化工工藝連鎖控制分析

姜慧 徐政

摘 要：化工企業(yè)具有一個顯著的特點便是具有較高的危險性，在化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，其中使用的工藝、設(shè)備以及技術(shù)等，具有較高的危險性，因此加強化工企業(yè)生產(chǎn)過程中的管理模式，提高生產(chǎn)安全，是當前化工企業(yè)的首要任務(wù)。因此，以化工企業(yè)自動化技術(shù)作為主要的敘述內(nèi)容，對其中的涉及到的問題進行分析。

關(guān)鍵詞：化工工藝；連鎖；控制

引言

化工企業(yè)在生產(chǎn)的過程中，經(jīng)常會遇到很多不穩(wěn)定的材料以及使用工藝，對整體工作來說是非常不利的，會使安全事故的發(fā)生概率直線提升，因此化工企業(yè)中危險工藝自動化技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)的主要研究方向。

一、化工企業(yè)危險工藝裝置危險性

1.1 硝化反應(yīng)裝置

硝化反應(yīng)裝置主要兩方面，一是，有機化合物被硝酸根取代的硝化反應(yīng)；二是，有機化合物分子反應(yīng)，例如，利用甘油來硝化獲得硝化甘油、硝化制備硝基苯。包括以下方面硝化反應(yīng)危險性，第一爆炸。硝化反應(yīng)實際上是劇烈燃燒放熱的，如果不能連續(xù)供應(yīng)冷卻水或者中途停止攪拌，會由于溫度失控導(dǎo)致爆炸。第二火災(zāi)。硝化反應(yīng)實際上大部分都是易燃易爆物質(zhì)，如果遇到明火或者撞擊，會導(dǎo)致出現(xiàn)火災(zāi)。第三灼傷。硝化反應(yīng)的時候其中都是使用一些腐蝕性很強的氧化物質(zhì)，如果不飽和有機物和空氣接觸反應(yīng)，會導(dǎo)致附近設(shè)備和人被強酸灼傷。

1.2 硫化反應(yīng)裝置

硫化反應(yīng)裝置主要就是把酸基或者硫酸加入到有機物質(zhì)中，硫化反應(yīng)具備以下幾方面危險性，第一，火災(zāi)。一般來說化工企業(yè)的硫化劑都擁有比較強的氧化性，大部分都是易燃物質(zhì)，操作硫化過程的時候，如果不均勻拖放、投放錯誤出現(xiàn)問題，都會因為不穩(wěn)定溫度導(dǎo)致釋放很多熱量。第二，爆炸。硫化反應(yīng)屬于強烈過程，需要釋放很多熱量，如果硫化操作的時候不能有效控制冷卻和攪拌環(huán)節(jié)，從而會急劇升高溫度出現(xiàn)爆炸問題。第三，灼傷和腐蝕。硫化操作一般都是使用遇水變成硫酸的硫化劑，操作中會釋放一定熱量，從而導(dǎo)致嚴重腐蝕設(shè)備和人。

1.3 鹵化反應(yīng)

鹵化反應(yīng)實際上鹵素取代有機化合物中的基團或者氫形成含鹵有機物的反應(yīng)，主要包括以下幾方面危險性，第一，火災(zāi)。鹵化反應(yīng)一般都是由于反應(yīng)條件、鹵化物質(zhì)性質(zhì)來決定火災(zāi)危險性，反應(yīng)中一般都是強氧化和易燃物質(zhì)，從而十分容易導(dǎo)致火災(zāi)。第二，爆炸。鹵化反應(yīng)實際上是強放熱反應(yīng)，鹵化反應(yīng)需要具備良好物料配比和冷卻系統(tǒng)，如果超過壓力和溫度范圍會導(dǎo)致爆炸。第三，鹵化反應(yīng)一般都是使用具備一定氧化性和毒性的液氯、溴等，具備比較高的存儲壓力，如果泄漏會導(dǎo)致中毒事故。

二、化工工藝自動化連鎖控制的實際應(yīng)用

2.1自動化控制在化學反應(yīng)器中的應(yīng)用

化學反應(yīng)器在化工企業(yè)中屬于存有較高危險隱患的裝置部分，其所采用的工藝有著嚴格的溫度、液位、流量等要求，在化學反應(yīng)器中其各個單元在實際的運作中有著較為復(fù)雜的工藝特點，在此情況下必須要采用相應(yīng)的報警裝置及安全連鎖裝置來對其進行防護，而自動化控制技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾個方面。第一，對化學反應(yīng)器的流量進行控制，在化工企業(yè)的生產(chǎn)中其化學材料的配比有著嚴格的要求，在此情況下則需要對反應(yīng)液的流量進行嚴格控制來防止其出現(xiàn)安全隱患，采用自動化控制則可以通過計算機技術(shù)及控制技術(shù)來對其進行科學的控制，使其流量控制標準化程度提高，避免出現(xiàn)人為操作失誤；第二，對化學反應(yīng)器的溫度進行控制，通過自動化控制技術(shù)可以實現(xiàn)對反應(yīng)器溫度進行自動調(diào)節(jié)的目的，當溫度與標準要求不符時自動化控制系統(tǒng)則會進行緊急切斷，防止安全事故的發(fā)生。

2.2自動化控制在聚合反應(yīng)器中的應(yīng)用

在聚合反應(yīng)器中其所采用的自動化控制系統(tǒng)與化學反應(yīng)器基本相同，其主要是增加了對壓力進行調(diào)節(jié)的自動化控制系統(tǒng)，通過自動化控制系統(tǒng)可以對反應(yīng)器的壓力狀態(tài)進行實時的監(jiān)測，以其參數(shù)作為依據(jù)來進行壓力調(diào)節(jié)及控制，保證其處于穩(wěn)定的狀態(tài)。在聚合反應(yīng)器出現(xiàn)超壓問題時，通過自動化控制技術(shù)可以及時地采取應(yīng)對措施，通過安全連鎖來關(guān)閉其進料口，并啟動泄壓系統(tǒng)，可以有效地控制反應(yīng)器在運作時所產(chǎn)生的安全風險，提升其安全運行效率。

2.3自動化控制在蒸餾塔中的應(yīng)用

蒸餾是應(yīng)用極為廣泛的傳質(zhì)過程，其目的是將混合液各組分進行分離，達到要求的純度標準。蒸餾塔系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)有進料量、餾出量、釜液量、冷卻量、加熱量、回流量六個；被調(diào)節(jié)參數(shù)有壓力、塔釜液位、進料量、產(chǎn)品量、回流罐液位、回流比六個。

2.4自動化控制在換熱器中的應(yīng)用

基本單元模式工藝過程中常設(shè)置換熱器設(shè)備（冷卻器、再沸器、冷凝器等），其調(diào)節(jié)控制參數(shù)都是溫度。通?？刂品桨赣腥N：調(diào)節(jié)有效傳熱面積、根據(jù)工藝物料出口溫度來調(diào)節(jié)冷（熱）載體流量、改變溫差。

三、改造安全連鎖和自動化控制

3.1定性和定量分析系統(tǒng)

危險化工企業(yè)作為很高技術(shù)含量自動控制系統(tǒng)，想要全面了解和掌握系統(tǒng)生產(chǎn)工藝實際情況，充分了解動力學和熱力學相關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)，全面掌握自動控制設(shè)計方案，擁有一定強烈放熱單元，需要合理分析反應(yīng)釋放熱量，并且在不確定動力學參數(shù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)反應(yīng)相關(guān)模式，基于能量衡算的前提下，構(gòu)建簡化動力學模型，然后提取比較高安全系數(shù)的操作環(huán)節(jié)，依據(jù)上述流程能夠保證具備比較高可操作性和可信度的自動控制，此外，也需要及時分析和研究以及總結(jié)非正常狀態(tài)情況下的潛在生產(chǎn)危險，盡可能對比分析濕度、溫度以及壓力等相關(guān)參數(shù)，以便于能夠有效控制和監(jiān)督敏感參數(shù)方案。

3.2分析相鄰生產(chǎn)單元元素整體性情況

分散控制系統(tǒng)處理危險工藝以后，怎樣合理處理相鄰單元系統(tǒng)是目前大部分化工企業(yè)需要解決的問題，基于此能夠有效調(diào)整生產(chǎn)車間整體布局情況，在廠房邊緣合理布置危險工藝環(huán)節(jié)，保證環(huán)節(jié)相對集中，依據(jù)隔離措施來處理危險單元，如果布置相對比較小的危險在危險工藝相鄰環(huán)節(jié)，設(shè)備具備比較低觀測頻率，以便于達到緩沖的目的。

3.3調(diào)整安全管理制度以及安全操作規(guī)程

自動控制技術(shù)應(yīng)用在化工業(yè)以后，會在一定程度上改變管理人員和操作人員的關(guān)注重點，因此，需要及時修訂管理制度、安全規(guī)程、工藝流程、班組安全活動規(guī)范以及日常安全檢查表等，保證能夠完全滿足實際工藝需求。

四、安全連鎖以及自動化控制操作過程中的問題

第一，對比一些比較小規(guī)模化工企業(yè)來說，這些企業(yè)經(jīng)常沒有很高經(jīng)營效益，設(shè)備相對老舊，所以實際改造和操作安全連鎖設(shè)備以及自動化控制設(shè)備的時候，具備十分緩慢的發(fā)展情況。第二，在改造化工業(yè)分散控制系統(tǒng)的時候，不少企業(yè)還沒有十分健全的改善安全連鎖和自動化控制的相關(guān)控制點。第三，化工企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中如果使用的是安全儀表操作系統(tǒng)，不能具備十分完善和健全的緊急切斷處理設(shè)備以及安全聯(lián)鎖設(shè)備。第四，化工企業(yè)生產(chǎn)操作的時候為了避免危險物體設(shè)備存儲危險物質(zhì)的周圍不能建立一定的報警檢測設(shè)備，如有毒氣體濃度監(jiān)督報警系統(tǒng)和可燃氣體濃度自動檢測報告系統(tǒng)，或者不能完全建立良好的緊急處理設(shè)備，以及沒有有效調(diào)整閥門的相關(guān)設(shè)備，此外，連接危險設(shè)備以及管道之間沒有合理安裝逆止閥門，從而導(dǎo)致嚴重影響化工企業(yè)自動化控制和安全連鎖設(shè)備的發(fā)展和進步。

五、結(jié)束語

綜上所述，在進行化工項目安全設(shè)施設(shè)計中，如果能做好報警設(shè)計，在問題出現(xiàn)之前將不安全因素及時發(fā)現(xiàn)，有針對性地做好預(yù)防工作，有效規(guī)范化工項目，減少生產(chǎn)中安全事故的發(fā)生幾率，減少事故可能帶來的經(jīng)濟損失與人員傷亡，為企業(yè)安全生產(chǎn)打造一個良好的開端。

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