NHD脱硫工艺富液分离槽液位控制方案的改造

通过对甲醇工业生产过程中NHD脱硫工艺富液分离槽液位控制方案的改造，解决了富液分离槽液位波动较大的问题，实现了再生塔连续进液，稳定再生塔液位。

甲醇工业生产过程中，NHD脱硫工艺富液分离槽V07液位LICA-08控制是根据富液分离槽的液位变化来调整气相压力实现调整液位。经过实际生产运行，发现LICA-08液位波动较大。为实现再生塔连续进液，稳定再生塔液位，必须对NHD脱硫工艺富液分离槽V07液位LICA-08控制方案进行改造，使富液分离槽V07的液位控制平稳。

NHD脱硫工艺简述

NHD脱硫也称湿法脱硫，是一种物理吸收。主要原理是NHD（聚乙二醇二甲醚）溶液在常温下可选择性吸收原料气中的H₂S气体，使原料气中硫化氢气体含量满足合成甲醇要求。吸收了H₂S的NHD富液减压、加热后可使溶液中吸收的气体全部解析出来，从而溶液得以循环利用。

相关设备功能及术语简述

1 富液分离槽

富液分离槽是用来分离NHD富液的气相和液相，上部为气相——NHD富液解析气，下部为液相——分离出解析气后NHD富液。

2 再生塔

再生塔的作用是解析出经过富液分离槽分离的NHD富液中各种溶解的气体。

3 简单控制系统

简单控制系统又称为单回路反馈控制系统，是由一个被控对象、一个变送器、一个控制器和一只调节阀所组成的单回路闭合控制系统。简单控制系统常用被控变量来划分，最常见的是温度、压力、流量、液位和成分等五种控制系统。

4 DCS

DCS（Distributed Control System），即分散控制系统 ，又名集中分散控制系统（简称集散控制系统），也叫分布式控制系统，是集计算机技术、控制技术、通讯技术和CRT技术为一体的综合性高技术产品。

DCS通过操作站对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理，通过控制站对工艺过程各部分进行分散控制，既不同常规的仪表控制系统，又不同于集中式的计算机控制系统．而是集中了两者的优点，克服了它们各自的不足。DCS以其可靠性、灵活性、人机界面友好性及通讯的方便性等特点日益被广泛应用。

5 Experion PKS R201

Experion PKS（Experion PKS过程知识系统）是美国Honeywell公司生产的一种具有先进的 DCS 能力的、统一的、协作的体系结构，它将人与过程，经营与资产管理联合在一起，帮助过程制造商提高收益率和生产率。

Experion通过收集、整合过程与经营数据，改善了经营效果和经营者的思维，提供了经营者所需的知识，使其做出正确的判断。Experion PKS的中心是Experion 平台，它将所有的过程控制和安全管理（包括非霍尼韦尔系统）集合至独立而统一的结构而奠定了基础。Experion平台嵌入了高级应用程序来改善过程执行，资产和工作人员的有效性以及经营的灵活性。PKS R201是其中的一个版本。

存在的问题及原因分析

NHD脱硫系统富液分离槽V07液位LICA-08控制是根据液位变化来调整气相压力实现调整液位。其控制方案如图1所示。

图1 改造前的工艺流程

如图1所示，富液分离槽的液位LICA-08的控制采用的是简单控制系统，且由Honeywell公司Experion PKS R201系统来实现DCS控制的。LICA-08液位信号反馈气开调节阀LV-08来调整气相压力实现调整液位。

经过实际生产运行，发现目前LICA-08液位波动较大。其原因分析为，当富液分离槽内液位高（或低）时，调节阀跟踪液位而调整富液分离槽内压力，即关小（或开大）调节阀LV-08，这样造成富液分离槽内压力增长（或降低）。

由于富液分离槽内压力的增长或降低，当压力降低到一定压力（大约小于等于0.28MPa）时就会造成富液无法进入再生塔，从而使再生塔不能连续进液，导致了再生塔液位随之出现波动。

改造方案

根据以上问题，NHD脱硫系统富液分离槽V07液位LICA-08控制已不适应生产需要，通过理论分析和考察情况，提出以下改造方案：

如图1所示，改造前的控制方案是利用富液分离槽液位LICA-08的变化控制气开调节阀LV-08的开度，来调整气相压力PIC-07，从而实现调整其液位。

通过查阅大量资料并结合我厂实际进行研究，我们根据工艺生产需要和安全要求，提出如图2的改造方案。改造后在出富液分离槽底部管道上增加一个气开调节阀，主要控制富液分离槽的液位LICA-08，且把其调节阀命名为LV-08。而改造前的调节阀LV-08改名为PV-07，主要用来调节出富液分离槽的气体压力PIC-07。

这样，当富液分离槽内液位LICA-08高（或低）时，调节阀LV-08跟踪其液位，对富液分离槽内压力PIC-07只有微小的影响。调节阀PV-07主要跟踪富液分离槽内压力，对富液分离槽内液位也只有微小的影响。从而不会造成液位LICA-08和压力PIC-07不能同时满足正常工况的状况发生。

图2 改造后的工艺流程

出富液分离槽气体压力PIC-07的控制和富液分离槽的液位LICA-08的控制都仍采用简单控制系统来控制，且也由Honeywell公司Experion PKS R201系统来实现DCS控制。

改造后的方案工作过程如下：

当富液分离槽内液位LICA-08高（或低）时，调节阀LV-08跟踪其液位，控制其液位在工况所需位置（只要在1%至90%之间，不使富液分离槽把被抽空，形成负压即可），即关小（或开大）调节阀LV-08。再通过关小（或开大）调节阀PV-07的开度，控制压力PIC-07在0.30 MPa与0.40MPa之间。有效解决了压力降低到一定压力（大约小于等于0.28MPa）时造成富液无法进入再生塔的问题，使再生塔能够做到连续进液。

结论

该改造控制方案的成功应用，彻底解决了再生塔不能连续进液导致再生塔液位随之出现波动的问题，完全满足生产需求。