1、摘要0 引言1 氯化反应所用设备和仪表2 氯化反应需要的仪表设计3 氯化反应带控制点的流程图4 氯化反应的基本流程5 氯化反应自控DCS方案6 氯化反应紧急停车ESD方案7 DCS和ESD方案施工说明8 结束语参考文献Contnent目录摘要依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，必须对氯化反应设计紧急停车系统。本文针对一套氯化反应的集散控制系统和紧急停车系统方案的设计及其实现加以了说明。氯化危化工艺集散控制系统紧急停车系统 根据氯化反应的工艺监控参数及危险性，在这里将采用相互独立又相互通讯的双控制系统，一套集散自控DCS(Distributed Control Sy
2、stem)系统，用于进行必要的调节；一套ESD（Emergency Shutdown Device）紧急停车系统用于紧急停车【2】；现场设置双仪器仪表，分别进入DCS和ESD系统。用氯气进行氯化反应的技术在化学工业中具有重要的作用，而氯化反应属于国家公布首批重点监管的危险化工工艺之一【1】。氯气的反应活性特别强，高活性意味着与釜内底物反应速度快，容易导致过度氯化及氧化，因此，必须针对其工艺及特点，确定重点监控的工艺参数，合理选择仪表，进行自控和紧急停车系统方案设计并进行实施【2】，这样既能保证产品质量，减少人工操作量，又能保证安全生产、最大限度减少事故发生。0 引言 氯化反应是放热反应，速度快
3、，放热量大；液氯要先蒸发再气化，一旦泄漏危险性较大；氯化反应尾气中可能形成爆炸性混合物；氯气本身毒性大；氯化反应危险特点 1 氯化反应所用设备和仪表 2台液氯钢瓶，各对应的1个液氯切断阀、1套称重仪器；1台氯气蒸发器，对应1个蒸汽切断阀、1个蒸汽调节阀、2个一体化双支单显温度变送器（1台温度1信号去DCS，1台温度2信号去ESD）；1个氯气缓冲罐，对应1台压力变送器；10台氯化反应釜，各对应1个通氯气动切断阀、2个一体化双支单显温度变送器（一台温度1信号去DCS，一台温度2信号去ESD）、1台氯气流量计、1个压力变送器、1个搅拌电机保护器、1台冷冻水进水调节阀；2 氯化反应需要的仪表设计 氯气
4、钢瓶称配防爆称重模块，防爆称重显示仪表带4-20ma远传信号；氯气防爆气动切断阀选用单作用，气源故障关，24VDC供电，电磁阀得电开；阀门材料必须是304+F46；单作用阀，可以保证气源故障的时候，阀门利用自身弹簧压力迅速关闭，连接法兰为DN25，法兰压力等级1.6MPa；防爆一体化双支单显温度变送器，量程-50到200度；每台变送器都包含双支热电阻芯，其中一支用24VDC二线制供电，红色数码管就地显示兼远传，一支热电阻芯备用；用于安全联锁或关键控制的单检测点测温元件宜采用双支。【3】蒸汽防爆气动切断阀选用单作用，气源故障关，24VDC供电，电磁阀得电开；阀门材料是WCB+304；单作用阀，可
5、以保证气源故障的时候，阀门利用自身弹簧压力迅速关闭，连接法兰为DN25，法兰压力等级1.6MPa；所有仪表符合防爆等级ExdIICT4 2 氯化反应需要的仪表设计 所有仪表符合防爆等级ExdIICT4 防爆压力变送器，带智能HART协议，DN25单法兰钽膜片衬四氟，量程0到1.0MPa，法兰压力等级1.6MPa；防爆金属转子流量计，带瞬时流量和累计流量，DN25，材料304+F46，法兰压力等级1.6MPa,安装方式必须是底顶式,介质从下往上。冷冻水防爆气动调节阀，DN40，材质WCB+304，气源故障开，法兰压力等级1.6MPa；这样，如果气源故障的时候，调节阀能够自动全开，保障冷却效果；泵
6、类保护器，装在配电箱内，当过流、过载、堵转或运行中电流低于设定值时发出故障报警信号。3 氯化反应带控制点的流程图4 氯化反应的基本流程 液氯通过2个液氯钢瓶，1备1用，经过各自气动切断阀，去1个蒸发器，经过蒸汽加热切断阀和蒸汽调节阀调节水温给液氯加热蒸发，再分别通过氯气气动阀和氯气流量计，进入10个氯化釜里，与釜内的底物经过搅拌反应；每台反应釜的夹套冷冻水调节阀通过调节进冷冻水流量调节釜温；5 氯化反应自控DCS方案 液氯由钢瓶液相出料，进蒸发器；蒸汽调节阀将根据蒸发器双支单显温变温度1，调节进蒸发器蒸汽流量，保持蒸发器的水温在一个相对恒定的安全需要值；液氯经过水浴加热蒸发去缓冲罐；当此温度高
7、于某个设定值的时候，DCS自动强制发出将蒸汽调节阀全关的信号；当此温度低于某个设定值的时候，自动强制将调节阀全关的信号取消，调节阀继续根据此温度自动控制蒸发器的水温。液氯气化阶段DCS方案 5 氯化反应自控DCS方案 冷冻水调节阀根据氯化釜双支单显温变温度1调节进冷冻水流量；当温度高于设定值时，DCS自动强制发出将冷冻水调节阀全开的信号；当此温度低于某个设定值的时候，自动强制将调节阀全开的信号取消，调节阀继续根据此温度自动控制氯化釜的水温。氯化釜A-J温度调节DCS方案6 氯化反应ESD方案 钢瓶的重量信号与其对应的液氯切断阀联锁；当A钢瓶重量低时，自动切断A钢瓶气动切断阀；当B钢瓶重量低时，
8、自动切断B钢瓶气动切断阀，保证安全；逻辑上程序做到A钢瓶和B钢瓶切断阀不能同时打开，保证安全。6.1 液氯钢瓶工段ESD方案 蒸发器水温双支单显温变温度2高，蒸汽切断阀自动关闭，切断蒸汽；蒸发器水温双支单显温变温度2低，蒸汽切断阀自动打开，继续通蒸汽。6.2 蒸发器工段ESD方案6 氯化反应ESD方案 缓冲罐压力高，自动切断液氯钢瓶A和B的液氯切断阀6.3 氯气缓冲罐工段ESD方案 氯化釜内双支单显温度2高，自动关闭各自反应釜对应的通氯气动阀；釜内压力高，自动关闭各自反应釜对应的通氯气动阀；氯气流量累计到设定值，自动关闭各自反应釜对应的通氯气动阀；搅拌电机故障信号来，将自动关闭各自反应釜对应的
9、通氯气动阀。6.4 氯化反应工段ESD方案（以下条件是“或”的关系）一液氯钢瓶A重量低；二液氯钢瓶B重量低；三氯气蒸发器双支单显温变温度2高；四氯气缓冲罐压力高；五氯化反应釜A-J的双支单显温变温度2高六氯化反应釜A-J的压力高；七氯化反应釜A-J的搅拌电机故障信号来；八氯化釜A-J通氯气流量累计到达设定值；6.5 氯化反应声光报警信号6 氯化反应ESD方案任何一个报警条件满足，ESD系统都要输出声光报警信号同时去现场和自控室警示，保证安全【3】。紧急停车ESD系统里，做软逻辑一键紧急切断按钮；只要点击此按钮，则无论在任何反应阶段，液氯钢瓶A和B的出口气动阀自动关闭；蒸发器进蒸汽气动阀自动关闭
10、；氯化反应釜A-J的通氯气动阀自动关闭；6.6 软逻辑，紧急切断按钮 6 氯化反应ESD方案 紧急停车ESD系统里，做复位按钮；当确认各项参数恢复正常后，点击此按钮，生产可以继续进行。6.7 软逻辑，复位按钮 6 氯化反应ESD方案6.8 操作台上，做紧急切断按钮【4】每个按钮带2副接点，带自保持，带保护罩。只要点击此按钮，则无论在任何反应阶段，按钮的1副硬接点通过硬接线，同时断开以下切断阀的电源：1、液氯钢瓶A和B的出口气动阀；2、断开蒸发器进蒸汽气动阀；3、断开氯化反应釜A-J的通氯气动阀；1副硬接点去紧急停车系统ESD的DI点，去关闭上述所有气动阀门；2副接点，同时用硬接线和DI接点信号
11、进ESD系统，同时作为切断上述所有阀门的开关信号，双保险。6 氯化反应ESD方案6.9 氯化反应所涉设备、仪表及控制逻辑描述.xls6 氯化反应ESD方案7 DCS和ESD方案施工说明 所有温度、压力取源点均由安装及设备专业预留，位置由工艺、设备和自控人员一起定位；用于停车联锁用途的测温元件应与其它用途的测温元件分开设置并应安装在不同的温度计套管中；【3】配管、设备上直接安装的仪表也已由配管安装队、设备专业预留相应的配对法兰及紧固件。仪表安装按照提供的安装图进行；仪表导压管从检测点至变送器管线走向视现场情况决定【5】现场仪表电缆出口通过电缆密封接头后直接穿管敷设，穿管尽可能利用工艺配管的支撑进
12、行固定，具体走向视现场情况而定。主汇线槽的敷设根据仪表电缆电线平面敷设图进行，穿管的敷设走向、方式由施工单位根据现场实际情况确定。做到合理省材，整齐美观。现场仪表电缆桥架的固定安装，尽量采用相应位置的仪表预埋件进行固定，如工艺配管发生碰撞，在现场视具体情况进行调整；如仪表电缆桥架位置调整后，尽可能利用工艺配管的支撑件进行支撑固定。7 DCS和ESD方案施工说明 主汇线槽的敷设根据仪表电缆电线平面敷设图进行，穿管的敷设走向、方式由施工单位根据现场实际情况确定。做到合理省材，整齐美观。现场仪表电缆桥架的固定安装，尽量采用相应位置的仪表预埋件进行固定，如工艺配管发生碰撞，在现场视具体情况进行调整；如
13、仪表电缆桥架位置调整后，尽可能利用工艺配管的支撑件进行支撑固定。7 DCS和ESD方案施工说明 与电气专业有关的所有信号电缆均由电气专业提供，并以自控专业的继电器柜端子为界限。由于各设备包提供的设计资料深度不同，设备包成套带仪表的接线以实际到货现场资料为准。7 DCS和ESD方案施工说明8 结束语 氯化反应属于国家重点监管危化工艺，设计了上述自控及紧急停车方案并实施后，将大大提高产品的合格率,并大大减少事故发生的几率，即使事故发生，自控及紧急停车装置也能及时自动阻止事故的扩大。【1】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【2】江苏省安监局关于规范化工企业自动控制技术改造工作的意见【3】石油化工自动化仪表选型设计规范 SHT3005-2016【4】信号报警、紧急停车系统设计规定 HG/T02511-2000【5】自动化仪表工程施工及质量验收规范GB50093-2013参考文献 Thanks
