新型煤化工工艺安全控制设计指导方案.docx

新型煤化工工艺安全控制设计指导方案目录1概述11.1 新型煤化工工艺11.2 新型煤化工工艺类型11.2.1 煤制油（费-托合成油）11.2.2 煤制烯烧11.2.3 煤制二甲醛21.2.4 煤制乙二醇21.2.5 煤制甲烷气21.2.6 煤制甲醇31.2.7 甲醇制醋酸31.3 新型煤化工工艺关键设备和重点监控单元31.3.1 新型煤化工工艺的关键设备31.3.2 新型煤化工工艺的重点监控单元31.4 新型煤化工工艺涉及的主要危险介质41.4.1 煤气化原料41.4.2 产品和中间产品41.4.3 其他41.5 XX省主要新型煤化工工艺产品目录42危险性分析52.1 固有危险性52.1.1 火灾危险性52.1.2 爆炸危险性52.1.3 中毒危险性52.1.4 腐蚀及其他危险性52.2 工艺过程的危险性分析62.2.1 反应过程的危险性62.2.2 危险和可操作性分析63重点监控的工艺参数和控制要求73.1 温度73.2 压力73.3 液位（或重量）73.4 反应投料速度与物料配比73.5 其他84推荐的安全控制方案94.1 各工艺参数的控制方式94.2 工艺系统控制方式94.2.1 基本监控要求94.2.2 基本控制要求94.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施114.4 仪表系统选用原则114.4.1 基本过程控制系统（BPCS）选用原则114.4.2 安全仪表系统选用原则124.4.3 气体检测报警系统（GDS）选用原则124.5 其他安全设施135通用设计要求145.1 收集产品工艺资料145.2 确定改造范围145.3 仪表设备选型155.4 提交方案155.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更156典型工艺安全控制系统改造设计方案166.1 工艺简述166.1.1 煤气化工序166.1.2 甲醇合成工序166.2 装置新型煤化工工艺危险性分析176.2.1 固有危险性176.2.2 工艺过程的危险性176.3 装置新型煤化工工艺控制方案综述186.3.1 煤气化工序186.3.2 甲醇合成工序207新型煤化工工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图217.1 XX省主要新型煤化工工艺产品目录（附表1）217.2 新型煤化工工艺重点监控参数的控制方式（附表2）217.3 企业需提交的设计资料清单（附表3）217.4 某企业新型煤化工工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）217.5 某企业新型煤化工工艺管道与仪表流程图（附图1）21附表1XX省主要新型煤化工工艺产品目录22附表2新型煤化工工艺重点监控参数的控制方式23附表3企业需提交的设计资料清单25附表4某企业新型煤化工工艺控制、报警、联锁一览表26附图1某企业新型煤化工工艺管道与仪表流程图311概述1.1 新型煤化工工艺以煤为原料，经化学加工使煤直接或者间接转化为气体、液体和固体燃料、化工原料或化学品的工艺过程。1.2 新型煤化工工艺类型新型煤化工工艺类型主要包括煤制油（费-托合成油）、煤制烯燃（甲醇制烯燃）、煤制二甲醛、煤制乙二醇（粗煤气制乙二醇）、煤制甲烷气（煤气甲烷化）、煤制甲醇、甲醇制醋酸等工艺。1.Zl煤制油（费-托合成油）煤制油的工艺可以分为三个部分：煤气化、F-T（费托）合成和油品炼制。煤气化是将煤进行不完全燃烧转变成为粗煤气（CO+H2）,然后由粗煤气进行F-T合成，生成碳氢化合物，其中石蜡的含量比较大，然后进行炼制和分离。煤制油工艺是气化、空分、激冷、部分变换、脱硫脱碳、F-T合成油、油品精制工序的组合。煤制烯燃煤制烯燃的工艺可以分为三个部分：煤气化、粗煤气制甲醇和甲醇制烯崎。煤与来自空分单元的纯氧在气化炉中发生反应生成粗煤气，粗煤气经CO变换后进入气体净化单元，脱除其中的HzS和CCh等气体，净化后的合成气，进入甲醇合成单元生产甲醇。在甲醇制烯燃装置中发生如下转化反应：2CH3OHC2H4+2H2O3CH3OHC3H6+3H2O生成富含低碳烯燃的混合气体，进入烯燃分离单元，分离出主要产品乙烯、丙烯以及副产物C4和C5等。1.2.3 煤制二甲醛煤制二甲臃的工艺分为三个部分：煤气化、合成气制甲醇和甲醇制二甲雁。煤气化、合成气制甲醇上节已表述，甲醇制二甲雁采用的是甲醇气相催化脱水工艺，即在反应温度为250330、催化剂的作用下，甲醇发生脱水反应，生成二甲醛和水。2CH3OHCH3OCH3+H2O1.2.4 煤制乙二醇以煤气化制取合成气，CO催化偶联合成草酸二甲酯，再加氢生成乙二醇，此法称为合成气间接合成乙二醇。2CO+12O2+2CH3OH(COOCH3)2+H2O(COOCH3)2÷4H2(CH2OH)2+2CH3OH1.2.5 煤制甲烷气煤经煤气化生产出合成气，然后合成甲烷的过程称为煤制天然气。甲烷化技术是煤制天然气的关键环节，一氧化碳和氢气在一定的温度、压力和催化剂作用下合成甲烷。其化学方程式如下：CO+3H2CH4+H2O1.2.6 煤制甲醇煤制甲醇工艺技术主要是以煤和空分装置提供的氧气为原料，在气化炉内进行气化反应生成粗煤气，粗煤气经变换、净化后，得到纯净的CO和H2OCO和H?采用低压甲醇合成工艺生成粗甲醇，粗甲醇精制后，得到精甲醇。甲醇合成反应：CO+2H2CH3OH1.2.7 甲醇制醋酸醋酸合成采用甲醇低压锻基化技术，即甲醇和一氧化碳在一定温度、压力下，采用错-碘催化剂反应生成醋酸。CH3OH+COCH3COOH1.3 新型煤化工工艺关键设备和重点监控单元1.3.3 新型煤化工工艺的关键设备新型煤化工工艺的关键设备是煤气化炉、合成塔。1.3.4 新型煤化工工艺的重点监控单元新型煤化工工艺的重点监控单元为煤气化和煤化工新工艺单元。煤气化重点监控气化炉温度和压力；进料介质温度、压力与流量；氧煤比；进料管线与气化炉压差；烧嘴冷却水流量和温度；反应段蒸汽产量;粗煤气中二氧化碳含量；粗煤气冷却器出口温度；气化炉环形空间温度；激冷水流量、温度等。煤化工新工艺单元重点监控反应器温度、压力、液位；反应物料的比例；进料介质温度、压力与流量；外取热器蒸汽温度与压力；风压、风温;压降；烟气压力与温度;H2CO比、No/02比、NO/醇比;H2、H2S.CO2含量等。1.4 新型煤化工工艺涉及的主要危险介质1.4.3 煤气化原料煤粉制备或者输送过程中，煤粉泄漏，如遇明火或者其它火源，可引起煤粉燃烧或爆炸。1.4.4 产品和中间产品煤气化单元生产过程中接触到的物料大部分具有易燃易爆性，如氢气、一氧化碳、硫化氢、甲烷、氧气、氨等易燃气体；甲醇等易燃液体。一旦发生泄漏或其他事故，很容易在空气中形成爆炸性混合物。煤气化单元生产过程中接触的物料大部分有毒，如一氧化碳、硫化氢、甲醇、氨等。煤化工新工艺单元生产过程中涉及的甲烷、乙烯、丙烯、二甲醛等易燃气体；甲醇、油、醋酸等易燃液体，具有爆炸性。醋酸等具有很强的腐蚀性，蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。143其他新型煤化工工艺常用的催化剂大多为重金属盐类，在制造和使用过程中如使用不当，易造成重金属中毒，同时废弃的催化剂如处理不当，易造成环境污染。1.5 XX省主要新型煤化工工艺产品目录XX省主要的新型煤化工工艺有：煤制甲醇、甲醇制醋酸、煤制乙二醇、煤制烯烧、煤制天然气、煤制二甲醛等。新型煤化工工艺多数反应速度快，放热量大，容易造成反应失控。反应过程多为高温、高压过程，易发生工艺介质泄漏，引发火灾、爆炸和一氧化碳中毒事故。反应过程所涉及的物料大多具有易燃易爆、毒性、腐蚀性，一旦泄漏危险性较大。2.1 固有危险性固有危险性是指新型煤化工工艺过程中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。2.1.1 火灾危险性新型煤化工工艺涉及的原料、产品、中间产品等具有易燃性，如氢气、甲烷、乙烯、丙烯、二甲雄、一氧化碳、氨等甲、乙类易燃易爆气体；甲醇、油、醋酸等甲、乙类易燃液体。2.1.2 爆炸危险性新型煤化工工艺涉及的原料、产品、中间产品等具有爆炸性，氢气、甲烷、乙烯、丙烯、二甲雄、硫化氢、一氧化碳、氨等易燃易爆气体；甲醇、油、醋酸等易燃液体的蒸汽；煤粉等易燃固体，与空气混合容易形成爆炸性混合物，遇热源或明火有爆炸危险。2.1.3 中毒危险性新型煤化工工艺涉及的原料、产品、中间产品等具有毒性，硫化氢为剧毒物质，一氧化碳为高毒物质，氨为中等毒物质，甲醇为低毒物质。2.1.4 腐蚀及其他危险性新型煤化工工艺涉及的醋酸等物质，为强腐蚀性物质。2.2 工艺过程的危险性分析新型煤化工工艺是一个放热过程，涉及的原料、中间产品多为易燃易爆、有毒、强腐蚀物质，因此在反应和原料的储存过程中存在诸多不安全因素。2.2.1 反应过程的危险性新型煤化工工艺多数反应速度快，放热量大，容易造成反应失控。反应过程多为高温、高压过程，易发生工艺介质泄漏，引发火灾、爆炸和一氧化碳中毒事故。反应过程所涉及的物料大多具有易燃易爆、毒性、腐蚀性，一旦泄漏危险性较大。控制原料的进料量和进料速度、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危险和可操作性分析针对具体的新型煤化工工艺，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 温度包括气化炉、合成塔的温度。煤气化和煤化工新工艺反应放出的热量如果不能及时的移出，会造成气化炉和合成塔内物料温度升高，压力升高、甚至着火爆炸等严重后果。气化炉和合成塔温度的高低除了与物料的反应热有关外，还与原料的进料温度有关，因此应对气化炉、合成塔温度、合成气进出、口温度、外取热器温度等进行监控。3.2 压力包括气化炉、合成塔和涉及合成气设备的压力。煤气化、煤化工新工艺和涉及合成气设备压力失控，超过设备设计压力，造成物料泄漏或合成塔爆炸的危险，因此，应监控气化炉、合成塔外取热器压力和涉及合成气设备的压力。3.3 液位（或重量）用到外取热器的煤化工新工艺，外取热器的液位低时，会造成合成塔的温度升高，压力升高，引起严重后果。产品储罐应根据储罐内物料性质和储存条件，设置储罐的最高储存上限，以免由于温度、压力等因素的变化造成泄漏。3.4 反应投料速度与物料配比由于新型煤化工工艺是放热反应，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，对原料的温度、压力与流量应进行监控。任何反应都是在一定的配比下进行，一方面考虑产品质量，另一方面为了操作的安全，此时就应对物料的配比进行控制。3.5 其他有些煤化工新工艺的反应，对Hz/CO比，NO/Ch比，N0/醇比，H2、H2S>Co2含量等也要进行监控。4推荐的安全控制方案4.1 各工艺参数的控制方式新型煤化工工艺的温度、压力、液位、反应投料速度与物料配比等重点监控工艺参数的控制方式见附表2o4.2 工艺系统控制方式4.2.1 基本监控要求新型煤化工工艺的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4.221煤气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）气化炉煤浆（煤粉）和氧进料管线上设置流量计和调节阀，通过流量调节，控制氧煤配料比；气化炉设置温度、压力、液位检测及报警,且液位低低联锁关闭气化炉XX阀，锁斗停止运行；气化炉冷媒管道设置温度、压差、流量检测及报警，控制气化炉的温度。（2）煤气化合成以下任一因素（信号）发生，即可启动安全停车联锁：煤浆（煤粉）流量低低限；氧气流量低低限；氧煤比高高限；气化炉液位低低限；气化炉出口合成气温度高高限；烧嘴冷却水进口流量低低、进口压力高高、出口温度高高，三取二；烧嘴冷却水泵出口压力低低限；汽包液位低低限；高压煤浆泵或者煤粉输送风机故障；氧气放空阀、切断阀异常；电源停电。以上联锁任一信号输入，启动安全停车，系统可执行以下操作：气化炉氧气流量调节阀关闭、氧气截止阀关闭、随即关闭煤浆（煤粉）切断阀、随即打开煤浆（煤粉）管线氮吹阀、氧气管线氮吹扫阀打开、高压煤浆泵或者煤粉输送风机停止。煤化工新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）合成塔应设紧急停车系统、安全泄放系统。合成塔宜设进料流量自动控制阀，通过改变进料流量调节反应温度。合成塔应设温度高高（或压力高高）报警并启动联锁；当反应过程中使用外取热器时，外取热蒸汽包液位与合成塔进料系统设立联锁关系。一旦发生异常工况启动联锁，紧急切断所有进料，打开紧急泄放系统，打开事故蒸汽阀或氮气阀，迅速置换合成塔内物料，并将合成塔进行冷却、降温。（2）煤化工新工艺安全控制基本要求的涉及反应物料配比（Co/H2比、NO/O2比；NO/醇比；H2、H2S>CO2）等报警及联锁的安全控制方式，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。4.2.2.3其他（1）反应过程中需要通过外取热器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调节外取热器压力。(2)新型煤化工工艺安全控制基本要求的涉及反应物料配比、进料压缩机停机等报警及联锁的安全控制方式，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)在组分测量仪表条件满足时，宜加装反应尾气在线分析仪表，并将其分析结果远传至控制室。(4)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。(5)煤气化反应区域设置视频监控系统，可燃、有毒气体检测报警系统。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，新型煤化工工艺宜参照执行。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ALAO、DLDO点应冗余配置，且相同仪表位号的ALAO>DLDO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(如合成气泄漏、重要设备损坏等)时，操作人员可在控制室内切断原料进料、紧急泄放系统和吸收中和系统等。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新型煤化工工艺，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(SIDo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),Wl的宜与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。对于在役新型煤化工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、新型煤化工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SIL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，实现新型煤化工工艺过程的自控联锁。(2)核实新型煤化工工艺过程所涉及的上下游工艺过程对自身的影响(如煤粉的储存与输送、粗煤气的输送、冷媒的规格数量、惰性保护气体的规格数量等)。(3)将新型煤化工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 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新型煤化工工艺煤气化制甲醇装置安全控制方案。6.1 工艺简述煤气化制甲醇装置分为煤气化、变换、低温甲醇洗、甲醇合成、空分等工序，下面就与新型煤化工工艺有关的煤气化、甲醇合成进行简述。6.1.1 煤气化工序煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧嘴进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应：C111H11Sr+m202mC0+(n2-r)H2+rH2SCO+H2OH2+CO2反应在6.5MPa(G)、13501400°C下进行。气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2>H2O和少量CH八H2S等气体。离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。6.1.2 甲醇合成工序经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为5.6MPa,与甲醇合成循环气混合，经甲醇合成循环气压缩机增压至6.5MPa,然后进入冷管式反应器(气冷反应器)冷管预热到235,进入甲醇合成塔进行甲醇合成，CO、Co2和H2在CU-Zn催化剂作用下，合成粗甲醇，出管壳式反应器的反应气温度约为240,然后进入气冷反应器壳侧继续进行甲醇合成反应，同时预热冷管内的工艺气体，气冷反应器壳侧气体出口温度为250,再经低压蒸汽发生器，锅炉给水加热器、空气冷却器、水冷器冷却后到40,进入甲醇分离器，从分离器上部出来的未反应气体进入循环气压缩机压缩，返回到甲醇合成回路。粗甲醇从甲醇分离器底部排出，经甲醇膨胀槽减压释放出溶解气后送往甲醇精储工段。6.2 装置新型煤化工工艺危险性分析6.2.1固有危险性粗煤气中的主要成分氢气、甲烷、硫化氢、一氧化碳、氨等都是易燃易爆气体；产品甲醇为甲类易燃易爆液体；煤粉等易燃固体，暴露在空气中形成爆炸性混合物，遇明火会发生爆炸。粗煤气中硫化氢为剧毒化学品,氨为中等毒化学品，产品甲醇为低毒化学品，一氧化碳浓度过高也能引起中毒。煤气化产生的粗煤气中含有少量的硫化氢为剧毒物质，对眼、呼吸道粘膜有刺激作用；氨对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用；CO较高浓度时能使人出现不同程度中毒症状，危害人体的脑、心、肝、肾、肺及其他组织。甲醇对中枢神经系统有麻醉作用盐酸接触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒。622工艺过程的危险性(1)煤粉制备或输送过程中煤粉泄漏，如遇明火或其它火源，可引起煤粉燃烧或爆炸。(2)气化反应时，氧煤比例失当，氧含量偏高，可能引发气化炉超温、爆炸。（3）煤气化工艺为高温、高压过程，气化炉的煤粉加料、灰渣、出料及飞灰出料均为间歇操作，一旦阀门、管道或设备发生磨损或故障，极易发生工艺介质泄漏，引发火灾、爆炸事故。（4）水冷壁循环冷却水流量低，可造成气化炉超温、爆炸。（5）合成气氧含量高，导致后续除尘、洗涤工序发生爆炸。（6）煤气化及合成甲醇反应在高温、高压下进行，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。（7）合成气制甲醇所用的原料具有燃爆危险性。反应前氮气未置换干净或反应过程漏入空气，与易燃介质形成爆炸混合物，引起火灾爆炸事故（8）合成气制甲醇反应过程中产生甲醇等易燃液体，反应过程可能形成爆炸性混合气体。（9）合成气制甲醇反应速度快，放热量较大，控制好反应器的温度。6.3 装置新型煤化工工艺控制方案综述6.3.1 煤气化工序安全停车联锁：气化炉以下任一因素（信号）发生时，可启动安全停车联锁：（1）水煤浆流量低低。（2）氧气流量低低。（3）气化炉激冷室液位低低。（4）气化炉激冷室出合成气温度高高。(5)仪表空气压力低低。(6)工艺烧嘴冷却水系统故障：进口流量差低低，进口压力高高，出口温度高高，三选二联锁。(7)煤浆管线与气化炉压差。(8)汽包液位低低。(9)锅炉水循环泵出口流量低低。(10)渣口压差高高。(11)高压煤浆泵故障：高压煤浆泵电流、转速、运转信号异常，三取二。(12)煤浆管线去工艺烧嘴第一道程控切断阀阀位异常。(13)煤浆管线去工艺烧嘴第二道程控切断阀阀位异常。(14)煤浆循环管线循环程控切断阀阀位异常。(15)氧煤比高高。(16)燃料气退出失败。(17)电源故障。(18)氧气切断阀。以上任一因素(信号)输入，启动安全停车，系统可执行以下操作：去界区外粗煤气遥控阀关闭、气化炉氧气流量调节阀关闭、氧气截止阀关闭、1秒后关闭煤浆切断阀、7秒后打开煤浆管线氮吹阀，17秒后关闭煤浆管线氮吹阀、氧气管线阀间氮封阀打开、氧气管线氮吹扫阀打开，25秒后关闭氧气管线氮吹扫阀、高压煤浆泵停止。根据保护层分析(LOPA)及SIL定级报告，某企业煤气化装置的安全完整性等级采用SIL2级。考虑仪表的安全性和可用性，测量仪表SIS三取二，联锁停车。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 甲醇合成工序合成塔温度高高，外取热蒸汽包液位低低，醇分液位高高与反应器进料系统设立联锁关系，一旦发生异常工况启动联锁，紧急切断所有进料，开启氮气阀，迅速置换反应器内物料，并将反应器进行冷却、降温。根据保护层分析(LOPA)及SIL定级报告，某企业甲醇合成装置的安全完整性等级采用SIL2级。考虑仪表的安全性和可用性，测量仪表SlS三取二，联锁停车。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新型煤化工工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图7.1 XX省主要新型煤化工工艺产品目录（附表1）7.2 新型煤化工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 某企业新型煤化工工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）7.5 某企业新型煤化工工艺管道与仪表流程图（附图1）附表1XX省主要新型煤化工工艺产品目录产品名称煤制甲醉甲醇制醋酸煤制烯燃煤制天然气煤制乙二醇煤制二甲酸附表2新型煤化工工艺重点监控参数的控制方式表2.1煤气化工艺参数控制方式序号工艺参数控制方式备注1进气化炉煤浆流量1、集中显示、控制、报警2、联锁：低低联锁切断进料2进气化炉氧气流量1、集中显示、控制、报警2、联锁：低低联锁切断进料3氧煤比1集中显示、控制、报警2、联锁：高高联锁切断进料4气化炉液位1、集中显示、控制、报警2、联锁：低低联锁切断进料5气化炉出口合成气温度1、集中显示、报警2、联锁：窗高联锁切断进料6烧嘴冷却水进、出口流量1、集中显示、报警2、联锁：低低联锁7仪表空气压力1、集中显示、报警表2.2甲醇合成工艺参数控制方式序号工艺参数控制方式备注1甲醇合成釜温度1、集中显示、控制、报警2、联锁：高高联锁，停合成气压缩机。2甲醇合成釜压差1、集中显示2、报警3汽包液位1、集中显示、控制、报警2、联锁：低低联锁，停合成气压缩机。4进、出甲醇合成釜温度1、集中显示2、报警5进、出甲醉合成釜压力1、集中显示2、报警6汽包压力1、集中显示、控制、报警7汽包补给锅炉软水流量I、集中显示2、报警8出汽包蒸汽温度、压力、流量1、集中显示2、报警9醇分液位1、集中显示、控制、报警2、联锁：高高联锁，停合成气压缩机。10进甲醇合成釜合成气氢、碳比例1、集中显小、控制附表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、供汽、供水、循环水、冷冻水、压缩空气等）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某企业新型煤化工工艺控制、报警、联锁一览表表4.1煤气化工序控制、报警、联锁一览表序号位号测控变量联锁参数功能一、安全停车控制、报警、联锁1FIA-IoIAC进气化炉煤浆流量流量低低，三选二联锁显示、报警、联锁2FIA-Io3AC进气化炉氧气流量流量低低，三选二联锁显示、报警、联锁3氧煤比高高，三选二联锁显示、报警、联锁4LIA-IOlA-C气化炉液位液位低低，三选二联锁关闭气化炉XX出口阀，关闭锁斗事故阀，锁斗停止运行显示、报警、联锁5TIA-115AC气化炉出口合成气温度温度高高，三选二联锁显示、报警、联锁6FIA-104烧嘴冷却水进口流量进E至量差低低，"H压力IwJ局，出口温度IwI局，三选二联锁显示、报警、联锁PIA-103烧嘴冷却水进口压力TIA-102烧嘴冷却水出口温度7FIA-IlOAC锅炉水循环泵流量流量低低，三选二联锁显示、报警、联锁8PDIAjOIAC煤浆管线与气化炉压差压差低低，三选二联锁显示、报警、联锁9PDIA-102AC气化炉渣口压差压差高高，三选二联锁显示、报警、联锁IOLlA-Io2AC汽包液位液位低低，三选二联锁显示、报警、联锁11PIA-IlOAC仪表空气压力压力低低，三选二联锁显示、报警、联锁12XV-IOl煤浆管线循环阀异常13XV-102煤浆切断阀异常14XV-103煤浆切断阀异常15XV-107氧气放空阀异常16XV-108氧气切断阀异常1-16左去界E阀、7线氮E一信号发生异常时C外合成气遥控阀共秒后打开煤浆管线（扫阀打开，25秒后N启动安全停车联锁：:闭、气化炉氧气流量调节阀关闭、氧气截止阀关闭、I秒后关闭煤浆切断氮吹阀，17秒后关闭煤浆管线氮吹阀、氧气管线阀间氮封阀打开、氧气管彳关闭氧气管线氮吹扫阀、高压煤浆泵停止。序号位号测控变量联锁参数功能二、温度显示、报警1TIA-IOl氧气进入气化炉入口温度显示、报警2TIA-102主工艺烧嘴冷却水出口温度显示、报警3TIA-103主水冷壁出口锅炉水温度显示、报警4TIA-104主水冷壁出口锅炉水温度显示、报警5TIA-105主水冷壁出口锅炉水温度显示、报警6TIA-106上部水冷壁出口锅炉水温度显示、报警7TIA-107渣口水冷壁盘管出口锅炉水温度显示、报警8TIA-108A-D气化炉燃烧室温度显示、报警9TIA-109A-D气化炉燃烧室环隙温吱显示、报警10TIA-IlOA-D气化炉水冷壁温度显示、报警11TIA-IllA-L气化炉燃烧室表面温度显示、报警12TIA-112A/B气化炉隔板温度显示、报警13TIA-113气化炉取压管线温度显示、报警14TIA-114燃料气温度显示、报警三、压力显示、报警1PDA-103烧嘴冷却水进出口压差显示、报警2PDIA-104气化炉渣口盘管进出口锅炉水差压显示、报警3PDIA-105上部水冷壁盘管进出口差压显示、报警4PDIA-106气化炉主水冷壁进出口锅炉水差压显示、报警5PDIA-107气化炉燃烧室与环隙差压显示、报警6PDIA-108激冷水过滤器进出口差压显示、报警7PIA-109燃料气压力显示、报警四、流量控制、报警、联锁序号位号测控变量联锁参数功能1FI-102进气化炉氧气主管流量显示2FIA-106火焰检测器冷却水流量显示、报警3FIA-107气化炉上部水冷壁流量显示、报警4FIA-108气化炉主水冷壁流量显示、报警5FIA-109气化炉渣口水冷壁流量显示、报警6FIC-Ill进气化炉氧气流量显示、控制7FIC-112火检管道保护气流量显示、控制、报警8FICA-113出气化炉XX流量显示、控制、报警9FICA-IUA-C进气化炉激冷水流量流量低于lm3h,DCS联锁，启动备用泵，流量低低于80m3h,三取二，启动SlS联锁。显示、报警、控制、联锁IOFIA-115烘炉燃料气流量显示、报警、控制表4.2甲醇合成工序控制、报警、联锁一览表序号位号测控变量联锁参数功能一、温度显示、报警、联锁1TIA-20I进甲醇合成塔合成气管线温度显示、报警2TIAS-202AC甲醇合成塔上、中、下部温度温度高高时，三取二，SIS联锁停合成气压缩机显示、报警、联锁3TIA-203出甲醇合成塔合成气管线温度显示、报警4TIA-204出预热器合成气管线温度显示、报警5TI-205汽包温度显示6TIA-206进汽包锅炉软水管线温度显示、报警7TIA-207出汽包蒸汽管线温度显示、报警二、压力控制、报警1PI-201进甲醇合成塔合成气管线压力压力控制在4.O5.3MPa显示2PI-202出甲醉合成塔合成气管线压力显示3PDIA-203进、出甲醇合成塔合成气管线压力差压差控制在0.10.2MPa显示、报警4PICA-204汽包压力汽包压力高低报警时，DCS联锁，调节出汽包的蒸汽流量显示、报警、调节5PI-205出汽包蒸汽管线压力髭.小三、液位控制、报警、联锁1LICA-201汽包液位汽包液位高低报警时，DCS联锁，调节进汽包的锅炉软水流量显示、报警、调节2LIAS-202AC汽包液位液位低低报警时，三取二，SIS联锁停合成气压缩机显示、报警、联锁3LIAS-203AC醇分液位液位高高报警时，三取二，SlS联锁停合成气压缩机显示、报警、联锁四、流量控制、报警1F