化工工艺连锁控制分析

姜慧 徐政

摘 要：化工企业具有一个显著的特点便是具有较高的危险性，在化工企业的生产过程中，其中使用的工艺、设备以及技术等，具有较高的危险性，因此加强化工企业生产过程中的管理模式，提高生产安全，是当前化工企业的首要任务。因此，以化工企业自动化技术作为主要的叙述内容，对其中的涉及到的问题进行分析。

关键词：化工工艺；连锁；控制

引言

化工企业在生产的过程中，经常会遇到很多不稳定的材料以及使用工艺，对整体工作来说是非常不利的，会使安全事故的发生概率直线提升，因此化工企业中危险工艺自动化技术已经成为企业的主要研究方向。

一、化工企业危险工艺装置危险性

1.1 硝化反应装置

硝化反应装置主要两方面，一是，有机化合物被硝酸根取代的硝化反应；二是，有机化合物分子反应，例如，利用甘油来硝化获得硝化甘油、硝化制备硝基苯。包括以下方面硝化反应危险性，第一爆炸。硝化反应实际上是剧烈燃烧放热的，如果不能连续供应冷却水或者中途停止搅拌，会由于温度失控导致爆炸。第二火灾。硝化反应实际上大部分都是易燃易爆物质，如果遇到明火或者撞击，会导致出现火灾。第三灼伤。硝化反应的时候其中都是使用一些腐蚀性很强的氧化物质，如果不饱和有机物和空气接触反应，会导致附近设备和人被强酸灼伤。

1.2 硫化反应装置

硫化反应装置主要就是把酸基或者硫酸加入到有机物质中，硫化反应具备以下几方面危险性，第一，火灾。一般来说化工企业的硫化剂都拥有比较强的氧化性，大部分都是易燃物质，操作硫化过程的时候，如果不均匀拖放、投放错误出现问题，都会因为不稳定温度导致释放很多热量。第二，爆炸。硫化反应属于强烈过程，需要释放很多热量，如果硫化操作的时候不能有效控制冷却和搅拌环节，从而会急剧升高温度出现爆炸问题。第三，灼伤和腐蚀。硫化操作一般都是使用遇水变成硫酸的硫化剂，操作中会释放一定热量，从而导致严重腐蚀设备和人。

1.3 卤化反应

卤化反应实际上卤素取代有机化合物中的基团或者氢形成含卤有机物的反应，主要包括以下几方面危险性，第一，火灾。卤化反应一般都是由于反应条件、卤化物质性质来决定火灾危险性，反应中一般都是强氧化和易燃物质，从而十分容易导致火灾。第二，爆炸。卤化反应实际上是强放热反应，卤化反应需要具备良好物料配比和冷却系统，如果超过压力和温度范围会导致爆炸。第三，卤化反应一般都是使用具备一定氧化性和毒性的液氯、溴等，具备比较高的存储压力，如果泄漏会导致中毒事故。

二、化工工艺自动化连锁控制的实际应用

2.1自动化控制在化学反应器中的应用

化学反应器在化工企业中属于存有较高危险隐患的装置部分，其所采用的工艺有着严格的温度、液位、流量等要求，在化学反应器中其各个单元在实际的运作中有着较为复杂的工艺特点，在此情况下必须要采用相应的报警装置及安全连锁装置来对其进行防护，而自动化控制技术的应用主要有以下几个方面。第一，对化学反应器的流量进行控制，在化工企业的生产中其化学材料的配比有着严格的要求，在此情况下则需要对反应液的流量进行严格控制来防止其出现安全隐患，采用自动化控制则可以通过计算机技术及控制技术来对其进行科学的控制，使其流量控制标准化程度提高，避免出现人为操作失误；第二，对化学反应器的温度进行控制，通过自动化控制技术可以实现对反应器温度进行自动调节的目的，当温度与标准要求不符时自动化控制系统则会进行紧急切断，防止安全事故的发生。

2.2自动化控制在聚合反应器中的应用

在聚合反应器中其所采用的自动化控制系统与化学反应器基本相同，其主要是增加了对压力进行调节的自动化控制系统，通过自动化控制系统可以对反应器的压力状态进行实时的监测，以其参数作为依据来进行压力调节及控制，保证其处于稳定的状态。在聚合反应器出现超压问题时，通过自动化控制技术可以及时地采取应对措施，通过安全连锁来关闭其进料口，并启动泄压系统，可以有效地控制反应器在运作时所产生的安全风险，提升其安全运行效率。

2.3自动化控制在蒸馏塔中的应用

蒸馏是应用极为广泛的传质过程，其目的是将混合液各组分进行分离，达到要求的纯度标准。蒸馏塔系统的调节参数有进料量、馏出量、釜液量、冷却量、加热量、回流量六个；被调节参数有压力、塔釜液位、进料量、产品量、回流罐液位、回流比六個。

2.4自动化控制在换热器中的应用

基本单元模式工艺过程中常设置换热器设备（冷却器、再沸器、冷凝器等），其调节控制参数都是温度。通常控制方案有三种：调节有效传热面积、根据工艺物料出口温度来调节冷（热）载体流量、改变温差。

三、改造安全连锁和自动化控制

3.1定性和定量分析系统

危险化工企业作为很高技术含量自动控制系统，想要全面了解和掌握系统生产工艺实际情况，充分了解动力学和热力学相关参数和数据，全面掌握自动控制设计方案，拥有一定强烈放热单元，需要合理分析反应释放热量，并且在不确定动力学参数的基础上，依据反应相关模式，基于能量衡算的前提下，构建简化动力学模型，然后提取比较高安全系数的操作环节，依据上述流程能够保证具备比较高可操作性和可信度的自动控制，此外，也需要及时分析和研究以及总结非正常状态情况下的潜在生产危险，尽可能对比分析湿度、温度以及压力等相关参数，以便于能够有效控制和监督敏感参数方案。

3.2分析相邻生产单元元素整体性情况

分散控制系统处理危险工艺以后，怎样合理处理相邻单元系统是目前大部分化工企业需要解决的问题，基于此能够有效调整生产车间整体布局情况，在厂房边缘合理布置危险工艺环节，保证环节相对集中，依据隔离措施来处理危险单元，如果布置相对比较小的危险在危险工艺相邻环节，设备具备比较低观测频率，以便于达到缓冲的目的。

3.3调整安全管理制度以及安全操作规程

自动控制技术应用在化工业以后，会在一定程度上改变管理人员和操作人员的关注重点，因此，需要及时修订管理制度、安全规程、工艺流程、班组安全活动规范以及日常安全检查表等，保证能够完全满足实际工艺需求。

四、安全连锁以及自动化控制操作过程中的问题

第一，对比一些比较小规模化工企业来说，这些企业经常没有很高经营效益，设备相对老旧，所以实际改造和操作安全连锁设备以及自动化控制设备的时候，具备十分缓慢的发展情况。第二，在改造化工业分散控制系统的时候，不少企业还没有十分健全的改善安全连锁和自动化控制的相关控制点。第三，化工企业生产经营过程中如果使用的是安全仪表操作系统，不能具备十分完善和健全的紧急切断处理设备以及安全联锁设备。第四，化工企业生产操作的时候为了避免危险物体设备存储危险物质的周围不能建立一定的报警检测设备，如有毒气体浓度监督报警系统和可燃气体浓度自动检测报告系统，或者不能完全建立良好的紧急处理设备，以及没有有效调整阀门的相关设备，此外，连接危险设备以及管道之间没有合理安装逆止阀门，从而导致严重影响化工企业自动化控制和安全连锁设备的发展和进步。

五、结束语

综上所述，在进行化工项目安全设施设计中，如果能做好报警设计，在问题出现之前将不安全因素及时发现，有针对性地做好预防工作，有效规范化工项目，减少生产中安全事故的发生几率，减少事故可能带来的经济损失与人员伤亡，为企业安全生产打造一个良好的开端。

参考文献：

[1]魏欣，何雨谦，钟月华，肖泽仪.化工储罐群池火灾连锁效应分析[J].四川化工，2013，16（01）：41-44.

[2]范志勇.化工连续工艺装置连锁效应探析[J].中国石油和化工标准与质量，2011，31（07）：18-19.