本發(fā)明涉及乙炔法合成氯乙烯生產(chǎn)過程的在線預警方法,屬于氯堿化工生產(chǎn)過程自動控制領域。
背景技術(shù):聚氯乙烯(PolyvinylChloride,簡稱PVC)是氯堿工業(yè)中一種重要的有機合成材料,廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活中。氯乙烯合成過程是氯堿工業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,為生產(chǎn)PVC提供基本原料。氯乙烯合成工藝主要分為乙炔法和乙烯法。由于我國特殊的能源結(jié)構(gòu),乙炔法成為生產(chǎn)氯乙烯單體的主要工藝。截至2008年底,我國基于乙炔法的聚氯乙烯生產(chǎn)能力已經(jīng)占到全球聚氯乙烯生產(chǎn)能力的25%以上。該工藝利用電石制備乙炔氣體,將氯化氫氣體與乙炔氣體混合,并通過加成反應轉(zhuǎn)化為氯乙烯單體,作為后續(xù)聚合反應的原料。氯乙烯合成反應中游離氯的存在是影響裝置安全、平穩(wěn)運行的主要因素。制備氯化氫氣體通常采用氯氣與氫氣進行合成得到;在實際中,無法精確保證等量的氯氣和氫氣參與合成反應,因此在合成氣中不可避免地會摻雜未反應的氫氣或氯氣。然而,在混合器中,氯氣遇到乙炔氣會劇烈反應,大量放熱引發(fā)爆炸,引起安全事故;因此,在制備氯化氫氣體的過程中,需要使一定的氫氣過量,保證氯氣充分消耗,進而消除游離氯帶來的潛在安全隱患。在實際工業(yè)應用中,由于氯化氫制備過程進料擾動等未知因素,過程的控制性能有限,氯氣過量存在一定的可能性。若在氯化氫氣體中監(jiān)測到氯氣成分,需立即暫停氯化氫與乙炔的混合過程,避免危險進一步擴大。然而,監(jiān)測氯化氫氣體中的氯氣成分通常需要依賴人工化驗,無法滿足實時監(jiān)控的要求;因此,作為氯乙烯合成過程的最后一道安全防線,有必要對氯化氫與乙炔的混合過程進行實時監(jiān)控,通過監(jiān)測混合器溫度的變化,盡早預警游離氯引發(fā)的放熱反應,提前切斷氣體進料,避免危險與損失進一步擴大。目前,工業(yè)現(xiàn)場對混合器運行狀況的判斷主要依賴設定溫度閾值上限;當混合器溫度明顯超過閾值,則認為游離氯與乙炔發(fā)生了放熱反應,進而開啟連鎖保護措施。然而,工業(yè)裝置的正常工況具有漂變特性,受環(huán)境溫度影響較大,與所處的季節(jié)有很大關(guān)聯(lián)。因此,設置單一的溫度閾值上限僅僅適用于某個特定的工況范圍;而在其他工況下,容易引起較高的誤報率和漏報率。例如,混合器在冬季的正常工作溫度較低,所對應的安全閾值也較低,若將該安全閾值應用至夏季的生產(chǎn)中,則會引起大量的誤報警;反之,若將適用于夏季的安全閾值應用至冬季的生產(chǎn)中,則會導致預警的靈敏度降低,無法及時地監(jiān)測到過程異常的發(fā)生。因此,建立一個適用于變化工況下的方案,對混合過程進行在線監(jiān)測,起到最后一道安全防線的作用,對于保證氯乙烯合成過程整體的安全運行,具有重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的:給出一種實用的乙炔法合成氯乙烯生產(chǎn)過程的在線預警方法。通過利用乙炔、氯乙烯的氣相進料溫度和流量,以及混合器溫度等實...