聚合工艺安全控制系统设计指导方案.docx

聚合工艺安全控制系统设计指导方案目录1概述错误!未定义书签。1.1 聚合工艺错误!未定义书签。1.2 聚合反应类型错误!未定义书签。1.2.1 本体聚合错误!未定义书签。1.2.2 溶液聚合错误!未定义书签。1.2.3 悬浮聚合错误!未定义书签。1.2.4 乳液聚合错误!未定义书签。1.3 聚合关键设备和重点监控单元错误!未定义书签。1.4 聚合工艺涉及的主要危险介质错误!未定乂书签。1.4.1 原料错误!未定义书签。1.4.2 其他原料-引发剂错误!未定义书签。1.4.3 产品和中间产品错误!未定义书签。1.5 山东省主要聚合工艺和产品错误!未定义书签。2危险性分析错误!未定义书签。2.1固有危险性错误!未定义书签。2.1.1火灾危险性错误!未定义书签。2.1.2 爆炸危险性错误!未定义书签。2.1.3 中毒危险性错误!未定义书签。2.2工艺过程的危险性错误!未定义书签。2.2.2高压设备和管道内物料易泄漏，形成爆炸性混合物错误!未定义书签。2.2.3聚合反应若温度控制不当，易发生暴聚错误!未定义书签。2.2.4催化剂的性质增大过程的危险性错误!未定义书签。2.2.5原料含杂质引发危险错误!未定义书签。2.2.6聚合产物具有潜在的危险性错误!未定义书签。2.2.7聚合后处理过程中，在设备内可能形成爆炸性混合物错误!未定义书签。2.2.8静电危险性分析错误!未定义书签。3重点监控的工艺因素及控制要求错误!未定义书签。31“in白'J带。.与曰!15O3.2 压力控制错误!未定义书签。3.3 严格控制原料纯度错误!未定义书签。3.4 正确使用催化剂错误!未定义书签。3.5 反应时按投料顺序和投料配比准确投料，总物料不应超量。错误!未定义书签。3.6 反应釜搅拌速度的控制错误!未定义书签。3.7 回流比的控制错误!未定义书签。3.8 冷却水的压力、流量控制错误!未定义书签。3.9 异常状态下报警及联锁控制错误!未定义书签。4推荐的安全控制方案错误!未定义书签。4. 1各工艺参数的控制方式错误!未定义书签。4.2 工艺系统控制方式错误!未定义书签。4.2.2控制系统的选用原则：错误!未定义书签。4.3 安全控制方式错误!未定义书签。4.4 其他安全设施错误!未定义书签。5通用设计要求错误!未定义书签。5. 1收集产品工艺资料错误!未定义书签。5.2确定改造范围错误!未定义书签。5.3设备选型错误!未定义书签。5.4 提交方案错误!未定义书签。5.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更。错误!未定义书签。6典型工艺安全控制系统改造设计方案错误!未定义书签。6.1 工艺简述错误!未定义书签。6.2 该装置聚合工艺危险性分析错误!未定义书签。6.2.1固有危险性分析错误!未定义书签。6.2.2工艺过程危险性分析错误!未定义书签。6.3某企业产品乳化剂安全控制方案综述错误!未定义书签。6.4某企业产品乳化剂安全控制方案附图、附表错误!未定义书签。7聚合工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图错误!未定义书签。7.1 山东省主要聚合工艺和产品情况错误!未定义书签。7.2 聚合工艺主要控制参数情况错误!未定义书签。7.3 安全控制系统设计企业需提供的资料清单错误!未定义书签。7.4 某企业乳化剂产品工艺管道及仪表流程图错误!未定义书签。7.5 5某企业乳化剂产品控制系统逻辑框图错误!未定义书签。7.6 某企业乳化剂产品控制、报警联锁一览表错误!未定义书签。7.7 某企业乳化剂产品自控设备表错误!未定义书签。8聚合工艺典型案例分析错误!未定义书签。为了指导全省涉及聚合工艺有关企业的安全控制系统改造工作，指导有关设计单位相应的安全控制系统设计工作，并为各级安监部门依法监督检查有关企业的安全控制系统改造工作提供参考，依据国务院安委会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见（安委办200826号）、国家安全监督总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知（安监总管三2009116号）、山东省安监局关于推进化工企业自动化控制及安全联锁技术改造工作的意见（鲁安监发2008149号），制定本方案。1概述1.1 聚合工艺聚合的概念：将若干个分子结合为一个较大的组成相同而分子量较高的化合物的反应过程为聚合。聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物（也称高分子化合物或聚合物，通常分子量为Ixio4-IxI（T）的反应，涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合反应是一个放热反应，要求在特定的温度、压力下进行，反应的速度除了受引发剂（催化剂）量的影响外，将随着温度的升高而加速，因此及时导出反应热是聚合反应中的关键问题，然后随着反应的进行，物料的性质有显著的变化，从而影响流体流动过程和传递过程，因此，聚合过程有可能出现反应失控和暴聚现象。1.2 聚合反应类型聚合工艺的种类很多，按聚合方法可分为本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。按照反应类型可分为加成聚合和缩合聚合两大类。1.2.1 本体聚合本体聚合是在没有其他介质的情况下，用浸在冷却剂中的管式聚合釜或在聚合釜中设盘管、列管冷却进行的种聚合方法，如乙烯的高压聚合、甲醛的聚合等。1.2.2 溶液聚合溶液聚合是选择一种溶剂，使单体溶成均相体系，加入催化剂或引发剂后生成聚合物的一种聚合方法。1.2.3 悬浮聚合悬浮聚合是用水作分散介质的聚合方法。它是利用有机分散剂或无机分散剂，把不溶于水的液态单体，连同溶在单体中的引发剂经过强烈搅拌，打碎成小珠状，分散在水中成为悬浮液，在极细的单位小珠液滴（直径为O.Ium）中进行聚合，因此又叫珠状聚合。国际上的研究热点-分散聚合是悬浮聚合的特例：以水作分散介质，借助于无机盐的沉析作用和水溶性分散剂的稳定作用，将水溶性单体聚合成水溶性高分子分散体，形成微米级分散体系。1.2.4 乳液聚合乳液聚合是在机械强烈搅拌或超声波振动下，利用乳化剂使液态单体分散在水中（珠滴直径0.001.Olum）,引发剂则溶在水里而进行聚合的一种方法。1.2.5 缩合聚合缩合聚合也称缩聚反应，是具有两个或两个以上功能团的单体相互缩合，并析出小分子副产物而形成聚合物的聚合反应。1.3 聚合关键设备和重点监控单元聚合工艺的关键设备是聚合釜和粉体聚合物料仓。聚合釜是带有夹套或盘管，用于加热或冷却反应物的压力容器，往往设有机械搅拌装置。由于在聚合反应中，物料形态发生变化，从而影响物料的流动和传热过程，因此需安装机械搅拌装置。在聚合釜上设置安全阀和防爆片。当聚合釜设置安全阀时，在安全阀进口管段上应安装爆破片，或用惰性气体或蒸汽吹扫。粉体聚合物料仓：当带电粉体周围的电场强度超过介质（如空气）的击穿场强时，因介质产生的电离而使带电粉体上的静电荷沿击穿通道释放，从而产生静电放电。粉体放电类型有5种：火花放电（包括人体放电），刷形放电，电晕放电，堆表面放电，传播型刷形放电。1.4 聚合工艺涉及的主要危险介质1.4.1 原料聚合反应所涉及的主要介质具有自聚和燃爆危险性。如：聚合原料主要是聚合所用单体和引发剂，其中单烯煌聚合所指的单体包括液态的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、环氯乙烷等，二烯聚合所指的单体主要包括丁二烯、苯乙烯、丙烯睛、乙烯、丙烯等都属于甲类或乙A类火灾危险性易燃气体或易燃液体。其中环氯乙烷、苯乙烯、氯乙烯等具有一定的毒性，环氧乙烷属于高度危害，氯乙烯属于极度危害，其余大多属于轻度危害，如乙烯、苯乙烯等。1.4.2其他原料-引发剂聚合反应涉及到的其他原料主要为聚合所用引发剂，引发剂一般是不稳定物质，有的为强氧化剂，有的可分解爆炸，有的易自燃，如过氧化物、偶氮化合物、烷基铝和三氟化硼等。1.4.3产品和中间产品聚合工艺涉及到的产品主要有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、合成纤维、涤纶、锦纶、维纶、睛纶、尼龙、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁精橡胶、醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、醇酸油漆、聚酯涂料、环氧涂料粘合剂、丙烯酸涂料粘合剂、聚四氟乙烯、聚醛多元醇等，这些产品大多比较安全，其火灾危险性较低，若产品为粉体状，则易引起静电危害，进而引发粉尘爆炸。1.5山东省主要聚合工艺和产品山东省主要的聚合工艺有聚乙烯生产；聚丙烯生产；聚苯乙烯生产；聚氯乙烯生产；合成纤维生产：涤纶生产；锦纶生产；维纶生产；IW纶生产；尼龙生产等；丁苯橡胶生产；顺丁橡胶生产；丁储橡胶生产等；醋酸乙烯乳液生产；丙烯酸乳液生产等；醇酸油漆生产；聚酯涂料生产；环氧涂料粘合剂生产；丙烯酸涂料粘合剂生产等；四氟乙烯悬浮法、分散法生产聚四氟乙烯；四氟乙烯（TFE）和偏氟乙烯（VDF）聚合生产氟橡胶和偏氟乙烯-全氟丙烯共聚弹性体（俗称26型氨橡胶或氨橡胶-26）等。主要聚合工艺和产品详见附表一,2危险性分析2.1 固有危险性固有危险性是指聚合反应中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。2.1.1 火灾危险性参加聚合反应介质的自聚和燃爆危险性：单烯燃聚合单体包括液态的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等，都属于甲类火灾危险性易燃液体。二烯聚合所指的单体主要包括丁二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯糖、乙烯、丙烯等都是易燃物质，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。有些单体的储存温度低于沸点，所以需要在氮气保护下储存。有些单体是在压力下储存，在向储罐投单体前，应彻底用氮气置换。除乙烯、丙烯外其他单体都有自聚的特性，生成聚合物后容易堵塞输送管道。二烯烧（丁二烯、双环戊二烯）不仅能自聚，而且还能生成过氧化物，这是一种有爆炸危险的不稳定物质。单烯烽聚合反应的引发剂（催化剂）一般是不稳定物质，有的为强氧化剂，有的可分解爆炸，有的易自燃，与空气或其他物质接触可发生激烈的化学反应，甚至引起爆炸，如过氧化物、偶氮化合物、烷基铝和三氨化硼。2.1.2 爆炸危险性如烯煌聚合所需单体丁二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯懵、乙烯、丙烯等易燃物质的蒸气能与空气形成爆炸性混合物，有些单体的储存温度低于沸点，所以需要在氮气保护下储存，有些单体是在压力下储存的，在向储罐投单体前，应彻底用氮气置换。除乙烯、丙烯外其他单体都有自聚的特性，生成聚合物后容易堵塞输送管道。二烯烧（丁二烯、双环戊二烯）不仅能自聚，而且还能生成过氧化物，这是一种有爆炸危险的不稳定物质。2.1.3 中毒危险性环氧乙烷、苯乙烯、氯乙烯等反应物具有一定的毒性。如环氧乙烷属于高度危害，氯乙烯属于极度危害，其余大多属于轻度危害，如乙烯、苯乙烯等。2.2 工艺过程的危险性（1）本体聚合：这种聚合方法往往由于聚合热不易传导散出而导致危险。例如在高压聚乙烯生产中，每聚合Ikg乙烯会放出3.8MJ的热量，倘若这些热量未能及时移去，则每聚合1%的乙烯，即可使釜内温度升高1213,待升高到一定温度时，就会使乙烯分解，强烈放热，有发生暴聚的危险。一旦发生暴聚，则设备堵塞，压力骤增，极易发生爆炸。(2)溶液聚合这种聚合方法在聚合和分离过程中，易燃溶剂容易挥发和产生静电火花。溶液聚合是单体溶于溶剂中形成均相体系，在催化剂的作用下，反应生成聚合物。此聚合方式所采用带搅拌的设备能保证反应体系热量分布均匀，但是因大量使用易燃可燃液体作为溶剂，其燃烧爆炸危险性大。(3)悬浮聚合这种聚合方法在整个聚合过程中，如果没有严格控制工艺条件，致使设备运转不正常，则易出现溢料，如若溢料，则水分蒸发后未聚合的单体和引发剂遇火源极易引发着火或爆炸事故。(4)乳液聚合这种聚合方法常用无机过氧化物(如过氧化氢)作引发剂，如若过氧化物在介质(水)中配比不当，温度太高，反应速度过快，会发生冲料，同时在聚合过程中还会产生可燃气体。(5)缩合聚合缩合聚合是吸热反应，但由于温度过高，也会导致系统的压力增加，甚至引起爆裂，泄漏出易燃易爆的单体。聚合过程中的火灾爆炸危险性具体分析如下：2.2.1 高活性的单体易发生辄化、自聚、热聚反应聚合原料单体基本上为由碳氢构成的不饱和烧，性质活泼，在高温下容易发生氧化、自聚和热聚反应。例如丁二烯在一定条件下，能在设备内生成性质极不稳定的丁二烯过氧化物、端基聚合物和自聚物。过氧化物易分解爆炸；自聚物则能在设备中迅速积累增加，致使设备或管道胀裂，大量物料流出，引起燃烧和爆炸。2.2.2 高压设备和管道内物料易泄漏，形成爆炸性混合物聚合过程是在较高温度和压力条件下的密闭设备和管道中进行的，其原料包括溶剂及其他助剂，绝大部分属于易燃易爆物质，数量大、爆炸极限宽、闪点低和易挥发。生产过程中，可燃物料泄漏常有发生。易燃气体或液体蒸气一般比空气重，泄漏出来后往往沉积于地表、沟渠及厂房死角，并且长期积聚不散，与空气易形成爆炸性混合气体，碰到火源便会发生燃烧甚至爆炸。2.2.3 聚合反应若温度控制不当，易发生暴聚聚合反应均为放热和热动力不稳定过程，当热量来不及导出时会出现“暴聚”现象，反应失去控制而引发爆炸事故。例如：每kg乙烯聚合时可能产生约3500kJ的热量，而乙烯物料的比热在聚合反应的温度和压力下约为2.6kJ/kg,如果乙烯聚合转化率每升高1%,则反应物料温度因反应热会升高1213；此热量若得不到及时移出，当体系温度升到350C以上时，乙烯便会发生爆炸性分解。环氯乙烷聚合时放出85125kJmol热量，而其蒸发热仅为25.5kJmol,所以环氧乙烷聚合时，容器中能产生相当高的环氧乙烷蒸气压力，从而引起爆炸。2.2.4 催化剂的性质增大过程的危险性聚合过程所使用的催化剂，有的为强氧化剂，有的易分解爆炸，有的易自燃。如三乙基铝，三异丁基铝，异戊基铝，一氯二乙基铝与二乙基铝的等分子混合物等与空气接触立即燃烧，遇水易爆炸。催化剂三氨化硼和空气接触也会发生剧烈反应，冒白烟。过氧化物催化剂遇高温则会发生分解、爆炸。聚合过程中催化剂加入过量，引发剂的比例过高，聚合反应速度加快，产生的反应热不易导出，还可能导致暴聚。2.2.5 原料含杂质引发危险原料中的某些杂质，对聚合有催化作用或能引起不良副反应，其结果会使聚合过程变得无法控制。高压聚乙烯生产中，原料乙烯不纯，尤其是含乙焕量过高，压缩时就易聚合放热而发生爆炸。丁二烯中含氧量为500PPm时，就会产生端基聚合物。2.2.6 聚合产物具有潜在的危险性聚合产物粘性大，设备和管道常有被其粘堵的可能性。采用管式聚合器的最大问题是反应后的聚合产物粘挂管壁发生堵塞，引起管内压力和温度变化，甚至因局部过热引起物料裂解，成为爆炸事故的原因。此外，从生产装置中清理出来的自聚物、热聚物遇空气容易自燃。22.7聚合后处理过程中，在设备内可能形成爆炸性混合物聚合反应完毕后，聚合器内除聚合体外，还有未反应完的单体、溶剂、乳化剂、催化剂等易燃易爆物，若后处理不当，会引发危害。例如用气体压出聚氯乙烯聚合物料时，若气体为压缩空气，则空气中的氧会与物料中残存的氯乙烯形成爆炸性混合物。2.2.8 静电危险性分析大多聚合产品，如聚氯乙烯、橡胶、合成纤维及树脂类物质等，其电阻率大都在10口欧厘米左右(K)UToM),最易产生静电，又由于在聚合产品输送过程至粉体聚合物料仓以及由料仓分装的过程，都很容易产生静电，易引起静电起火或爆炸，影响产品质量，妨碍生产和伤害人体等危害。批注I豢软用户小是设计应有别,安评阱对具体的聚合工艺，建议采用危险与可操作性分析HAZOP或预先危险分析(PHA)或事故树分析(ETA)等风险评价方法，对整个工艺过程的危险性进行分析。I3重点监控的工艺因素及控制要求3.1温度的控制严格控制单体的温度，防止单体自发聚合。设备和储罐应设置有效的单体冷却装置，防止局部形成过热。避免设备存在“死角”而长期积料。储存单体量不能过多，时间不得过长，避免形成自聚物及过氧化物。在贮罐中，要有计划地加入抑制剂，或高温季节（夏秋两季）使用冷却水喷淋降温，及时终止和破坏活性中心，防止聚合物生成。聚合反应釜应有可靠的冷却系统，该系统一般由夹套冷却、盘管冷却和搅拌冷却等组成，应有多个水源，两路电源。聚合反应在开始阶段或进行过程中都有发生暴聚的可能性。反应时按投料顺序和投料配比准确投料，总物料不应超量。反应前期要防止升温过快，当反应加速后，放热量逐渐增加，要及时冷却降温。在反应过程中，要十分注意温度和压力的变化。将聚合反应釜内温度与聚合单体流量、引发剂加入量、聚合反应釜夹套冷却水形成控制关系。3. 2压力控制在聚合反应过程中，随着反应温度的升高，压力也不断升高。如果发生暴聚，压力急剧升高。除了在聚合设备上安装安全阀、防爆膜外，必须考虑压力报警并与切断进料、紧急泄放、加入抑制剂联锁。3.3 严格控制原料纯度原料应有严格的质量检验制度，保证原料中不含对聚合有引发作用或能引起不良副反应的杂质。例如生产聚乙烯的原料乙烯，纯度要求大于99.99%,其中乙烘百分含量低于0.01,并不含氧化性催化杂质。丁二烯储皤的含氧量须在0.1%以下才能进料，储存过程中含量在0.3%以下。3.4 正确使用催化剂在配制催化剂过程中，必须注意安全。在搬运物料时要轻拿轻放，防止撞击发生危险。烷基铝等要防止与空气接触发生自燃和遇水受潮发生爆炸，过氧化物要防止遇高温分解发生爆炸燃烧。严格控制催化剂的添加量，其加入量还需根据物料的温度进行调节，温度高时，加入量适当减少，温度低时，加入量适当增加。3.5 反应时按投料顺序和投料配比准确投料，总物料不应超量。反应前期要防止升温过快，当反应加速后，放热量逐渐增加，要及时冷却降温。在反应过程中，要十分注意温度和压力的变化。对于管式反应器，通常采用控制有效直径的方法调节物料流速，在聚合管开始部分，插入具有调节功能的调节杆，避免初期反应的突然爆发。当温度大幅度上升，或发生其他危急情况时，可加入抑制剂以降低引发剂的活性。在聚合物单体、引发剂（催化剂）的进料管线上分别设置流量计和调节阀，并在流量计和调节阀之间设置联锁关系。3.6 反应釜搅拌速度的控制如果搅拌装置运转不正常，则影响设备内物料的均匀性，不仅影响传热，也可能出现局部过热，所以聚合过程有可能出现反应失控和暴聚的现象。聚合釜搅拌电流与聚合单体、催化剂及反应抑制剂进料阀进行联锁，当搅拌失效时，能及时切断单体、催化剂进料和加入聚合反应抑制剂。3.7 回流比的控制由于聚合反应放热较多，单靠增大反应器尺寸以获得较多的夹套和蛇管冷却面积是不够的，目前工艺上多利用单体或溶剂气化回流带出反应热，经冷凝或压缩液化后，再返回聚合釜吸热，因此控制回流比十分重要。3.8 冷却水的压力、流量控制聚合釜所用冷却水的压力必须符合聚合釜夹套或盘管设计压力的要求，冷却水的温度和流量必须满足聚合釜内物料热量衡算和具体工艺的要求。另外，冷却水的流量随聚合釜内温度的变化进行自动调节，若调节无效，需发出报警信号，通知操作人员采取紧急措施排除故障。当冷却失控时，需及时加入聚合反应抑制剂。3.9 异常状态下报警及联锁控制在聚合反应釜设立紧急停车系统。反应釜内温度/搅拌电流与聚合物单体、催化剂进料及加入反应抑制剂联锁，一旦反应超温、超压、搅拌失效或冷却失控，能及时切断进料并加入聚合反应终止剂。聚合釜设置安全阀并串接爆破片，考虑设置紧急泄放阀与釜内压力联锁并报警，泄放管引至事故回收装置或火炬：聚合釜底出料管线引出一条去事故回收槽的管线，以收集事故状态下的物料。4推荐的安全控制方案4.1 各工艺参数的控制方式聚合工艺的温度、压力、液位、反应投料速度与物料配比、反应釜搅拌速率、冷媒的运行状况等重点监控工艺参数的控制方式见附表二。聚合釜内温度的控制主要是通过调节聚合釜单体等的加入量、夹套内冷却水的流量等参数来完成。由于聚合反应是放热反应，当温度低于或高于规定范围时，要自动调节聚合物单体或催化剂的加入量（催化剂一次性加入的除外）。聚合釜内压力的升高来源于温度的升高导致聚合釜内物料汽化产生高压，所以根源在于控制聚合釜内温度。釜内压力超高时，应设高高限报警并与紧急泄放阀联锁。由于聚合物单体、催化剂之间的加料顺序和配比对整个聚合反应至关重要，因此必须控制其进入聚合釜的顺序和流量(质量或体积)，做到自动调节并累积计量。由于粉体聚合物料仓输送较频繁，摩擦起电占主要因素，因此可通过限制易燃或可燃物料的流速来减少摩擦起电；还可通过接地泄露措施导除静电荷的大量积聚。此外，粉体聚合物料仓的传动轴、辐等不得采用电阻率较高的绝缘材料，以免静电防电引起燃烧、爆炸。物料输送涉及到的容器、管道、法兰、阀门、接头以及机泵外壳，应有良好的连接并接地。通过良好接地来加速静电荷的泄放，减少静电荷的积累，以消除静电电。所有法兰及丝扣连接处应采用导电线或铜片跨接。4.2 工艺系统控制方式4.2.1 基本监控要求(1)聚合反应应实现反应器的温度和压力的自控，并设置报警和联锁系统。其温度、压力自控方式可根据工艺过程原理采取简单控制系统或复杂控制系统。反应器体积较大、反应热分配不均匀时，应增加温度测量点数，取其数个关键点的温度平均值作为反应器的被控温度。当反应器的温度和压力接近联锁设定值时，发出声光报警；当反应器的温度和压力达到或超过联锁设定值时，产生联锁动作：切断投料，终止反应，冷媒阀门全开以带走反应热等，并同时发出声光报警。(2)聚合反应为连续工艺过程时，参与反应的原料应有温度、压力、流量监测，实现各原料进料的恒定控制或比值控制和联锁。生产中若某种原料流量出现异常，要保证切断危及安全的原料投入，并发出声光报警。（3）对于带搅拌的釜式反应器，应实现搅拌器运行状况的监控和联锁。搅拌器运行状况的监控可采取监测搅拌电机的电流、搅拌器的转速来实现。当搅拌器出现异常时，应发出声光报警，若危及安全时，应联锁停产。（4）应设置原料进料紧急切断系统，使工艺操作人员可在操作室内切断原料的投入。（5）应设置反应器的紧急冷却系统、紧急泄放系统等，且这些系统可由操作人员在控制室启动。（6）在组分测量仪表条件满足时，应加装原料、反应尾气在线分析仪表,并将其分析结果远传至操作室。4.2.2控制系统的选用原则：鉴于PLC、DCS系统已逐步国产化，其控制、操作功能较强，可靠性及平均无故障时间较高，已能满足大部分的化工工艺的需求，且价格适中，因此建议除了工艺过程简单、监控参数较少时（50点以下）选用智能仪表并与工控机通讯的系统外，其它则应首选PLC或DCS系统。（1）对于间歇氯化反应过程，其控制的主要功能为逻辑判断、顺序控制等为主，模拟监控为辅，宜选择PLC系统；（2）对于连续氯化反应过程，以监控模拟控制信号为主，逻辑判断、顺序控制为辅，宜选择DCS系统。4. 3安全控制方式1 1）对于系统控制回路较多、危险程度较高的装置，如事故一旦发生，将造成人员伤亡、界区外环境污染及经济损失较大时，应设置独立于工艺控制系统之外的紧急停车系统（ESD）。2 2）一般危险装置，如事故一旦发生，一般不会造成人员伤亡、界区外环境污染及经济损失不太大时，可在控制室内加装紧急停车按钮，确保现场出现紧急情况（如氯气泄漏、重要设备损坏等）时，操作人员可在控制室内切断原料进料、启动紧急冷却系统、紧急泄放系统和吸收中和系统等。以上（1）、（2）两款的设计应满足信号报警、安全联锁系统的设计规定HG20511-2000»之要求。（3）工艺的原料、中间产品及产品大多为有毒、易燃易爆物品，装置应按石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范设置检测报警系统，并保证装置停车或工艺控制监控系统失效后，仍能有效地进行监测、报警。3 .4其他安全设施对于具体的装置，考虑安全设施时不应孤立的看待具体的设备或工序，还应考虑相关的原料准备、产品储存、公用工程等相关设施和工序，任何一个工序出现故障都可能影响到整套装置的安全，在设置监控或联锁、报警时一并考虑进去。对于装置中因工艺参数失控而引起的过压、危及设备或管道时，除了设置自控、联锁系统外，还应设置防爆膜、安全阀、高压阀、单向阀、紧急排空阀、液位计及紧急切断装置等其他安全设施。聚合工艺中物料易爆聚、分解而造成超温、超压，聚合釜应设报警信号和泄压排放设施，以及自动或手动遥控的紧急切断进料设施。5通用设计要求对于新建或改、扩建装置，在制定设计方案时，应根据工艺、自控及安全要求，结合本指导方案，进行优化设计。对于在役氯化工艺装置进行自控与安全连锁改造，增加或者完善安全控制系统，其设计工作应遵循以下原则要求：5.1 收集产品工艺资料企业产品简介、使用工艺简介、聚合工艺流程图，涉及的设备简图和工艺物性参数，特殊检测工艺操作状态下的物性。改造企业需提交的设计资料清单详见附表三。5.2 确定改造范围（1）与企业协商根据国家安监总管三（2009）116号文要求实现自控联锁的聚合工艺过程。（2）核实聚合工艺过程所涉及的上下游工艺过程对自身的影响（如冷媒的规格流量、惰性保护气体的规格数量等）。（3）将聚合工艺以及对该工艺过程产生影响的上下游的工艺过程和对工艺安全产生影响的相关公用工程一并纳入自动化控制与安全联锁技术改造范围，确定控制方案，绘制PID图。5. 3设备选型（1）确定相关检测仪表型号。（2）计算并选定执行机构型号。（3）根据工艺过程复杂程度、检修能力等确定自动化和安全联锁的实现载体（如DCS、PLC、智能表、常规表；电动、气动、液动、自力等）。5.4提交方案（1）绘制实施的工艺管道仪表控制流程图（PlD）。（2）绘制顺序控制逻辑图（需要时）。（3）控制、报警、联锁一览表。（4）自控设备表。（5）检测取源和执行器改造图（说明或标注标准号）。（6）提交自控、联锁能源供应方案。5.5与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更。6典型工艺安全控制系统改造设计方案某企业产品乳化剂聚合工序安全控制方案6.1 工艺简述该聚合反应属于间歇操作。先在聚合釜内加入一定量的乳化剂作溶剂，并一次性加入一定量引发剂，环氯乙烷经流量计计量后通入聚合釜，开始反应时，需要用蒸汽加热来引发反应，达到引发反应温度后进行放热反应，反应热由釜内盘管及夹套循环水带走，反应温度在15016（C左右，压力控制在0.2MPa以内，反应约58小时，合格后，用真空移至干燥釜，进行下一步工序。工艺流程图见附图-O6.2 该装置聚合工艺危险性分析6.2.1 固有危险性分析本装置涉及危险化学品有环氧乙烷、氢氧化钾和乙酸等。其中环氧乙烷属于甲A类无色气体，环氧乙烷气体与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热会引起燃烧爆炸，且属于高度危害物质，人吸入一定量的环氧乙烷气体后容易发生中毒窒息；氢氧化钾和乙酸属于腐蚀品。6.2.2 工艺过程危险性分析反应过程为放热反应，反应初期需进行加热，达到引发反应温度后开始反应，并开始放热反应，此时通过循环水带走反应热，控制反应温度，若循环水量不足，或加入环氧乙烷速度过快，会发生爆聚，短时间放出大量的热，反应釜温度、压力急剧升高，如没有有效的安全措施和设施，有可能会发生聚合釜爆炸。反应过程中突发停电、搅拌停止或冷却水泵机械故障、冷却水停供，会造成反应釜温度剧升，有使反应生成物超温发生分解，引发火灾爆炸的危险。6.3 某企业产品乳化剂安全控制方案综述该装置区主要危险部位在反应釜。该部位主要危险是发生暴聚，短时间内引起釜内压力急剧升高，泄放不及时造成反应釜爆炸，原因可能是加入环氧乙烷速度过快或循环水系统出现故障，不能及时将反应热带走造成。在聚合釜的环氧乙烷进料管线上设置流量计和流量调节阀，进行环氧乙烷流量的自动调节和累积计量；同时设置紧急切断阀，可实现远距离开关；在聚合釜的冷却水管线上设置调节阀，自动调节聚合釜内温度，并将信号接入控制室，来实现聚合釜温度的在线监控、自动调节、高限报警和高高限与环氧乙烷的进料联锁，实现紧急切断；釜顶安装压力变送器，实现压力的高位报警，高高限与聚合釜的紧急泄放阀安全联锁；在聚合釜顶安装两套安全阀，两套安全阀的设置压力不同，当压力达到工艺控制的设定起跳压力时，低起跳压力的安全阀起跳泄压，当压力达到设备保护的设定起跳压力时，高起跳压力的安全阀起跳泄压，且两个安全阀排放管线都接入事故槽。实现工艺安全和设备保护。以上控制、报警及联锁方式均通过PLe在控制室实现。6.4 某企业产品乳化剂安全控制方案附图、附表控制系统逻辑框图见附图二。控制、报警、联锁一览表见附表四。自控设备表见附表五。7聚合工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图7.1山东省主要聚合工艺和产品情况7.2聚合工艺主要控制参数情况7.3安全控制系统设计企业需提供的资料清单7.4某企业乳化剂产品工艺管道及仪表流程图7.5某企业乳化剂产品控制系统逻辑框图76某企业乳化剂产品控制、报警联锁一览表7. 7某企业乳化剂产品自控设备表8聚合工艺典型案例分析7.1 四川成都一化工厂树脂罐爆炸2疏通管道工人1死1伤2009年4月1日，四川省成都市某化工厂发生一起爆炸事故，张某被严重烧伤，他的工友夏某则在爆炸中身亡。事故是由工厂内的一个树脂罐发生爆炸引起的。伤者自己也不清楚事故的原因，当时他正在忙着疏通管道，突然就是一声巨响，然后觉得全身都被针刺一样的剧痛，晕了过去。8. 2安徽池州一医药化工公司反应釜爆炸2人死亡2008年3月1日17时40分许，安徽省池州市贵池区的某医药化工有限公司生产车间发生爆炸，致该公司2名员工当场死亡。发生爆炸的是一楼一只容量为IoOOL的立式反应釜，现场还有2只与已爆炸反应釜相当的方应付和数桶化工原料正在经受着烈火的“煎熬”，随时可能发生二次爆炸。消防人员从三个不同方向分别出一只水枪强攻近战，并将桶装化工原料安全转移。18时25分，火势得到有效控制。18时45分，大火被完全破灭。该医药化工有限公司成立于2005年10月，主要生产医药中间体，事故发生时有1名技术与和1名工人在给反应釜加生产原料二烯丙基二流（具有强烈的大蒜味），其中1人在三楼反应釜顶部加料，1人在一层观察。不料爆炸突然发生，2人不幸遇难。8.3紧急停电时聚合釜阀门误操作导致聚丙烯爆炸事故某年10月8日，日本室素石化公司五井工厂的第二聚丙烯装置发生爆炸,造成4人死亡，9人受伤，损毁了23台泵、9台鼓风机、7台压缩机、2台聚合釜、10台挤压机、232台电机、5台干燥机、3台冷却器及若干管线、仪表等，烧掉丙烯等气体40多吨，氨气1500n,另外对附近9家居民的门窗墙壁等造成损坏。