摘要：随着我国社会经济的快速发展和强大，工业上对电石炉的巨大需求使得产业迅猛发展，相应伴随的是大量副产的电石炉尾气，由于主要成分一氧化氮会危害环境，浪费资源，随着本文所述正是基于这一社会背景，针对DCS 系统在电石炉尾气转制甲醇项目工艺的应用控制作了一定的介绍和说明。
关键词：电石炉尾气制甲醇；dcs应用；工艺控制
一．项目背景
本文以鄂尔多斯市瀚博科技有限公司做背景研究电石炉尾气制甲醇的工艺及应用，由于公司进行战略性变化，将产业链进行一步步的完善优化，铜鼓一系列高新技术，将资源最大化利用，保护环境的同时循环经济位目标，实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展。
该项目是利用棋盘井工业园区硅锰矿热炉产生出的尾气作为原料，通过尾气净化、变换、合成、精馏等工艺生产符合国家标准的甲醇产品。
二．经济效益及社会效益
电石炉尾气制甲醇是将资源合理利用，并且将废弃尾气变废为宝的项目，电石炉尾气制甲醇既可有防止危害环境，也避免了二次污染。节约资源。目前，国内生产甲醇的技术大多数以煤和天然气为原料而生产的，而电石炉尾气生产甲醇是一项高新技术，虽然对于技术要求较高，但制甲醇带来的的经济效益明显，同时因其有变废为宝的性质故还是社会效益良好的环保工程，能够得到政府方的政策支持。
三．技术要求
项目在电石的生产当中。会产生许多危害的气体和元素，其中必定会产生大量对人体和空气有毒的一氧化碳，必须采取有效的方式净化，现阶段我国大部分通过点燃的方式来将有害气体排除。而一氧化碳作为一种非常重要的化工原料，但又由于在空气中含有大量的杂质，采用我国传统技术无法将一氧化碳分离。本项目定制了不同的尾气处理吸附材料。主要是通过净化及综合利用等技术实现，可将有害气体首先分离出来，同时产生原料—甲醇气体。这种新型的技术手段与用煤炭生产甲醇的方式做比较，这种方式生产甲醇成本低，带来的效益更加明显。使用电石炉尾气制作甲醇技术通过为工厂带来效益方式处理污染，对推广废气治理有重要意义。
DCS系统概述
本项目的 DCS 控制系统包括：1.DCS系统的所有组件，分布在一个开放式结构、冗余、具有高速数据通道的通讯网络上。2. DCS系统具有将现场数据通过数据网络处理来实现全厂工艺控制的功能和通讯接口模块功能。 3.独立的工程师站将实现系统组态/下载，控制策略的测试，全方位的数据库的管理等。工程师站也应具备系统诊断功能。 4.用于与现场信号和其他系统信号隔离的隔离型安全栅、中间继电器。 5.用于系统内部和现场仪表供电的电源和分电盘。电源为双路输入的冗余 UPS电源，分电盘为两类，一类为 UPS 分电盘，另一类也为UPS分电盘。系统内所有冗余电源的输入均来自两路 UPS分电盘；机柜内照明，风扇的供电来自市电分电盘。 6.控制系统所有机柜内部之间的信号和供电电缆的连接。招标方双方的分工界限为：现场信号由买方连接到端子柜现场侧端子板，从控制侧端子板到安全栅，继电器及 I/O 卡等所有供货范围内的电缆由投标方负责，招标方提供三路供电分别接入总分电盘的输入端，卖方提供内部连接电缆并完成所有的内部连接。7.当系统关键设备故障时，系统应能自动无扰动的切换到后备设备，以保证正常生产操作。系统应具备完备的冗余功能，系统的控制器、电源系统、通信系统、控制用各类 I/O卡件等应配置为 1：1冗余结构。各种卡件应允许带电拔插、更换。
四.控制功能
（一）连续控制功能
控制器可通过编程库，数模库，各种功能运算库的组态对工艺参数进行连续控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每个控制回路的扫描频率可根据控制器内回路的情况进行设定。快速响应回路控制器的输入到输出的响应时间应少于 250毫秒。运算时间由用户组态决定，最短 0.2秒。控制器可测试和设定控制回路的模式
（二）离散控制功能
多功能控制器应提供所有的控制和检测功能，可产生大量的离散输入和输出信号。操作员可获取所有的信息来对离散设备进行控制和监测，如：两位式切断阀，泵和电机。系统对离散设备的监测为连续的。 2为方便离散设备的控制和组态，与离散设备有关的所有离散输入 /输出应作为一个单体或工艺位号来处理。离散设备的组态应通过真值表格式的标准软件来完成，不要求编程。每个离散设备的真值表应包括所有的离散输入状态，输出状态和相关的给定值。 3操作员可通过自定义设定值（如“高速”）来决定离散输出的方式，这样可大大简化离散控制设备的控制。控制器通过阅读离散输入（与真值表中要求的设定值有关）来检查是否达到要求的设定值。 4每个离散设备应能提供离散输入、设定值和离散输出。 DCS系统也应考虑一个转换定时器（从某个设定值给定后到真正获取的时间）和一个重试计数器（离散输出后到真正要求的输入值得到期间，系统将计算重复输出的次数，直到报警）。离散控制设备应能通过分组画面和流程图画面来操作，也能通过控制器内部的逻辑顺控程序来操作。5为了可分组开/停，协调工艺路径等，控制器应能进行逻辑分组和将多个离散设备作为一个整体（如一个标题）来控制。这就意味着一组离散设备的操作是通过一个给定值来实现的，但一组内每个独立的离散设备仍能单独操作和报警。
五．主要控制：
由于本技术使用封闭炉生产的电石,在电石炉尾气当中含有大量的危害元素和气体，其中有大量的一氧化碳,并且包含氢气(2%~10%),少量的甲烷,氧气和硫、磷、氟、氮氧化物等多种成分的气体和元素组成。公司要对电石炉尾气进行有效净化和处理,让净化的气满足甲醇合成工艺要求，保证微量元素的不超标，满足国家规范的气体和比例要求,是电石炉尾气生产甲醇工艺关键的技术突破口。由于技术的限制对于尾气的处理比较困难,目前我国多数电石生产企业直接将尾气排放到空气中或直接点燃排放,不符合我国“能源中长期规划纲要”精神。本项目主要用电石炉尾气和氯酸钠尾气来生产80kt/a甲醇。
具体流程
第一步：最开始需要将电石尾气从气柜出来后进行增压，随后进入湿法粗脱硫系统,在粗脱硫系统是采用的PDS碱溶液,这种方式能够有效的脱硫，再将脱硫富液采用喷射方式再生,脱除掉其中的H2S。再将电石尾气去尾气压缩机。将其压缩到1.5MPa，在经过一系列的技术方法，去变温吸附、变压吸附脱除杂质。
第二部：进行精净化系统；主要目的是将杂质进一步减少，以此达到生产甲醇合成气的要求。其中包括干法精脱硫、脱砷、脱氧等多项操作步骤。进行一系列操作之后，电石尾气经过处理精净化,有害成分已经脱除到满足甲醇合成的要求。之后配入氢气,由于气体纯度不够需再次精馏，将得到甲醇产品，并且脱水生成二甲醚。甲醇合成排放的弛放气经变压吸附提氢装置回收氢气,最终返回到系统当中作原料。变压吸附提氢装置的解吸气去精净化系统的变温吸附装置做再生气。大量的研究和数据表明,在电石尾气当中，含有大量的有毒组分和元素 ,如果直接用来合成甲醇会导致催化剂中毒等，对于合成的甲醇会产生严重的影响。采取多种净化方法，并结合专用脱硫脱砷脱氧剂精净化,为保证甲醇的合格性，将组份复杂的原料气有效地得到净化。净化后的原料气杂质含量总硫0.1ppm,氧含量0.1%,硫、磷、氰化物、氮氧化物<0.1ppm,砷<5ppb,氯、羰基化合物<0.01ppm。在本项目当中，不仅采用了系统废气综合利用技术,还采用了许多新型的技术和工艺技术，将系统正常排放的废气通过高、低压燃料管网导入到废气锅炉当中作燃料。对于电石炉尾气在dcs上的应用，主要表现在离散控制系统的处理，由于本项目对于技术要求，环保要求，节能要求等多项高技术控制，对于我国的经济发展和工业技术包括环保都有很大的贡献和技术突破，对于我国的发展奠基这重大的作用。
参考文献
[1]苏丹.ABBDCS 系统在焦炉煤气制甲醇生产过程中的应用[J].中国科技博览，2013（26）：29.
[2]管新峰，杜传涛.基于DCS 的焦炉气制甲醇自控系统的设计与开发[J].信息技术与信息化，2013（4）：95-97.
论文作者:赵朋
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/22
标签：甲醇论文; 尾气论文; 电石论文; 系统论文; 技术论文; 控制器论文; 设备论文; 《工程管理前沿》2020年第2期论文;