加氫工藝安全控制系統(tǒng)設計指導方案

1、PAGE PAGE 2加氫工藝安全控制系統(tǒng)設計指導方案 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc244332465 1概述： PAGEREF _Toc244332465 h 1 HYPERLINK l _Toc244332466 1.1工藝簡述： PAGEREF _Toc244332466 h 1 HYPERLINK l _Toc244332467 1.2 加氫反應的種類 PAGEREF _Toc244332467 h 1 HYPERLINK l _Toc244332468 1.3加氫工藝關(guān)鍵設備和重點監(jiān)控單元： PAGEREF _Toc244332468 h 3 HY

2、PERLINK l _Toc244332469 1.4 涉及主要危險介質(zhì)： PAGEREF _Toc244332469 h 3 HYPERLINK l _Toc244332470 1.5 山東省主要工藝和產(chǎn)品見附表： PAGEREF _Toc244332470 h 4 HYPERLINK l _Toc244332471 2加氫工藝危險性分析 PAGEREF _Toc244332471 h 5 HYPERLINK l _Toc244332472 2.1 固有危險性： PAGEREF _Toc244332472 h 5 HYPERLINK l _Toc244332473 2.2 工藝過程危險性分析

3、 PAGEREF _Toc244332473 h 7 HYPERLINK l _Toc244332474 3 重點控制工藝參數(shù)和控制的基本要求 PAGEREF _Toc244332474 h 8 HYPERLINK l _Toc244332475 3.1 反應溫度的控制： PAGEREF _Toc244332475 h 8 HYPERLINK l _Toc244332476 3.2 反應壓力的控制： PAGEREF _Toc244332476 h 8 HYPERLINK l _Toc244332477 3.3 反應投料速度和物料配比的控制 PAGEREF _Toc244332477 h 9 H

4、YPERLINK l _Toc244332478 3.4 加熱系統(tǒng)的運行狀況 PAGEREF _Toc244332478 h 9 HYPERLINK l _Toc244332479 3.5 其他 PAGEREF _Toc244332479 h 10 HYPERLINK l _Toc244332480 4 推薦加氫工藝安全控制系統(tǒng)設計指導方案 PAGEREF _Toc244332480 h 10 HYPERLINK l _Toc244332481 4.1 參數(shù)控制方式 PAGEREF _Toc244332481 h 10 HYPERLINK l _Toc244332482 4.2 工藝系統(tǒng)控制方

5、式 PAGEREF _Toc244332482 h 10 HYPERLINK l _Toc244332483 4.3 安全控制方式 PAGEREF _Toc244332483 h 12 HYPERLINK l _Toc244332484 4.4 其他安全設施 PAGEREF _Toc244332484 h 13 HYPERLINK l _Toc244332485 5 通用設計要求 PAGEREF _Toc244332485 h 13 HYPERLINK l _Toc244332486 5.1 收集產(chǎn)品工藝資料 PAGEREF _Toc244332486 h 13 HYPERLINK l _To

6、c244332487 5.2 確定改造范圍 PAGEREF _Toc244332487 h 14 HYPERLINK l _Toc244332488 5.3 設備選型 PAGEREF _Toc244332488 h 14 HYPERLINK l _Toc244332489 5.4 提交方案 PAGEREF _Toc244332489 h 14 HYPERLINK l _Toc244332490 5.5 與建設方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設計變更 PAGEREF _Toc244332490 h 15 HYPERLINK l _Toc244332491 6 典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設計方案 PA

7、GEREF _Toc244332491 h 16 HYPERLINK l _Toc244332492 6.1 工藝簡述 PAGEREF _Toc244332492 h 16 HYPERLINK l _Toc244332493 6.2 該裝置的危險性分析 PAGEREF _Toc244332493 h 17 HYPERLINK l _Toc244332494 6.3 該裝置加氫工藝控制方案綜述 PAGEREF _Toc244332494 h 18 HYPERLINK l _Toc244332495 6.3.3 安全放空 PAGEREF _Toc244332495 h 19 HYPERLINK l

8、 _Toc244332496 7 加氫工藝安全控制系統(tǒng)設計指導方案附表、附圖 PAGEREF _Toc244332496 h 19 HYPERLINK l _Toc244332497 7.1 山東省主要加氫工藝和產(chǎn)品 PAGEREF _Toc244332497 h 19 HYPERLINK l _Toc244332498 7.2 工藝參數(shù)控制方式 PAGEREF _Toc244332498 h 19 HYPERLINK l _Toc244332499 7.3 企業(yè)需提交的設計資料清單 PAGEREF _Toc244332499 h 19 HYPERLINK l _Toc244332500 7.

9、4 典型加氫工藝管道儀表流程圖 PAGEREF _Toc244332500 h 19 HYPERLINK l _Toc244332501 7.5 典型加氫工藝控制系統(tǒng)邏輯框圖 PAGEREF _Toc244332501 h 19 HYPERLINK l _Toc244332502 7.6 典型加氫工藝控制、報警、聯(lián)鎖一覽表 PAGEREF _Toc244332502 h 19 HYPERLINK l _Toc244332503 7.7 典型加氫工藝自控設備表 PAGEREF _Toc244332503 h 19 HYPERLINK l _Toc244332504 8 安全事故案例分析 PAGE

10、REF _Toc244332504 h 20PAGE 7 PAGE 7為指導全省涉及加氫工藝有關(guān)企業(yè)的安全控制系統(tǒng)改造工作，指導有關(guān)設計單位相應的安全控制系統(tǒng)設計工作，并未各級安監(jiān)部門依法監(jiān)督檢查有關(guān)企業(yè)的安全控制系統(tǒng)改造工作提供參考，依據(jù)國務院安委會辦公室關(guān)于進一步加強危險化學品安全生產(chǎn)工作的指導意見（安委辦【2008】26號）、國家安全監(jiān)管總局關(guān)于公布首批重點監(jiān)管的危險化工工藝目錄的通知（安監(jiān)總管三【2009】116號）、山東安監(jiān)局關(guān)于推進化工企業(yè)自動化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)改造工作的意見（魯安監(jiān)發(fā)【2008】149號）制定本方案。1概述：1.1工藝簡述： HYPERLINK /view/34

11、554.htm t _blank 氫與其他 HYPERLINK /view/63037.htm t _blank 化合物相互作用的 HYPERLINK /view/555505.htm t _blank 反應過程，通常是在 HYPERLINK /view/62440.htm t _blank 催化劑存在下進行的。加氫反應屬 HYPERLINK /view/907814.htm t _blank 還原的范疇。在石化工業(yè)中加氫處理是石油產(chǎn)品最重要的精制方法之一，在氫和催化劑存在下，使油品中的硫、 HYPERLINK /view/13797.htm t _blank 氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳牧蚧?/p>

12、氫、水、氨而除去，并使烯烴和二烯烴加氫飽和、芳烴部分加氫飽和，以改善油品的質(zhì)量。有時，加氫精制指輕質(zhì)油品的精制改質(zhì)，而加氫處理指重質(zhì)油品的精制脫硫。1.2 加氫反應的種類加氫過程可分為兩大類：1）氫與一氧化碳或 HYPERLINK /view/163374.htm t _blank 有機化合物直接加氫，例如一氧化碳加氫合成甲醇； HYPERLINK /view/123585.htm t _blank 己二腈加氫制 HYPERLINK /view/555742.htm t _blank 己二胺：；環(huán)戊二烯加氫生產(chǎn)環(huán)戊烯2）氫與有機化合物反應的同時,伴隨著 HYPERLINK /view/2032

13、7.htm t _blank 化學鍵的斷裂,這類加氫反應又稱氫解反應，包括加氫脫烷基、 HYPERLINK /view/691300.htm t _blank 加氫裂化、加氫脫硫等。例如 HYPERLINK /view/62773.htm t _blank 烷烴加氫裂化， HYPERLINK /view/106454.htm t _blank 甲苯加氫脫烷基制 HYPERLINK /view/31340.htm t _blank 苯， HYPERLINK /view/85916.htm t _blank 硝基苯加氫還原制 HYPERLINK /view/81150.htm t _blank 苯

14、胺，油品加氫精制中非烴類的氫解：RSHH2RHH2S。按反應原料分類可以分為：不飽和炔烴、烯烴的三鍵和雙鍵加氫在脂肪烴類的不飽和鍵上發(fā)生氫加成的反應。如:環(huán)戊二烯加氫生產(chǎn)環(huán)戊烯等。芳烴加氫在芳香烴的芳環(huán)上發(fā)生氫加成的反應。如:苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷；苯酚加氫生產(chǎn)環(huán)己醇等。3）含氧化合物加氫在含氧化合物的碳氧雙鍵上發(fā)生氫加成的反應。如:一氧化碳加氫生產(chǎn)甲醇；丁醛加氫生產(chǎn)丁醇；辛烯醛加氫生產(chǎn)辛醇等。4）含氮化合物加氫在含氮有機化合物的氮原子上發(fā)生的加氫反應。如:己二腈加氫生產(chǎn)己二胺；硝基苯催化加氫生產(chǎn)苯胺等。5）油品加氫對石油的餾分油在催化劑和一定條件下進行加氫，以脫除其中有害的S、N等元素，如:渣油加

15、氫改質(zhì)；減壓餾分油加氫改質(zhì)；催化脫蠟生產(chǎn)低凝柴油、潤滑油基礎油等。1.3加氫工藝關(guān)鍵設備和重點監(jiān)控單元：1.3.1加氫反應主要關(guān)鍵設備為加氫反應器和氫氣壓縮機。在加氫反應中，一般加氫工藝如苯加氫工藝、烯烴加氫工藝、苯酚加氫工藝等多用管式反應器，也有使用釜式反應器，石化工業(yè)中，加氫反應多為使用塔式反應器；氫氣壓縮機一般使用離心式壓縮機。1.3.2 加氫工藝的重點監(jiān)控加氫工序中加氫反應器的溫度、壓力、氫油比、尾氣成分等；以及氫氣壓縮機進出口壓力。1.4 涉及主要危險介質(zhì)：原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、催化劑、填料等加氫反應主要涉及的危險原料有：氫氣：氫氣為無色無味氣體，微溶于水、乙醇、乙醚，無毒、無腐蝕性

16、、極度易燃，燃燒時發(fā)出爆鳴，燃燒溫度可達到2000，氫氧混合燃燒火焰溫度可達2100-2500。與氟、氯等能發(fā)生猛烈的化學反應。原料及產(chǎn)品：苯、萘等芳香烴類；環(huán)戊二烯、環(huán)戊烯等不飽和烴；硝基苯、乙二腈等硝化或含氮烴類；一氧化碳、丁醛、甲醇等含氧化合物以及石油化工中餾分油、減壓餾分油等油品。就其易燃易爆危險性分類主要有可燃氣體如一氧化碳、乙炔等可燃氣體、苯、甲苯、硝基苯和環(huán)戊二烯等低沸點可燃液體；還有石蠟、餾分油、減壓餾分油等沸點較高的可燃液體或可燃固體。按中毒危險性分類有：苯胺、硝基苯等有毒液體、一氧化碳等有毒氣體以及餾分油、石蠟等無毒或低毒物質(zhì)。3） 催化劑：主要有四類： HYPERLINK

17、 /view/692830.htm t _blank 金屬催化劑，常用的是第八族 HYPERLINK /view/144036.htm t _blank 過渡元素，如骨架鎳、鎳-硅藻土、鉑-氧化鋁、鈀-氧化鋁等。金屬氧化物催化劑，如氧化銅亞鉻酸銅、氧化銅-氧化鋅、氧化銅-氧化鋅-氧化鉻、氧化銅-氧化鋅-氧化鋁等,主要用于 HYPERLINK /view/111807.htm t _blank 醛、 HYPERLINK /view/198840.htm t _blank 酮、 HYPERLINK /view/132901.htm t _blank 酯、 HYPERLINK /view/11495

18、8.htm t _blank 酸以及一氧化碳等化合物的加氫。金屬硫化物催化劑，如鎳鉬硫化物、鈷-鉬硫化物、硫化鎢、硫化鉬等，通常以-氧化鋁為載體，主要用于含 HYPERLINK /view/39160.htm t _blank 硫、含 HYPERLINK /view/24009.htm t _blank 氮化合物的氫解反應，部分硫化的氧化鈷-氧化鉬-氧化鋁催化劑常用于油品的加氫精制。絡合催化劑，如RhClP(C6H5)33,主要用于均相液相加氫。4） 其他：包括在氫化過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物硫化氫、氨等物質(zhì)。由于氫化過程屬于還原反應，其副產(chǎn)物一般為可燃物質(zhì)。1.5 山東省主要工藝和產(chǎn)品見附表：2加氫

19、工藝危險性分析 加氫反應大多為放熱反應，而且大多在較高溫度下進行，氫氣以及大部分所使用的物料具有燃爆危險性，一部分物料、產(chǎn)品或中間產(chǎn)物存在毒性、腐蝕性。一旦出現(xiàn)泄露、反應器堵塞等故障，發(fā)生火災、爆炸的危險性很大。2.1 固有危險性：固有危險性指加氫反應中的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等本身具有的危險有害特性。2.1.1 火災危險性：1）氫氣：與空氣混合能成為爆炸性混合物、遇火星、高熱能引起燃燒。室內(nèi)使用或儲存氫氣，當有漏氣時，氫氣上升滯留屋頂，不易自然排出，遇到火星時會引起爆炸。2）原料及產(chǎn)品：加氫反應的原料及產(chǎn)品多為易燃、可燃物質(zhì)。例如：苯、萘等芳香烴類；環(huán)戊二烯、環(huán)戊烯等不飽和烴；硝基苯、乙二腈等

20、硝基化合物或含氮烴類；一氧化碳、丁醛、甲醇等含氧化合物以及石油化工中餾分油、減壓餾分油等油品。3）催化劑：部分氫化反應使用的催化劑如雷尼鎳屬于易燃固體可以自燃。4）在氫化反應過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物如硫化氫、氨氣多為可燃物質(zhì)。2.1.2 爆炸危險性：1）物理爆炸：加氫工藝多為氣液相或氣相反應，在整個加氫過程中，裝置內(nèi)基本處于高壓條件下進行。在操作條件下，氫腐蝕設備產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象，降低設備強度。如操作不當或發(fā)生事故，發(fā)生物理爆炸。2）化學爆炸：加氫工藝中，氫氣爆炸極限為4.1%-74.2%，當出現(xiàn)泄漏；或裝置內(nèi)混入空氣或氧氣；易發(fā)生爆炸危險。在某些加氫工藝中如一氧化碳加氫制甲醇工藝，其原料一氧化碳亦為易

21、燃易爆氣體，產(chǎn)品甲醇為甲B類可燃液體，在操作溫度下甲醇為氣態(tài)，當出現(xiàn)泄漏也可能導致設備爆炸。如苯加氫制環(huán)己烷、苯酚加氫制環(huán)己醇、丁醛氣相加氫生產(chǎn)丁醇等工藝中原料、產(chǎn)品在常溫下為液態(tài)，但在操作條件下為氣態(tài)，出現(xiàn)泄漏導致爆炸。另外，如硝基苯液相加氫生產(chǎn)苯胺等工藝，反應溫度、壓力相對較低，反應為氣液兩相反應，其爆炸危險性主要來自氫。 2.1.3 中毒危險危害性：氫化反應中不同原料和產(chǎn)品毒性差別較大，具體如下：1）不飽和烴及餾分油；如環(huán)戊二烯、乙炔、常、減壓餾分油等無毒2）芳香烴：如苯酚、甲苯等為中低毒性物質(zhì)，部分有腐蝕性。3）含氮化合物：如硝基苯、苯胺等有較強的毒性。2.1.4 腐蝕及其他危險性：氫

22、化反應腐蝕性具體如下：1）氫：氫化反應大多在高溫高壓下進行，在這種條件下，氫可以對設備鋼材產(chǎn)生腐蝕，出現(xiàn)鋼脆現(xiàn)象。2）其他：在石油化工中加氫精制多同時伴隨脫硫脫氮過程，產(chǎn)生的副產(chǎn)品硫化氫、氨氣等物質(zhì)均有腐蝕性。對于某些加氫工藝的原料或產(chǎn)品本身帶有腐蝕性，如苯酚。2.2 工藝過程危險性分析 加氫反應過程為放熱反應，且反應溫度、壓力較高，所用原料大多為易燃易爆，部分原料和產(chǎn)品有毒性、腐蝕性。所以加氫反應工程中存在諸多不安全因素。加氫反應均為放熱反應，當反應物反應不均勻、管式反應器堵塞、反應器受熱不均勻等原因造成的反應器內(nèi)溫度、壓力急劇升高導致爆炸或局部溫度升高產(chǎn)生熱應力導致反應器泄漏導致爆炸。氫高

23、壓下腐蝕工藝設備，使設備強度下降導致物理爆炸或產(chǎn)生泄漏導致爆炸。加氫反應均為氣相或氣液相反應，設備操作壓力均為高壓甚至超高壓，因此對反應器的強度、連接處的焊接、法蘭連接有較高的要求。本指導方案在實際應用中，某工藝產(chǎn)品的具體危險應按危險與可操作性分析（HAZOP）或預先危險分析（PHA）或事故樹分析(ETA)等風險評價方法，對整個工藝過成的危險性進行分析。是設計應有別于安評PAGE PAGE 203 重點控制工藝參數(shù)和控制的基本要求3.1 反應溫度的控制：在加氫工藝中，氫預熱器及其他原料氣化器、預熱器、加氫反應器等設備的溫度均需監(jiān)控。在上述的各設備中，加氫反應器的溫度對加氫工藝安全生產(chǎn)最為重要，

24、由于氫化反應為強放熱反應，當反應器溫度過高時，會出現(xiàn)反應速率加快，使反應難以控制，當溫度超出安全值時可能出現(xiàn)危險，因此對反應器內(nèi)溫度應嚴格控制，溫度控制范圍隨工藝而定。其他設備如氫預熱器、原料汽化器、原料預熱器等，設備內(nèi)物料溫度或設備出口溫度對反應器內(nèi)物料溫度有影響，且會影響產(chǎn)品質(zhì)量、收率，當溫度過高時，可能發(fā)生泄漏、火災、爆炸等危險，但是由于在這些裝置中，只存在物理傳熱無反應發(fā)生，溫度控制相對容易，故在氫預熱器、原料汽化器、原料預熱器等預熱、汽化等設備內(nèi)溫度應進行監(jiān)控。3.2 反應壓力的控制：如果反應器中壓力高于正常操作值，會使加氫反應難以控制，同時加快臨氫設備的腐蝕速度。當反應器內(nèi)壓力過高

25、時，反應速率加快，溫度難以控制出現(xiàn)危險，同時設備可能出現(xiàn)損壞甚至物理爆炸，物料泄漏產(chǎn)生火災爆炸危險。因此應對反應器內(nèi)壓力進行監(jiān)控。壓力需要監(jiān)控的位置主要有加氫反應器進料口、反應器內(nèi)部、加氫反應器出料口；氫氣壓縮機的進、出口；氫氣混合罐、原料汽化罐、預熱器等裝置，氫化反應大多為氣液相、氣相反應，壓力條件對反應影響很大，在反應器內(nèi)壓力過高容易導致反應失控，反應器內(nèi)溫度發(fā)生飛溫。反應器內(nèi)壓力由氫氣壓縮機直接控制，故對氫氣壓縮機進出口壓力應作嚴格控制，同時，原料汽化器、氫氣混合器、反應器進料口及反應器內(nèi)等位置的壓力也應進行監(jiān)控，同時與氫壓機聯(lián)鎖，防止因特殊原因?qū)е碌姆磻?、氫氣混合器、原料汽化器等裝置

26、內(nèi)壓力過高發(fā)生火災爆炸危險。3.3 反應投料速度和物料配比的控制本工藝反應為氣相反應或氣液相反應，反應器溫度和壓力都與由投料速度有關(guān)，如投料速度過快將出現(xiàn)溫度、壓力過高產(chǎn)生火災爆炸危險，故本工藝應嚴格控制投料速度。投料速度在原料汽化器、氫氣混合罐、反應器進料口處進行監(jiān)控。如果原料汽化器內(nèi)，原料進料速度波動，會導致氫氣混合罐、反應器內(nèi)壓力波動，同時影響反應釜內(nèi)物料配比，氫油比例影響反應過程和產(chǎn)品質(zhì)量，若氫油比過低，物料在反應器內(nèi)副反應增加，可能導致反應器堵塞產(chǎn)生局部溫度、壓力升高，使反應器泄漏出現(xiàn)火災爆炸危險；氫油比過高可能導致循環(huán)氫量增加，加大能源損耗。3.4 加熱系統(tǒng)的運行狀況加氫反應大多在

27、較高的溫度下進行，物料經(jīng)預熱或在反應器內(nèi)加熱到反應溫度進行加氫反應，反應器進料口溫度直接影響反應器內(nèi)溫度，因此應對預熱或反應器加熱設備進行監(jiān)控。3.5 其他在加氫反應過程中，反應溫度、壓力較高、氫及大多數(shù)反應原料具有燃爆危險性，因此應對原料成分進行監(jiān)控，防止因原料中含雜質(zhì)進入反應器造成危險，同時對反應生成物的組成、尾氣組成也要進行監(jiān)控。4 推薦加氫工藝安全控制系統(tǒng)設計指導方案4.1 參數(shù)控制方式（見附表二）4.2 工藝系統(tǒng)控制方式4.2.1基本監(jiān)控要求（1）加氫反應應實現(xiàn)反應器的溫度和壓力的自控，并設置報警和聯(lián)鎖系統(tǒng)。其溫度、壓力自控方式可根據(jù)工藝過程原理采取簡單控制系統(tǒng)、串級控制系統(tǒng)、前饋-

28、反饋控制、分程控制、選擇性控制系統(tǒng)等。反應器體積較大、反應熱分配不均勻時，應增加溫度測量點數(shù)，取其數(shù)個關(guān)鍵點的溫度平均值作為反應器的被控溫度。當反應器的溫度和壓力接近聯(lián)鎖設定值時，發(fā)出聲光報警；當反應器的溫度和壓力達到或超過聯(lián)鎖設定值時，產(chǎn)生聯(lián)鎖動作：切斷投料，終止反應，冷媒閥門全開以帶走反應熱等，并同時發(fā)出聲光報警。（2）加氫反應為連續(xù)工藝過程時，參與反應的原料應有溫度、壓力、流量監(jiān)測，實現(xiàn)各原料進料的恒定控制或比值控制和聯(lián)鎖。生產(chǎn)中若某種原料流量出現(xiàn)異常，要保證切斷危及安全的原料投入，并發(fā)出聲光報警。根據(jù)反應機理，加氫反應過程中因某種原料過量而引起爆炸時，為安全起見，該種原料的進料必須控制

29、在爆炸限之外；另外為防止因儀表故障而引起的原料過量，應采用雙重監(jiān)視和控制系統(tǒng)，同時還應設置報警和聯(lián)鎖系統(tǒng)，當達到危險值時，及時切斷該原料的進料。（3）對于加氫反應中的氫壓機，應實現(xiàn)氫壓機運行狀況的監(jiān)控和聯(lián)鎖。氫壓機的監(jiān)控可通過對其氫氣出氣口、進氣口進行壓力、溫度檢測，控制其壓力保持在安全生產(chǎn)范圍之內(nèi)。當氫壓機進出口壓力出現(xiàn)異常，應發(fā)出聲光報警，若危及安全時，應聯(lián)鎖停產(chǎn)。（4）對于帶攪拌的釜式反應器，應實現(xiàn)攪拌器運行狀況的監(jiān)控和聯(lián)鎖。攪拌器運行狀況的監(jiān)控可采取監(jiān)測攪拌電機的電流、攪拌器的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。當攪拌器出現(xiàn)異常時，應發(fā)出聲光報警，若危及安全時，應聯(lián)鎖停產(chǎn)。（5）應設置原料進料緊急切斷系統(tǒng)，使

30、工藝操作人員可在操作室內(nèi)切斷原料的投入。（6）應設置反應器的緊急冷卻系統(tǒng)，且這些系統(tǒng)可由操作人員在控制室投運。（7）在組分測量儀表條件滿足時，應加裝原料、反應尾氣在線分析儀表，并將其分析結(jié)果遠傳至操作室。4.2.2 控制系統(tǒng)的選用原則：鑒于PLC、DCS系統(tǒng)已逐步國產(chǎn)化，其控制、操作功能較強，可靠性及平均無故障時間較高，已能滿足大部分的化工工藝的需求，且價格適中，因此建議除了工藝過程簡單、監(jiān)控參數(shù)較少時（50點以下）選用智能儀表并與工控機通訊的系統(tǒng)外，其它則應首選PLC或DCS系統(tǒng)。（1）對于間歇加氫反應過程，其控制的主要功能為邏輯判斷、順序控制等為主，模擬監(jiān)控為輔，宜選擇PLC系統(tǒng)；（2）對

31、于連續(xù)加氫反應過程，以監(jiān)控模擬控制信號為主，邏輯判斷、順序控制為輔，宜選擇DCS系統(tǒng)。4.3 安全控制方式（1）對于系統(tǒng)控制回路較多、危險程度較高的裝置，如事故一旦發(fā)生，將造成人員傷亡、界區(qū)外環(huán)境污染及經(jīng)濟損失較大時，應設置獨立于工藝控制系統(tǒng)之外的緊急停車系統(tǒng)（ESD）。（2）一般危險裝置，如事故一旦發(fā)生，一般不會造成人員傷亡、界區(qū)外環(huán)境污染及經(jīng)濟損失不太大時，可在控制室內(nèi)加裝緊急停車按鈕，確?，F(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況（如氯氣泄漏、重要設備損壞等）時，操作人員可在控制室內(nèi)切斷原料進料、啟動緊急冷卻系統(tǒng)、緊急泄放系統(tǒng)和吸收中和系統(tǒng)等。以上（1）、（2）兩款的設計應滿足信號報警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的設計規(guī)定 H

32、G/T20511-2000之要求。（3）工藝的原料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品大多為有毒、易燃易爆物品，裝置應按石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范設置檢測報警系統(tǒng)，并保證裝置停車或工藝控制監(jiān)控系統(tǒng)失效后，仍能有效地進行監(jiān)測、報警。4.4 其他安全設施對于具體的裝置，考慮安全設施時不應孤立的看待具體的設備或工序，還應考慮相關(guān)的原料準備、產(chǎn)品儲存、公用工程等相關(guān)設施和工序，任何一個工序出現(xiàn)故障都可能影響到整套裝置的安全，在設置監(jiān)控或聯(lián)鎖、報警時一并考慮進去。對于裝置中因工藝參數(shù)失控而引起的過壓、危及設備或管道時，除了設置自控、聯(lián)鎖系統(tǒng)外，還應設置防爆膜、安全閥、高壓閥、單向閥、緊急排空閥、液位計及

33、緊急切斷裝置等其他安全設施。5 通用設計要求對于新建或改、擴建裝置，在制定設計方案時，應根據(jù)工藝、自控及安全要求，結(jié)合本指導方案，進行優(yōu)化設計。對于在役加氫工藝裝置進行自控與安全連鎖改造，增加或者完善安全控制系統(tǒng)，其設計工作應遵循以下原則要求：5.1 收集產(chǎn)品工藝資料企業(yè)產(chǎn)品簡介、使用工藝簡介、加氫工藝流程圖，涉及的設備簡圖和工藝物性參數(shù)，特殊檢測工藝操作狀態(tài)下的物性。改造企業(yè)需提交的設計資料清單。（見附表三）5.2 確定改造范圍（1）與企業(yè)協(xié)商根據(jù)國家安全監(jiān)管總局【2009】116號文要求實現(xiàn)自控聯(lián)鎖的加氫工藝過程。（2）核實加氫工藝過程所涉及的上下游工藝過程對自身的影響（如氫的制備與儲存、

34、冷媒的規(guī)格數(shù)量、惰性保護氣體的規(guī)格數(shù)量等）。（3）將加氫工藝以及對該工藝過程產(chǎn)生影響的上下游的工藝過程和對工藝安全產(chǎn)生影響的相關(guān)公用工程一并納入自動化控制與安全聯(lián)鎖技術(shù)改造范圍，確定控制方案，繪制PID圖。5.3 設備選型（1）確定相關(guān)檢測儀表型號。（2）計算并選定執(zhí)行機構(gòu)型號。（3）根據(jù)工藝過程復雜程度、檢修能力等確定自動化和安全聯(lián)鎖的實現(xiàn)載體（如DCS、PLC、智能表、常規(guī)表；電動、氣動、液動、自力等）。5.4 提交方案（1）繪制實施的工藝管道儀表控制流程圖（PID）。（2）繪制順序控制邏輯圖（需要時）。（3）控制、報警、聯(lián)鎖一覽表。（4）自控設備表。（5）檢測取源和執(zhí)行器改造圖（說明或標

35、注標準號）。 （6）提交自控、聯(lián)鎖能源供應方案。5.5 與建設方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設計變更6 典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設計方案某企業(yè)苯加氫工序安全控制方案：6.1 工藝簡述6.1.1 原料預處理工序1) 氫經(jīng)氫氣壓縮機由微正壓提高到0.8Mpa，進入氫氣混合罐，與來自尾氣壓縮機含60%H2的尾氣混合后，進入氫氣預熱器，加熱至100120后從下部進入苯汽化器。2）苯有加料泵增壓至1.0Mpa后，經(jīng)換熱器和苯預熱器加熱到120140，由中部進入苯汽化器。在苯汽化器下部與氫充分混合后，經(jīng)上部加熱段加熱至160180，再進入脫硫罐。經(jīng)脫硫后的苯與氫氣混合氣有上部進入加氫前反應器。6.1.2

36、加氫工序由脫硫罐進入加氫前反應器的混合物，在催化器的作用下，進行反應，反應方程式如下：C6H6+3H2C6H12+207KJ/mol大部分的苯在加氫前反應器反應完，少量未反應苯由上部進入加氫后反應器，確保本的轉(zhuǎn)化率達到99.9%，反應完全的環(huán)己烷與氫氣的氣體一并進入氫苯換熱器與原料苯換熱，再經(jīng)尾氣冷凝器，尾氣第二冷凝器，大部分環(huán)己烷在此冷凝下來有冷凝器下部至環(huán)己烷中間槽，少量環(huán)己烷與尾氣大部分經(jīng)尾氣分離器后至尾氣緩沖罐，再至尾氣壓縮機增壓至0.60.7Mpa進入氫氣混合物罐，少量尾氣去尾氣冷卻器進一步冷卻后經(jīng)排空分離器后由頂部調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)閥排空來調(diào)節(jié)壓力在0.60.65Mpa所有冷凝冷卻

37、下來的環(huán)己烷均收集在環(huán)己烷中間槽，在中間槽內(nèi)烷中少量水分層后由下部最低點排除系統(tǒng)，環(huán)己烷經(jīng)擋板溢流至下部經(jīng)調(diào)節(jié)環(huán)己烷中間槽液位的調(diào)節(jié)閥排出至環(huán)己烷成品槽。工藝流程圖見圖一。6.2 該裝置的危險性分析6.2.1 固有危險性分析苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷工藝中主要原料的固有危險性如下表。裝置主要危險物料性質(zhì)特性表序號物料名稱沸點（）閃點（）爆炸極限V%（下-上）毒性級別火災危險類別1苯80.1-111.2-8.0中毒甲2氫氣-252。8-504.1-74.1甲3環(huán)己烷80.7-16.51.2-8.4低毒甲6.2.2 工藝危險性1）火災爆炸：本工藝中所用原料氫氣為2.1類易燃氣體，環(huán)己烷為3.1類低閃點易燃液體，苯為中閃點易燃液體，他們的火災危險性都屬于甲類。它們的爆炸極限分別為4.1-74.1%、1.2-8.4%、1.2-8.0%，與空氣混合能形成爆炸混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。當生產(chǎn)、儲存設