偶氮化工艺安全控制设计指导方案.docx

偶氮化工艺安全控制设计指导方案目录1概述11.1 偶氮化工艺11.2 偶氮化反应类型11.2.1 脂肪族偶氮化合物合成11.2.2 芳香族偶氮化合物合成61.3 偶氮化工艺关键设备和重点监控单元71.3.1 偶氮化工艺的关键设备71.3.2 偶氮化工艺的重点监控单元71.4 偶氮化工艺涉及的主要危险介质81.4.1 偶氮化原料81.4.2 产品和中间产品81.4.3 其他91.5 XX省主要偶氮化工艺产品目录92危险性分析102.1 固有危险性102.1.1 火灾危险性102.1.2 爆炸危险性102.1.3 中毒危险性112.1.4 腐蚀及其他危险性112.2 工艺过程的危险性分析112.2.1 反应过程的危险性112.2.2 后处理过程的危险性122.2.3 反应安全风险评估122.2.4 危险和可操作性分析123重点监控的工艺参数和控制要求133.1 温度133.2 压力133.3 液位（或重量）133.4 PH值133.5 搅拌133.6 月并流量和反应物质的配料比143.7 其他144推荐的安全控制方案154.1 各工艺参数的控制方式154.2 工艺系统控制方式154.2.1 基本监控要求154.2.2 基本控制要求154.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施184.4 仪表系统选用原则184.4.1 基本过程控制系统（BPCS）选用原则184.4.2 安全仪表系统选用原则184.4.3 气体检测报警系统（GDS）选用原则194.5 其他安全设施195通用设计要求215.1 收集产品工艺资料215.2 确定改造范围215.3 仪表设备选型225.4 提交方案225.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更226典型工艺安全控制系统改造设计方案236.1 工艺简述236.1.1 缩合工序236.1.2 氧化工序236.2 装置偶氮化工艺危险性分析236.2.1 固有危险性246.2.2 工艺过程的危险性246.3 装置偶氮化工艺控制方案综述246.3.1 缩合工序246.3.2 氧化工序267偶氮化工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图287.1 XX省主要偶氮化工艺产品目录（附表1）287.2 偶氮化工艺重点监控参数的控制方式（附表2）287.3 企业需提交的设计资料清单（附表3）287.4 某企业偶氮化工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）287.5 某企业偶氮化工艺管道与仪表流程图（附图1）28附表1XX省主要偶氮化工艺产品目录29附表2偶氮化工艺重点监控参数的控制方式30附表3企业需提交的设计资料清单32附表4某企业偶氮化工艺控制、报警、联锁一览表33附图1某企业偶氮化工艺管道与仪表流程图351概述1.1 偶氮化工艺合成通式为R-N=N-R的偶氮化合物的反应为偶氮化反应，式中R为脂炫基或芳煌基，两个R基可相同或不同。涉及偶氮化反应的工艺过程为偶氮化工艺。脂肪族偶氮化合物由相应的脚经过氧化或脱氢反应制取。芳香族偶氮化合物一般由重氮化合物的偶联反应制备。1.2 偶氮化反应类型偶氮化反应典型工艺主要包括脂肪族偶氮化合物合成和芳香族偶氮化合物合成。脂肪族偶氮化合物合成（1）偶氮二异丁懵目前生产偶氮二异丁月青的工艺路线为：水合肿和丙酮鼠醇反应，再经液氯氧化制备偶氮二异丁月青。第一步为丙酮氟醇与水合肺反应生成二异丁庸朋，第二步是二异丁月青胱经氯气氧化生成偶氮二异丁月青，此方法是目前较多的生产企业采纳的较成熟的合成工艺技术。生产流程包括缩合、氧化、精制3个工序。氧化剂也可采用双氧水。CH3CH3HONNH HA CH3C NN CCH3 +2H)OII-CNCN二异丁»二异丁睛腓偶氮二异丁精CH3CH3H H INaBrCH3 C NN C CH3 + H2O2 A CH3 NCH3 + 2H2OC二异丁而脐偶氮二异丁脐（2）偶氮二异庚月青目前生产偶氮二异庚懵的工艺路线有二种：甲基异丁基甲酮与水合脱反应生成己酮连氮，用氟氢酸氟化为二异庚月青脱，再用氯气氧化为偶氮二异庚懵，该工艺氟化难，生产过程中易发生中毒事故。用次氯酸钠氧化偶合2-氨基-2,4-二甲基戊月青（氨基庚月青）为2,2-偶氮（2,4-二甲基戊月青），即偶氮二异庚月青。甲基异基甲酮己酮连氮C2HCN己酮连氮CH3CNCNCH3IH2IHHIH2ICHCCNNCCCHH3CxII'CFCH3CH3二异庚月胡井:异庚靖腓偶氮二界庚睛(3)偶氮二甲酸二乙酯DEADDEAD是一类同时带有偶氮和竣基官能团的化合物。目前工艺路线有三种：氯甲酸乙酯滴加到水合肌的乙醇溶液，得到氢化偶氮二甲酸二乙酯,与二氯甲烷混合机械搅拌，缓慢以氯气氧化，得到DEAD。在乙醇钠的作用下，碳酸二乙酯与肿基甲酸乙酯加热反应。得到氢化偶氮二甲酸二乙酯；在酸性溶液中，以澳或氢浪酸或漠化钠、溟化钾作催化剂，滴加过量双氧水，得到橘黄色偶氮二甲酸二乙酯。直接在二氯乙烷、肿基二甲酸二乙酯、漠素和水的混合溶液中滴加次氯酸钠水溶液来生产偶氮二甲酸二乙酯。CK、氯甲酸乙酯肿0人。+阳碳酸二乙酯八ATH0肿基二甲酸二乙酯水，氯气0、。人+2hci0偶氮二甲酸二乙酯0jJL氢溪酸，双氧水、/、。/、H加热肿基甲酸乙酯0XXX+°/N0偶氮一甲酸一乙酯二氯乙烷，Bis,水次氯酸钠002+H2NNH2乙醇，二氯甲烷偶氮一甲酸一乙酯(4)偶氮二甲酸二异丙酯DIAD目前生产DlAD的工艺路线为：氯甲酸异丙酯与水合朋反应合成肺-1,2-二甲酸二异丙酯，再用浓硝酸或氯气或湿素、NBS等氧化剂氧化而得。浓硫酸，HBrH2O2偶氮二甲酸二异内酯122芳香族偶氮化合物合成由重氮化合物的偶联反应制备的偶氮化合物。重氮盐在适当条件下与酚或芳胺反应，生成有颜色的偶氮化合物。实质上是芳环上的亲电取代反应，重氮盐正离子是个弱亲电试剂，为此必须和苯环上带有最强的第一类定位基团的化合物才能发生反应。所以通常只限于与酚和芳胺偶联。反应常发生在羟基或氨基的对位，如对位被占据时，则发生在邻位。(1)与酚偶联CH3（2）与芳胺偶联1.3 偶氮化工艺关键设备和重点监控单元1.3.1 偶氮化工艺的关键设备偶氮化工艺的关键设备是偶氮化反应釜和后处理设备。偶氮化反应一般采用釜式反应器，偶氮化过程反应（如缩合、氧化、偶联等）主要在反应釜内进行。后处理单元包括精储、结晶、离心以及干燥等工序，涉及的设备有精循塔/釜、结晶釜、离心机、干燥机等。1.3.2 偶氮化工艺的重点监控单元偶氮化工艺的重点监控单元为偶氮化反应和后处理单元，偶氮化反应单元重点监控反应釜内温度、压力、液位、PH值；反应釜内搅拌速率；肿流量；反应物质的配料比等。后处理单元重点监控温度。偶氮化反应为放热反应，生产过程中的部分阴类化合物和偶氮化合物受热易分解甚至爆炸。在反应过程中因冷媒流量不足、进料量过大、搅拌停车或故障等，可能导致反应釜内温度过高引发事故，因此反应釜应设爆破片、安全阀等安全附件以及紧急冷却、紧急停车以及紧急泄放等设施。由于部分偶氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。后处理单元需监测处理温度，设置冷却联锁自动控制调节装置和惰性气体保护的联锁装置。1.4 偶氮化工艺涉及的主要危险介质偶氮化原料偶氮化工艺涉及到的原料有水合脱、氯、双氧水、丙酮氟醇、次氯酸钠、氨基庚懵、氯甲酸乙酯、碳酸二乙酯、氯甲酸异丙酯、浓硝酸、浪素、NBS、酚、芳胺等。上述物料大多具有毒性、腐蚀性，且有强刺激性：如丙酮氟醇、氯、氯甲酸乙酯等为剧毒品，氯、水合阴、浓硝酸、澳素、次氯酸钠等具有强腐蚀性；双氧水为强氧化剂，助燃，具有刺激性；酚有强烈的刺激性和腐蚀性；氯甲酸异丙酯、碳酸二乙酯等为易燃易爆物品，具有燃爆危险性。产品和中间产品偶氮化反应中间产品为脱类化合物，如偶氮二异丁月青脱、二异庚曙肺、脱-1,2-二甲酸二异丙酯等，具有毒性，腐蚀性，易发生分解爆炸，遇氧化剂能自燃。产品主要有偶氮二异丁情，偶氮二异庚情，偶氮二甲酸二乙酯，偶氮二甲酸二异丙酯以及芳香族偶氮化合物等。偶氮二异丁月青、偶氮二异庚懵易氧化，不稳定，受热激烈分解，遇明火、高温、氧化剂易燃，遇热分解可燃性气体，燃烧产生有毒氮氧化物烟雾。偶氮二甲酸二乙酯对光、热和震动敏感，加热时可猛烈爆炸。芳香族偶氮化合物都很稳定，不属于危险化学品。其他偶氮化工艺过程使用的溶剂包括：甲醇、乙醇、二氯甲烷、二氯乙烷等。醇类、二氯乙烷易燃，其蒸气与空气能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。二氯甲烷遇明火高热可燃，受热分解能发出剧毒的光气；若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。1.5 XX省主要偶氮化工艺产品目录XX省主要的偶氮化工艺有偶氮二异丁月青、偶氮二异庚月青以及芳香族偶氮化合物的合成等。XX省主要偶氮化工艺产品目录详见附表Io2危险性分析偶氮化反应是一个放热过程，反应原料具有燃爆危险性；偶氮化生产过程所使用的肺类化合物，具有毒性、腐蚀性，易发生分解爆炸，遇氧化剂能自燃；生产的部分偶氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。2.1 固有危险性固有危险性是指偶氮化反应中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。2.1.1 火灾危险性偶氮化反应涉及的原料、产品、中间产品等具有易燃性，如氯甲酸异丙酯、碳酸二乙酯、甲醇、乙醇、二氯乙烷等均为易燃液体；偶氮化生产过程所使用的脱类化合物易发生分解爆炸，遇氧化剂能自燃。常用氧化剂如氯气、双氧水等具有强氧化性、助燃性。偶氮二异丁月青、偶氮二异庚懵遇明火、高温、氧化剂易燃；遇热分解可燃性气体。2.1.2 爆炸危险性偶氮化反应涉及的部分原料具有燃爆性，如氯甲酸异丙酯、碳酸二乙酯、甲醇、乙醇、二氯乙烷等易燃液体的蒸汽，暴露在空气中形成爆炸性混合物，遇明火会发生爆炸。双氧水为爆炸性强氧化剂，能与可燃物反应放出大量热量和氧气而引起着火爆炸。中间产品朋类化合物，易发生分解爆炸。部分偶氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。偶氮二异丁月青、偶氮二异庚晴与氧化剂混合可爆；偶氮二甲酸二乙酯对光、热和震动敏感，加热时可猛烈爆炸。2.1.3 中毒危险性偶氮化反应涉及到的原料、产品、中间产品大多具有毒性。如丙酮氟醇、氯、氯甲酸乙酯等为剧毒品。丙酮氟醇对呼吸、消化系统均有很大毒性，皮肤吸收后也会产生中等毒性；氯腐蚀眼睛、皮肤和呼吸道，液体迅速蒸发可能引起冻伤，吸入可能引起类似哮喘反应、肺炎甚至肺水肿，接触可能导致死亡。氯甲酸乙酯腐蚀眼睛、皮肤和呼吸道，食入有腐蚀性，吸入蒸气可能引起肺水肿。肿类化合物如偶氮二异丁情阴、二异庚月青脱、脱-1,2.二甲酸二异丙酯以及生产过程中使用的脱基甲酸乙酯、脱基二甲酸二乙酯等具有毒性。偶氮化合物着火时，会分解生成氮氧化物等有害物质。2.1.4腐蚀及其他危险性偶氮化反应涉及到的水合脱、氯、浓硝酸、浪素、酚等具有强腐蚀性,肺类化合物具有腐蚀性以及刺激性，接触引起化学灼伤。2.2 工艺过程的危险性分析偶氮化反应是一个放热过程，涉及的原料、中间产品和产品又多为易燃易爆、有毒、强腐蚀物质，因此在偶氮化反应、后处理单元存在诸多不安全因素。2.2.1 反应过程的危险性偶氮化反应是放热过程，一般在较低温度下进行，如温度升高反应釜内的物料可能发生剧烈反应发生火灾爆炸事故。偶氮化所用的原料多为有机易燃物和强氧化剂，反应过程中，反应气相组成容易形成爆炸性混合物。偶氮化生产过程所使用的脱类化合物，易发生分解爆炸；生成的部分偶氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。偶氮化部分反应物料为剧毒品，生产过程中一旦发生泄漏，导致有毒物料扩散，会引起人员伤亡。控制原料的投料量和投料速度、正确计量各种原料的投料比及投料顺序、及时将反应热移出等，均有利于反应过程的平稳运行。222后处理过程的危险性由于部分偶氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸，偶氮二异丁懵、偶氮二异庚月青受热激烈分解，偶氮二甲酸二乙酯对光、热和震动敏感，加热时可猛烈爆炸。因此后处理单元，包括精微、结晶、离心以及干燥等工艺如果温度过高，受热不均匀，混入空气，会引起爆炸事故。2.2.3 反应安全风险评估按要求开展反应安全风险评估的企业，应按照精细化工反应安全风险评估导则(试行)进行反应安全风险评估，综合反应安全风险评估结果,考虑不同的工艺危险程度，建立相应的控制措施。2.2.4 危险和可操作性分析针对具体的偶氮化反应单元、后处理单元，应在基础设计阶段开展危险和可操作性分析(HAZOP),及预先危险分析(PHA)或事故树分析(ETA)等定性、定量风险评价方法，对整个工艺过程的危险性进行分析。3重点监控的工艺参数和控制要求3.1 温度主要监控反应釜内温度和后处理温度。偶氮化反应是一个放热反应，反应放出的热量如不能及时移出，会造成反应釜内物料温度升高，引起喷料、内压升高、甚至着火爆炸等严重后果。因此应对反应釜温度进行监测，并设置温度高报警。偶氮化工艺的后处理单元涉及偶氮化合物，极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。因此应对后处理单元温度进行监测。3.2 压力主要监控反应釜内压力。当使用氯气作为氧化剂时，反应釜有超压的危险，要监控压力。有些偶氮化反应需要惰性气体保护，也需要监测压力。3.3液位（或重量）主要监控反应釜液位（或重量）。反应釜在反应过程中液位（或重量）波动较大，为了避免由于温度、压力等的变化造成喷料和泄漏，釜内物料液位不得超过80%O3.4 PH值主要监控反应釜内PH值。反应釜内PH值对偶氮化反应有很大影响，PH值直接影响偶氮化合物的结构和稳定性，需对反应釜内PH值进行监控。一般反应釜内PH值通过调整反应釜稀释剂或酸、碱性物料的进料量来保持在工艺允许范围内。3.5 搅拌主要监控偶氮化反应釜内搅拌速率，后处理单元中带搅拌设备的搅拌速率。为防止因搅拌不良、停车或故障造成温度、物料分布不均匀，进而造成反应速率过快、物料分解，发生火灾、爆炸事故。需要对设备内搅拌速率进行监控。此时可通过检测搅拌转速或搅拌电流实现对搅拌运行情况的监控。3.6 脏流量和反应物质的配料比主要监控偶氮化反应釜的肺进料流量和反应原料的配比。偶氮化反应过程中，水合肺及其他脱类化合物一般为滴加，由于偶氮化反应是一个放热反应，投料速度决定反应放热速度，如果投料速度过快,反应热不能及时移出，就有可能造成超温超压，发生泄漏或爆炸事故。因此，对肺的流量应进行监控，并设置调节阀，自动调节进料。部分偶氮化反应涉及强氧化剂，如果操作不当会产生许多副反应，以及大量有毒气体外溢现象。因此需要严格控制氧化剂的使用量，也就是与其他原料的配比。3.7 其他冷冻盐水或其它低于常温的冷却系统宜设置温度和流量检测，并设置温度高和流量低报警。采用惰性气体保护的设施应根据实际需求设置氧气检测报警。4推荐的安全控制方案4.1 各工艺参数的控制方式偶氮化反应釜内温度、压力、液位、PH值；偶氮化反应釜内搅拌速率;助流量；反应物质的配料比；后处理单元温度等重点监控工艺参数的控制方式见附表2。4.2 工艺系统控制方式4.2.1 基本监控要求偶氮化工艺生产装置设置的自动控制系统应达到重点监管危险化工工艺目录中有关安全控制的基本要求，重点监控工艺参数应传送至控制室集中显示，并按照宜采用的控制方式设置相应的联锁。自动控制系统应具备远程调节、信息存储、连续记录、超限报警、联锁切断、紧急停车等功能。记录的电子数据的保存时间不少于30天。4.2.2 基本控制要求偶氮化工艺安全控制基本要求中涉及反应温度、压力报警及联锁的自动控制方式至少满足下列要求：（1）偶氮化反应对于常压放热反应工艺，依据反应安全风险评估，反应釜宜设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统，反应釜宜设进料流量和夹套冷却水自动控制阀。通过改变进料和（或）夹套冷却水流量调节反应温度，反应温度高高报警并联锁切断进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统、及事故状态下吸收中和系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开紧急停车系统、事故状态下吸收中和系统，打开安全泄放系统。对于带压放热反应工艺，反应釜应设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统，反应釜宜设进料流量和夹套冷却水自动控制阀。通过改变进料和（或）夹套冷却水流量调节反应温度和（或）压力，反应温度和（或）压力高高报警并联锁切断进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统、紧急泄放系统及事故状态吸收中和系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开紧急停车系统、事故状态吸收中和系统，打开安全泄放系统。属于同一种反应工艺，多个反应釜串连使用的，各反应釜宜设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统；各反应釜宜设进料流量和夹套冷却水自动控制阀。通过改变进料和（或）夹套冷却水流量调节反应压力和（或）温度，压力和（或）温度高高报警联锁切断总管进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统、紧急泄放系统及及事故状态吸收中和系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开紧急停车系统、事故状态吸收中和系统，打开安全泄放系统。（2）后处理单元后处理单元一般包括精馈、结晶、离心以及干燥等工序。后处理设备配置温度检测、搅拌、冷却联锁自动控制调节装置，干燥设备应配置温度测量、加热热源开关、惰性气体保护的联锁装置。精微工序自动控制还需要满足关于印发蒸镭系统安全控制实施方案的通知（X安监发2011140号）的要求。4.2.2.2其他（I）反应过程中需要通过调节冷却系统控制或者辅助控制反应温度的,应当设置自动控制回路，实现反应温度升高时自动提高冷却剂流量；调节精度要求较高的冷却剂应当设流量控制回路。（2）偶氮化工艺安全控制基本要求涉及的偶氮化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、脱流量、偶氮化反应釜夹套冷却水进水阀的安全控制方式，应同时满足重点监管危险化工工艺目录中的要求，并根据设计方案或HAZOP分析报告设置相应联锁系统。（3）芳香族偶氮化合物合成过程中：反应前，需在反应釜内加入冰，控制重氮化合物的温度在0左右；反应过程中发生超温时，直接加冰进行紧急冷却。（4）偶氮化反应釜的冷媒运行用电设置为一级负荷，反应釜搅拌电机宜设置为一级负荷中特别重要的负荷。（5）设计时，应结合具体的工艺机理，合理的设置控制方案，避免出现因控制回路间密切相关、互相影响导致工艺参数无法控制的情况，控制措施中相互关联不允许发生耦合控制。（6）宜对偶氮化反应釜内PH值进行在线监测。（7）涉及剧毒气体的，应设事故状态下与安全处理系统形成联锁关系的自控联锁装置。处于备用状态的毒性气体的应急处置系统应设置远程和就地一键启动功能，吸收剂供应泵、吸收剂循环泵应设置备用泵，备用泵应具备低压或者低流量自启动功能。毒性气体密闭空间的应急抽风系统应当能够在室外或远程启动，宜与密闭空间的毒气报警系统联锁启动。4.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施所有涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺的化工生产装置按照关于加强精细化工反应安全风险评估工作的实施方案(安监总管三(2017)1号)要求必须完成反应安全风险评估，并综合反应安全风险评估结果，考虑不同的工艺危险程度，设置相应的控制措施。偶氮化工艺参照执行。4.4 仪表系统选用原则4.4.1 基本过程控制系统(BPCS)选用原则(1)基本过程控制系统(BPCS)宜首选DCS系统；(2)基本过程控制系统的CPU、通信、电源等模块应冗余设置。(3)生产过程中的重点工艺参数监控回路的AhAO、DkDO点应冗余配置，且相同仪表位号的ALAO、DkDO点应配置在不同的卡件上。(4)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。控制室紧急停车按钮应在辅操台上设置硬按钮，就地紧急停车按钮应分区域集中设置在操作人员易于接近的地点。BPCS的报警及联锁的设计应满足信号报警及联锁系统设计规范(HG/T20511)之要求。4.4.2 安全仪表系统选用原则针对具体的偶氮化工艺，依据反应安全风险评估结果、危险和可操作性分析(HAZOP)、LOPA分析确定相关各安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)o通过LOPA分析，安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)>1时，应配置独立于DCS系统之外的安全仪表系统(SIS),1的可以与DCS合并设置。考虑仪表的安全性和可用性，测量仪表宜三取二。安全仪表系统的逻辑控制器硬件要求、测量仪表独立性和冗余性、最终元件独立性和冗余性等技术要求，须符合石油化工安全仪表系统设计规范(GB/T50770)规范要求。安全仪表系统在投入运行之前，应进行SIL等级的验证，验证合格方能投入运行。443气体检测报警系统(GDS)选用原则偶氮化工艺的原料、中间产品及产品大多为有毒、易燃易爆物质，装置应按石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准(GB/T50493)设置独立的气体检测报警系统，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。4.5 其他安全设施固态催化剂宜采用自动添加方式。自动添加方式确有难度的，应当设置密闭添加设施，不应采用开放式人工添加催化剂。密闭添加设备的容量不应大于一次添加需求量。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，还应设置爆破片、安全阀、高压阀、单向阀、紧急排空阀及紧急切断装置等其他安全设施。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。对于在役偶氮化工艺装置进行自控与安全联锁改造，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、偶氮化工艺管道与仪表流程图，涉及的设备简图和工艺物性参数、危险和可操作性分析（HAZOP）报告和保护层分析（LOPA）及SlL定级报告。按要求开展精细化工反应安全风险评估的企业，应提供反应安全风险评估报告。改造企业需提交的设计资料清单见附表3o5.2 确定改造范围（1）与企业协商，根据国家安全监管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（2009）116号）、国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知（安监总管三（2013）3号）、关于加强化工安全仪表系统管理的实施方案（安监总管三（2014）116号）文要求,确定需要改造的装置范围，实现偶氮化工艺过程的自控联锁。（2）核实偶氮化工艺过程所涉及的上下游工艺过程对自身的影响（如氧化剂的储存、冷媒的规格数量、惰性保护气体的规格数量等）。（3）将偶氮化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PlD图。5.3 仪表设备选型（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SIS、DCS；检测仪表、自控调节阀、紧急切断阀等）。5.4 提交方案（1）工艺管道与仪表流程图（PID）；（2）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）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2000吨/年偶氮二异丁月青装置偶氮化反应，即缩合、氧化工序安全控制方案。6.1 工艺简述该偶氮二异丁月青装置的工艺路线为：水合脱和丙酮氟醇反应，再经双氧水氧化制备偶氮二异丁月青。下面就偶氮化反应过程进行简述。6.1.1 缩合工序将定量水合脱滴加至缩合釜与丙酮鼠醇反应（控制温度<30,常压）,生成粗中间体偶氮二异丁月青脱，进入离心机进行离心提纯，得到中间体偶氮二异丁月削并。CHaI> CN- C- NH NH- C- CN + 3H2OOHI2CH2-C-CH3+N2H4H2OCH3CN丙酮氟醇水合明偶氮二异丁赠肿6.1.2 氧化工序品偶氮二异丁月青。ClH3CH3CN - C- NH NH- C- CNCH3CH3偶氮二异丁脂明在冷冻系统冷却下，滴加双氧水进行氧化反应（控制温度2025°C,常压），生成粗半成品偶氮二异丁月青，进入离心机进行离心提纯，得到半成CH3CH3NaBr+HQ>CN-C-N=N-C-CN+2HQIICH3CH3双氧水偶氮二异丁胞6.2 装置偶氮化工艺危险性分析6.2.1 固有危险性偶氮二异丁月青装置涉及到原料丙酮氟醇、水合脱、双氧水、硫酸，催化剂为溟化钠。其中丙酮鼠醇为剧毒品；水合脱属于碱性腐蚀品，硫酸属于酸性腐蚀品；双氧水具有强氧化性且助燃；偶氮二异丁月青为易燃固体。丙酮鼠醇为剧毒化学品，蒸汽和液体对皮肤和粘膜均有刺激作用；皮肤接触水合肺会中毒，造成严重皮肤灼伤和眼损伤，吸入致命，可能致癌;硫酸对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。水合肺属于碱性腐蚀品，硫酸属于酸性腐蚀品。如人体意外接触会造成化学灼伤事故。622工艺过程的危险性生成的偶氮二异丁月青在100急剧分解，能引起爆炸着火。遇热分解放出的有机氟化物对人体危害较大。缩合和氧化反应过程，水合股和双氧水需要滴加进入反应釜，如果物料加入速度过快、温度控制高造成反应速度过快，可能造成容器内压升高，引起火灾或设备爆炸，同时造成周围设备损坏，易燃物料泄漏引起二次事故。反应过程在一定压力、温度下进行，而且为放热反应，如安全附件不全或不可靠，工艺控制失误，配套的冷却、氮气保护等安全设施中断或不足，引起火灾、爆炸事故。6.3 装置偶氮化工艺控制方案综述偶氮二异丁月青合成的偶氮化反应包括缩合和氧化两个工序。6.3.1 缩合工序此工序为间歇操作、批量生产，控制的重点是反应部分。具体控制方案如下:缩合釜设紧急冷却系统、紧急停车系统，设水合朋进料流量和夹套冷却水自动控制阀。通过改变夹套冷却水流量调节反应温度，反应温度高高报警并联锁切断水合脱进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断水合脱进料。缩合釜还设置远传温度计、压力表、搅拌电流显示、在线PH检测以及报警；丙酮鼠醇和回收母液进料设置流量计、远程切断阀，实现定量加料;反应釜出料管道设置流量开关，远程切断阀；夹套冷却水设置远传温度计、流量计、调节阀以及远程切断阀；缩合釜的氮气进料管道、放空管道以及真空管道设置远程切断阀；离心机洗涤管道、出料管道设置远程切断阀。DCS联锁方案：反应釜温度高高报警时或搅拌电流低低报警时，联锁切断水合肺进料调节阀；丙酮氟醇进料流量计达到设定值时，联锁切断进料切断阀；回收母液进料流量计达到设定值时，联锁切断进料切断阀；反应釜出料流量开关低低报警时，联锁切断出料切断阀；离心机洗涤液进料切断阀与洗涤水进料切断阀不能同时开启；离心机母液出料切断阀与洗涤液出料切断阀不能同时开启；缩合釜氮气置换管道切断阀开启时，放空管道切断阀打开；缩合釜放空管道切断阀与真空管道切断阀不能同时开启。装置内设置可燃、有毒气体检测报警，工业视频监控等措施以达到保障企业的安全生产及员工的人身安全目的。根据保护系统层分析(LOPA)及SIL定级报告，某企业偶氮二异丁月青缩合工序的安全完整性等级采用SIL2级。考虑仪表的安全性和可用性，温度三取二，缩合釜上设置远传温度计，温度高高报警联锁切断水合朋进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统。本工序基本过程控制系统采用DCS系统，并配置了独立的安全仪表系统(SIS),以上控制、报警及联锁方式在控制室实现。工艺管道与仪表流程图见附图1,控制、报警、联锁一览表见附表4。6.3.2 氧化工序氧化釜具体控制方案如下：氧化釜设紧急冷却系统、紧急停车系统，设双氧水进料流量和夹套冷却水自动控制阀。通过改变夹套冷却水流量调节反应温度，反应温度高高报警并联锁切断双氧水进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断双氧水进料。氧化釜还设置远传温度计、压力表、搅拌电流显示、在线PH检测以及报警；硫酸和回收母液进料设置流量计、远程切断阀，实现定量加料；氧化釜出料管道设置流量开关，远程切断阀；夹套冷却水设置远传温度计、流量计、调节阀以及远程切断阀；氧化釜的氮气进料管道、放空管道以及真空管道设置远程切断阀；离心机洗涤管道、出料管道设置远程切断阀。DCS联锁方案：氧化釜温度高高报警时或搅拌电流低低报警时，联锁切断双氧水进料调节阀；夹套冷冻水进料流量低低报警时，联锁切断双氧水进料调节阀；丙酮鼠醇进料流量计达到设定值时，联锁切断进料切断阀;回收母液进料流量计达到设定值时，联锁切断进料切断阀；氧化釜出料流量开关低低报警时，联锁切断出料切断阀；离心机洗涤液进料切断阀与洗涤水进料切断阀不能同时开启；离心机母液出料切断阀与洗涤液出料切断阀不能同时开启；氧化釜氮气置换管道切断阀开启时，放空管道切断阀打开；氧化釜放空管道切断阀与真空管道切断阀不能同时开启。装置内设置可燃、有毒气体检测报警，工业视频监控等措施以达到保障企业的安全生产及员工的人身安全目的。根据保护系统层分析(LOPA)及SIL定级报告，某企业偶氮二异丁月青氧化工序的安全完整性等级采用SIL2级。考虑仪表的安全性和可用性，温度三取二，氧化釜上设置远传温度计，温度高高报警联锁切断双氧水进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统。本工序基本过程控制系统采用DCS系统，并配置了独立的安全仪表系统(SIS),以上控制、报警及联锁方式在控制室实现。工艺管道与仪表流程图见附图1,控制、报警、联锁一览表见附表4。7偶氮化工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图7.1 XX省主要偶氮化工艺产品目录（附表1）7.2 偶氮化工艺重点监控参数的控制方式（附表2）7.3 企业需提交的设计资料清单（附表3）7.4 某企业偶氮化工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）7.5 某企业偶氮化工艺管道与仪表流程图（附图1）附表1XX省主要偶氮化工艺产品目录产品名称偶氮二异丁睹偶氮二异庚睛偶氮二甲酸二乙酯偶氮二甲酸二异丙酯芳香族偶氮化合物附表2偶氮化工艺重点监控参数的控制方式序号工艺参数控制方式备注1偶氮化反应釜内温度1、集中显不2、自控3、报警4、联锁2偶氮化反应釜内压力1、集中显示2、报警3、联锁3偶氮化反应釜内液位1、集中显不2、自控3、报警4、联锁4偶氮化反应釜PH1、集中显示2、报警3、联锁5偶氮化反应釜内搅拌速率1集中显示2、报警3、联锁6偶氮化反应肺流量和反应物质的配料比1、集中显示2、恒定或比值调节3、报警4、联锁7冷媒温度1、集中显示2、报警8冷媒压力1集中显示2、报警9冷媒流量1、集中显不2、报警序号工艺参数控制方式备注3、联锁附表3企业需提交的设计资料清单文字说明部分图纸部分1、工艺操作规程2、安全操作规程3、安全设施设计专篇4、设备一览表（含设备规格、材质、介质、设计及操作温度、压力、仪表口规格等）5、公用工程状况（包括供电、供水、供气、循环水、冷冻水等）6、现有自控、仪表状况描述（包括控制室或操作站）7、主要物料及公用工程管线规格、材质8、实际生产中存在的工艺、安全方面的问题及对本次改造内容的建议9、同类装置历史上发生的事故案例10、危险和可操作性分析（HAZOP）报告IK保护层分析（LoPA）报告12、反应安全风险评估报告1、厂区总平面布置2、工艺管道与仪表流程图3、各工序设备布置图4、爆炸危险区域划分图5、可燃、有毒气体报警系统图及报警仪布置图6、主要物料平衡图附表4某企业偶氮化工艺控制、报警、联锁一览表表4.1偶氮化工艺DCS控制、报警、联锁一览表序号位号测控变量联锁参数功能一、温度控制、报警、联锁1TICA-IOI缩合釜内温度温度达到设置值时联锁显不、控制、报警、联锁2TICAS-201氧化釜内温度温度达到设置值时联锁显示、控制、报警、联锁二、压力报警1PIA-IOl缩合釜内压力显示、报警2PIA-201氧化釜内压力显示、报警三、搅拌电流报警、联锁1IIAS-IOl缩合釜内搅拌电流搅拌故障时联锁显示、报警、联锁2IIAS-201氧化釜内搅拌电流搅拌故障时联锁显示、报警、联锁四、PH值报警、联锁1PHIA-IOI缩合釜内PH值显示、报警2PHIA-20I氧化釜内PH值显示、报警五、流量控制、报警、联锁1FIQC-IOl水合明进料流量显示、控制、报警2FIQC-201双氧水进料流量显示、控制、报警3FIQS-102丙酮冢醇进料流量流量达到设置值时联锁显示、报警、联锁4FIQS-103回收母液进料流量流量达到设置值时联锁显示、报警、联锁5FIQS-202硫酸进料流量流量达到设置值时联锁显示、报警、联锁