第一篇：化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖技術改造工作實施方案

化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖技術改造工作實施方案

為貫徹落實《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》（國發〔2010〕23號）文件精神，根據國務院安委辦、國家安監總局，工業和信息化部等相關部委的要求，現就推進全區涉及危險工藝的化工生產裝置自動化控制及安全連鎖技術改造工作提出如下意見。

一、工作目標

全區所有涉及危險工藝的化工生產裝置及其輔助設施力爭在2011年底實現生產過程中危險環節關鍵操作的自動化控制。溫度、壓力、流量、液位及可燃、有毒氣體濃度等工藝指標的超限報警及生產裝置的安全聯鎖停車；大型和高度危險化工裝置要在自動化控制的基礎上裝備緊急停車系統（ESD）或安全儀表系統（SIS）。

二、改造范圍

（一）《國家安全監管總局關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》（安監總管三〔2009〕116號，以下簡稱《目錄》）公布的15種危險化工工藝的生產裝置；

（二）涉及危險化工工藝生產的輔助設施；

（三）因工藝、設備和設施安全、穩定等，不需要配置自動化控制、超限報警及安全聯鎖停車設施或企業現有化工裝置能夠滿足《目錄》推薦的安全控制要求的，由企業委托有資質評估機構對企業現役化工裝置安全現狀進行專項評估，作出是否需納入安裝改造范圍的結論，報盟市安監局。

三、改造內容

所有危險化學品建設項目和現有化工生產裝置及其輔助設施要按照《目錄》要求，對照本企業采用的危險化工工藝及其特點，確定重點監控的工藝參數和安全控制的基本要求，完善自動控制系統。

涉及改造范圍內的生產裝置輔助設施要與生產裝置同步進行自動化改造，必須安裝配備有毒、可燃氣體泄漏和火災報警系統；重大危險源涉及的壓力、溫度、液位（流量）、泄漏報警等要有遠傳和連續記錄；液化氣體、劇毒液體（液氯、液氨、液化石油氣、液化天然氣）等重點儲罐要設置遠程緊急切斷裝置。

四、工作措施

（一）認真研究制定具體自動化改造操作方案。各盟市安監局要進一步摸清轄區內涉及自動控制技術改造范圍的危險化學品企業底數，填寫《自動化控制改造調查匯總表》（見附件1），制定自動化改造工作方案。根據化工裝置危險程度和當地實際，對企業安裝改造的時限作出具體規定，列出工作進度表，分期分批組織實施。工作方案與匯總表一并于2011年6月31日前報送自治區安監局。

（二）強化安全生產行政許可措施。各級安監部門要將安裝自動化控制及安全聯鎖系統作為安全生產的必要條件，嚴把安全生產準入關。

1、實施改造的企業，要在安裝改造工程驗收后，委托有資質評估機構編制自動化控制及安全聯鎖系統安裝報告書（見附件2）報盟市安監局。凡不符合本意見規定安裝改造要求的，按照逾期未安裝進行處理。

2、新建、改建、擴建項目，涉及的化工裝置屬于安裝改造范圍的，必須同時設計、安裝和使用相應的自動化控制及安全聯鎖裝置。危險化學品建設項目設立安全評價報告，要對工藝裝置的安全風險進行分析，提出安裝自動化控制及安全聯鎖系統的措施建議。危險化學品建設項目安全設施設計專篇，要根據工藝裝置的安全風險分析、風險級別和措施建議，充分考慮和設計重要參數的測量、控制、報警、自動聯鎖保護及緊急停車等自動化控制及安全聯鎖設施和措施。未按以上要求執行的，不予通過安全審查。

危險化學品建設項目竣工驗收安全評價報告、生產企業現狀安全評價報告，要對安裝自動化控制及安全聯鎖裝置作出評價，內容包括：生產工藝控制參數及控制點、安全控制工作原理、采用的邏輯控制單元、檢測變送單元等，設計、安裝單位資質符合性，控制系統在試生產期間的檢測檢驗和調試、運行等情況。已經試生產的，必須在試生產結束前配置相應的自動化控制及安全聯鎖裝置，確因時間緊、工作量大等原因無法完成的，要作出安裝改造的時限承諾（最長不超過6個月）并認真實施，否則，不予通過安全設施竣工驗收。

（三）加強改造過程管理和人員的培訓教育。各級安監部門要引導從業單位選擇信譽高、專業實力強的機構開展自動化控制改造的評估、設計、施工安裝和儀表設備供應，不具備國家規定資質的設計、施工、評價單位或相關人員不得從事相關業務。要督促從業單位按照本意見要求，認真組織實施自動化改造。

各級安監部門要組織相關設計、安全評價等單位和有關專家，開展自動化控制或安全聯鎖停車裝置相關專業知識的教育培訓和技術服務工作。各化工企業要通過加強教育培訓、引進專業人才、聘請有關科研、設計單位服務等方式，配備符合化工裝置自動化控制及安全聯鎖停車裝置需要的操作人員和技術力量。

第二篇：山東省危險化工工藝自動化控制改造標準

山東省危險化工工藝自動化控制改造標準

一、總體目標

通過推進化工企業涉及危險化工工藝生產裝置自動化改造工作，切實提高化工企業安全保障能力，全面提升化工企業本質安全水平，確保我省危險化學品行業安全生產形勢持續穩定。

二、工作任務

涉及硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、重氮化、加氫反應等15種危險工藝化工生產裝置全部裝備和完善自動控制系統，大型和高度危險化工裝置裝備緊急停車系統。

三、實施步驟

（一）評價確認。各化工企業按照國家安監總局《首批重點監管的危險化工工藝目錄》和《首批重點監管的危險化工工藝安全控制要求、重點監控參數及推薦的控制方案》要求，聘請甲級安全評價機構對照本企業采用的危險化工工藝及其特點，專項安全評價自動控制情況，并將評價報告上報省安全監管局。

（二）制定改造方案。經評價，未達到自動控制要求的，要立即制定整改計劃和改造方案。改造方案要由具有相應資質的設計單位會同企業有關專業人員研究制訂，并報省安全監管局備案。各市（地）安監局要檢查指導轄區內企業自動化改造工作進展情況。

（三）方案實施。安裝改造工程要由具備相應資質的施工安裝單位承擔。實施改造企業在安裝改造前后要有完善的停、開車方案，落實防范措施，確保停、開車安全。安裝改造完成后，要由安全評價機構對自動化控制及安全聯鎖停車裝置驗收評價，并建立檔案，確保裝置運行靈敏、可靠，確保人員及設備安全。

（四）改造確認。危險化工工藝生產裝置自動化改造工作完成后，企業要及時將驗收評價報告報省安全監管局備案。

四、工作要求

（一）提高認識，加強領導，落實責任。各級安全監管部門要充分認識我省化工企業安全生產基礎仍然薄弱，特別是一些高危險工藝化工企業沒有配置自動化控制及安全聯鎖，工藝裝置本質安全水平較低，化工生產過程大多涉及高溫、高壓、易燃、易爆和有毒有害，一旦出現異常且控制不當，極易引發惡性事故。實施化工生產過程自動化控制及安全聯鎖技術改造，是規范安全生產管理、降低安全風險、防止事故發生的重要措施，也是強化企業安全生產基礎、提升本質安全水平的有效途徑。各地市要切實加強對自動化改造工作組織領導，周密部署，精心組織，強力推進，認真實施，切實督促企業嚴格落實主體責任，加大安全投入、加快安裝改造進度。

（二）強化管理，狠抓落實，確保進度。各市（地）要針對這項工作時間緊、專業性強、改造任務重的情況，加強各實施階段督促檢查，及時掌握改造企業工作進展和存在困難，采取得力措施，狠抓落實，確保如期完成工作任務。各企業要科學分析各自裝置特點，按照安全可靠、經濟適用原則，充分吸收設計、評價等單位技術人員和化工專家意見，積極穩妥的實施改造。各縣（市、區）安全監管部門要切實加強對安裝改造工作過程中停產和復工環節安全監管，督促企業建立并嚴格落實化工裝置開、停車方案、安全操作規程和應急處置預案，保證裝置改造工作安全順利進行。

（三）強化監管，嚴格許可，把住安全準入關。要將是否安裝自動化控制及安全聯鎖系統作為換（發）安全生產行政許可的必要條件，嚴把安全生產準入關。實施改造的企業，要在安裝改造工程驗收后，編制自動化控制及安全聯鎖系統安裝報告書報當地安監部門。新、改、擴建項目，涉及化工裝置屬于安裝改造范圍的，必須同時設計、安裝和使用相應的自動化控制及安全聯鎖裝置。未經設立安全審查或安全設施設計審查的，必須提出或設計相應的自動化控制及安全聯鎖系統，否則，不予通過安全審查。已經試生產的，必須在試生產結束前配置相應的自動化控制及安全聯鎖裝置，確因時間緊、工作量大等原因無法完成的，要作出安裝改造的時限承諾（最長不超過6個月），并認真實施，否則不予通過安全設施竣工驗收。危險化學品建設項目設立安全評價報告，要采用危險度評價法，分析工藝裝置的安全風險，提出是否安裝自動化控制及安全聯鎖系統的措施建議。危險化學品建設項目竣工驗收安全評價報告、生產企業現狀安全評價報告，要對是否按規定要求安裝自動化控制及安全聯鎖裝置作出評價。危險化學品建設項目安全設施設計專篇，要根據工藝裝置的安全風險分析、風險級別和措施建議，充分考慮和設計重要參數的測量、控制、報警、自動聯鎖保護及緊急停車等自動化控制及安全聯鎖設施和措施。

第三篇：坤輝氣化合成氨自動化控制及安全聯鎖裝置匯報

坤輝氣化公司合成氨系統 自動化控制及聯鎖配套情況匯報

總公司：

根據寧夏回族自治區安全生產監督管理局轉發的《國家安全監管總局關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》（寧安監危化發2009175號文）和石嘴山市安全生產監督管理局下發的《關于推進全市化工企業自動化控制及安全聯鎖技術改造工作的通知》，我單位被列入第一批重點監控的危險化工工藝改造的企業名單。

根據市安全監督管理局文件的要求，要求我公司務必于2010年10月底完成自動化監控改造并通過驗收工作，對驗收不合格的企業，一律責令停產，對不按要求進度實施的企業，一律按相關規定從嚴處罰。

根據《國家安全監管總局關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》文件中附件1 首批重點監管的危險化工工藝目錄和附件2首批重點監管的危險化工工藝安全控制要求、重點監控參數及推薦的控制方案的要求，將我公司合成氨系統的自動化控制及安全聯鎖配置情況說明如下：

1、要求重點監控工藝參數 公司已監控的工藝參數：

壓力參數：氨合成塔系統壓力；氫氮氣壓縮機各段間、系統壓力；

液氨儲存系統（氨罐）壓力

溫度參數：合成塔觸媒層溫度、合成塔塔壁溫度

氫氮氣壓縮機各段間進出口溫度、軸瓦溫度、油溫

液氨儲罐溫度

液位參數：合成系統冷交、氨分液位、廢鍋液位

氫氮氣壓縮機段間分離器定時排放

液氨儲罐液位 物料流量：合成系統煤氣流量顯示

物料比例：合成系統原料氣循環氫、甲烷含量在線監測

2、安全控制的基本要求

A、合成氨裝置的溫度、壓力報警和聯鎖情況 有溫度、壓力監測和顯示，未安報警和聯鎖裝置 B、物料比例控制和聯鎖情況

系統裝設的原料氣的氫氣、甲烷含量在線監測、和氫氮比自動自動調節儀

C、壓縮機的溫度、入口分離器液位、壓力報警聯鎖情況 壓縮機各段間溫度顯示、一入（凈氨塔）、三入（碳化水分離器）、六入（銅洗塔）均安裝了液位顯示裝置 壓縮機安裝了油壓、水壓報警聯鎖裝置 D、緊急冷卻系統

各崗位配備消防接口用于第一緊急冷卻系統，循環水系統備用大流量泵作為第二應接冷卻系統，氨庫裝設噴淋裝置應急氨罐系統 泄漏稀

E、緊接切斷系統 F、安全泄放系統情況

合成、壓縮系統裝設有安全閥，系統超壓后經放空緩沖罐減速、消音泄放。

G、可燃氣體有毒氣體檢測報警裝置

氨罐系統設有氨氣泄漏檢測報警裝置、主要崗位設有CO泄漏檢測報警裝置

3、宜采用的控制方式

A、合成氨裝置內溫度、壓力與物料流量、冷卻形成聯鎖關系 主要崗位壓縮、脫硫設有負壓報警聯鎖裝置 主要崗位設有半水煤氣過氧報警聯鎖裝置 B、合成單元自動控制控制回路

氨分、冷交液位、廢鍋液位、循環量控制目前均設有顯示儀表，控制為人工調節

廢鍋蒸汽流量、廢鍋蒸汽壓力有測量和顯示與系統并網 以上為我公司的自動控制置情況，主要不足之處在于3B（合成單元自動控制控制回路）2E、3A項目上。

坤輝公司

2009年11月17日

第四篇：化工企業高危險工藝裝置自動控制和安全聯鎖技術簡介

化工企業高危險工藝裝置自動控制和安全聯鎖技術簡介

目錄

一、化工企業工藝裝置危險性分析

（一）高危險生產裝置的危險性

（二）高危險儲存裝置的危險性

（三）人工手動控制的危險有害因素

二、常用的自動化控制和安全聯鎖方式

（一）自動控制和安全聯鎖的作用

（二）常用的自動控制及安全聯鎖方式

（三）典型控制單元模式

三、安裝（改造）自動控制和安全聯鎖裝置應做的主要工作

（一）對工藝裝置進行風險分析

（二）制定安裝（改造）方案

（三）做好實施的各項準備工作

（四）安裝、調試和投入運行

化工企業高危險工藝裝置

自動控制和安全聯鎖技術簡介

各位領導，同志們:

我是山東匯智工程設計有限公司劉慶德。前一段時期，根據省安監局要求，在化工企業自動控制及安全聯鎖裝置的技術、設計和安裝（改造）等方面，我公司進行了系統的調查研究，并向多家化工企業提供了自動控制及安全聯鎖技術安裝改造方案，為提高化工企業的本質安全水平做了一些工作。下面，根據會議安排，我就化工企業高危險工藝裝置自動控制和安全聯鎖技術，向大家作簡要介紹。

一、化工企業工藝裝置危險性分析

化工企業的高危險工藝生產裝置主要是指含有硝化、磺化、鹵化、強氧化、重氮化、加氫等化學反應過程和存在高溫（≥300℃）、高壓（≥10MPa）、深冷（≤-29 ℃）等極端操作條件的生產裝置。

高危險儲存裝置主要指劇毒品、液化烴、液氨、低閃點（≤-18 ℃）易燃液體、液化氣體等危險化學品儲存裝置。

（一）高危險生產裝置的危險性

下面，介紹六類常見的最主要的高危險生產裝置的危險性。

1、硝化反應。有兩種：一種是指有機化合物分子中引入硝基取代氫原子而生成硝基化合物的反應，如苯硝化制取硝基苯、甘油硝化制取硝化甘油；另一種是硝酸根取代有機化合物中的羥基生成硝酸酯的化學反應。生產染料和醫藥中間體的反應大部分是硝化反應。

硝化反應的主要危險性有：

(1)爆炸。硝化是劇烈放熱反應，操作稍有疏忽、如中途攪拌停止、冷卻水供應不足或加料速度過快等，都易造成溫度失控而爆炸。

(2)火災。被硝化的物質和硝化產品大多為易燃、有毒物質，受熱、磨擦撞擊、接觸火源極易造成火災。

(3)突沸沖料導致灼傷等。硝化使用的混酸具有強烈的氧化性、腐蝕性，與不飽和有機物接觸就會引起燃燒。混酸遇水會引發突沸沖料事故。

2、磺化反應。磺化反應是有機物分子中引入磺（酸）基的反應。磺化生產裝置的主要類型：

（1）烷烴的磺化。如生產十二烷基磺酸鈉、（2）苯環的磺化。如生產苯磺酸鈉類。

（3）各種聚合物的磺化和氯磺化。如生產各種顏料、染料的磺化等。

磺化反應的主要危險性有：

（1）火災。常用的磺化劑，如濃硫酸、氯磺酸等是強氧化劑，原料多為可燃物。如果磺化反應投料順序顛倒、投料速度過快、攪拌不良、冷卻效果不佳而造成反應溫度過高，易引發火災危險。

（2）爆炸。磺化是強放熱反應，若不能有效控制投料、攪拌、冷卻等操作環節，反應溫度會急劇升高，導致爆炸事故。

（3）沸溢和腐蝕。常用的磺化劑三氧化硫遇水生成硫酸，會放出大量熱能造成沸溢事故，并因硫酸的強腐蝕性而減少設備壽命。

3、鹵化反應。有機化合物中的氫或其他基團被鹵素（Cl、Br、F、I）取代生成含鹵有機物的反應稱為鹵化反應。化工生產中常見的鹵化反應有：黃磷與氯氣反應生成三氯化磷、硫磺與氟氣反應生成六氟化硫、雙酚A、苯酚、二苯乙烷與溴素反應生成溴系阻燃劑等。

鹵化反應主要危險性有：

（1）火災。鹵化反應的火災危險性主要取決于被鹵化物質的性質及反應過程條件，反應過程所用的物質為有機易燃物和強氧化劑時，容易引發火災事故。

（2）爆炸。鹵化反應為強放熱反應，因此鹵化反應必須有良好的冷卻和物料配比控制系統。否則超溫超壓會引發設備爆炸事故。

（3）中毒。鹵化過程使用的液氯、溴具有很強的毒性和氧化性，液氯儲存壓力較高，一旦泄露會發生嚴重的中毒事故。

4、強氧化反應。物質與氧或強氧化劑發生的化學反應稱為強氧化反應。常見強氧化反應有：氨氧化制硝酸、甲醇氧化制甲醛、丙烯氧化制丙烯酸等。

強氧化反應的主要危險性有：

（1）爆炸。強氧化反應一般是劇烈放熱反應，反應熱如不及時移去，將會造成反應失控而發生爆炸事故。氧化反應中的物質大部分是易燃、易爆物質，副產過氧化物的性質極不穩定，受熱易分解，有爆炸危險。

（2）火災。氧化劑具有很強的火災危險性，如遇高溫、撞擊、摩擦以及與有機物、酸類接觸都能引發火災。

5、重氮化反應。重氮化是使芳伯胺變為重氮鹽的反應。常見的重氮反應有：丙酮氰醇與水合腫、氯氣合成偶氮二異丁腈、芳胺與亞硝酸鈉反應制得偶氮染料等。

重氮化反應的主要危險性有：

（1）爆炸。重氮化反應的危險性在于所產生的重氮鹽，在溫度稍高或光的作用下，極易分解，有的甚至在室溫時亦能分解。一般每升高10℃，分解速度加快兩倍。在干燥狀態下，有些重氮鹽不穩定，外部條件能促使重氮化合物激烈分解，有爆炸著火的危險。

（2）火災。作為重氮劑的芳胺化合物多為可燃有機物在一定條件下易引發火災

6、加氫反應。在石油化工生產中，在催化劑及氫存在條件下以除去其中的硫、氮或不飽和鍵、烯烴或使原料發生裂解的反應稱為加氫反應。

加氫反應的火災危險性有：

（1）爆炸。許多還原反應都是在氫氣存在條件下，并在高溫、高壓下進行，如果因操作失誤或設備缺陷發生氫氣泄漏，極易發生爆炸。

（2）火災。加氫裂化在高溫、高壓下進行，且需要大量氫氣，一旦油品和氫氣泄漏，極易發生火災或爆炸。

（3）氫脆。加氫為強烈的放熱反應，氫氣在高溫下與鋼材接觸，鋼材內的碳分子易與氫氣發生反應生成碳氫化合物，使鋼制設備強度降低，發生氫脆。

（二）、高危險儲存裝置的危險性

高危險儲存裝置：儲存劇毒、液化烴、液氮、低閃點易燃液體和液化氣體的儲罐、鋼瓶、氣柜等。其危險性：

（1）泄漏。由于儲存設備損壞或操作失誤引起泄漏，從而大量釋放易燃、易爆、有毒有害物質，將會導致火災、爆炸、中毒等重大事故發生。如四川發生的液氯儲罐泄漏爆炸事件，使數十萬居民緊急轉移，影響極大。

（2）中毒。有毒物質泄漏后形成有毒蒸汽云，它在空氣中漂移、擴散，直接影響現場人員，并可能波及居民區。大量劇毒物質泄漏可能帶來嚴重人員傷亡和環境污染。

（3）火災。儲存易燃液體、易氧化或遇水劇烈反應的物質，易引發火災事故。

（4）爆炸。儲存低閃點的易燃液體或氣體，如液化烴儲罐，由于液化烴閃點低，極易燃燒，一旦泄露遇酸、撞擊、摩擦、有機易燃物質或積聚的靜電會發生火災及爆炸事故。如南京金陵石化的油罐發生爆炸事故，造成20人死亡。

（三）人工手動控制的危險有害因素

1、危險性大小五要素：

化工裝置的危險性大小通常用危險度來分級，分為高度危險級、中度危險級和低度危險級三級，構成危險度的五個要素是：

（1）、物質：工藝過程中的物質本身固有的點火性、可燃性、爆炸性和毒性。

（2）、容量：工藝過程中物料量，量大危險性大。

（3）、溫度：運行溫度越高，點火溫度低的危險性大。

（4）、壓力：運行壓力越高越危險。

（5）、操作：不同的化工產品、不同的反應類型、不同的運行條件、不同的工藝路線、不同的原料路線造成化工操作異常復雜。

2、人工手動控制的危險有害因素

據初步調查，我省中小型化工企業的生產裝置，一般以人工手動控制為主要操作手段。從化工生產的特點分析，人工手動控制的危險有害因素有：

（1）、現場人工操作用人多，一旦發生事故件直接造成人員傷亡。

（2）、人的不安全行為是事故發生的重要原因。在溫度、壓力、液位、進料量的控制中，閥門開關錯誤或指揮錯誤將會導致事故的發生。

（3）、人工手動控制中很難嚴格控制工藝參數，稍有不慎即會出現投料比控制不當和超溫、超壓等異常現象，引發溢料、火災甚至爆炸事故。

（4）、作業環境對人體健康的影響不容忽視，很容易造成職業危害。

（5）、設備和環境的不安全狀態及管理缺陷，增加了現場人員機械傷害、觸電、灼傷、高處墜落及中毒等事故的發生，直接威脅現場人員安危。

二、常用的自動化控制和安全聯鎖方式

（一）自動控制和安全聯鎖的作用

化工生產過程中高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、有腐蝕性、有刺激性臭味等危險危害因素是固有的。自動化操作不僅能嚴格控制工藝參數、避免手動操作的不安全隱患還能降低勞動強度、改善作業環境，而且能更好的實現高產、優質、長周期的安全運行。

總之，對高危險工藝裝置，在不能消除固有的危險危害因素又不能徹底避免人為失誤的情況下，采用隔離、遠程自動控制等方法是最有效的安全措施。

（二）常用的自動控制及安全聯鎖方式

對高危作業的化工裝置最基本的安全要求應當是實行溫度、壓力、液位超高（低）自動報警、聯鎖停車，最終實現工藝過程自動化控制。目前，常用的工藝過程自動化控制及安全聯鎖主要有：

1、智能自動化儀表。智能儀表可以對一個溫度、壓力、液位實現自動控制。

2、分布式工業控制計算機系統，簡稱DCS，也叫做分散控制系統。DCS是采用網絡通訊技術，將分布在現場的控制點、采集點與操作中心連接起來，共同實現分散控制集中管理的系統。

3、可編程序控制器，簡稱PLC。應用領域主要是邏輯控制，順序控制，取代繼電器的作用，也可以用于小規模的過程控制。

4、現場總線控制系統，簡稱FCS。FCS是基于現場總線的開放型的自動化系統，廣泛應用于各個控制領域，被認為是工業控制發展的必然趨勢。尤其本質安全型總線,更加適合直接安裝于石油、化工等危險防爆場所,減少系統發生危險的可能性。

5、各種總線結構的工業控制機，簡稱OEM。總線結構的工業控制機的配置靈活，擴展使用方便，適應性強，便于集中控制。

6、以上控制方式都可以配備緊急停車系統（ESD）和其他安全連鎖裝置。

（三）典型控制單元模式

化工生產過程千差萬別，單元操作類型并不多。下面，簡單介紹幾個典型的基本單元控制模式：

1、化學反應器基本單元操作模式

多數化學反應是放熱反應，硝化、鹵化、強氧化反應是劇烈的放熱反應；磺化、重氮化、加氫反應是強放熱反應。隨著反應溫度的升高，反應速度將會加快，反應熱也將隨之增加，使溫度繼續上升，沒有可靠的移除反應熱的措施，反應不穩定，將會超溫，引發事故。

化學反應器的控制指標有溫度、壓力、流量、液位等，是各單元操作中較復雜也是最危險的操作。多數反應器應當配置超溫、超壓、超液位報警和聯鎖系統。

（反 應器 單 元 模 式 見 附 圖 A，B）

這是一個典型的硝化、氯化、磺化反應器控制原理圖。

1，這是流量控制，通過控制進料量使系統反應配比及反應過程穩定。這個地方也可以根據實際情況采用比值調節來控制進料配比。

2，這是溫度調節通過控制冷媒流量來調節反應器溫度。當反應器溫度上升時，系統自動調大調節閥開度使冷媒流量加大。反之亦然。

3，這是溫度超高連鎖，當溫度超高時系統報警，同時關閉緊急切斷閥切斷進料。

4，這是液位控制，通過控制出料閥的開啟度來控制出料量使反應器液位保持恒定。同時可設液位高低限報警。

這是一個典型的聚合反應器，設夾套加熱，盤管冷卻。

1，與前面反應器不同的是配置了壓力調節系統，使反應器的壓力保持穩定。當反應超壓時報警，同時連鎖關閉進料閥，若反應器內余料繼續反應，壓力繼續升高，就開啟安全泄壓系統，尾氣進回收裝置。

有些反應為滿足反應條件需要先升溫，反應開始后又會放熱，為控制溫度恒定，需要再降溫，對這類反應的溫度控制就更加復雜。

2降溫系統。

3升溫系統。

2、蒸餾塔系統基本單元模式

蒸餾是應用極為廣泛的傳質過程，其目的是將混合液各組分進行分離，達到要求的純度標準。

蒸餾塔系統的調節參數有進料量、餾出量、釜液量、冷卻量、加熱量、回流量六個；被調節參數有壓力、塔釜液位、進料量、產品量、回流罐液位、回流比六個。

（蒸餾塔系統單元模式見附圖C）

1，進料量控制 2，加熱量控制

3，塔釜液位控制 4，回流量控制

5，冷凝液位控制

3、換熱器基本單元模式

工藝過程中常設置換熱器設備（冷卻器、再沸器、冷凝器等），其調節控制參數都是溫度。通常控制方案有三種：調節有效傳熱面積、根據工藝物料出口溫度來調節冷（熱）載體流量、改變溫差

（換熱器基本單元模擬見附圖D）

1，溫度超高報警連鎖，溫度超高后報警同時切斷蒸汽入口閥。

2，加熱量控制系統

3，進料量控制系統

4，進料預熱控制系統

5，液位控制系統

6，壓力控制系統

4、易燃液體儲罐基本單元模式

儀表控制設計一般要求

①

液位：就地液位指示，遠傳液位指示，高、低液位報警，高、低液位聯鎖（需要時設）。

②

溫度：就地溫度指示、遠傳溫度指示（需要時設報警），有加熱系統的設溫度調節

③ 流量：進出料管線上設流量計

附圖E

常壓液體儲罐基本單元模式

易燃液體儲罐說明：

安全設施有：

1、噴灑冷卻水，壓力指示、報警；可和溫度連鎖實現自動噴淋

2、現場流量指示及液位現場指示、遠傳指示、高低液位報警及超高液位連鎖；

3、氮封壓力調節，使罐內氮封壓力保持正壓；

4、阻燃式呼吸閥；

5、有必要時設溫度指示、報警、連鎖；

6、必要時在儲罐附近設可燃氣體濃度監測報警及有毒氣體濃度監測報警。

7、有些儲罐可設置泡沫滅火設施。

以上的這些監測點的采集、顯示，以及控制閥門的動作等等，所有這些控制策略需要DCS或者PLC來完成。

三、安裝（改造）自動控制和安全聯鎖裝置應做的主要工作

化工企業高危險工藝裝置安裝自動控制和安全聯鎖的技術改造工作，應主要做好以下幾點：

（一）對工藝裝置進行風險分析。

（1）對產品、中間產品、原料及輔助材料的物理、化學性質進行分析，確認其點火性、可燃性和毒性，并根據其貯存量和工藝過程中的物料量確定其危險程度；

（2）對工藝的固有危險性進行分析，確認工藝過程中有幾步化學反應，主要危險是什么。并對可能發生的事故類型、損失程度進行分析；

（3）對反應器、儲罐等主要危險設備的新舊程度、生產、儲存裝置的現有狀態進行分析；

（4）對企業現有工藝規程、安全規程等操作制度和現有的安全設施進行分析；

（5）通過以上分析找出現有裝置的主要危險有害因素，主要工藝控制參數，初步確定控制點和監測點的要求。

對以上的風險分析工作，大型企業可以組織自己的工藝、設備、安全方面的專家自主進行，中小型企業從提高企業安全生產條件的角度出發，應當委托具有相應資質的安全評價、化工設計等中介機構進行。

（二）制定安裝（改造）方案。化工企業高危險工藝裝置安裝自動控制和安全連鎖是一項非常復雜的系統工作。自動控制和安全聯鎖系統的方案設計，應當委托具有資質的設計單位承擔。對于高度危險裝置的自動化控制和安全連鎖系統方案設計，建議委托具備甲級資質、有經驗的設計單位承擔，根據國家相關設計規范和標準進行全面的安全系統設計。

（三）做好實施的各項準備工作。企業的設計方案確定后，要做好實施前的準備工作，一是自動控制系統、安全聯鎖裝置的選型，根據先進性、經濟合理性、供應商服務能力與質量等原則，咨詢設計等單位的意見后確定；二是對相關人員進行專業培訓，確保掌握自動控制及安全聯鎖裝置的知識和操控能力；三是制定新的工藝操作規程和安全規程，并組織企業全員學習。

（四）安裝、調試和投入運行。裝置停車進行相關的吹掃、置換、封堵等工作，確保停車過程中的安全。自動控制及安全聯鎖裝置的安裝、調試，必須由具備能力有資質的單位承擔，企業應當選派人員參與安裝調試工作，培養自己的技術人才。安裝調試完成后，企業按照事先制定的開車方案，并嚴格按照安全規程的要求，進行空車聯動試運轉，在確認無問題后再投料開工，正式投入運行。

小結

通過近年來我公司設計的中小型化工醫藥項目看，如山東東岳化工1萬t/a R134a、5000t/a R152、KB建滔（河北）化工5萬t/a 苯加氫、廣東韶關1.5萬t/a HF、內蒙俱進化工4000t/a表面活性劑、帝斯曼淄博制藥有限公司1200t/a 頭孢氨芐、齊魯增塑劑公司2萬t/a多品種增塑劑、東營勝大化工1萬t/a氯化聚乙烯、淄博中軒黃原膠項目遠程控制技術改造、淄博嘉吉公司20萬噸酒精回收等項目。采取DCS或PLC控制，在控制工藝運行指標、穩定產品質量、降低物料消耗、減少用工、實現本質安全生產等方面，都達到了預期效果。

下一步，我們將按照這次會議要求，繼續深入研究化工企業高危險工藝裝置自動控制和安全聯鎖技術，為全省化工行業的安全生產做出應有的貢獻！

謝謝！

第五篇：4.4重大危險源及危險工藝控制方案分析

1.1 重大危險源及危險工藝控制方案分析

1.1.1 危險工藝自動化控制分析

1.1.1.1 國家對合成氨工藝自動化控制要求

根據《國家安全監管總局關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》（安監總管三〔2009〕116號）、《國家安全監管總局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》（安監總管三〔2014〕116號）、《關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理的通知》（安監總管三〔2013〕76號）、《云南省人民政府辦公廳關于進一步加強危險化學品安全生產工作的實施意見》（云政辦發〔2009〕83號）、《云南省安全生產監督管理局關于開展化工企業生產裝置自動化改造工作的意見》（云安監管〔2009〕139號）要求，本項目生產工藝中合成氨工藝被列為“首批重點監控的危險化工工藝”，安全控制的基本要求有：

合成氨裝置溫度、壓力報警和聯鎖；物料比例控制和聯鎖；壓縮機的溫度、入口分離器液位、壓力報警聯鎖；緊急冷卻系統；緊急切斷系統；安全泄放系統；可燃、有毒氣體檢測報警裝置等。將合成氨裝置內溫度、壓力與物料流量、冷卻系統形成聯鎖關系；將壓縮機溫度、壓力、入口分離器液位與供電系統形成聯鎖關系；緊急停車系統。

合成單元自動控制還需要設置以下幾個控制回路：

⑴氨分、冷交液位；⑵廢鍋液位；⑶循環量控制；⑷廢鍋蒸汽流量；⑸廢鍋蒸汽壓力。

安全設施，包括安全閥、爆破片、緊急放空閥、液位計、單向閥及緊急切斷裝置等。1.1.1.2 技改項目自動化控制方案分析

根據本項目可行性研究報告內容，本裝置采用集散系統(DCS)實現工藝參數的監視、控制和聯鎖保護。在生產車間設置全廠總控制室，集中檢測控制信號引至該控制室。部分成套單元配置獨立的控制柜，實現就地控制。據項目可研報告，生產裝置擬設置各種檢測報警儀，包括：壓力報警設施、溫度報警設施、液位報警設施、流量報警設施，發生工藝參數及環境參數超出設定范圍時，能實現遠程報警。

正常操作控制、監視和安全聯鎖在操作站電腦上實現。生產裝置的工藝參數越限報警均可在操作站電腦上實現。所有的報警信息(過程報警、系統報警)可在操作站上實現聲光報警，并通過打印機輸出。有關聯鎖的重要信號可同時在輔助操作臺上實現聲光報警。聯鎖保護系統由DCS完成，以保證生產裝置的安全、高效、長周期運行。

該項目生產工藝中涉及通過以上分析，由于可研報告深度原因，該可研報告生產自動控制方案尚不能滿足國家對合成氨工藝裝置自動化控制相關安全生產的要求。

1.1.1.3 項目自動化控制措施及建議

根據國家及省安全生產監督管理局相關文件要求，本評價報告對項目下階段自動化控制設計提出以下措施及建議：

（1）本項目須按《國家安全監管總局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》（安監總管三〔2014〕116號）規定，所有新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險化學品儲存設施要設計符合要求的安全儀表系統。化工安全儀表系統（SIS）包括安全聯鎖系統、緊急停車系統和有毒有害、可燃氣體及火災檢測保護系統等。安全儀表系統獨立于過程控制系統（例如分散控制系統等），生產正常時處于休眠或靜止狀態，一旦生產裝置或設施出現可能導致安全事故的情況時，能夠瞬間準確動作，使生產過程安全停止運行或自動導入預定的安全狀態。

（2）本項目須按《關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理的通知》（安監總管三〔2013〕76號）要求，新建化工裝置必須設計裝備自動化控制系統。涉及重點監管危險化工工藝的大、中型新建項目要按照《過程工業領域安全儀表系統的功能安全》（GB/T21109）和《石油化工安全儀表系統設計規范》(GB50770)等相關標準開展安全儀表系統設計。

（3）溫度、壓力報警和聯鎖。應在合成氨裝置各關鍵控制點設置多點溫度、壓力、成份（組分）以及液位的在線監測，關鍵儀表設置冗余，在DCS集散控制系統上顯示和控制，并設置有相關的工藝聯鎖及安全聯鎖。

（4）物料比例控制和聯鎖。應合成氨裝置中對物料比例（物料成份）進行在線監控，實現物料比例設置自動控制和調節。對安全生產會產生嚴重危害的氧含量必須設置在線監控和高限報警，并應設置安全聯鎖，在系統內氧含量大于設定值是能實現聯鎖緊急停車，同時還應在操作室內設置手動緊急停車按鈕。

（5）壓縮機的溫度、入口分離器液位、壓力報警聯鎖。應在合成氨裝置中壓縮機關鍵點溫度和壓力實現在線監控，并設置安全停機聯鎖；對入口水分離器液位設置現場液位和遠程液位計，信號引入DCS系統，并設置入口水分離器聯鎖。嚴格對壓縮機入口水分離器定時排污。

（6）緊急停車系統。本項目合成氨裝置DCS擬設置多處安全聯鎖，并能實現系統緊急停車，但沒有設置獨立的緊急停車系統（ESD），建議企業按要求設置裝置ESD，合成氨系統的緊急停車和安全聯鎖系統由獨立設置的緊急停車系統（ESD）實現。其它的工藝過程聯鎖系統由DCS的邏輯功能完成。ESD能與DCS通訊，停車聯鎖狀態由DCS監視。為了方便操作和對突發事件的處理，還應在位于中央控制室的輔助操作臺上設置重要信號的聯鎖報警燈屏以及聯鎖復位按鈕和緊急停車按鈕等輔助設施。ESD系統作為安全儀表系統（SIS）中重要組成部分，應與其他系統模塊構成一個整體。

（7）氨分、冷交液位應設置自動液位調節和在線液位顯示，在線液位信號引入DCS系統，應實現高、低液位報警，還應將低低液位與放氨閥進行聯鎖，在氨分、冷交液位低低報時，聯鎖關閉放氨閥，以防止合成高壓氣串入中壓氨系統引發超壓爆炸。

（8）技改項目合成氨應設置氣柜低限位與羅茨風機報警聯鎖，防止氣柜抽負破裂吸入空氣，導致過氧爆炸。

1.1.2 重大危險源監控措施分析及建議

根據《云南省安全生產監督管理局關于開展化工企業生產裝置自動化改造工作的意見》（云安監管〔2009〕139號）要求，危險區域應配備有毒、可燃氣體泄漏和火災報警系統；重大危險源涉及的壓力、溫度、液位（流量）、泄漏報警等要有遠傳和連續記錄。

項目可行性研究報告中說明生產工藝控制采用DCS系統，但未明確生產裝置及儲罐區采用的監控手段，要求建設單位在下階段設計中對構成重大危險源的生產裝置及儲存區按《危險化學品重大危險源安全監控通用技術規范》（AQ 3035-2010）、《危險化學品重大危險源 罐區現場安全監控裝備設置規范》（AQ 3036-2010）明確以下措施：

（1）可燃、有毒氣體檢測報警裝置。技改項目中涉及氫、甲烷、一氧化碳、硫化氫、甲醇、氨等易燃易爆物質，同時一氧化碳、硫化氫、甲醇、氨等物質具有毒性，生產裝置區、儲存區應按規范要求同時設置有毒氣體和可燃氣體濃度檢測報警儀，設置數量和位置應能覆蓋生產裝置區和、儲存區。可燃氣及有毒氣體濃度報警器的安裝高度，應按探測介質的比重以及周圍狀況等因素來確定。當被監測氣體的比重小于空氣的比重時，可燃氣體監測探頭的安裝位置應高于泄漏源0.5m 以上；被監測氣體的比重大于空氣的比重時，安裝位置應在泄漏源下方，但距離地面不得小于0.3m。

（2）儲罐區應設置可燃氣體濃度檢測儀和有毒氣體濃度檢測儀，可燃氣體或易燃液體儲罐場所，在防火堤內每隔20 m～30 m 設置一臺可燃氣體報警儀，且監測報警器與儲罐的排水口、連接處、閥門等易釋放物料處的距離不宜大于15 m。

（3）各儲罐除設置現場液位計外，還應設可遠程顯示的液位計，液位數據應引入生產裝置DCS系統，并能實現高液位報警。

（4）合成氨生產裝置、儲罐區已構成重大危險源，應按要求設置視頻監視系統，視頻監視范圍應能覆蓋生產、儲存區域。

（5）各儲罐液位遠傳數據和視頻監視數據應能實現連續記錄。（6）應在脫硫、壓縮設置對氣柜的遠傳監控設施；氣柜應設有容積指示儀、高低限位報警器，信號引入主控室，氣柜低限報警信號應與羅茨風機聯鎖，防止氣柜抽負。

（7）應設置脫硫塔壓力、液位聲光報警和自動排放聯鎖設施；（8）應設置氫氮壓縮機一段入口壓力低限聲光報警；（9）應設置液氨蒸發器、液氨儲槽應壓力高限報警設施；（10）應設置壓縮機潤滑油系統油壓低限報警、聯鎖裝置；（11）應設置合成系統的氨分離器、冷交換器高低限液位報警裝置；

（12）易燃易爆場所設備液位計的現場照明須采用防爆型，并禁止安裝在液位計正前；

（13）按《國家安全監管總局關于進一步加強化學品罐區安全管理的通知》（安監總管三〔2014〕68號）要求，進一步完善化學品罐區監測監控設施。根據規范要求設置儲罐高低液位報警，采用超高液位自動聯鎖關閉儲罐進料閥門和超低液位自動聯鎖停止物料輸送措施。確保易燃易爆、有毒有害氣體泄漏報警系統完好可用。大型、液化氣體及劇毒化學品等重點儲罐進、出口管道要設置緊急切斷閥。

（14）按《關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理的通知》（安監總管三〔2013〕76號）要求，有毒物料儲罐、低溫儲罐及壓力球罐進出物料管道應設置自動或手動遙控的緊急切斷設施；液化石油氣、液化天然氣、液氯和液氨等易燃易爆有毒有害液化氣體的充裝應設計萬向節管道充裝系統，充裝設備管道的靜電接地、裝卸軟管及儀表和安全附件應配備齊全。

（15）余熱鍋爐汽包應設置現場和遠傳液位設施、低限報警聯鎖裝置、安全閥。

1.2 本章小結

本章對項目可行性研究報告中重大危險源和危險工藝自控和監控方案進行了分析，本建設項目生產裝置存在固有危險程度高，發生事故的影響范圍大，造成的破壞程度嚴重的特點，通過本章對項目固有危險程度和風險程度的分析，本項目必須在采取有效的監控技術防范措施、落實各項安全管理措施和實施有效的事故應急措施后，項目的事故風險方能在受控狀態。