氯化工艺安全控制设计指导方案.docx

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1、氯化工艺安全控制设计指导方案目录1概述11.1 氯化工艺11.2 氯化反应类型11.2.1 取代氯化反应11.2.2 加成氯化反应21.2.3 氧氯化反应21.2.4 其他氯化反应21.3 氯化工艺关键设备和重点监控单元31.3.1 氯化工艺的关键设备31.3.2 氯化工艺的重点监控单元31.4 氯化工艺涉及的主要危险介质31.4.1 氯化原料31.4.2 产品和中间产品41.4.3 其他41.5 XX省主要氯化工艺产品目录42危险性分析62.1 固有危险性62.1.1 火灾危险性62.1.2 爆炸危险性62.1.3 中毒危险性62.2.1 反应过程的危险性72.2.2 原料储存过程的危险性7

2、2.2.3 反应安全风险评估82.2.4 危险和可操作性分析83重点监控的工艺参数和控制要求93.1 温度93.2 压力93.3 液位（或重量）103.4 反应投料速度与物料配比103.5 反应釜搅拌103.6 冷媒113.7 其他114推荐的安全控制方案124.1 各工艺参数的控制方式124.2 工艺系统控制方式124.2.1 基本监控要求124.2.2 基本控制要求124.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施144.4 仪表系统选用原则144.4.1 基本过程控制系统（BPCS）选用原则154.4.2 安全仪表系统选用原则154.4.3 气体检测报警系统（GDS）选用原则164

3、.5 其他安全设施165.2 确定改造范围175.3 仪表设备选型185.4 提交方案185.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更186典型工艺安全控制系统改造设计方案196.1 工艺简述196.2 装置氯化工艺危险性分析196.2.1 固有危险性196.2.2 工艺过程的危险性196.3 装置氯化工艺控制方案综述207氯化工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图227.1 XX省主要氯化工艺产品目录（附表1）227.2 氯化工艺重点监控参数的控制方式（附表2）227.3 企业需提交的设计资料清单（附表3）227.4 某企业氯化工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）227.5 某企业氯

4、化工艺管道与仪表流程图（附图1）22附表1XX省主要氯化工艺产品目录23附表2氯化工艺重点监控参数的控制方式24附表3企业需提交的设计资料清单29附表4某企业氯化工艺控制、报警、联锁一览表30附图1工艺管道与仪表流程图321概述1.1 氯化工艺氯化是化合物的分子中引入氯原子的反应，包含氯化反应的工艺过程为氯化工艺。如甲醇氯化制甲烷氯化物、乙酸氯化制氯乙酸、乙烯氯化制氯乙烯、黄磷氯化制三氯化磷、次氯酸、次氯酸钠或N-氯代丁二酰亚胺与胺反应制备N-氯化物、氯化亚飒作为氯化剂制备氯化物等。1.2 氯化反应类型氯化反应主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化和其他氯化反应四种类型。1.2.1 取代氯化反应取

5、代氯化反应是指氯原子取代脂肪烽、芳香烧苯环或醇酸等上的氢原子的反应。如氯取代烷烽的氢原子制备氯代烷燃，氯取代苯的氢原子生产六氯化苯，氯取代蔡的氢原子生产多氯化蔡，甲醇与氯反应生产氯甲烷，乙醇和氯反应生产氯乙烷（氯乙醛类），乙酸与氯反应生产氯乙酸，氯取代甲苯的氢原子生产苇基氯等。如甲醇与氯化氢反应生产一氯甲烷的反应方程式为：CH3OH+HC1CH3C1+H2O如一氯甲烷与氯气反应生产二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的反应方程式为：CH3CRCl2CH2C12HC1CH3C1+2C12CHCh+2HClCH3C1+3C12CC14+3HC1如乙酸与氯反应生产氯乙酸的反应方程式为:C12+CH3COOH

6、C1CH2COOH+HC11.2.2 加成氯化反应加成氯化反应是指氯加成到脂肪煌和芳香煌的不饱和双、三键上的反应。如乙烯与氯加成氯化生产1,2-二氯乙烷；乙快与氯加成氯化生产1,2.二氯乙烯；乙烘和氯化氢加成生产氯乙烯等。如乙焕和氯化氢加成生产氯乙烯得化学反应方程式为：C2H2+HClC2H3Cl1.2.3 氧氯化反应氧氯化反应是介于取代氯化和加成氯化之间的一种氯化方法。对烷烽和芳香烧（包括侧链上的氢）而言，发生的主要是取代氯化，对烯崎则主要发生氯化加成生产二氯代烷烧。如乙烯氧氯化生产二氯乙烷、丙烯氧氯化生产1,2.二氯丙烷、甲烷氧氯化生产甲烷氯化物、丙烷氧氯化生产丙烷氯化物等。如乙烯氧氯化生

7、成二氯乙烷的反应方程式为：1 CUCl2C2H4+O2+2HC1C2H4CI2（EDO+H2O124其他氯化反应还有一部分氯化反应工艺不同于以上三种形式，如硫与氯反应制备一氯化硫，五氯化睇的制备，四氯化钛的制备，黄磷与氯气反应制备三氯化磷、五氯化磷，次氯酸、次氯酸钠或N-氯代丁二酰亚胺与胺反应制备N-氯化物，氯化亚飒作为氯化剂制备氯化物等。如黄磷与氯气生成三氯化磷的反应方程式为：1.3 氯化工艺关键设备和重点监控单元1.3.1 氯化工艺的关键设备氯化工艺的关键设备是氯化反应釜（器）及氯化剂的储存设备。氯化反应釜（器）的型式跟反应类型有关，常用的液相氯化一般采用鼓泡式间歇氯化，氯化反应主要在氯化

8、反应釜内进行，如氯化聚乙烯、三氯化磷的生产。对于气固相催化氯化，则一般采用固定床或流化床反应器,如乙烯氧化氯化为二氯乙烷。对于气相均相氯化，例如丙烯高温氯化，一般采用的是喷嘴式反应器。氯化剂储存设备一般为压力储罐，如液氯储罐、氯气缓冲罐和液氯气瓶等。1.3.2 氯化工艺的重点监控单元氯化工艺的重点监控单元为氯化反应单元和氯化剂储存（或制备）单元，氯化反应单元重点监控氯化反应釜（器）的温度、压力、液位及氯化剂流量、搅拌器电流（或转速）、尾气成分，以及冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等。氯化剂储存（或制备）单元重点监控液相氯化剂储罐的温度、压力、液位及气相氯化剂储罐的压力等；采用液氯气瓶的，则

9、应监控气瓶重量。对于以液氯为氯化剂的氯化反应，还应监控液氯气化器及氯气缓冲罐中三氯化氮的含量、液氯气化器中热水温度、流量等。1.4 氯化工艺涉及的主要危险介质氯化原料氯化剂氯化工艺涉及到的氯化剂主要有氯、氯化氢、浓盐酸、氯化亚碉、三氯化磷和五氯化磷等。氯本身是剧毒化学品，同时又是助燃和遇湿腐蚀性物品；氯化氢气体具有强刺激性和遇湿强腐蚀性；三氯化磷既是氯化产品或中间产品，同时又是一种氯化剂，本身也是危险化学品。1.4.1.2其他原料氯化工艺涉及到的其他被氟化的原料，如甲烷、乙烷、丙烷、丙烯、乙烯、乙块、乙酸、苯、甲苯、蔡、甲醇、乙酸等，大多为易燃易爆物品。有的还具有腐蚀性、毒性，如乙酸。有的本身

10、具有爆炸性，如蔡，遇明火、高热易燃，燃烧时放出有毒的刺激性烟雾，其与强氧化剂如铭酸酎、氯酸盐和高镒酸钾等接触，能发生强烈反应，引起燃烧或爆炸，其粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定浓度时，遇火星会发生爆炸。1.4.2 产品和中间产品氯化产品主要有氯代烷烧、六氯化苯、多氯化蔡、氯乙酸、革基氯、氯乙烯、一氯化硫、四氯化钛、三氯化磷、五氯化磷等，大多有腐蚀性或毒性，遇高热易分解出腐蚀性气体，苯类氯化产品多为有毒物质。1.4.3 其他氯化工艺常用的催化剂大多为重金属盐类，在制造和使用过程中如使用不当，易造成重金属中毒，同时废弃的催化剂如处理不当，易造成环境污染。如氯甲烷生产使用氯化锌水溶液作为催化

11、剂；氯乙烯生产使用氯化汞作为催化剂；少数使用有机酸作为催化剂，如氯乙酸生产使用醋醉、乙酸、氯磺酸等作为催化剂。1.5XX省主要氯化工艺产品目录XX省主要的氯化工艺有氯取代烷烧的氢原子制备氯代烷烧、氯取代芳煌的氢原子制备氯代芳烧、氯气与烯煌或烘烧加成制备氯化燃等。XX省主要氯化工艺产品目录详见附表Io2危险性分析氯化反应是一个放热过程，尤其在较高温度下进行氯化，反应更为剧烈，速度快，放热量较大。所用的原料大多具有易燃易爆、毒性、腐蚀性,一旦泄漏危险性较大。生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强。氯化反应尾气可能形成爆炸性混合物等。2.1 固有危险性固有危险性是指氯化反应中的原料、产品、中间产品等本身具有

12、的危险有害特性。2.1.1 火灾危险性氯化反应涉及的原料、产品、中间产品等具有易燃性，如乙块、乙烯、丙烯等为甲类易燃易爆气体，甲醇、乙酸、苯类等为易燃液体，黄磷为甲类易燃固体，黄磷接触空气容易自燃等。常用氯化剂氯气为强氧化剂，具有助燃性。产品或中间产品氯甲烷为甲类易燃气体，氯乙烷、氯乙烯、二氯乙烷等为甲类易燃液体，氯乙酸、节基氯等可燃液体等。2.1.2 爆炸危险性氯化反应涉及的原料、产品、中间产品等具有燃爆性，如乙块、乙烯、丙烯等气体与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源或明火有爆炸危险。甲醇、乙酸、苯类、氯乙烷、氯乙烯、二氯乙烷等易燃液体的蒸汽，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源或明火有爆炸

13、危险。氯化氢遇水生成盐酸，与某些金属反应放出氢气，极易发生爆炸。液氯、乙快、乙烯、丙烯等为压力储存，易发生物理爆炸等。2.1.3 中毒危险性氯化反应涉及到的原料、产品、中间产品等部分具有毒性，氯气为剧毒物质，黄磷、氯乙烯为高毒物质，氯乙烯还是致癌物质。2.1.4 腐蚀及其他危险性氯化反应涉及到的氯气、氯化氢、三氯化磷等均为强腐蚀性物质，丙烯、液氯、液体氯乙烯等气化时能产生低温，接触皮肤能发生冻伤。四氯化钛生产过程中产生含粉尘的炉气会对人体呼吸系统产生危害。2.2 工艺过程的危险性氯化反应是一个放热过程，所用原料多为易燃易爆、有毒、强腐蚀物质，因此在氯化反应和原料的储存过程中存在诸多不安全因素。

14、2.2.1 反应过程的危险性氯化反应是一个放热过程，尤其在较高温度下进行氯化，反应更为剧烈。如果放出的热量不能及时移出，会造成反应温度的进一步升高，而氯化所用的原料多为有机易燃物和强氧化剂，如乙快、甲烷、乙烷、苯、酒精、甲苯、液氯等，高温下饱和蒸汽压非常高，容易造成泄漏，导致有毒物质扩散，并且高温工况下，如果物料泄漏还会造成着火或引起爆炸。控制原料的投料量和氯化剂的投料速度、正确计量各种原料的投料比及投料顺序、及时将反应热移出等，均有利于反应过程的平稳运行。2.2.2 原料储存过程的危险性氯化反应常用的氯化剂有液态或气态氯、气态氯化氢和各种浓度的盐酸、氯化亚飒、磷酸氯（三氯氧化磷）、三氯化磷（

15、用来制造有机酸的酰氯）、硫酰氯（二氯硫酰）、次氯酸酯等。常用来氯化的原料大多是有机易燃物，如乙焕、甲烷、乙烷、苯类等。以上物质大多具有毒性、强腐蚀性或易燃易爆性，有些需在一定压力下储存，如液态或气态氯、氯化氢气体、甲烷、乙烷、乙块等；有些物料容器需要特殊材质，如盐酸等；一旦泄漏或爆炸，将会造成重大安全和环境事故。2.2.3 反应安全风险评估按要求开展反应安全风险评估的企业，应按照精细化工反应安全风险评估导则（试行）进行反应安全风险评估，综合反应安全风险评估结果，考虑不同的工艺危险程度，建立相应的控制措施。2.2.4 危险和可操作性分析针对具体的氯化工艺及储存设施（含液氯气化设施及液氯气瓶），应

16、在基础设计阶段开展危险和可操作性分析（HAZOP）,及预先危险分析（PHA）或事故树分析（ETA）等定性、定量风险评价方法，对整个工艺过程的危险性进行分析。3重点监控的工艺参数和控制要求3.1 温度包括反应釜（器）温度和原料储罐（含氯化剂缓冲罐）的温度。氯化反应是一个放热反应，反应放出的热量如不能及时移出，会造成反应器内物料温度升高，引起喷料、内压升高、甚至着火爆炸等严重后果。反应器温度的高低除了与物料的反应热有关，还与原料的进料温度等有关,因此应对反应器温度、物料进口温度、冷媒温度等进行监控。另外，还有些氯化工艺在引发反应阶段的温度控制非常重要，如三氯化磷的生产，在未达到引发温度以前不发生反

17、应，此时必须严格监控温度,一旦达到引发温度，必须严格监控反应状况，如果不反应或反应缓慢，必须查清原因，不能盲目通入氯化剂，以防反应失控。氯化工艺所用原料大多为易燃易爆、有毒，如液态氯、丙烯等储存温度升高会造成储罐压力升高，容易导致泄漏甚至爆炸。而有些原料如甲醇、乙醇、甲苯等，虽是常压储存，但随着温度的升高会加大物料的蒸发，一旦达到爆炸极限遇明火会发生爆炸，同时也会造成人员中毒和环境危害。因此，应对储罐温度进行监控。3.2 压力包括反应器压力和原料储罐（含氯化剂缓冲罐）压力。氯化反应多数是在一定压力下进行，如DOW化学的非催化法氯甲烷生产，反应压力为1.06MPa,如果温度控制不稳定，压力进一步

18、升高，一旦超过设计压力，就有造成物料泄漏或反应器爆炸的危险，因此应监控反应器压力。氯化工艺常用的氯化剂氯、氯化氢等都是在一定压力下储存，氯化剂本身又是有毒物质，一旦超压泄漏或爆炸容易造成人员中毒和环境危害。其他原料如丙烯等也是压力储存，也存在超压泄漏或爆炸的危险，因此应监控储罐压力。3.3 液位（或重量）包括氯化反应釜（器）液位（或重量）和原料储罐（含氯化剂缓冲罐）液位。反应釜在反应过程中液位（或重量）波动较大，避免由于温度、压力等变化造成喷料和泄漏，釜内物料液位不得超过80%。原料储罐应根据储罐内物料性质和储存条件，设置储罐的最高储存上限，防止由于温度、压力等的变化造成泄漏，如液氯储罐的储存

19、量不得超过全容积的80%o3.4 反应投料速度与物料配比由于氯化反应是放热反应，投料速度决定反应放热速度，如果投料速度过快，反应热不能及时移出，就有可能造成超温超压，发生泄漏或爆炸危险，因此，对原料的投料速度应进行监控。大部分反应是在一定物料配比下进行，一是考虑产品质量，二是考虑操作的安全，需某一组分过量，如三氯化磷生产，为了避免生成五氯化磷,反应釜内始终保持磷过量，否则就容易发生五氯化磷遇黄磷发生爆炸的危险，因此，对物料的配比进行控制。3.5 反应釜搅拌在釜式氯化反应工艺中，为将反应热及时移出，需在氯化釜安装搅拌,此时应对搅拌运行状况进行监控，此时可通过监测搅拌转速或搅拌电流实现搅拌运行情况

20、的监控。3.6 冷媒氯化反应热大多是通过盘管或夹套中的冷媒带走的，冷媒的温度、压力、流量等决定了冷媒的运行效果，进而影响氯化反应。因此应对冷媒的温度、压力、流量等工艺参数进行监控。3.7 其他常用氯化剂氯气随产地和制备工艺等不同，成分有所不同，其中的杂质如水、氢气、氧气、三氯化氮等对氯化工艺带来潜在危险，因此对原料的成分必须进行分析监控。有些氯化反应，对PH值、回流比、反应生成物组分、尾气组分等也要进行监控。4推荐的安全控制方案4.1各工艺参数的控制方式氯化工艺的温度、压力、液位（或重量）、反应投料速度与物料配比、反应釜搅拌速率、冷媒运行状况等重点监控工艺参数的控制方式见附表2。4.2工艺系统

21、控制方式4.2.1 基本监控要求氯化工艺的生产装置设置的自动控制系统应达到重点监管危险化工工艺目录中有关安全控制的基本要求，重点监控工艺参数应传送至控制室集中显示，并按照宜采用的控制方式设置相应的联锁。自动控制系统应具备远程调节、信息存储、连续记录、超限报警、联锁切断、紧急停车等功能。记录的电子数据的保存时间不少于30天。4.2.2 基本控制要求4.2.2.1 氯化工艺安全控制基本要求中涉及反应温度、压力报警及联锁的自动控制方式至少满足下列要求：（1）对于常压放热反应工艺，依据反应安全风险评估，反应釜宜设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统，反应釜宜设进料流量自动控制阀，通过改变进料流量调

22、节反应温度，反应温度高高报警并联锁切断进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统、及事故状态下的氯气吸收中和系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开安全泄放系统。（2）对于带压放热反应工艺，反应釜应设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统，反应釜应设进料流量自动控制阀，通过改变进料流量调节反应温度和（或）压力、反应温度和（或）压力高高报警并联锁切断进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统、及事故状态下的氯气吸收中和系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开安全泄放系统。（3）对于使用热媒加热的常压反应工艺，依据反应安全风险评估，反应釜宜设紧急冷却系统、紧急停车

23、系统、安全泄放系统，反应釜宜设进料和热媒流量自动控制阀，通过改变进料和（或）热媒流量调节反应温度、反应温度高高报警并联锁切断进料和（或）热媒、打开紧急冷却系统、紧急停车系统、及事故状态下的氯气吸收中和系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开安全泄放系统。（4）对于使用热媒加热的带压反应工艺，反应釜应设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统，反应釜应设进料和热媒流量自动控制阀，通过改变进料流量调节反应温度和（或）压力、反应温度和（或）压力高高报警并联锁切断进料和（或）热媒、打开紧急冷却系统、紧急停车系统、及事故状态下的氯气吸收中和系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障

24、时联锁切断进料，打开安全泄放系统。（5）属于同一种反应工艺，多个反应釜串连使用的，各反应釜应设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统；反应釜应设进料流量自动控制阀，通过改变进料流量调节反应压力和（或）温度、压力和（或）温度高高报警联锁切断总管进料和（或）总管热媒、打开紧急冷却系统、紧急停车系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时，联锁切断总管进料和（或）总管热媒，打开安全泄放系统。4.2.2.2 其他（1）反应过程中需要通过调节冷却系统控制或者辅助控制反应温度的，应当设置自动控制回路，实现反应温度升高时自动提高冷却剂流量；调节精度要求较高的冷却剂应当设流量控制回路。（2）氯化化工工艺安全

25、控制基本要求的涉及反应物料配比、液位、进出物料流量等报警及联锁的安全控制方式，应同时满足重点监管危险化工工艺目录中的要求，并根据设计方案或HAZOP分析报告设置相应联锁系统。（3）在组分测量仪表条件满足时，宜加装原料、反应尾气在线分析仪表，并将其分析结果远传至操作室。（4）设计时，应结合具体的工艺机理，合理的设置控制方案，避免出现因控制回路间密切相关、互相影响导致工艺参数无法控制的情况，控制措施中相互关联不允许发生耦合控制。（5）氯化反应釜（器）区域及重大危险源中储存氯的场所或者设施,设置视频监控系统，可燃、有毒气体检测报警系统。（6）液氯储存及配套设施相关要求参照XX省液氯储存装置及其配套设

26、施安全改造和液氯泄漏应急处置指南（试行）执行。4.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施所有涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺的化工生产装置按照关于加强精细化工反应安全风险评估工作的实施方案（安监总管三（2017）1号）要求必须完成反应安全风险评估，并综合反应安全风险评估结果，考虑不同的工艺危险程度，设置相应的控制措施。4.4 仪表系统选用原则4.4.1 基本过程控制系统(BPCS)选用原则(1)基本过程控制系统(BPCS)宜首选DCS系统。(2)基本过程控制系统的CPU、通信、电源等模块应冗余设置。(3)生产过程中的重点工艺参数监控回路的ALAODLDO点应冗余配置，且相同仪

27、表位号的ALAO、DLDO点应配置在不同的卡件上。(4)在控制室内加装紧急停车按钮，确保现场出现紧急情况(如氯气泄漏、重要设备损坏等)时，操作人员可在控制室内切断原料进料、启动紧急冷却系统、紧急泄放系统和吸收中和系统等。BPCS的报警及联锁的设计应满足信号报警及联锁系统设计规范(HG/T20511)的要求。4.4.2 安全仪表系统选用原则针对具体的氯化工艺及储存设施，依据反应安全风险评估结果、危险和可操作性分析(HAZOP)、LOPA分析确定相关各安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)o通过LOPA分析，安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)1时，应配置独立于DCS系统之外

28、的安全仪表系统(SIS),Wl的可以与DCS合并设置。根据仪表的安全性和可用性，测量仪表宜三取二。安全仪表系统的逻辑控制器硬件要求、测量仪表独立性和冗余性、最终元件独立性和冗余性等技术要求，须符合石油化工安全仪表系统设计规范(GB/T50770)规范要求。安全仪表系统在投入运行之前，应进行SIL等级的验证，验证合格方能投入运行。443气体检测报警系统(GDS)选用原则工艺的原料、中间产品及产品大多为有毒、易燃易爆物品，装置应按石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准(GB/T50493)设置独立的气体检测报警系统，并保证装置停车或工艺控制监控系统失效后，仍能有效地进行监测、报警。4.5 其他

29、安全设施对于具体的装置，考虑安全设施时不应孤立的看待具体的设备或工序,还应考虑相关的原料准备、产品储存、公用工程等相关设施和工序，任何一个工序出现故障都可能影响到整套装置的安全，在设置监控或联锁、报警时一并考虑进去。对于装置中因工艺参数失控而引起的过压、危及设备或管道时，除了设置自控、联锁系统外，还应设置爆破片、安全阀、高压阀、单向阀、紧急排空阀及紧急切断装置等其他安全设施。5通用设计要求对于新建或改、扩建装置，在制定设计方案时，应根据工艺、自控及安全要求，结合本指导方案，进行优化设计。对于在役氯化工艺装置进行自控与安全联锁改造，增加或者完善安全控制系统，其设计工作应遵循以下原则要求：5.1

30、收集产品工艺资料企业产品简介、使用工艺简介、氯化工艺管道与仪表流程图，涉及的设备简图和工艺物性参数、危险和可操作性分析（HAZOP）报告和保护层分析（LOPA）及SIL定级报告。按要求开展精细化工反应安全风险评估的企业，应提供反应安全风险评估报告。改造企业需提交的设计资料清单见附表3o5.2 确定改造范围（1）与企业协商，根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（安监总管三（2009）116号）、国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知（安监总管三（2013）3号）、关于加强化工安全仪表系统管理的实施方案（

31、安监总管三（2014）116号）文要求，确定需要改造的装置范围，实现氯化工艺过程的自控联锁。（2）核实氯化工艺过程所涉及的上下游工艺过程对自身的影响（如液氯的储存与气化、冷媒的规格数量、惰性保护气体的规格数量等）。（3）将氯化工艺以及对该工艺过程产生影响的上下游的工艺过程和对工艺安全产生影响的相关公用工程，一并纳入自动化控制与安全联锁技术改造范围，确定控制方案，绘制PlD图。5.3 仪表设备选型（1）确定相关检测仪表型号；（2）计算并选定执行机构型号；（3）根据工艺过程复杂程度、检修能力等确定自动化和安全联锁的实现载体（如SIS、DCS；检测仪表、自控调节阀、紧急切断阀等）。5.4 提交方案（

32、1）工艺管道与仪表流程图（PID）；（2）顺序控制逻辑图（需要时）；（3）控制、报警、联锁一览表；（4）自控设备表；（5）检测取源和执行器改造图（说明或标注标准号）；（6）自控、联锁能源供应方案。5.5与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更6典型工艺安全控制系统改造设计方案某企业10万吨/年甲烷氯化物装置氯化工序安全控制方案。6.1 工艺简述甲烷氯化物生产装置分为供氯、氢氯化、热氯化、精储、三废处理工序，下面氯化工序进行简述。一氯甲烷和氯气进入氯化反应器进行热氯化反应，二者反应生成多氯甲烷：CH3Cl+Cl2CH2C12+HClCH3Cl+2ChCHCh+2HC1CH3Cl+3C12CC

33、14+3HCl控制反应条件、一氯甲烷/氯气配比，调节多氯甲烷的生产比例，反应后的产物进行冷却分离，冷却后的反应产物进入精微单元。未被冷却的HCl和少量一氯甲烷一部分回用至氢氯化单元，废气进入水洗塔、碱洗塔洗涤。6.2 装置氯化工艺危险性分析6.2.1 固有危险性甲烷氯化物装置涉及到的氯气、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、盐酸等。其中一氯甲烷属于易燃物质，氯气不燃但助燃，三氯化氮可分解爆炸，三氯甲烷属第二类易制毒化学品。622工艺过程的危险性6.2.2.1 反应过程的危险性（1）生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强。氯气遇水生成盐酸，也为酸性腐蚀品，对人体的皮肤和粘膜具有刺激腐蚀作用。（2）氯

34、化反应为一氯甲烷与氯气气体混合进行反应，进入氯化反应器进行反应反应过程控制条件苛刻，如果物料加入速度过快、温度控制高造成反应速度过快，可能造成容器内压升高，引起火灾或设备爆炸，同时造成周围设备损坏，易燃物料泄漏引起二次事故。（3）反应过程在一定压力、温度下进行，而且为放热反应，如安全附件不全或不可靠，工艺控制失误，配套的冷却、氮气保护等安全设施中断或不足，引起火灾、爆炸事故。（4）甲烷氯化物装置涉及到的氯气为剧毒物质，对眼、呼吸道粘膜有刺激作用，甲醇对中枢神经系统有麻醉作用，硫酸对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用，盐酸接触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒，一氯甲烷有刺激和麻醉作用，严重损伤中

35、枢神经系统。6.2.2.2 原料储存过程的危险性氯气不会燃烧，但可助燃；正常情况下液氯商品中含有微量的三氯化氮，但是在使用液氯时，当三氯化氮被积聚时，产生潜在的爆炸危险。据资料报道，采用气化液氯工艺时，气化器中液氯蒸发时，三氯化氮与氯的分离系数为6-10,所以三氯化氮大部分存留于未蒸发的液氯残液中，超过5%即有爆炸的危险。三氯化氮的含量远小于5%,则不考虑爆炸危险性。6.3装置氯化工艺控制方案综述氯化反应工艺设紧急停车系统、安全泄放系统和紧急冷却系统。氯化反应器设进料流量自动控制阀，通过氯气进料流量和一氯甲烷进料流量进行比例调节。氯化反应器设置温度、压力远传显示报警，反应温度高高报警并联锁切断

36、氯气进料、打开激冷塔紧急冷却系统、紧急停车系统；反应压力高高报警并联锁切断氯气进料、打开紧急停车系统，打开安全泄放系统及氯气吸收中和系统。装置内设置可燃、有毒气体检测报警，工业视频监控等措施以达到保障企业的安全生产及员工的人身安全目的。根据保护层分析(LOPA)及SIL定级报告，某企业10万吨/年甲烷氯化物装置的安全完整性等级采用SIL2级。氯化反应器温度高高，考虑仪表的安全和可用性，测量仪表三取二，联锁切断氯气进料阀。本工序基本过程控制系统采用DCS系统，并配置了独立的安全仪表系统(SIS),以上控制、报警及联锁方式在控制室实现。工艺管道与仪表流程图见附图1,控制、报警、联锁一览表见附表4。

37、7氯化工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图7.1 XX省主要氯化工艺产品目录（附表1）7.2 氯化工艺重点监控参数的控制方式（附表2）7.3 企业需提交的设计资料清单（附表3）7.4 某企业氯化工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）7.5 某企业氯化工艺管道与仪表流程图（附图1）附表1XX省主要氯化工艺产品目录产品名称硫酰氯五氯化磷二氯四胺盐酸二甲双胭丙酰氯三氯化磷氯乙酰氯二氧化氯氯化亚矶氯乙酸特戊酰氯氯化聚氯乙烯三氯化铁苯基二氯化磷羟基乙叉二磷酸氯化石蜡二氯化硫氯乙酸乙酯氯化硫三氯乙烯氯代环己烷二氯异冢尿酸钠2-氯代丙酰氯三苯基氯化锡二氯乙酸一、二氯频那酮四氯苯酿三氯乙酸氯丙烯4,5,6,7

38、四氯苯S甲基烯丙基氯（X-氯代丙烯懵二氯啜咻2.氯-5-氯甲基毗嚏对二氯不氯仿2、4-二氯苯酚四氯化钛氯化聚乙烯三氯氧磷环氧氯丙烷一氯甲烷氯化石蜡烷基磺酰氯氯化不丙酰氯氯化甲苯氯代丙酰氯氯化氢氯乙烷2-氯-5-氯甲基毗嚏氯乙酸甲酯氯代特戊酰氯三氯异鼠尿酸2-氯-7-氟苯甲醛一（二）氯乙酸甲酯二氯甲烷三氯乙酰氯浪氯丙烷一氯乙酸乙酯2-氯烟酸三氯氢硅2-氯-6-氟苯甲醛三氯甲烷2-氯-5-氯甲基毗咤表2-1管式反应器工艺参数控制方式序号工艺参数控制方式备注1氯化反应器温度1、集中显示、控制、报警2、联锁2氯化反应器压力1、集中显示、控制、报警2、联锁3氯化反应器进料温度1、集中显示2、自控3、报警

39、4氯化反应釜原料进料流量1集中显示2、恒定或比值调节3、报警联锁5氯化反应器原料进料压力1、集中显示2、必要时自控3、报警联锁6冷媒温度1、集中显示2、报警7冷媒压力1、集中显示2、报警或联锁8冷媒流量1、集中显示2、报警或联锁9氯气杂质含量根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析10氯化反应尾气组分根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析序号工艺参数控制方式备注1氯化反应釜温度1、集中显示、控制、报警2、联锁2氯化反应釜压力1、集中显示、控制、报警2、联锁3氯化反应釜液位1、集中显示2、自控或遥控3、报警4氯化反应釜原料进料流量1、集中显示2、恒定或比值调节3、报

40、警联锁5氯化反应釜搅拌速率1、集中显示2、报警或联锁6冷媒温度1、集中显示2、报警7冷媒压力1、集中显示2、报警或联锁8冷媒流量1集中显不2、报警或联锁9氯气杂质含量根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析10氯化反应尾气组分根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析序号工艺参数控制方式备注1氯化反应器温度1、集中显示、控制、报警2、联锁2氯化反应器压力1、集中显示、控制、报警2、联锁3氯化反应器原料进料流量1、集中显不2、恒定或比值调节3、报警联锁4氯化反应器原料进料压力1、集中显示2、必要时自控3、报警联锁5冷媒温度1、集中显示2、报警6冷媒压力1、集中是示2、报

41、警或联锁7冷媒流量1、集中显示2、报警或联锁8氯气杂质含量根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析9氯化反应尾气组分根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析表2-4固定床反应器工艺参数控制方式序号工艺参数控制方式备注1氯化反应器温度1、集中显示、控制、报警2、联锁2氯化反应器压力1、集中显示、控制、报警2、联锁3氯化反应器原料进料流量1、集中显示2、恒定或比值调节3、报警联锁4氯化反应器原料进料温度1、集中显示2、必要时自控3、报警联锁5氯化反应器原料进料压力1、集中显示2、必要时自控3、报警联锁6冷媒温度1、集中显示2、报警7冷媒压力1、集中显示2、报警或联锁8冷

42、媒流量1、集中显示2、报警或联锁9氯气杂质含量根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析10氯化反应尾气组分根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析表2-5流化床反应器工艺参数控制方式序号工艺参数控制方式备注1氯化反应器温度1、集中显示、控制、报警2、联锁：2氯化反应器压力1、集中显示、控制、报警2、联锁：3氯化反应器原料进料流量1、集中显小2、恒定或比值调节3、报警联锁4氯化反应器原料进料温度1、集中显小2、必要时自控3、报警联锁5氯化反应器原料进料压力1、集中显小2、必要时自控3、报警联锁6冷媒温度1、集中显示2、报警7冷媒压力1、集中显示2、报警或联锁8冷媒流量

43、1、集中显示2、报警或联锁9催化剂藏量1、集中显示、报警、联锁10氯气杂质含量根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析11氯化反应尾气组分根据氯化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析附表3企业需提交的设计资料清单文字说明部分图纸部分1、工艺操作规程2、安全操作规程3、安全设施设计专篇4、设备一览表（含设备规格、材质、介质、设计及操作温度、压力、仪表口规格等）5、公用工程状况（包括供电、供汽、供水、循环水、冷冻水、压缩空气等）6、现有自控、仪表状况描述（包括控制室或操作站）7、主要物料及公用工程管线规格、材质8、实际生产中存在的工艺、安全方面的问题及对本次改造内容的建议9

44、、同类装置历史上发生的事故案例10、危险和可操作性分析（HAZoP）报告11、保护层分析（LOPA）报告12、反应安全风险评估报告1、厂区总平面布置2、工艺管道与仪表流程图3、各工序设备布置图4、爆炸危险区域划分图5、可燃、有毒气体报警系统图及报警仪布置图6、主要物料平衡图附表4某企业氯化工艺控制、报警、联锁一览表表4.1氯化工序DCS控制、报警、联锁一览表序号位号测控变量联锁参数功能一、温度控制、报警、联锁1TICA-102一氯甲烷进料管线温度显示、控制、报警2TISA-103氯气进料管线温度显示、联锁、报警3TIA-108混合器内温度显示、报警4TSA-109混合器内温度联锁、报警5TIA-IlO氯化反应器内温度显示、报警6TISA-Ill氯化反应器内温度显示、联锁、报警7TI-112氯化反应器内温度显示8TICA-113氯化反应器内温度显示、控制、报警9TIC-117A氯化反应器电加热器温度显示、控制10TIC-117B氯化反应器电加热器温度显示、控制11TISA-139氯化反应器气相出口管道温度显示、联锁、报警12TI-150氯化反应器内温度显示13TIA-151氯化反应器内温度显示、报警14TIA-152氯化反应器内温度显示、报警二、压力控制、报警、联锁1PISA-105氯化反应器泄放管道压力显示、联