离子膜烧碱生产技术

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作者：王世荣、高娟 主编

出版日期：2015年5月 书号：978-7-122-22708-9

开本：16K　787×1092　1/16 装帧：平 版次：1版1次 页数：235页

本书是以真实产品离子膜法烧碱生产工艺流程为内容设计主线，阐述了当今离子膜法烧碱生产典型工艺过程，主要包括了一次盐水制备、二次盐水精制、精制盐水电解、氯氢气处理和液氯生产五个方面的生产任务。在一次盐水制备过程中融入了流体输送、流体输送典型机械、膜分离技术、非均相物系分离化工单元操作技术以及岗位操作等基本技能；

目录

工作任务概述1

01产品介绍1

011氯碱工业的基本特点2

012离子膜法电解制碱的历史3

013离子膜法与隔膜法、水银法制碱方法比较5

02工作计划任务安排5

03完成工作任务的生产工艺流程说明5

04生产过程中的技术管理与工作要求6

05安全环保与健康文明生产原则7

06课程性质与地位8

07做中学、学中做岗位能力训练题8

任务1一次盐水制备10

11生产作业任务——一次盐水制备10

12一次盐水制备子任务——盐水溶液输送11

121流体力学研究对象11

122化工流体的流动12

123液体输送工作过程——流体输送机械31

124岗位操作技能训练46

125做中学、学中做岗位技能训练题47

13一次盐水的生产过程49

131生产原料——原盐49

132粗制盐水制备与Mg2 去除的工艺流程50

133Ca2 去除的工艺流程53

134SO2-4的去除72

135盐泥的洗涤与处理73

136一次盐水生产的开停车操作97

14工作任务总结与提升101

15做中学、学中做岗位技能训练题102

任务2二次盐水精制103

21生产作业计划——二次盐水精制生产任务103

22二次盐水精制过程103

221二次盐水精制工艺流程图103

222二次盐水精制工艺流程叙述104

223二次盐水精制工序对一次盐水的质量指标要求104

224完成二次盐水精制任务的基础工作——传热操作105

225螯合树脂精制盐水的工作过程128

226螯合树脂塔的开停车操作129

23盐水二次精制的工艺操作要点130

24二次盐水精制过程中常见的异常原因及处理方法130

241ClO-未被去除130

242二次精制盐水Ca2 、Mg2 超标131

25二次盐水精制后盐水的质量控制指标131

26二次精制工艺操作岗位原始记录131

27二次精制岗位工艺操作仿真实训 133

28工作任务总结与提升133

29做中学、学中做岗位技能训练题133

任务3精制盐水电解135

31生产作业计划——精制盐水电解工作任务135

32精制盐水电解的基本过程135

321电解过程的基本定律135

322重要概念解读136

323工业应用案例——离子交换膜电解槽140

任务4氯氢气处理176

41生产作业计划——氯氢气处理任务安排176

42氯气处理工艺生产过程177

421氯气物化性质177

422氯气处理过程工艺流程示意图177

423氯气处理过程的工艺流程叙述180

424事故氯气处理193

425氢气的洗涤冷却193

426氢气压缩输送194

43氯氢气处理开停车操作194

44氯氢气处理过程的正常工艺条件196

45氯氢气处理过程的生产正常控制指标197

46氯氢气处理过程的不正常现象的原因和处理方法197

47氯氢气处理工作过程的原始记录198

48氯氢气处理工作岗位上的安全要领200

49氯氢气处理工作过程化工仿真实训200

410工作任务总结与提升200

411做中学、学中做岗位技能训练题201

任务5液氯生产202

51生产作业计划——液氯生产工作任务202

52液氯生产任务完成工作过程202

521液氯液化目的与方法202

522氯气液化工艺流程203

523氯气液化工作条件204

524液氯生产的开停车操作227

53生产岗位正常操作控制工艺条件229

54不正常现象原因和处理方法229

541不正常现象之一的原因和处理方法229

542不正常现象之二的原因和处理方法230

543不正常现象之三的原因及处理方法 230

544不正常现象之四的原因及处理方法230

545不正常现象之五的原因及处理方法231

546不正常现象之六的原因及处理方法231

547不正常现象之七的原因及处理方法231

55液氯生产工艺操作岗位原始记录231

56液氯生产工艺仿真操作实训233

57完成岗位的工作任务总结与提升234

58做中学、学中做岗位技能训练题234

参考文献235 2100433B

《离子膜烧碱控制技术》针对25万吨/年离子膜烧碱装置，介绍了装置中所用到的自动化仪表和过程控制系统，分析了离子膜烧碱的生产工艺流程、设备装置特点以及生产控制要求、运行工况要求与技术性能指标要求等，制定了离子膜烧碱装置的总体控制方案；介绍了DCS硬件配置设计和软件组态编程、离子膜烧碱装置中树脂塔的DCS逻辑控制程序开发、整个装置的安全联锁控制系统设计，提供了从硬件到软件的离子膜烧碱装置控制的全方位解决方案。

《离子膜烧碱控制技术》可作为氯碱行业技术人员的培训或参考用书，也可作为高等院校自动化专业的辅助教材及相关技术人员的参考用书。

《离子膜烧碱控制技术》以离子膜烧碱装置为对象：

1.分析了该装置的生产工艺检测控制要求，进行了主要控制及联锁方案的研究，合理选择并介绍了该装置中所使用的关键仪表。

2.以25万吨-年离子膜烧碱装置为例，进行了DCS测点统计。

3.基于国产大型DCS MACS系统，进行了该装置的DCS硬件配置设计和软件组态编程，提供离子膜烧碱装置控制系统的全方位解决方案。

4.并且阐述了装置中所用到的整流系统及整流技术。 2100433B

第1章 绪论

1.1 氯碱工业概况及特点

1.1.1 氯碱工业概况

1.1.2 我国氯碱工业特点

1.2 离子膜烧碱装置主要设备简介

1.2.1 一次盐水精制主要设备

1.2.2 二次盐水精制主要设备

1.2.3 电解主要设备

1.2.4 氯氢处理主要设备

1.2.5 氯化氢合成与高纯盐酸的主要设备

1.2.6 氯气液化及包装主要设备

1.2.7 蒸发及固碱主要设备

1.3 离子膜烧碱装置控制现状

第2章 离子膜烧碱工艺及控制要求

2.1 一次盐水精制

2.1.1 一次盐水精制反应原理

2.1.2 一次盐水精制工艺简介

2.1.3 一次盐水精制控制要求

2.2 二次盐水精制

2.2.1 二次盐水精制反应原理

2.2.2 二次盐水精制工艺简介

2.2.3 二次盐水精制控制要求

2.3 电解及脱氯

2.3.1 电解及脱氯反应原理

2.3.2 电解及脱氯工艺简介

2.3.3 电解及脱氯控制要求

2.4 氯氢处理

2.4.1 氯氢处理化学原理

2.4.2 氯氢处理工艺简介

2.4.3 氯氢处理控制要求

2.5 盐酸合成

2.5.1 盐酸合成化学原理

2.5.2 盐酸合成工艺简介

2.5.3 盐酸合成控制要求

2.6 烧碱蒸发与固碱

2.6.1 烧碱蒸发与固碱化学原理

2.6.2 烧碱蒸发与片碱工艺简介

2.6.3 烧碱蒸发与片碱控制要求

第3章 离子膜烧碱控制方案

3.1 单回路控制系统

3.2 主要复杂控制回路

3.2.1 进电解槽盐水流量的控制

3.2.2 电解槽加酸量的控制

3.2.3 淡盐水循环流量控制

3.2.4 电解槽出口总管氯气氢气的差压控制

3.2.5 阴极液加水（碱浓度）的控制

3.2.6 电解槽电流的升降及其控制

3.2.7 氯压机的控制

3.2.8 盐酸合成与烧碱蒸发的控制

3.3 DCS对树脂塔的程序顺控方案

3.3.1 树脂塔工艺简述

3.3.2 离子交换树脂塔的操作程序

3.3.3 报警和联锁

3.3.4 断电时的操作

3.3.5 阀门联锁

3.4 电解槽槽电压检测方案

3.4.1 单元槽电压的构成

3.4.2 槽电压检测难点及常规检测方案

3.4.3 MACS系统对槽电压的检测方案

3.4.4 槽电压检测针孔探测器的功能

3.5 安全联锁控制方案

3.5.1 电解联锁控制方案

3.5.2 整流全停联锁方案

3.5.3 电解极化电源联锁方案

3.5.4 氯压机联锁方案

3.5.5 蒸发联锁

3.5.6 其他联锁

第4章 离子膜烧碱仪表

4.1 温度仪表

4.1.1 温度检测仪表的分类

4.1.2 测温仪表的性能特点

4.1.3 测温仪表的选用原则

4.1.4 离子膜装置中的测温仪表

4.1.5 测温原件及仪表的安装

4.2 压力仪表

4.2.1 压力的概念、单位及表示方法

4.2.2 常用的压力检测仪表

4.2.3 压力检测仪表的选用

4.2.4 离子膜装置中的压力仪表

4.2.5 压力表、变送器的安装

4.3 流量仪表

4.3.1 流量检测概述

4.3.2 流量仪表的分类

4.3.3 常用流量仪表选型

4.3.4 离子膜装置中的流量仪表

4.3.5 流量仪表的安装

4.4 物位仪表

4.4.1 物位的概念及物位检测意义

4.4.2 物位仪表的分类

4.4.3 常用物位检测仪表的选用

4.4.4 离子膜装置中的物位仪表

4.4.5 物位仪表的安装

4.5 分析仪表

4.5.1 分析仪表的分类

4.5.2 分析仪表的一般组成

4.5.3 分析仪表的选型

4.5.4 离子膜装置中的分析仪表

4.6 执行器

4.6.1 调节阀的组成及分类

4.6.2 调节阀的选择

4.6.3 阀门附件

4.6.4 离子膜装置中的执行器

4.6.5 调节阀的安装和维护

4.7 爆炸危险场所仪表电器安全

4.7.1 爆炸性气体环境危险区域划分

4.7.2 爆炸性气体混合物的分类、分级、分组

4.7.3 爆炸性气体环境仪表电气设备的选型

4.7.4 爆炸危险场所仪表电器安全

4.7.5 安全栅

第5章 离子膜工程DCS硬件配置方案

5.1 DCS硬件系统简介

5.1.1 DCS系统定义

5.1.2 DCS系统结构

5.1.3 DCS系统功能

5.1.4 国内常见DCS厂商及品牌

5.2 和利时（Hollysys）公司的MACS系统

5.2.1 HOLLiAS MACS分布式控制系统概述

5.2.2 MACSS系统整体结构

5.3 离子膜烧碱装置DCS硬件配置方案

5.3.1 和利时DCS在氯碱盐化工行业应用情况

5.3.2 SM现场控制站硬件产品简介及其配置要点

5.3.3 DCS系统输入-输出测点统计

5.3.4 I-O模块的配置

5.3.5 控制柜成套设计

5.3.6 离子膜烧碱装置操作站硬件配置

5.3.7 系统网络设计

5.3.8 系统供电设计

5.4 辅助机柜盘台布置与接线图

5.4.1 盘面布置图

5.4.2 柜内接线图

5.5 DCS系统柜布置与接线图

5.5.1 柜内布置图

5.5.2 外部接线图

第6章 离子膜工程DCS软件组态编程

6.1 DCS的软件体系

6.1.1 现场控制站的软件系统

6.1.2 操作站的软件系统

6.1.3 MACS Ⅴ系统软件的组成及功能

6.2 DCS的组态方法

6.2.1 组态软件主要解决的问题

6.2.2 组态的内容

6.2.3 MACS Ⅴ系统软件组态步骤

6.3 离子膜烧碱装置控制工程组态

6.3.1 新建工程

6.3.2 工程画面组态

6.3.3 设备组态

6.3.4 数据库的编辑及编译

6.3.5 报表组态

6.3.6 服务器算法组态

6.3.7 生成控制器算法工程

6.4 离子膜烧碱装置控制器算法组态

6.4.1 控制器算法组态概述

6.4.2 控制器算法软件及功能

6.4.3 单回路控制系统组态

6.4.4 联锁及主要复杂控制回路组态

6.4.5 树脂塔顺控方案组态

第7章 离子膜烧碱整流

7.1 离子膜整流系统的组成及工作原理

7.1.1 整流系统组成

7.1.2 整流系统工作原理

7.2 整流系统设计

7.2.1 整流装置主要参数计算

7.2.2 整流柜内部元件的选取及制造要求

7.2.3 整流柜的保护措施

7.2.4 晶闸管整流装置控制柜

7.2.5 计算机监控系统

7.2.6 极化整流器

7.3 整流器辅助设备

7.3.1 整流变压器

7.3.2 纯水冷却装置

7.3.3 直流母线式大电流隔离器

7.3.4 直流大电流传感器

7.4 整流所的常见事故类型及处理

7.4.1 整流工段易出现的故障类型

7.4.2 整流装置的运行管理

7.4.3 整流工段可能出现的异常情况及事故处理

7.4.4 整流变压器的运行管理及检修维护

7.4.5 整流变压器可能出现的异常情况及事故处理

7.4.6 整流高压开关柜的运行管理

附录1 ××××公司20万吨-年离子膜烧碱项目DCS控制系统招标文件

附录2 DCS系统主要供应商及其产品介绍

附录3 离子膜烧碱装置数据库IO表

附录4 现场控制站机柜布置与接线图

参考文献