主要 含有CO2和H2的氣體經過凈化后，送入變壓吸附PSA工段，凈化的主要作用為：將 甲醇和水蒸氣重新進入系統循環（此階段為冷卻和凈化階段）。2、變壓吸附工段的工作原理為：利用吸附劑對不同吸附質的選擇性和吸附劑對吸 附質的吸附容量隨壓力變化而有差異的特性，在高壓下吸附原料中的雜質組分，低壓 下脫附這些雜質而使吸附劑獲得再生。在此工段新昌工業園利用吸附塔在高壓（1.2Mpa）下利用吸附劑吸附雜質（雜質 的主要成分為CO2），除卻了雜質后的高純度氫氣送入后階段，吸附完畢后的吸附塔進 行降壓（至常壓）和釋放雜質的工作。現場共設置了5個吸附塔，5個

3、吸附塔分時間段 分別進行吸附、一均降壓、二均降壓、逆放、順放、沖洗、一均升壓、二均升壓和終 沖九個小步，同時，利用5個吸附塔在不同的階段所處的壓力不同，而互相利用轉換 壓力以減少能源消耗和保證每個時間段連續進原料氣和產出氫氣。3、吸附了雜質之后的氣體含有99.5%以上的產品氫氣，這些氫氣經壓縮后送入其他工段或裝瓶。B、乙煥工段生產乙炔采用古老的電石法制乙炔。電石加水，在86度和一定的壓力下生成乙炔。3、控制方案A、制氫工段1、甲醇催化轉化工序：在此工段中，甲醇和脫鹽水通過計量泵和流量控制按一定 的比例混合，通過換熱器和汽化塔加熱汽化后，溫度達到180C左右，送入轉化器，在 一定的溫度和壓力下，

4、通過催化劑的作用，生成混合氣，進入凈化塔，控制凈化塔的 液位，氣液分離后，去PSA工段，此時，需控制出口氫氣的壓力在1.0MPa，對流量進 行壓力補償后，顯示和累積。由于工藝對此工序的控制精度要求不高，采用單回路PID控制完全可實現。對于 壓力補償，由于現場儀表無法進行實際的壓力補償，但是為了使現場儀表顯示與補償 后的流量基本一致的數字，現場儀表進行了以下的處理：管道工作壓力大致在1.0Mpa， 現場儀表按1.0Mpa對流量進行了計算，得出的數據傳送到集散控制系統，DCS系統必 須先對此信號進行還原，然后，再進行信號的實際壓力補償。2、變壓吸附工序：在此工段中，需要5個吸附塔分階段進行吸附，因

5、此，在此工 段有配有21個開關閥，按各吸附塔所處狀態不同而確定各開關閥的狀態。工藝對PSA的要求較高，各閥門按一定的時間，一定的順序工作，并設有停止鍵、 暫停鍵、步進鍵，可按工藝工作狀態的不同進行時間的修改，以更好的適應工藝的要 求。其中，停止鍵為ON狀態，要求各閥門全關，一旦置為OFF使，則所有閥門狀態 應與ON前狀態一致，再按時間順序進行動作；暫停鍵為ON時，要求各閥門維持原 狀態不動，直至暫停鍵狀態為OFF為止。步進鍵為一個自復位開關，其狀態為ON時， 要求時間跳躍至下一個步驟，步進鍵復位，同時再按正常時間順序進行動作。以操作 工手工操作根本無法同時對21個開關閥以時間順序進行操作，這個工段的控制必須采 用自動化控制技術。DCS對此工段以自定義語言做了聯鎖控制。在試投產過程中，DCS 控制靈活，操作方便，生產出的氫氣純度較高，產量較大。B