4車間自動化要點

1、4.9 儀表、自控的安全設施和措施一、生產控制方案本生產裝置介質具有高溫、易燃、易爆、有毒等性質，故本生產裝置的生產控制考慮采用就地監(jiān)測、集中監(jiān)測和集中控制相結合的基本原則。1.本建設項目不涉及“較高危險反應工藝”，儲罐區(qū)的甲苯儲罐、甲醇儲罐、叔丁醇儲罐、DMF儲罐、叔丁醇鉀叔丁醇溶液儲罐、賁亭酸甲酯儲罐、環(huán)化回收DMF儲罐、回收甲醇儲罐、含水甲醇儲罐、環(huán)化回收叔丁醇儲罐、加成回收叔丁醇儲罐、一次精制母液（含甲苯）儲罐、含水甲苯儲罐、回收無水甲苯儲罐屬于高危儲罐，并且生產過程中涉及較多易燃、易爆、有毒物質，按照關于規(guī)范化工企業(yè)自動控制技術改造工作的意見（蘇安監(jiān) 2009109號）等關于高危儲罐

2、的要求，本設計采用自動化控制生產工藝。本項目整個生產過程對溫度、壓力、液位、流量等均采用DCS自動控制，達到均勻、穩(wěn)定生產的目的，以確保生產的安全性。2.根據(jù)國家安全監(jiān)管總局關于公布首批重點監(jiān)管的危險化學品名錄的通知（安監(jiān)總管三201195號）、國家安全監(jiān)管總局關于公布第二批重點監(jiān)管危險化學品名錄的通知（安監(jiān)總管三201312號）可知，本建設項目使用的危險化學品甲苯、甲醇為重點監(jiān)管的危險化學品。按照國家安全監(jiān)管總局關于公布首批重點監(jiān)管的危險化學品名錄的通知（安監(jiān)總管三201195號）以及關于加強危險化學品“兩重點一重大”安全監(jiān)管工作的通知（連安監(jiān)201290號）等規(guī)定，重點監(jiān)管的危險化學品的生

3、產、儲存裝置必須設計自動控制措施。本設計采用自動化控制。對重要的溫度、壓力、液位、流量等采用自動控制，達到均勻、穩(wěn)定生產的目的，以確保生產的安全性。3.除就地安裝的溫度計、壓力表、液位計以外，其他就地安裝的儀表均為電氣儀表，控制閥為電動型或者氣動型。4.控制室選用當前較先進的集散型控制設備，對生產裝置進行集中操作，并設有信號報警和緊急切斷等措施以保證裝置正常運行。5.爆炸危險區(qū)域等級劃分為2區(qū)防爆的現(xiàn)場電器、儀表選用隔爆型的，隔爆等級為dBT4。二、自控設計方案（一）高危儲罐的自動化控制措施按照關于規(guī)范化工企業(yè)自動控制技術改造工作的意見（蘇安監(jiān)2009109號）關于高危儲罐的要求：涉及劇毒、易

4、燃、易爆化學品的儲罐區(qū)、庫區(qū)；構成重大危險源的液化氣體、劇毒液體等重點儲罐必須設計自動控制措施。本建設項目中甲苯儲罐、甲醇儲罐、叔丁醇儲罐、DMF儲罐、叔丁醇鉀叔丁醇溶液儲罐、賁亭酸甲酯儲罐、環(huán)化回收DMF儲罐、回收甲醇儲罐、含水甲醇儲罐、環(huán)化回收叔丁醇儲罐、加成回收叔丁醇儲罐、一次精制母液（含甲苯）儲罐、含水甲苯儲罐、回收無水甲苯儲罐屬于高危儲罐。1.對應的主要設備：甲苯儲罐、甲醇儲罐、叔丁醇儲罐、DMF儲罐、叔丁醇鉀叔丁醇溶液儲罐、賁亭酸甲酯儲罐重點監(jiān)控工藝參數(shù)：儲罐溫度、液位將甲苯儲罐、甲醇儲罐、叔丁醇儲罐、DMF儲罐、叔丁醇鉀叔丁醇溶液儲罐、賁亭酸甲酯儲罐液位與輸送泵電機、進口管線自動

5、切斷閥形成聯(lián)鎖關系。在儲罐區(qū)的甲苯儲罐、甲醇儲罐、叔丁醇儲罐、DMF儲罐、叔丁醇鉀叔丁醇溶液儲罐、賁亭酸甲酯儲罐設置液位高、低限報警，將甲苯儲罐、甲醇儲罐、叔丁醇儲罐、DMF儲罐、叔丁醇鉀叔丁醇溶液儲罐、賁亭酸甲酯儲罐液位與輸送泵電機、進口管線自動切斷閥形成聯(lián)鎖關系。當液位達到高限報警時，將信號傳遞給輸送泵電機電流、進口管線自動切斷閥，電流停止，輸送泵電機停止運轉，輸送泵停止送料，自動切斷閥關閉。同時，報警器發(fā)出聲光報警，提示操作人員注意。在儲罐的進、出口管線上設緊急切斷閥，用來緊急切斷。同時，報警器發(fā)出聲光報警，提示操作人員注意。2.對應的主要設備：環(huán)化回收DMF儲罐、回收甲醇儲罐、含水甲醇

6、儲罐、環(huán)化回收叔丁醇儲罐、加成回收叔丁醇儲罐、一次精制母液（含甲苯）儲罐、含水甲苯儲罐、回收無水甲苯儲罐重點監(jiān)控工藝參數(shù)：儲罐溫度、液位將環(huán)化回收DMF儲罐、回收甲醇儲罐、含水甲醇儲罐、環(huán)化回收叔丁醇儲罐、加成回收叔丁醇儲罐、一次精制母液（含甲苯）儲罐、含水甲苯儲罐、回收無水甲苯儲罐液位與輸送泵電機、進口管線自動切斷閥形成聯(lián)鎖關系。在儲罐區(qū)的環(huán)化回收DMF儲罐、回收甲醇儲罐、含水甲醇儲罐、環(huán)化回收叔丁醇儲罐、加成回收叔丁醇儲罐、一次精制母液（含甲苯）儲罐、含水甲苯儲罐、回收無水甲苯儲罐設置液位高、低限報警，將環(huán)化回收DMF儲罐、回收甲醇儲罐、含水甲醇儲罐、環(huán)化回收叔丁醇儲罐、加成回收叔丁醇儲罐

7、、一次精制母液（含甲苯）儲罐、含水甲苯儲罐、回收無水甲苯儲罐液位與輸送泵電機、進口管線自動切斷閥形成聯(lián)鎖關系。當液位達到高限報警時，將信號傳遞給輸送泵電機電流、進口管線自動切斷閥，電流停止，輸送泵電機停止運轉，輸送泵停止送料，自動切斷閥關閉。同時，報警器發(fā)出聲光報警，提示操作人員注意。在儲罐的進、出口管線上設緊急切斷閥，用來緊急切斷。同時，報警器發(fā)出聲光報警，提示操作人員注意。（二）重點監(jiān)管的危險化學品的自動化控制措施根據(jù)國家安全監(jiān)管總局關于公布首批重點監(jiān)管的危險化學品名錄的通知（安監(jiān)總管三201195號）、國家安全監(jiān)管總局關于公布第二批重點監(jiān)管危險化學品名錄的通知（安監(jiān)總管三201312號）

8、可知，本建設項目使用的危險化學品甲苯、甲醇為重點監(jiān)管的危險化學品。按照國家安全監(jiān)管總局關于公布首批重點監(jiān)管的危險化學品名錄的通知（安監(jiān)總管三201195號）以及關于加強危險化學品“兩重點一重大”安全監(jiān)管工作的通知（連安監(jiān)201290號）等規(guī)定，重點監(jiān)管的危險化學品的生產、儲存裝置必須設計自動控制措施。本設計采用自動化控制。對重要的溫度、壓力、液位、流量等采用自動控制，達到均勻、穩(wěn)定生產的目的，以確保生產的安全性。1.甲醇對應的主要設備：皂化釜（R1601AE）、甲醇接收罐（V1605AB）；酯化甲醇蒸餾釜（R1903）、甲醇接收罐（V1919）以皂化釜為例，將自控措施描述如下，其余釜的自控方案

9、同皂化釜。重點監(jiān)控工藝參數(shù)：皂化釜溫度、攪拌電流、液位、冷凝器的甲醇出料流量，甲醇接收罐液位將皂化釜溫度與蒸汽進汽管自動切斷閥形成聯(lián)鎖關系。當皂化釜溫度超過高限值時，溫度傳輸信號給蒸汽進汽管自動切斷閥，自動切斷蒸汽進汽。將皂化釜攪拌電流與蒸汽進汽管自動切斷閥形成聯(lián)鎖關系。當皂化釜攪拌出現(xiàn)異常時，攪拌電流傳輸信號給蒸汽進汽管自動切斷閥，自動切斷蒸汽進汽。將冷凝器的甲醇出料流量與蒸汽進汽管自動切斷閥形成聯(lián)鎖關系。當冷凝器的甲醇出料流量超過一定值時，流量傳輸信號給蒸汽進汽管自動切斷閥，自動切斷蒸汽進汽。將甲醇接收罐液位與甲醇進料管自動切斷閥、出料管自動切斷閥、甲醇輸送泵形成聯(lián)鎖關系。當甲醇接收罐液位

10、超過高限值時，液位傳輸信號給甲醇進料管自動切斷閥、出料管自動切斷閥，關閉進料閥、開啟（或者開大）出料閥，同時，自動打開輸送泵，甲醇出料。同時，報警器發(fā)出聲光報警，提示操作人員注意。2.甲苯對應的主要設備：甲苯蒸餾釜（R1702）、甲苯接收罐（V1708、V1709）重點監(jiān)控工藝參數(shù)：甲苯蒸餾釜溫度、攪拌電流、液位、冷凝器的甲苯出料流量，甲苯接收罐液位將甲苯蒸餾釜溫度與蒸汽進汽閥、循環(huán)冷卻水進水閥聯(lián)鎖，采用負壓蒸餾。當甲苯蒸餾釜溫度超過高限值時，溫度傳輸信號給蒸汽進汽閥、循環(huán)冷卻水進水閥，蒸汽進汽閥關閉，開啟循環(huán)冷卻水進水閥，調節(jié)溫度。將甲苯蒸餾釜攪拌電流與蒸汽進汽管自動切斷閥形成聯(lián)鎖關系。當甲

11、苯蒸餾釜攪拌出現(xiàn)異常時，攪拌電流傳輸信號給蒸汽進汽管自動切斷閥，自動切斷蒸汽進汽。將冷凝器的甲苯出料流量與蒸汽進汽管自動切斷閥形成聯(lián)鎖關系。當冷凝器的甲苯出料流量超過一定值時，流量傳輸信號給蒸汽進汽管自動切斷閥，自動切斷蒸汽進汽。將甲苯接收罐液位與甲苯進料管自動切斷閥、出料管自動切斷閥、甲苯輸送泵形成聯(lián)鎖關系。當甲苯接收罐液位超過高限值時，液位傳輸信號給甲苯進料管自動切斷閥、出料管自動切斷閥，關閉進料閥、開啟（或者開大）出料閥，同時，自動打開輸送泵，甲苯出料。同時，報警器發(fā)出聲光報警，提示操作人員注意。（三）其他工序自動化控制措施按照安監(jiān)總管2009116號、安監(jiān)總管三20133號、蘇安監(jiān)20

12、0837號、蘇安監(jiān)2008126號、蘇安監(jiān)2008209號、蘇安監(jiān) 2009109號等相關規(guī)定要求，本建設項目不涉及“較高危險反應工藝”，但本建設項目采用DCS自控系統(tǒng)，從生產流程上可分為四個工序，分別為加成工序、環(huán)化工序、皂化酸化工序和精制工序等，其基本工藝和自動化控制簡述如下：1.加成工序的自動化控制主要包括加成反應、加成脫溶（1）加成反應監(jiān)控工藝參數(shù)：主要控制點是壓力、溫度、攪拌電流；對應的主要設備：加成反應釜（R1001AF）加料采用流量計與輸料泵電機的變頻器組成聯(lián)鎖控制裝置，實現(xiàn)程序化定值、準確控制。溫度調節(jié)：加成反應釜溫度與蒸汽進汽閥、循環(huán)冷卻水進水閥聯(lián)鎖。反應開始前先通蒸汽加熱到

13、65時開始反應，溫度傳輸信號給蒸汽自動切斷閥，停止蒸汽進汽。溫度由反應熱提供繼續(xù)升高，當超過溫度94時，傳輸信號給循環(huán)冷卻水自動控制閥，開循環(huán)冷卻水進水，保持溫度在100之內，保溫6小時。壓力調節(jié)：加成反應釜正常反應壓力控制在0.3MPa（充入氮氣），設置安全閥、爆破片，當反應壓力達到安全閥設定壓力0.35MPa時，安全閥起跳；當安全閥沒有起跳，壓力繼續(xù)升高，達到0.4MPa時，爆破片爆破，保證反應釜壓力在安全范圍之內。安全閥和爆破片出口設置應急罐。（2）加成脫溶：主要脫除1，1，1-三氟三氯乙烷、水、叔丁醇、賁酯等物料。監(jiān)控工藝參數(shù)：溫度、流量、液位、攪拌電流，接收罐液位；對應的主要設備：加

14、成脫水釜（R1002ABCD）、叔丁醇分離塔（T1101）、賁酯分離塔（T1201）、叔丁醇接收罐（V1103AB）、賁酯接收罐（V1203AB）脫除1，1，1-三氟三氯乙烷：通過干燥罐的分子篩脫除，利用空氣加熱和冷卻來吸收和解吸脫除1，1，1-三氟三氯乙烷。主要自控點為空氣和待脫物料的進料配比，通過調節(jié)閥來操作。脫除水：當脫除完1，1，1-三氟三氯乙烷以后，再通過分子篩脫除水分，控制方式同第條。脫除叔丁醇：利用分離塔分離出叔丁醇。檢測回流分配器中叔丁醇的含量，當檢測合格時，通過回流分配器液位調節(jié)回流出料泵變頻打開去往叔丁醇接收罐的閥門，開始接收叔丁醇；反之，當叔丁醇檢測不合格時，通過回流分配

15、器液位調節(jié)回流出料泵變頻打開去往回精餾塔的閥門，返回物料繼續(xù)精餾。脫除賁酯：利用分離塔分離出賁酯。控制方式同條。2.環(huán)化工序的自動化控制主要包括環(huán)化反應、環(huán)化脫溶（1）環(huán)化反應監(jiān)控工藝參數(shù)：主要控制點是溫度、液位。監(jiān)控工藝參數(shù)：溫度、液位；對應的主要設備：環(huán)化反應釜（R1301）、冷卻器（E1301、E1302、E1303、E1304、E1305）物料配比：加料采用流量計與流量調節(jié)閥組成聯(lián)鎖控制裝置，實現(xiàn)程序化定值、準確控制。嚴格控制DMF與加成物、DMF與叔丁醇鉀的溶劑配比，嚴格控制加成物與叔丁醇鉀的配比，同時，由于反應劇烈，要控制反應后回流流量與進料流量的配比16：1，使反應熱量能及時移出

16、。溫度調節(jié)：DMF與叔丁醇鉀混合后溫度-5，DMF與加成物混合后溫度-18，反應后回流物料溫度-18。通過冷卻后物料溫度與冷卻器的低溫水/冷凍鹽水的進水閥進行自動調節(jié)。（2）環(huán)化脫溶：主要脫除叔丁醇、DMF等物料。監(jiān)控工藝參數(shù)：溫度、流量、液位，接收罐液位；對應的主要設備：旋轉薄膜蒸發(fā)器（T1401AB、T1402AB）、叔丁醇脫除塔（T1501）、DMF脫除塔（T1502）、叔丁醇接收罐（V1503）、DMF接收罐（V1506）旋轉薄膜蒸發(fā)器：用于蒸出叔丁醇和DMF。薄膜蒸發(fā)器可以增加蒸發(fā)面積，更有利于叔丁醇和DMF溶劑與環(huán)化物的分離。主要控制接收罐的液位和出料泵的聯(lián)鎖裝置，當接收罐的液位高

17、于一定值時，打開出料泵，將接收罐的溶劑打到混合罐中，防止接收罐冒料。脫除叔丁醇：利用叔丁醇脫除塔分離出叔丁醇。檢測回流分配器中叔丁醇的含量，當檢測合格時，通過回流分配器液位調節(jié)回流出料泵變頻打開去往叔丁醇接收罐的閥門，開始接收叔丁醇；反之，當叔丁醇檢測不合格時，通過回流分配器液位調節(jié)回流出料泵變頻打開去往回精餾塔的閥門，返回物料繼續(xù)精餾。脫除DMF：利用精餾塔分離出DMF?？刂品绞酵瑮l。3.皂化工序的自動化控制主要包括皂化反應、皂化脫溶（1）皂化反應監(jiān)控工藝參數(shù)：主要控制點是溫度、攪拌電流；對應的主要設備：皂化釜（R1601AE）溫度調節(jié)：皂化釜溫度與蒸汽進汽閥、循環(huán)冷卻水進水閥聯(lián)鎖。反應開始

18、前先通蒸汽加熱到90時開始反應，溫度傳輸信號給蒸汽自動切斷閥，停止蒸汽進汽。溫度由反應熱提供繼續(xù)升高，當超過溫度95時，傳輸信號給循環(huán)冷卻水自動控制閥，開循環(huán)冷卻水進水，保持溫度在100之內。氫氧化鉀溶液滴加速度調節(jié)：氫氧化鉀溶液利用泵由計量罐打到皂化釜里，氫氧化鉀溶液管道伸到釜下部，溶液由環(huán)狀管道上的噴射器向上噴淋，控制氫氧化鉀溶液在一定時間內加完。pH值調節(jié)：利用氫氧化鉀溶液調節(jié)。通過滴加氫氧化鉀溶液，保證皂化反應的pH值在一定值范圍內。（2）皂化脫溶：主要脫除甲醇物料。監(jiān)控工藝參數(shù)：皂化釜溫度、攪拌電流、液位、冷凝器的甲醇出料流量，甲醇接收罐液位；對應的主要設備：皂化釜（R1601AE）

19、、甲醇接收罐（V1605AB）皂化脫除甲醇的自控方式同本節(jié)第（二）1條。4.精制工序的自動化控制主要包括精制結晶、精制脫溶（1）一次精制結晶：粗品先經(jīng)過甲苯溶解，然后在一次運動結晶器結晶。一次精制冷卻釜控制溫度，一次運動結晶器主要控制點是溫度、轉速。監(jiān)控工藝參數(shù)：溫度、轉速；對應的主要設備：一次精制運動結晶器（M1801ABCD）一次精制冷卻釜溫度與蒸汽/循環(huán)水聯(lián)鎖，溫度傳輸信號給蒸汽/循環(huán)水閥，通過蒸汽/循環(huán)水閥調節(jié)溫度，保持溫度在75之內。一次運動結晶器溫度與冷凍鹽水進水管調節(jié)閥形成聯(lián)鎖，溫度傳輸信號給冷凍鹽水進水管調節(jié)閥，通過冷凍鹽水進水管調節(jié)閥調節(jié)溫度，保持溫度每小時降低5，降至55時

20、結束結晶。同時，控制一次運動結晶器的轉速，保證一定的轉速，使結晶粒的粒度均勻一致。（2）二次精制結晶的自控裝置原理同一次精制結晶。監(jiān)控工藝參數(shù)：溫度、轉速；對應的主要設備：二次精制運動結晶器（M1802AB）（3）精制脫溶：主要脫除甲苯、甲醇物料。監(jiān)控工藝參數(shù)：溫度、流量、液位，接收罐液位；對應的主要設備：粗分塔（T2101）、脫水塔（T2102）、脫甲苯塔（T2103）、甲苯中間罐（V2107）粗分塔脫除甲苯、甲醇的自控方式同加成脫溶的方式。（四）在任何情況下可以手動關閉電動閥或者氣動閥。（五）通過以上自控安全設計，能夠實現(xiàn)對高危工段的自控安全聯(lián)鎖控制，提高了現(xiàn)場操作人員的安全保障，及時報警

21、可有效的避免經(jīng)濟損失；同時，提供可查詢的生產操作歷史數(shù)據(jù)，為生產操作，產品質量提供數(shù)據(jù)支持。三、儀表選型1.溫度儀表：就地顯示采用雙金屬溫度計，集中顯示選用鎳鉻-鎳硅熱電偶和鉑熱電阻。2.壓力測量、顯示儀表：集中檢測、監(jiān)控的壓力，遠傳信號采用電容式或者差壓式變送器，受壓元件在有腐蝕介質情況下，選用隔膜式壓力表，隔膜材質為HC，顯示儀表采用數(shù)字顯示儀；就地顯示壓力表采用彈簧式壓力表，顯示方式為表盤式。3.流量儀表：主要原料等集中控制、檢測、監(jiān)控的流量，液體流量檢測計量采用電磁流量計，顯示儀表采用數(shù)字顯示儀；其他采用轉子流量計或者孔板配差壓變送器。就地檢測、顯示液體流量的建議采用轉子流量計。4.液

22、位測量、顯示儀表：一般腐蝕性介質，流動性差易結晶，難于測量的液位采用雷達液位計和差壓液位計；流動性好便于測量的液位可采用玻璃管液位計或者浮球液位計；易燃、易爆、有毒、有害的液體液位的就地液位指示可采用磁翻板液位計、玻璃板液位計，但不建議采用玻璃管液位計。5.壓力、壓差、物位等變送器選用電動智能型變送器。6.調節(jié)閥：本期項目使用自動調節(jié)閥，可采用P系列單座調節(jié)閥。P系列單座調節(jié)閥采用頂導向結構，流道呈S流線型。具有結構緊湊、動作靈敏、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確、維護方便等優(yōu)點，可用于較苛刻的工作條件。自動調節(jié)閥根據(jù)需要可采用電動或者氣動調節(jié)閥；易燃、易爆場所要采用氣動調節(jié)閥。7.切斷閥：

23、本期項目使用自動切斷閥和緊急切斷閥，可采用O型軟密封切斷球閥，是一種旋轉類調節(jié)閥，球形表面進行特殊硬化處理，使其表面平滑耐磨。具有結構精巧合理、流通能力大、允許壓差高、密封性好、零件互換性強等優(yōu)點，廣泛用于化工行業(yè)物料的切斷或開啟，以達到生產過程按一定程序進行。切斷閥根據(jù)需要可采用電動或者氣動切斷閥；易燃、易爆場所要采用氣動切斷閥。8.本生產裝置的報警和各種設備的運行監(jiān)視，均在控制室的控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，并設有信號報警和緊急切斷等措施，以保證裝置正常運行。9.操作室和機房要求設空調，地面應考慮防靜電措施等，儀表維修設施和維修人員由公司統(tǒng)一考慮。10.車間內的裝置及車間外為本車間服務的裝置在爆炸危險區(qū)域的2區(qū)范圍內，所有使用現(xiàn)場開關、電器、儀表均為隔爆型儀表，隔爆等級選用dBT4。四、控制系統(tǒng)DCS控制系統(tǒng)又稱為分散控制系統(tǒng)，分散型控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)是由集中管理部分、分散控制監(jiān)測部分和通信部分組成，具有通用性強、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)