吳義德（中藍連海設計研究院 江蘇連云港 222004）

一、引言

近年來，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局相繼下發(fā)《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［2009］116號）、《國家安全監(jiān)管總局關于公布第二批重點監(jiān)管危險化工工藝目錄和調(diào)整首批重點監(jiān)管危險化工工藝中部分典型工藝的通知》（安監(jiān)總管三［2013］3號）等規(guī)范性文件，對化工企業(yè)涉及危險化工工藝的裝置必須裝備自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動控制技術，避免作業(yè)人員的誤操作引發(fā)事故，從本質(zhì)上提升生產(chǎn)裝置的安全度。

本文以ECH生產(chǎn)工藝中涉及的氯化反應為分析對象，分析氯化反應單元應重點監(jiān)控的工藝參數(shù)，同時結(jié)合某廠家生產(chǎn)的實際情況，列舉說明氯化反應釜如何實施自動化控制。

二、ECH生產(chǎn)工藝（甘油皂化法）

目前國內(nèi)外ECH工業(yè)化生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)工藝主要分為石油生產(chǎn)路線和生物質(zhì)生產(chǎn)路線，石油生產(chǎn)路線主要有丙烯高溫氯化法和醋酸丙烯酯法，丙烯醛法，丙酮法和氯丙烯直接環(huán)氧化法，甘油法屬于生物質(zhì)生產(chǎn)路線。

甘油法生產(chǎn)工藝以甘油、氯化氫為起始原料，在催化劑的作用下發(fā)生取代反應，生成1,3-二氯-2-丙醇，之后加入液堿，經(jīng)環(huán)化反應得到成品ECH。

三、ECH生產(chǎn)涉及的氯化反應危險有害因素分析

ECH生產(chǎn)過程中氯化反應屬于危險化工工藝，其危險有害因素包括：爆炸、火災、中毒和窒息、灼燙。

1.火災、爆炸

氯化反應需通入氯化氫氣體，若氯化氫流速過快，導致反應速度加快，存在超壓危險。同時通入氯化氫的裝置中必須設置緩沖罐，防止因為氯化氫斷流或壓力減小時，物料倒流進入氯化氫儲存裝置與氯化氫反應發(fā)生事故。

氯化反應屬于放熱反應，若設備冷卻系統(tǒng)的冷卻效果不好或出現(xiàn)冷卻故障，造成反應劇烈、溫升過快，存在超壓爆炸的危險。

氯化反應涉及原料氯化氫引起的設備腐蝕嚴重，對反應器的材質(zhì)要求高，能耗大，氯化氫耗量高。若反應器選材不當或若未定期校驗，長期作用腐蝕嚴重，容器爆炸物料泄漏，可導致火災、爆炸等事故。

氯化反應溫度較高且本身屬于放熱反應，若停泵停水過早，反應器局部過熱、燒熔、穿孔，可能會導致可燃蒸汽（3-氯-1，2-丙二醇，環(huán)氧氯丙烷等）泄漏與空氣形成爆炸性混合物，存在火災、爆炸、中毒、灼燙的危險。

2.中毒和窒息

氯化設備材質(zhì)選用不當或年久失修，設備腐蝕，HCl氣體泄漏，若操作工人未帶防護口罩、吸入，存在中毒、腐蝕口腔的危險，對人眼和呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。

中間產(chǎn)品一氯化物（3-氯-1，2-丙二醇）屬于劇毒品，若設備、管道、閥門泄漏且工人未帶防護口罩，極易中毒。

氯化反應溫度較高且本身屬于放熱反應，若停泵停水過早，反應器局部過熱、燒熔、穿孔，可能會導致有毒氣體泄漏，導致中毒。

3.灼燙

氯化過程中，使用的原料氯化氫為腐蝕性物質(zhì)，對建筑物、設備、管道、儀表、電氣設施，均會造成腐蝕性破壞。氯化氫氣體泄漏易積聚于地表和坑洼處，不易擴散，易腐蝕設備。

腐蝕性物質(zhì)（如鹽酸、氯化氫等）在輸送、貯存過程發(fā)生泄漏等，與皮膚、眼接觸可引起化學灼傷，吸入可引起急性呼吸道刺激癥狀。

反應過程中用蒸汽加熱，因蒸汽泄漏、接觸熱的物料或熱的設備，有被燙傷的可能。

三、氯化工段重點監(jiān)控的工藝參數(shù)

結(jié)合某廠家6萬t/aECH裝置生產(chǎn)的實際情況，氯化單元需重點監(jiān)控的工藝參數(shù)包括：氯化氫緩沖罐的壓力，氯化反應釜內(nèi)溫度、壓力、液位。

1.氯化氫緩沖罐壓力值介于0-120KPa。

2.氯化反應釜溫度值介于95-115℃，壓力值介于0-60KPa，釜內(nèi)液位＜90%。

四、氯化工段自動化控制

1.氯化氫緩沖罐采用壓力超高報警，高高限自動切斷氯化氫管道進料來控制氯化反應速率，具體參數(shù)如下：

氯化氫緩沖罐壓力高報警110Kpa，高高報警130Kpa。通過控制氯化氫氣體進口管線上的氣動調(diào)節(jié)閥門控制氯化氫緩沖罐的壓力。超高自動聲光報警，超限報警同時聯(lián)鎖切斷氯化氫氣體進口管線閥門。

2.氯化反應釜采用溫度、壓力超高報警，超限自動切斷氯化氫管道進料或加熱蒸汽，反應過程同時控制釜內(nèi)液位，具體參數(shù)如下：

①氯化反應釜壓力高報警30Kpa，高高報警35Kpa。通過控制氯化氫氣體進料管線上的調(diào)節(jié)閥和開關閥，來實現(xiàn)對氯化反應釜壓力的控制。超高自動聲光報警，超限報警同時聯(lián)鎖切斷氯化氫氣體進口管線閥門。

②氯化反應釜溫度高報警120℃，高高報警135℃。通過控制蒸汽管道調(diào)節(jié)閥和開關閥，實現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)。超高自動聲光報警，超限報警同時聯(lián)鎖切斷蒸汽進口閥門。

③氯化反應釜液位高報警85%，高高報警95%。通過控制倒料管線上的調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)液位的控制。

結(jié)束語

危險化工工藝自動化控制的初衷是在現(xiàn)行生產(chǎn)裝置運行的基礎上，通過增設自控系統(tǒng)以提升裝置的本質(zhì)安全度。因此自動化控制一方面應滿足生產(chǎn)裝置的運行要求，不能與裝置運行規(guī)律相違背；另一方面自控系統(tǒng)應切實可行，即確保危險化工工藝裝置在無人操作的情況下能夠正常運行，而非自控措施越多越好，適得其反。

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.《首批重點監(jiān)管的危險化工工藝目錄的通知》2009.6.

[2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.《安全評價（第三版）》.北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[3]中藍連海設計研究院.《連云港環(huán)?；び邢薰?萬t/a環(huán)氧氯丙烷項目安全驗收評價》2014.6.