氟化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)方案

1、PAGE PAGE 16氟化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)方案目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc244317072 1 概述： PAGEREF _Toc244317072 h 1 HYPERLINK l _Toc244317073 1.2氟化反應(yīng)類型 PAGEREF _Toc244317073 h 1 HYPERLINK l _Toc244317081 1.3氟化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點監(jiān)控單元 PAGEREF _Toc244317081 h 4 HYPERLINK l _Toc244317083 1.4 氟化工藝涉及的主要危險介質(zhì) PAGEREF _Toc24431

2、7083 h 4 HYPERLINK l _Toc244317084 1.5 山東省主要氟化工藝和產(chǎn)品 PAGEREF _Toc244317084 h 5 HYPERLINK l _Toc244317085 2 危險性分析 PAGEREF _Toc244317085 h 5 HYPERLINK l _Toc244317086 2.1 固有危險性 PAGEREF _Toc244317086 h 5 HYPERLINK l _Toc244317091 2.2 工藝過程的危險性 PAGEREF _Toc244317091 h 6 HYPERLINK l _Toc244317094 3 重點控制的工藝

3、參數(shù)及控制要求 PAGEREF _Toc244317094 h 7 HYPERLINK l _Toc244317095 3.1 溫度 PAGEREF _Toc244317095 h 7 HYPERLINK l _Toc244317096 3.2 壓力 PAGEREF _Toc244317096 h 7 HYPERLINK l _Toc244317097 3.3 液位 PAGEREF _Toc244317097 h 7 HYPERLINK l _Toc244317098 3.4 反應(yīng)投料速度與物料配比及濃度 PAGEREF _Toc244317098 h 8 HYPERLINK l _Toc24

4、4317099 3.5 反應(yīng)釜攪拌速率 PAGEREF _Toc244317099 h 8 HYPERLINK l _Toc244317100 3.6 冷媒的運行狀況 PAGEREF _Toc244317100 h 8 HYPERLINK l _Toc244317101 3.7 其他 PAGEREF _Toc244317101 h 8 HYPERLINK l _Toc244317102 4 推薦的安全控制方案 PAGEREF _Toc244317102 h 8 HYPERLINK l _Toc244317103 4.1 各工藝參數(shù)控制方式 PAGEREF _Toc244317103 h 8 H

5、YPERLINK l _Toc244317104 4.2 工藝系統(tǒng)控制方式 PAGEREF _Toc244317104 h 9 HYPERLINK l _Toc244317106 4.3 安全控制方式 PAGEREF _Toc244317106 h 10 HYPERLINK l _Toc244317107 4.4 其他安全設(shè)施 PAGEREF _Toc244317107 h 11 HYPERLINK l _Toc244317108 5 通用設(shè)計要求 PAGEREF _Toc244317108 h 11 HYPERLINK l _Toc244317109 5.1 收集產(chǎn)品工藝資料 PAGEREF

6、 _Toc244317109 h 11 HYPERLINK l _Toc244317110 5.2 確定改造范圍 PAGEREF _Toc244317110 h 12 HYPERLINK l _Toc244317111 5.3 設(shè)備選型 PAGEREF _Toc244317111 h 12 HYPERLINK l _Toc244317112 5.4 提交方案 PAGEREF _Toc244317112 h 12 HYPERLINK l _Toc244317113 5.5 與建設(shè)方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計變更。 PAGEREF _Toc244317113 h 12 HYPERLINK l

7、 _Toc244317114 6 氟化工藝典型產(chǎn)品工藝安全控制方案實例 PAGEREF _Toc244317114 h 12 HYPERLINK l _Toc244317115 6.1 工藝簡述 PAGEREF _Toc244317115 h 13 HYPERLINK l _Toc244317116 6.2 該裝置氟化工藝危險性分析 PAGEREF _Toc244317116 h 13 HYPERLINK l _Toc244317120 6.3 該裝置氟化工藝控制方案綜述 PAGEREF _Toc244317120 h 14 HYPERLINK l _Toc244317121 7 氟化工藝安全

8、控制系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)方案附表、附圖 PAGEREF _Toc244317121 h 14 HYPERLINK l _Toc244317122 7.1 山東省主要氟化工藝和產(chǎn)品（附表一） PAGEREF _Toc244317122 h 14 HYPERLINK l _Toc244317123 7.2 工藝參數(shù)控制方式（附表二） PAGEREF _Toc244317123 h 14 HYPERLINK l _Toc244317124 7.3 企業(yè)需提交的設(shè)計資料清單（附表三） PAGEREF _Toc244317124 h 14 HYPERLINK l _Toc244317125 7.4 某企業(yè)氟化工

9、藝管道儀表流程圖（附圖一） PAGEREF _Toc244317125 h 15 HYPERLINK l _Toc244317126 7.5 某企業(yè)氟化工藝控制系統(tǒng)邏輯框圖（附圖二） PAGEREF _Toc244317126 h 15 HYPERLINK l _Toc244317127 7.6 某企業(yè)氟化工藝控制、報警、聯(lián)鎖一覽表（附表四） PAGEREF _Toc244317127 h 15 HYPERLINK l _Toc244317128 7.7 某企業(yè)氟化工藝自控設(shè)備表（附表五） PAGEREF _Toc244317128 h 15 HYPERLINK l _Toc244317129

10、 8 事故案例 PAGEREF _Toc244317129 h 15為指導(dǎo)全省涉及氟化工藝有關(guān)企業(yè)的安全控制系統(tǒng)改造工作，指導(dǎo)有關(guān)設(shè)計單位相應(yīng)的安全控制系統(tǒng)設(shè)計工作，并為各級安監(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(wù)院安委會辦公室關(guān)于進一步加強危險化學(xué)品安全生產(chǎn)工作的指導(dǎo)意見（安委辦200826號）、國家安監(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)總管三2009116號）、山東省安監(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號文件），制定本方案。1 概述：1.1氟化工藝氟化是化合物的分子中引入氟原子的反應(yīng)，包含

11、氟化反應(yīng)的工藝過程為氟化工藝。在常壓條件下氟與許多有機化合物相遇（如苯、松節(jié)油等），立即產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，給有機合成造成較大的困難。氟原子具有較高的正核電荷，要從其外層軌道上完全移除一個電子形成F+離子極其困難，而氟分子的均裂則比較容易，因此直接氟化反應(yīng)常常是游離基反應(yīng)。氟化反應(yīng)的熱效應(yīng)很大。無論是取代還是加成，引入氟原子所產(chǎn)生的反應(yīng)熱均遠大于使碳碳鍵斷裂所需要的能量。1.2氟化反應(yīng)類型氟化反應(yīng)主要分為直接氟化、金屬氟化物或氟化氫氣體氟化、置換氟化和其他工藝四種類型。1.2.1直接氟化 直接氟化是指使用氟氣與其他物質(zhì)直接反應(yīng)生成氟化物的反應(yīng)。氟與有機化合物作用，是強烈的放熱反應(yīng)，放出的大量的熱可使

12、反應(yīng)底物分子結(jié)構(gòu)遭到破壞，甚至著火爆炸。為使反應(yīng)緩和，常采取降低反應(yīng)溫度，用惰性氣體(如氮氣、二氧化碳、氦氣等)稀釋氟氣，用惰性溶劑稀釋反應(yīng)底物等措施，并采用導(dǎo)熱好的反應(yīng)裝置。控制反應(yīng)條件，飽和烴中的氫原子都可被取代而生成全氟烴類。該反應(yīng)放出熱量比用氟氣直接氟化低得多，因此較易控制，產(chǎn)率較高，副產(chǎn)物較少，是制備氟有機化合物的重要方法。直接氟化反應(yīng)的歷程如下：室溫便可引發(fā)反應(yīng)。如果原料是不飽和烴，則將發(fā)生氟的加成。如氟氣與五氧化二磷反應(yīng)生成五氟化磷；黃磷氟化制備五氟化磷等都屬于直接氟化。1.2.2金屬氟化物或氟化氫氣體氟化直接氟化法目前在工業(yè)上已不重要，而是改用高價金屬氟化物作氟化劑氟化。它的主

13、要優(yōu)點是，生成每個CF鍵所釋放的熱量為192.6kJ/mol，遠比直接氟化放出的熱量要小，而后者是431.2 kJ/mol，因而收率要高得多。實際應(yīng)用的金屬氟化物有兩種，即AgF2和CoF3。進行氟化反應(yīng)的過程是讓氟在升溫下通過裝有AgCl和CoF2的床層使反應(yīng)生成高價氟化物，然后將需要氟化的原料在150300以蒸汽態(tài)與氮氣流一同通入反應(yīng)器中。反應(yīng)完成后，再通F2使CoF2再生。因此反應(yīng)實際上是半連續(xù)的，其反應(yīng)式如下：這兩步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，總的反應(yīng)熱為460.5 kJ/mol.以上氟化方法也可用于不飽和烴的加成。例如：用三氟化鈷氟化有機化合物制取全氟碳；氟化氫氣體氟化，例如：氟化氫氣體與氫氧

14、化鋁反應(yīng)制備氟化鋁。1.2.3置換氟化置換氟化這是一種廣泛采用的氟化方法，容易被置換的順序是IBrCl。最常用的氟化劑是堿金屬氟化物，HF是一種相對來說不活潑的氟化劑，只能置換活潑鹵原子。如被氟置換的活潑性順序是：RCOCl C6H5CH2Cl CH2=CHCH3Cl RCl ArCl例如：三氯甲烷氟化制備二氟一氯甲烷；三氯乙烯氟化制備R134a。1.2.4其他氟化工藝 除以上常見的氟化工藝外，電解氟化以及間接氟化也有比較廣泛的應(yīng)用。1、電解氟化的基本過程是將有機原料在液體無水HF中，在低于釋放氟的電壓下電解，即可在陽極發(fā)生氟化反應(yīng)。這一反應(yīng)受到溫度的限制（通常是0），以及底物在HF中的溶解度

15、的限制。例如，萘在乙腈介質(zhì)中在四乙基銨鹽氟化物（C2H5）4N+F-存在下電解，可得到1，4二氟萘，收率70%。當(dāng)上述反應(yīng)在（C2H5）4N+F-3HF存在下進行時，則主產(chǎn)物是1氟萘。將C7C8的脂肪酸酰氯溶于無水氫氟酸中，經(jīng)電解可得到全氟化產(chǎn)物。2、間接氟化法 許多芳香族氟衍生物是由間接氟化法制得的，其中通過加熱重氮硼氟酸鹽是向芳環(huán)上引入氟原子的常用方法，成為希曼反應(yīng)（Schiemann reaction）。希曼反應(yīng)屬于SN1型歷程。例如，由苯胺重氮鹽可制得氟苯。1.3氟化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點監(jiān)控單元1.3.1氟化工藝的關(guān)鍵設(shè)備氟化工藝的關(guān)鍵設(shè)備是氟化反應(yīng)釜（器）以及氟化劑儲存設(shè)備。氟化反應(yīng)釜

16、（器）的型式跟反應(yīng)類型有關(guān)，固相與液相、氣相與液相、液相與液相的氟化反應(yīng)主要在氟化釜內(nèi)進行，如二氟一氯甲烷的生產(chǎn)、R134a的生產(chǎn)等；對于氣固相催化氟化，則一般采用流化床反應(yīng)器，如氟化氫氣體與氫氧化鋁反應(yīng)制備氟化鋁；氣態(tài)氟化劑儲存設(shè)備為壓力儲罐，如氟氣緩沖罐、氟化氫緩沖罐等。1.3.2 氟化工藝的重點監(jiān)控單元氟化工藝的重點監(jiān)控單元為氟化反應(yīng)工序和氟化劑儲存（或制備）工序，氟化反應(yīng)工序重點監(jiān)控氟化反應(yīng)釜（器）的溫度、壓力、液位及氟化劑流量、攪拌器電流（或轉(zhuǎn)速）等。氟化劑儲存（或制備）工序重點監(jiān)控液相氟化劑儲罐的溫度、壓力、液位及氣相氟化劑儲罐的壓力等。1.4 氟化工藝涉及的主要危險介質(zhì)氟化工藝的

17、原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、催化劑等大多為劇毒化學(xué)品、腐蝕性物品或易燃易爆物質(zhì)。如氟化劑氟化氫氣，本身就是高毒化學(xué)品，具有強刺激性和遇濕強腐蝕性。氟化過程常常涉及多種烴類物質(zhì)，具有較強的毒性和易燃易爆的特性，容易造成危險；氟化工藝常用的催化劑一般為重金屬鹽類，在制造和使用過程中如果使用不當(dāng)，容易造成重金屬中毒，同時廢棄的催化劑如果處理不當(dāng)，易造成環(huán)境污染。1.5 山東省主要氟化工藝和產(chǎn)品見附表一2 危險性分析氟化反應(yīng)是一個放熱過程，一般都在較高溫度下進行氟化，反應(yīng)劇烈，速度快，熱量變化較大。所用的原料大多具有燃爆危險性、毒性或腐蝕性，一旦泄漏危險性較大。例如：常用氟化劑氟化氫氣體遇水后產(chǎn)生劇毒、強腐

18、蝕的氫氟酸。2.1 固有危險性固有危險性是指氟化反應(yīng)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(zāi)危險性氟化反應(yīng)涉及的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等部分具有易燃性，如制取R134a使用的三氯乙烯，制取五氟化磷使用的黃磷等都具有易燃的特性。2.1.2 爆炸危險性氟化反應(yīng)涉及的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等部分具有燃爆性，如三氯乙烯遇明火高熱能引起燃燒爆炸，黃磷受摩擦、撞擊或與氧化劑接觸能立即燃燒甚至爆炸。氟化使用的濃硫酸具有強氧化性，與有機物接觸能劇烈反應(yīng)，與普通金屬反應(yīng)放出氫氣，極易發(fā)生爆炸。2.1.3 中毒危險性氟化反應(yīng)涉及到的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等大多具有毒性，氟化氫等為劇毒物品。黃磷

19、等為高毒物。這些物質(zhì)在儲存、運輸及使用過程中若處理不當(dāng)都有可能引發(fā)惡性中毒事件。2.1.4 腐蝕及其他危險性氟化反應(yīng)涉及到的氟化氫、濃硫酸等均為強腐蝕性物質(zhì)，部分氟化反應(yīng)產(chǎn)生粉塵，能對人體造成傷害，如使用濃硫酸與螢石制備氟化氫過程中，生成的硫酸鈣。2.2 工藝過程的危險性氟化反應(yīng)是一個放熱過程，所用原料又多為易燃易爆、有毒、強腐蝕物質(zhì)，因此在氟化反應(yīng)和原料的儲存過程中存在諸多不安全因素，下面分別進行分析。2.2.1 反應(yīng)過程的危險性氟化反應(yīng)是一個放熱過程，尤其在較高溫度下進行氟化，反應(yīng)更為劇烈。如果放出的熱量不能及時移出，就會造成反應(yīng)溫度的進一步升高，而氟化所用的原料多為有機易燃物和強氧化劑，

20、容易造成泄漏，導(dǎo)致有毒物質(zhì)擴散，并且在這樣高的溫度下，如果物料泄漏還會造成著火或引起爆炸。另外，控制原料的投料量和氟化劑的投料速度、正確計量各種原料的投料比及投料順序均有利于反應(yīng)過程的平穩(wěn)運行。2.2.2 原料儲存過程的危險性氟化反應(yīng)中氟化劑有氣態(tài)氟化氫、固體黃磷和各種濃度的酸。這些物質(zhì)大多具有毒性、強腐蝕性或易燃易爆性，一旦泄漏或爆炸，將會造成重大安全和環(huán)境事故。對于氟化過程的危險性分析，在具體應(yīng)用中可按照HAZOP（危險和可操作性分析）分析方法進行。3 重點控制的工藝參數(shù)及控制要求3.1 溫度主要包括反應(yīng)器溫度和原料儲罐的溫度。氟化反應(yīng)是一個放熱過程，反應(yīng)一般在高溫下進行，會造成釜內(nèi)物料溫

21、度升高，引起噴料、釜壓升高、甚至著火爆炸等嚴重后果。反應(yīng)器內(nèi)溫度的高低除了與反應(yīng)過程放熱有關(guān)，還與原料的溫度、回流溫度等有關(guān)，因此應(yīng)對反應(yīng)器溫度、物料進口溫度、回流溫度進行監(jiān)控。氟化工藝所用原料大多為易燃易爆、有毒物質(zhì)，容易導(dǎo)致泄漏甚至爆炸。同時也容易造成人員中毒和環(huán)境危害。因此，應(yīng)對儲罐溫度進行監(jiān)控。3.2 壓力為了保證反應(yīng)速度和反應(yīng)收率，氟化反應(yīng)大都在較高壓力條件下進行，這就要求生產(chǎn)過程中能對壓力參數(shù)實時顯示和調(diào)節(jié)。例如在氟化鋁生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)設(shè)備中有壓力容器，并有壓力管道，如煤氣、蒸汽、HF管道等。當(dāng)設(shè)備管道超溫、超壓或設(shè)備管道堵塞、腐蝕損壞，超過設(shè)備、管道承受能力時，可能會發(fā)生破裂，引

22、起物料性能爆炸事故。因而在生產(chǎn)過程中，對于反應(yīng)涉及的壓力參數(shù)進行監(jiān)控。部分氟化原料為氣態(tài)物質(zhì)，在一定的壓力下儲存，超壓或容器損壞時容易發(fā)生泄露造成事故，因此，應(yīng)該這類儲存設(shè)備進行壓力監(jiān)控。 3.3 液位包括氟化反應(yīng)器液位和原料儲罐液位。為保證氟化反應(yīng)的安全性，以及原料儲存的安全性，反應(yīng)器以及原料儲存設(shè)備的液位都應(yīng)有相應(yīng)的控制，一般不應(yīng)超過容器容積的80%。3.4 反應(yīng)投料速度與物料配比及濃度氟化反應(yīng)是一個放熱過程，反應(yīng)一般在高溫下進行，投料速度（氟化物及助劑流量）影響反應(yīng)放熱速度，如果投料速度過快，反應(yīng)熱不能及時移出，就有可能造成超溫超壓，發(fā)生泄漏或爆炸事故。因此，對原料的投料速度應(yīng)進行監(jiān)控。

23、任何反應(yīng)都是在反應(yīng)物一定的配比和濃度下進行，一方面考慮產(chǎn)品質(zhì)量，更重要的是為了操作的安全，如反應(yīng)物配比不當(dāng)或濃度過高，將使反應(yīng)容器內(nèi)溫度、壓力急劇升高，可能發(fā)生危險事故。3.5 反應(yīng)釜攪拌速率氟化反應(yīng)為放熱過程，為了使反應(yīng)器物料各處熱量均勻，需設(shè)攪拌裝置，此時應(yīng)對攪拌速率或攪拌電流進行監(jiān)控。 3.6 冷媒的運行狀況氟化反應(yīng)為放熱過程，一般使用冷媒來調(diào)節(jié)反應(yīng)容器內(nèi)的溫度，由于熱量直接影響反應(yīng)的質(zhì)量，因此應(yīng)對反應(yīng)容器夾套的冷媒進行監(jiān)控，主要參數(shù)有冷媒的溫度、壓力、流量等。3.7 其他氟化反應(yīng)使用多種催化劑，催化劑的品質(zhì)直接影響氟化反應(yīng)，因此，對催化劑的純度、雜質(zhì)等應(yīng)進行分析和監(jiān)控，并且不同產(chǎn)地的原

24、料也會有差異，有時原料中的雜質(zhì)可能對氟化反應(yīng)造成影響，因此對原材料的含量、雜質(zhì)也應(yīng)進行監(jiān)控。4 推薦的安全控制方案4.1 各工藝參數(shù)控制方式主要是對氟化反應(yīng)過程中的溫度、壓力、進料流量及投料比、料位等的監(jiān)控。氟化工藝繁多，氟化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式也較多，對不同的工藝和不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，應(yīng)采取不同的工藝參數(shù)控制方式。常用的反應(yīng)器有釜式和流化床等，其控制方式見附表二。4.2 工藝系統(tǒng)控制方式4.2.1基本監(jiān)控要求（1）氟化反應(yīng)應(yīng)實現(xiàn)反應(yīng)器的溫度和壓力的自控，并設(shè)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)或復(fù)雜控制系統(tǒng)等。反應(yīng)器體積較大、反應(yīng)熱分配不均勻時，應(yīng)增加溫度測量點

25、數(shù)，取其數(shù)個關(guān)鍵點的溫度平均值作為反應(yīng)器的被控溫度。當(dāng)反應(yīng)器的溫度和壓力接近聯(lián)鎖設(shè)定值時，發(fā)出聲光報警；當(dāng)反應(yīng)器的溫度和壓力達到或超過聯(lián)鎖設(shè)定值時，產(chǎn)生聯(lián)鎖動作：切斷投料，終止反應(yīng)，提高反應(yīng)器內(nèi)攪拌轉(zhuǎn)速、冷媒閥門全開以帶走反應(yīng)熱等，并同時發(fā)出聲光報警。（2）氟化反應(yīng)為連續(xù)工藝過程時，參與反應(yīng)的原料應(yīng)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(yīng)機理，氟化反應(yīng)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在爆炸限之下；另外為防止因儀表故障而引起的原料過量，應(yīng)采用雙重監(jiān)視和

26、控制系統(tǒng)，同時還應(yīng)設(shè)置報警和聯(lián)鎖系統(tǒng)，當(dāng)達到危險值時，及時切斷該原料的進料。（3）對于帶攪拌的釜式反應(yīng)器，應(yīng)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(dāng)攪拌器出現(xiàn)異常時，應(yīng)發(fā)出聲光報警，若危及安全時，應(yīng)聯(lián)鎖停產(chǎn)。（4）應(yīng)設(shè)置原料進料緊急切斷系統(tǒng)，并與反應(yīng)器內(nèi)溫度、壓力聯(lián)鎖，同時操作人員可在操作室內(nèi)切斷原料的投入。（5）應(yīng)設(shè)置反應(yīng)器的緊急冷卻系統(tǒng)指有暴沸可能的反應(yīng)、緊急泄放系統(tǒng)和事故收集槽、事故狀態(tài)下的氣體吸收中和系統(tǒng)等，并與反應(yīng)器內(nèi)溫度、壓力聯(lián)鎖，且這些系統(tǒng)可由操作人員在控制室啟動。設(shè)置事故收集槽。（6）在組分測量儀表條件滿足時1、是控制

27、需要；2、是分析滯后（預(yù)處理和分析過程）可行，應(yīng)加裝原料在線分析儀表，并將其分析結(jié)果遠傳至控制室。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(yīng)首選PLC或DCS系統(tǒng)。（1）對于間歇氟化反應(yīng)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）對于連續(xù)氟化反應(yīng)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

28、（1）怎樣界定？后面也未推薦，建議定性未大型企業(yè)。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(yīng)設(shè)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（如氟化氫泄漏、重要設(shè)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(shè)計應(yīng)滿足信號報警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)定HG/T20511-2000之要求。（3）工藝的原料、中間產(chǎn)品及

29、產(chǎn)品大多為有毒、易燃易爆物品，裝置應(yīng)按石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范設(shè)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(shè)施對于具體的裝置，考慮安全設(shè)施時不應(yīng)孤立的看待具體的設(shè)備或工序，還應(yīng)考慮相關(guān)的原料準備、產(chǎn)品儲存、公用工程等相關(guān)設(shè)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(shè)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(shè)備或管道時，除了設(shè)置自控、聯(lián)鎖系統(tǒng)外，還應(yīng)設(shè)置防爆膜、安全閥、高壓閥、單向閥、緊急排空閥、液位計及緊急切斷裝置等其他安全設(shè)施。5 通用設(shè)計要求對于新建或改、擴建

30、裝置，在制定設(shè)計方案時，應(yīng)根據(jù)工藝、自控及安全要求，結(jié)合本指導(dǎo)方案，進行優(yōu)化設(shè)計。對于在役氟化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(shè)計工作應(yīng)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、氟化工藝流程圖，涉及的設(shè)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(shè)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)鎖的氟化工藝過程。（2）核實氟化工藝過程所涉及的上下游工藝過程對自身的影響（如氟化氫氣體的制取、冷媒的規(guī)格數(shù)量、惰性保護氣體的規(guī)格數(shù)量等）。（3）將氟化工藝以及對

31、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(shè)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(fù)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(shè)備表。（5）檢測取源和執(zhí)行器改造圖（說明或標(biāo)注標(biāo)準號）。 （6）提交自控、聯(lián)鎖能源供應(yīng)方案。5.5 與建設(shè)方技

32、術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計變更。6 氟化工藝典型產(chǎn)品工藝安全控制方案實例某企業(yè)R134a裝置氟化工序安全控制方案6.1 工藝簡述某企業(yè)采用于R134a的生產(chǎn)工藝為氣相法工藝路線，選擇三氯乙烯和AHF為原料的采取二步反應(yīng)法制備工藝路線。反應(yīng)方程式如下：AlF3第一步 ：CCl2=CHCl + 3HF CF3-CH2Cl + 2HCI AlF3第二步： CF3-CHCl + HF CF3-CH2F + 2HCI第一步反應(yīng)制得HFC-133a，第二步反應(yīng)制得產(chǎn)品R134a，由于第二步反應(yīng)與第一步反應(yīng)近似，這里不作重復(fù)敘述，我們主要對第一步反應(yīng)進行分析。工藝流程：原料三氯乙烯與高溫換熱器來的物料在

33、混合器混合后，進入預(yù)熱器后再進入反應(yīng)器，完成第一步反應(yīng)，第一步反應(yīng)的主要產(chǎn)物是HFC-133a。該反應(yīng)是在催化劑存在的情況下，在300以上進行，反應(yīng)起始溫度通過預(yù)熱器加熱原料氣和熔鹽加熱器加熱反應(yīng)釜達到，反應(yīng)過程放熱維持反應(yīng)溫度。工藝流程圖見附圖一。6.2 該裝置氟化工藝危險性分析6.2.1 固有危險性分析本裝置所用原料為氟化氫和三氯乙烯，氟化氫為有高毒化學(xué)品，三氯乙烯為6.1類有毒品，三氯乙烯為可燃物質(zhì)，氟化氫具有強腐蝕性。反應(yīng)產(chǎn)物HFC-133a受高熱分解能釋放有毒的氟化物和氯化物。6.2.2 工藝過程的危險性分析（1）火災(zāi)爆炸三氯乙烯為可燃物質(zhì)，遇明火，高熱會燃燒并分解有毒的腐蝕性氣體；揮發(fā)的氣體與空氣混合形成爆炸性混合物。（2）中毒窒息本裝置涉及的氟化氫、三氯乙烯為高毒、有毒化學(xué)品，生產(chǎn)過程中如操作不當(dāng)發(fā)生泄漏或容器爆炸，操作人員如果未采取有效的防范措施或措施不當(dāng)，均會發(fā)生中毒事故。（3）化學(xué)灼傷氟化氫遇水能生成氫氟酸，具有強腐蝕性，對人體的皮膚和粘膜具有刺激腐蝕作用。6.3 該裝置氟化工藝控制方案綜述氟化反應(yīng)器設(shè)置溫度、壓力現(xiàn)場指示并遠傳控制室顯示報警，進料管線設(shè)調(diào)節(jié)閥、流量計和緊急切斷閥，HF與三氯乙烯進料量成比例調(diào)節(jié)，與氟化溫度、壓力形成聯(lián)鎖切斷。反應(yīng)器內(nèi)