羅小青

（中鹽株化集團湖南株洲412004）

氯堿生產(chǎn)涉危工藝自動化控制及安全連鎖改造

羅小青

（中鹽株化集團湖南株洲412004）

通過對危險工藝進行危險確定，完成了自動化控制及安全連鎖的設計和施工改造，降低了運行風險，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制，確保了安全生產(chǎn)。

氯堿生產(chǎn)；危險工藝；自動化控制；安全連鎖；改造

1 涉危工藝主要危險的確定

株洲化工集團誠信有限公司的電解工藝、氯化工藝、聚合工藝按國家安監(jiān)總局有關文件規(guī)定，均屬重點監(jiān)管的危險工藝。對危險工藝生產(chǎn)的裝置進行定量評估，計算出它們的固有危險度分值和固有危險度分級，評估結果見表1。

表1 生產(chǎn)裝置固有危險度評估表

從固有危險度分析結果看，電解、氯乙烯及聚氯乙烯生產(chǎn)裝置的固有危險度均為Ⅰ級，說明這些裝置在正常平穩(wěn)生產(chǎn)運行狀態(tài)下的安全狀態(tài)屬“高度危險”的水平。

2 涉危工藝的改造情況

根據(jù)該企業(yè)工藝裝置的安全特點，采用分散型過程控制系統(tǒng)（DCS）和常規(guī)儀表相結合的方案實現(xiàn)全廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理和生產(chǎn)過程控制。

2.1 離子膜電解工藝

2.1.1 電解生產(chǎn)裝置的集中控制

電解主要生產(chǎn)裝置采用DCS集中控制方式，設置如下控制室：（1）14萬t/a離子膜燒堿主要生產(chǎn)裝置設1個DCS控制室，4萬t/a離子膜燒堿主要生產(chǎn)裝置設1個DCS控制室，分別設4個DCS操作員站（各包括1個工程師站）。（2）二次鹽水鰲合樹脂塔控制由配套的PLC完成。（3）一次鹽水過濾器控制由隨機成套的PLC完成。（4）氯氫處理工段設有1個DCS控制室，操作工在操作室內對裝置進行操作和控制。

2.1.2 電解安全設施及自動連鎖裝置

（1）電解槽溫度、壓力、液位、進槽物料流量設報警和連鎖，當各項指標出現(xiàn)高或低時，DCS自動控制系統(tǒng)都能準確發(fā)出報警，各個對應閥門自動關閉或開啟，電解槽自動停直流電。

（2）電解供電整流裝置與電解槽供電設報警和連鎖，當電解供電整流裝置出現(xiàn)異常時，電解槽自動停直流電，電解槽停車。

（3）緊急連鎖切斷裝置安裝在操作室內，當出現(xiàn)異常時，如管道突然爆裂等，操作人員及時通過緊急停車裝置切斷電解槽的直流電，保證電解槽、離子膜等設備在得到很好的保護，避免事故進一步擴大。

（4）建立事故狀態(tài)下氯氣吸收中和系統(tǒng)，當電解槽突然跳閘發(fā)生事故時，進行安全連鎖。當電解槽突然停直流電時，氯氣往廢氯氣總管的閥門打開，關閉去氯氣總管的閥門；中和系統(tǒng)內的堿高位槽放堿自動閥打開，堿放入吸收塔；氯氣緊急吸收泵自動啟動，氯氣吸收中和系統(tǒng)緊急吸收事故狀態(tài)下的氯氣。

（5）可燃和有毒氣體檢測報警裝置安裝在電解廠房二樓，當有泄漏時，報警裝置都能準確地發(fā)現(xiàn)異常情況。

（6）當電解停直流電時，氯氫壓機與電解槽的聯(lián)鎖，氯氫壓機自動停。

（7）液氯充裝區(qū)采用聲光報警控制液氯充裝量。

2.2 氯乙烯合成工藝

（1）混合冷凍、轉化工序主要生產(chǎn)裝置采用DCS集中控制方式。生產(chǎn)裝置設1個DCS控制室。操作工在操作室內進行操作和控制。

（2）合成工序安全設施及自動連鎖裝置。

a.混合器溫度連鎖。氯化氫和乙炔在混合器反應生成氯乙炔的過程中產(chǎn)生大量熱，當混合器中的溫度上升到設定溫度時，系統(tǒng)發(fā)出報警連鎖裝置同時發(fā)出以下指令：同時關閉氯化氫進料閥、乙炔進料閥，即切斷原料氣危險源；打開一、二級水流泵的工業(yè)水閥和一、二級氣相閥，分別降低氯化氫管道和系統(tǒng)壓力；同時打開氮氣閥對混合器進行充氮保護。

b.離心機電流連鎖。當離心機電流高于設定值時，離心機進料閥關閉，離心機回流閥打開。

2.3 聚合生產(chǎn)

（1）結合聚合裝置的特點和具體要求，進行了DCS控制系統(tǒng)硬件的配置和軟件的組態(tài)設計。在聚合控制室設1套DCS系統(tǒng)，負責聚合、汽提.壓縮冷凝、干包各工序的監(jiān)控。氯乙烯DCS和聚合DCS聯(lián)網(wǎng)。裝置內水、汽計量進DCS系統(tǒng)。

a.加料操作的控制。所有的原輔材料都要通過既定的程序，自動、精確地加入聚合釜內，并且獲得準確的聚合反應起始溫度。

b.聚合過程的控制。自動控制密閉聚合過程的每個單元操作，包括聚合釜底閥檢查、各種助劑的入料、聚合反應、事故停車、聚合釜出料和聚合釜清洗等。

（2）聚合工序安全設施及自動連鎖裝置。

a.聚合釜壓力連鎖系統(tǒng)。當聚合反應過程中出現(xiàn)超溫、超壓時，設定當聚合釜壓力達到報警高限值時，連鎖系統(tǒng)發(fā)出指令：打開聚合釜的氣相總閥，利用釜內壓力和排空閥組成的壓力調節(jié)系統(tǒng)，打開排空總閥，泄出釜內壓力，防止釜內壓力過高而產(chǎn)生爆炸的危險。

b.聚合釜溫度連鎖系統(tǒng)。采用聚合釜內的反應溫度與聚合釜的夾套循環(huán)水系統(tǒng)進行串級控制來達到控制聚合釜內的反應溫度的目的。當聚合反應處于前期反應時，只開循環(huán)水小閥門來控制釜溫，當聚合處于反應高峰期或超溫時，大、小循環(huán)水閥門一起來控制聚合釜釜溫，防止聚合釜超溫而帶來的超壓危險。

3 危險工藝的改造過程

自動化控制及安全連鎖系統(tǒng)由株化科人設計有限責任公司設計。20萬t/a聚氯乙烯一期、二期自動化控制（DCS）分別采用日本橫河、浙江中控公司、美國愛默生公司技術。18萬t/a離子膜一期，二期自動化控制（DCS）由株化科人設計有限責任公司采用浙江中控公司技術。

4 自動化改造的符合性

根據(jù)國家安監(jiān)總局下發(fā)的《首批重點監(jiān)管的危險化工工藝安全控制要求、重點監(jiān)控參數(shù)及推薦的控制方案》規(guī)定的電解工藝、氯化工藝、聚合工藝的重點安全控制的基本要求，對照改造情況，符合性評估如表2（1－3）所示。

表2-1 離子膜電解工藝生產(chǎn)線

表2-2 氯乙烯合成生產(chǎn)

表2-3 聚氯乙烯生產(chǎn)

5 結論

涉危工藝通過分散型過程控制系統(tǒng)（DCS）和常規(guī)儀表相結合的設計改造后，設備運行良好，自動化控制和安全連鎖系統(tǒng)運行正常，實現(xiàn)了全廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理和生產(chǎn)過程控制，提高了自動化水平，穩(wěn)定了工藝參數(shù)、保證了產(chǎn)品質量、減輕了勞動強度、確保了安全生產(chǎn)。

Automatic control and safety interlock transformation of security process of chlor－alkali production

LUO Xiao－qing
（Zhuzhou Chemical Group，Zhuzhou 412004，China）

The dangerous process level of chlor－alkali production was evaluated.The automatic control，safety interlock transformation and construction were completed.The production process was optimized，and ensure safety in production.

chlor－alkali production；dangerous process；automatic control；safety interlock；transformation

TQ086.3

B

1009－1785(2011)03－0041－03

2010－12－15