烷基化工藝安全控制設(shè)計指導(dǎo)方案1概述：1.1烷基化工藝把烷基引入有機化合物分子中的碳、氮、氧等原子上的反應(yīng)稱為烷基化反應(yīng)。涉及烷基化反應(yīng)的工藝過程為烷基化工藝，可分為C-烷基化反應(yīng)、N-烷基化反應(yīng)、O-烷基化反應(yīng)等。烷基化工藝常用烯烴、鹵化烴、醇等能在有機化合物分子中的碳、氧、氮等原子上引入烷基的物質(zhì)作為烷基化劑。1.2烷基化工藝的種類烷基化工藝可以分為：C-烷基化反應(yīng)：烷基化反應(yīng)發(fā)生在烷基化原料分子鏈的C原子上。例如：乙烯、丙烯以及長鏈a-烯烴制備乙苯、異丙苯和高級烷基苯；苯系物與氯代高級烷烴在催化劑作用下制備高級烷基苯；用脂肪醛和芳烴衍生物制備對稱的二芳基甲烷衍生物；苯酚與丙酮在酸催化下制備2,2-對（對羥基苯基）丙烷（俗稱雙酚A）;乙烯與苯發(fā)生烷基化反應(yīng)生產(chǎn)乙苯等。N-烷基化反應(yīng)：烷基化反應(yīng)發(fā)生在烷基化原料分子鏈上含N取代基的N原子上。例如：苯胺和甲醚烷基化生產(chǎn)苯甲胺；苯胺與氯乙酸生產(chǎn)苯基氨基乙酸；苯胺和甲醇制備N,N-二甲基苯胺；苯胺和氯乙烷制備N,N-二烷基芳胺；對甲苯胺與硫酸二甲酯制備N,N-二甲基對甲苯胺；環(huán)氧乙烷與苯胺制備N-（p-羥乙基）苯胺；氨或脂肪胺和環(huán)氧乙烷制備乙醇胺類化合物；苯胺與丙烯腈反應(yīng)制備N-（0-氯乙基）苯胺等。O-烷基化反應(yīng)：烷基化反應(yīng)發(fā)生在烷基化原料分子鏈上含O取代基的O原子上。例如：對苯二酚、氫氧化鈉水溶液和氯甲烷制備對苯二甲醚；硫酸二甲酯與苯酚制備苯甲醚；高級脂肪醇或烷基酚與環(huán)氧乙烷加成生成聚醚類產(chǎn)物等。1.3烷基化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點監(jiān)控單元烷基化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點監(jiān)控單元：烷基化反應(yīng)器（釜）。烷基化反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度是最重要的工藝參數(shù)之一，需要嚴格控制，其次烷基化反應(yīng)一般需要在一定的壓力下進行，故烷基化反應(yīng)器（釜）宜設(shè)置溫度、壓力監(jiān)控裝置，如溫度計、壓力表，此外還應(yīng)設(shè)置冷（熱）媒夾套、盤管，若烷基化反應(yīng)器（釜）屬于壓力容器時，還應(yīng)設(shè)安全閥等安全附件。烷基化工藝涉及的物質(zhì)大多為可燃物，在反應(yīng)過程中如果出現(xiàn)泄漏，使空氣混入反應(yīng)器（釜）或反應(yīng)釜攪拌停車、冷媒流量過低導(dǎo)致釜內(nèi)溫度過高都有可能造成爆炸事故，故反應(yīng)器（釜）還應(yīng)設(shè)置爆破片、導(dǎo)爆管等安全附件。部分烷基化反應(yīng)需要在強酸或強堿的作用下進行，所以烷基化反應(yīng)器（釜）需要根據(jù)反應(yīng)介質(zhì)和反應(yīng)條件，采取相應(yīng)防腐措施。1.4涉及主要危險介質(zhì)烷基化原料及烷基化產(chǎn)品按照烷基化反應(yīng)的分類，烷基化原料可以大致分為C-烷基化原料、N-烷基化原料、。-烷基化原料，烷基化原料大都是具有火災(zāi)爆炸危險的。C-烷基化原料包括乙烯、丙烯等不飽和烯烴；苯、甲苯等芳香烴類；以及部分含氧烴類。C-烷基化原料大部分是可燃性液體或是可燃氣體，其蒸氣與氧化性物質(zhì)、空氣等混合可能形成爆炸性混合物。部分種類的烷基化原料具有一定的毒性和腐蝕性。N-烷基化原料主要為芳香族胺類，大多為可燃液體或可燃固體，一般具有一定的還原性和堿性，其蒸氣和粉塵與氧化性物質(zhì)、空氣等能形成爆炸性混合物。芳香胺類物質(zhì)一般有較強毒性和腐蝕性。O-烷基化原料主要為各種含氧烴類衍生物，包括醛、酮、酚、酯以及醇鈉等。O-烷基化原料均為可燃液體或可燃固體，其蒸氣和粉塵部分能與氧化性物質(zhì)、空氣等形成爆炸性混合物。不同O-烷基化原料的毒性和腐蝕性之間區(qū)別較大，如醇鈉有強堿性，對人體有強刺激性，具有相當強的腐蝕性，與水強烈反應(yīng)生成堿。有些種類O-烷基化原料如酚一般有一定酸性且毒性較強，而有些O-烷基化原料如甘油等低毒物質(zhì)，且腐蝕性較弱。烷基化產(chǎn)品與烷基化劑危險性比較相似，烷基化產(chǎn)品均為可燃液體或可燃性固體，有些烷基化產(chǎn)品，如二硝基苯乙醚在摩擦、碰撞、遇熱等條件下能發(fā)生燃燒。烷基化劑烷基化劑大多為帶有活性基團的有機物，如帶鹵素、硫酸二酯、硝基、磺酸基、氯基等基團的有機物。烷基化劑均為可燃性物質(zhì)，其火災(zāi)危險性一般要比烷基化原料高，大部分為可燃液體或可燃氣體，能與氧化性物質(zhì)形成爆炸性混合物，例如：硫酸二甲酯，遇熱、明火或與氧化劑接觸有引起燃燒的危險，與氫氧化銨劇烈反應(yīng)，遇高熱可劇烈分解發(fā)生爆炸；環(huán)氧乙烷，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散較遠距離，遇明火引起回燃。烷基化劑的毒性和腐蝕性因其活性基團的不同有較大差異，部分種類的鹵代烷、氯化物等烷基化劑有較強毒性，例如：碘甲烷屬于中等毒性物質(zhì)，損害中樞神經(jīng)及周圍神經(jīng)，對皮膚粘膜也有刺激作用；溴甲烷也屬于中等毒性物質(zhì)損害中樞神經(jīng)及周圍神經(jīng)，對肝、肺、腎都有損害，同時刺激皮膚粘膜。部分烷基化劑如乙醇以及部分酮類等物質(zhì)為低毒或無毒物質(zhì)。催化劑：烷基化工藝涉及催化劑種類較多，主要包括：三氯化鋁、三氯化磷、氯化鋅等氯化物；硫酸、鹽酸、氫氧化鈉等無機酸或無機堿；有機堿金屬；還有部分種類的有機溶劑在反應(yīng)中也能起到催化的作用。三氯化鋁、三氯化磷等氯化物一般遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)放出氯化氫氣體，對皮膚粘膜有刺激作用，有較強的毒害性；有機堿金屬催化劑如丁基鋰，化學(xué)性質(zhì)極為活潑，遇水、空氣發(fā)生劇烈反應(yīng)放出大量熱量；其他催化劑，如無機酸，一般具有一定氧化性，部分無機酸如濃硫酸有強氧化性，具有較強的腐蝕性，對人體能造成化學(xué)灼傷，遇強還原性物質(zhì)、堿性物質(zhì)發(fā)生強烈反應(yīng)放出大量的熱量。部分有機物催化劑如DMF，四甲基氯化銨等物質(zhì)，為可燃液體，大部分具有一定毒性。1.5山東省主要烷基化工藝產(chǎn)品目錄（見附表一）2烷基化工藝危險性分析2.1固有危險性固有危險性指烷基化反應(yīng)中的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、催化劑等本身具有的危險有害特性?；馂?zāi)危險性：烷基化原料大都具有著火爆炸危險性。如苯，為甲類液體，閃點-11C,爆炸極限1.5%-9.5%;苯胺是丙類液體，閃點71°C，爆炸極限1.3%-4.2%。烷基化劑的火災(zāi)危險性一般比烷基化原料的火災(zāi)危險性要大。如丙烯是易燃氣體，爆炸極限是2%-11%;甲醇是甲類液體，閃點7C,爆炸極限6%-36.5%;十二烯是乙類液體，閃點35C，自燃點220C。烷基化過程使用的催化劑反應(yīng)活性強。如三氯化鋁是忌濕物品，有強烈的腐蝕性，遇水或水蒸氣分解放熱，放出氯化氫氣體，有時能引起爆炸，若接觸可燃物，則易著火；三氯化磷是腐蝕性忌濕物質(zhì)，遇水或乙醇劇烈分解，放出大量的熱和氯化氫氣體，有極強的腐蝕性和刺激性，有毒，遇水及酸(主要是硝酸、醋酸)發(fā)熱、冒煙，有發(fā)生起火爆炸的危險。烷基化反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，如果原料、催化劑、烷基化劑等加料次序顛倒、速度過快或是攪拌中斷停止，就會發(fā)生劇烈反應(yīng)，引起跑料，造成著火或爆炸事故。烷基化的產(chǎn)品亦有一定的火災(zāi)危險。如異丙苯是乙類液體，閃點35.5°C，自燃點434C，爆炸極限0.68%-4.2%;二甲基苯胺是丙類液體，閃點61C，自燃點371C;烷基苯是丙類液體，閃點127C。爆炸危險性：有些烷基化原料與氧化性物質(zhì)、空氣混合能形成爆炸性物質(zhì)。如乙烯、乙醇蒸氣，鹵代甲烷等，當設(shè)備管道發(fā)生泄漏或是設(shè)備進料時有空氣混入，遇熱會導(dǎo)致爆炸事故。部分工藝中，使用的原料或產(chǎn)品，如烷基化劑硫酸二甲酯，在受熱、光照或摩擦碰撞，會導(dǎo)致其劇烈分解造成爆炸事故。對于需要在一定壓力下進行的反應(yīng)，壓力容器在長時間使用或是設(shè)備設(shè)計、安裝不合理導(dǎo)致設(shè)備強度下降，易發(fā)生爆炸事故。中毒危險危害性：不同烷基化工藝中涉及的物質(zhì)，具有不同的中毒危害性，部分工藝涉及到的物質(zhì)中毒危險性較強，如硫酸二甲酯、苯酚、甲酚、硝基氯苯等屬高毒類，如苯、溴乙烷、三氯化磷屬中等毒類物質(zhì)；部分工藝涉及到的物質(zhì)中毒危險性較低，如甲醇、正丁醇、萘、丙烯、乙烯等屬于低毒類物質(zhì)，乙醇、丙酮、月桂醇等屬于微毒類物質(zhì)。有些烷基化工藝需要在一定pH值條件下進行，或反應(yīng)過程中涉及到一些無機酸、堿等腐蝕性物質(zhì)，如硫酸、鹽酸、苛性鈉、苛性鉀等物質(zhì)，有些烷基化劑或烷基化原料如苯酚本身具有一定程度的腐蝕性；有些烷基化催化劑如三氯化磷，遇水反應(yīng)放出有腐蝕性氣體。2.2工藝過程危險性分析不同烷基化工藝具有不同的危險性，其反應(yīng)溫度、壓力、物料性質(zhì)等工藝參數(shù)差別較大，具體工藝危險性應(yīng)根據(jù)實際工藝生產(chǎn)條件下的溫度、壓力以及所涉及物質(zhì)的火災(zāi)、爆炸、中毒危險性及腐蝕性進行分析。烷基化反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)速率較快，在部分烷基化工藝中，反應(yīng)初期需要加熱，當反應(yīng)開始后需要進行降溫。所有烷基化工藝中均涉及可燃性物質(zhì)，部分種類物質(zhì)在高溫下會發(fā)生分解爆炸，在這些烷基化工藝中當反應(yīng)器內(nèi)溫度升高過快或是反應(yīng)物料加料次序顛倒，加料速率過高或攪拌終止均有可能出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸危險。部分烷基化反應(yīng)使用的金屬氯化物、氯化磷等催化劑，可以放出氯化氫氣體，在使用這類物質(zhì)的工藝中，可能出現(xiàn)因操作不當使其發(fā)生反應(yīng)放出有毒、腐蝕性的氯化氫氣體而造成設(shè)備損壞和人員中毒事故。本指導(dǎo)方案在實際應(yīng)用中，針對具體的烷基化工藝，建議采用危險與可操作性分析（HAZOP）、預(yù)先危險分析（PHA）或事故樹分析（ETA）等風險評價方法，對整個工藝過程的危險性進行分析。3重點控制工藝參數(shù)和控制的基本要求3.1反應(yīng)溫度烷基化反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)速率較快，在有的烷基化工藝中，反應(yīng)初期需要加熱，當反應(yīng)開始后需要進行降溫。所有烷基化工藝中均涉及可燃性物質(zhì)，部分物質(zhì)在高溫下會發(fā)生分解爆炸，在這些烷基化工藝中當反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度升高過快或是反應(yīng)物料加料速率過高均有可能出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸危險，為保證反應(yīng)安全進行，需要嚴格控制其反應(yīng)溫度，并設(shè)置相應(yīng)的超溫報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)，當反應(yīng)器內(nèi)溫度超過設(shè)定溫度時，通過加大反應(yīng)器冷媒的流量、關(guān)閉反應(yīng)進料等措施降低反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度以保證安全。3.2反應(yīng)壓力為防止烷基化工藝過程中因劇烈反應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度和壓力的突然升高，發(fā)生噴濺、泄漏等事故，控制反應(yīng)在安全范圍內(nèi)，宜對烷基化器（釜）內(nèi)壓力進行監(jiān)控；部分烷基化劑或是烷基化原料反應(yīng)條件下為氣相，這類烷基化反應(yīng)反應(yīng)器（釜）內(nèi)壓力與反應(yīng)速率、產(chǎn)品產(chǎn)率均有直接關(guān)系，需要對反應(yīng)器（釜）內(nèi)壓力進行嚴格監(jiān)控。反應(yīng)器（釜）應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的壓力監(jiān)控報警系統(tǒng)，壓力過高時可以通過降低反應(yīng)器（釜）溫度、減少或關(guān)閉進料等措施對反應(yīng)10器（釜）內(nèi)壓力進行控制。3.3反應(yīng)釜內(nèi)攪拌反應(yīng)釜的攪拌速率對反應(yīng)釜內(nèi)傳質(zhì)、傳熱有直接影響，攪拌速率過快，可能引起反應(yīng)釜內(nèi)液體出現(xiàn)噴濺、溢流等事故；攪拌速率過慢，影響反應(yīng)釜內(nèi)物料的混合，特別是對于多相反應(yīng)，會降低反應(yīng)釜內(nèi)換熱速率，造成反應(yīng)釜內(nèi)溫度不均勻，降低反應(yīng)效率，甚至出現(xiàn)局部反應(yīng)溫度過高而發(fā)生事故危險。故需要對反應(yīng)釜內(nèi)攪拌電機電流進行監(jiān)控和聯(lián)鎖，防止因反應(yīng)釜攪拌器出現(xiàn)故障，發(fā)生反應(yīng)釜內(nèi)超溫、超壓等事故。3.4反應(yīng)投料速率及物料配比烷基化反應(yīng)主要為液相放熱反應(yīng)且反應(yīng)速率較快，投料速率決定反應(yīng)速度，為提高工藝中原料的轉(zhuǎn)化率，需適當提高加料速度，但投料速度過快，反應(yīng)熱不能及時移出，有可能造成超溫超壓，發(fā)生泄漏引起火災(zāi)爆炸事故。若部分反應(yīng)投料順序發(fā)生顛倒或烷基化劑投料量過大，也可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。所以需要對反應(yīng)物料配比、投料順序和投料速率進行監(jiān)控。為防止因反應(yīng)器（釜）出現(xiàn)液位過高導(dǎo)致溢流、噴濺等事故危險，需要對反應(yīng)物料總加料流量進行控制。114推薦的安全控制方案4.1各工藝參數(shù)控制方式烷基化工藝的溫度、壓力、進料流量及物料配比、液位、反應(yīng)器（釜）攪拌、冷媒運行狀況、尾氣組分等重點監(jiān)控工藝參數(shù)的控制方式見附表二。4.2工藝系統(tǒng)控制方式基本監(jiān)控要求（1）烷基化反應(yīng)應(yīng)實現(xiàn)反應(yīng)器（釜）內(nèi)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)。反應(yīng)器（釜）體積較大、反應(yīng)熱分配不均勻時，應(yīng)增加溫度測量點數(shù)，取其數(shù)個關(guān)鍵點的溫度平均值作為反應(yīng)器（釜）的被控溫度。當反應(yīng)器（釜）的溫度和壓力達到報警設(shè)定值時，發(fā)出聲光報警；當反應(yīng)器（釜）的溫度和壓力達到或超過聯(lián)鎖設(shè)定值時，啟動聯(lián)鎖：切斷投料，終止反應(yīng)，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）烷基化反應(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。（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12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)鎖緊急停車。（4）生產(chǎn)中，若因原料、催化劑、烷基化劑等加料次序顛倒等引發(fā)事故時，必須設(shè)計原料、催化劑、烷基化劑的加入次序判斷程序，杜絕加料次序顛倒；若因加料速度過快而引發(fā)事故時，必須采取相應(yīng)措施（如加裝限流孔板等）限制加料速度。（5）應(yīng)設(shè)置原料進料緊急切斷系統(tǒng)，使工藝操作人員自動、手動應(yīng)皆可在控制室內(nèi)切斷原料的投入。（6）應(yīng)設(shè)置反應(yīng)器（釜）的緊急冷卻系統(tǒng)、緊急泄放系統(tǒng)及事故狀態(tài)下的吸收中和系統(tǒng)等，且這些系統(tǒng)可由操作人員在控制室啟動。（7）在組分測量儀表條件滿足時，宜加裝原料、反應(yīng)尾氣在線分析儀表，并將其分析結(jié)果遠傳至控制室。（8）設(shè)計時，工藝和自控人員應(yīng)結(jié)合具體的工藝機理，合理地設(shè)置控制回路，避免出現(xiàn)因控制回路間密切相關(guān)、互相影響導(dǎo)致工藝參數(shù)無法控制的情況?？刂葡到y(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（50點以下）時選用智能儀表并與工控機通訊的系統(tǒng)外，其它則應(yīng)首13選PLC或DCS系統(tǒng)。（1）對于間歇烷基化反應(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)烷基化反應(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（1）對于系統(tǒng)控制回路較多、危險性較高的裝置，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）一般裝置可在控制室內(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/T20511-20》之要求。（3）烷基化工藝的原料、催化劑、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品大多為有毒、易燃易爆物品，裝置應(yīng)按《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范GB50493-29》設(shè)置檢測報警系統(tǒng)，并保證在裝置停車或工藝監(jiān)控系統(tǒng)失效后，仍能有效地監(jiān)測、報警。4.4其他安全設(shè)施對于具體的工藝裝置，除反應(yīng)工序外，還存在原料儲運、產(chǎn)品精制、產(chǎn)品儲存、公用工程等相關(guān)的設(shè)施和工序，生產(chǎn)中任何14一個設(shè)施或工序出現(xiàn)異常都有可能影響到整套裝置的安全，所以在設(shè)計時不應(yīng)孤立地看待某個具體的設(shè)備或工序，應(yīng)對整套裝置的安全設(shè)施進行綜合考慮，設(shè)置相關(guān)的監(jiān)控或報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)。對于壓力容器、壓力管道等，除了設(shè)置自控設(shè)備外，還應(yīng)設(shè)置安全閥、單向閥、爆破片、緊急排空閥及緊急切斷裝置等其他安全設(shè)施。155通用設(shè)計要求對于新建或改、擴建裝置，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。對于現(xiàn)有烷基化工藝裝置進行自控與安全聯(lián)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、烷基化工藝流程圖，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《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【29】116號）文要求，實現(xiàn)烷基化工藝過程的重點參數(shù)的監(jiān)測及自控聯(lián)鎖。（2）核實烷基化工藝過程所涉及的上下游工藝過程對自身的影響（如冷媒的規(guī)格數(shù)量、惰性保護氣體的規(guī)格數(shù)量等。（3）將烷基化工藝以及對該工藝過程產(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。165.3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)鎖的儀表設(shè)備（如DCS、PLC、智能表、常規(guī)表；電動、氣動、液動、自力閥等）。5.4提交方案（1）工藝管道儀表控制流程圖（PID）。（2）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（說明或標注標準號）。（6）提交自控、聯(lián)鎖能源供應(yīng)方案。5.5與建設(shè)方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計文件176典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設(shè)計方案某企業(yè)烷基化法制備異丁基苯反應(yīng)部分的安全控制方案。6.1工藝簡述某企業(yè)烷基化法制備異丁基苯產(chǎn)品為間歇生產(chǎn)方式。首先將甲苯、碳酸鈉（助催化劑）、金屬鉀（催化劑）、丙烯計量投入到烷化反應(yīng)釜中，啟動攪拌，先后通過蒸汽及加熱油將反應(yīng)物料加熱到最佳反應(yīng)溫度。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在達到指定初始反應(yīng)溫度時，應(yīng)及時將烷基化反應(yīng)釜的加熱切換為冷卻水撤熱來達到反應(yīng)溫度恒定在可控范圍內(nèi)。通過烷化反應(yīng)得到的異丁基苯溶液，經(jīng)精餾塔等設(shè)備進行精制后續(xù)處理，得到異丁基苯產(chǎn)品。該烷基化法制備異丁基苯的工藝流程（烷基化反應(yīng)部分）的示意見附圖一。6.2該裝置烷基化工藝危險性分析固有危險性分析本裝置屬甲類火災(zāi)危險性場所，所涉及危險品主要有原料丙烯、甲苯、金屬鉀、產(chǎn)品異丁基苯。原料丙烯，在常溫常壓條件下是有大蔥味的無色可燃氣體。自燃溫度455C，爆炸極限2.0?11.1%（V）,遇明火或靜電火花，18會引起爆炸。原料甲苯無色透明液體，有類似苯的芳香氣味。熔點-94.9C,沸點110.6C,閃點4C,引燃溫度535C,爆炸極限：1.2?7.0%(V),遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)。金屬鉀(催化劑)熔點63.6C,沸點774C,化學(xué)反應(yīng)活性很高，在潮濕空氣中能自燃。遇水或潮氣猛烈反應(yīng)放出氫氣，大量放熱，引起燃燒或爆炸。暴露在空氣或氧氣中能自行燃燒并爆炸使熔融物飛濺。遇水、二氧化碳都能猛烈反應(yīng)。與鹵素、磷、許多氧化物、氧化劑和酸類劇烈反應(yīng)。燃燒時發(fā)出紫色火焰。產(chǎn)品異丁基苯為無色液體。閃點45C，引燃溫度427C，爆炸極限：0.8?6.0%(V),該品易燃，遇高熱、明火及強氧化劑易引起燃燒。工藝過程的危險性分析(1)火災(zāi)爆炸本工藝中所用原料丙烯，在常溫常壓條件下是有大蔥味的無色可燃氣體。自燃溫度455C，爆炸極限2.0-11.1%(V),遇明火或靜電火花，會引起爆炸。本工藝中所用原料甲苯無色透明液體，有類似苯的芳香氣味。熔點-94.9C，沸點110.6C，閃點4C,引燃溫度535C，爆炸極限：1.2?7.0%(V),遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)。19本工藝中所用金屬鉀(催化劑)，熔點63.6C,沸點774C,化學(xué)反應(yīng)活性很高，在潮濕空氣中能自燃。遇水或潮氣猛烈反應(yīng)放出氫氣，大量放熱，引起燃燒或爆炸。暴露在空氣或氧氣中能自行燃燒并爆炸使熔融物飛濺。遇水、二氧化碳都能猛烈反應(yīng)。與鹵素、磷、許多氧化物、氧化劑和酸類劇烈反應(yīng)。產(chǎn)品異丁基苯為無色液體。閃點45C，引燃溫度427C，爆炸極限：0.8?6.0%(V),該品易燃，遇高熱、明火及強氧化劑易引起燃燒。(2)中毒危害本工藝中所涉及的原料丙烯，對皮膚和粘膜略有刺激性，高濃度丙烯有麻醉作用，有窒息性，對心血管毒性比乙烯強，可引起心室性早搏、血壓降低和心力衰竭，中毒后必須立即撤離現(xiàn)場。原料甲苯具有中等毒性，對皮膚和粘膜刺激性大，對神經(jīng)系統(tǒng)作用比苯強，但因甲苯最初被氧化生成苯甲酸，對血液并無毒害。產(chǎn)品異丁基苯微毒，吸入、服或經(jīng)皮膚吸收對身體有害。(3)灼傷裝置生產(chǎn)生產(chǎn)過程中，液態(tài)丙烯一旦從相關(guān)設(shè)備、輸送物料管線發(fā)生泄漏濺及人體將會發(fā)生低溫灼(凍)傷事故。6.3該裝置烷基化工藝控制方案綜述由于該烷基化反應(yīng)是放熱反應(yīng)過程，若反應(yīng)溫度失控，繼續(xù)20進行反應(yīng)將是劇烈反應(yīng)；若反應(yīng)物料在高溫情況下發(fā)生泄漏將會引起燃燒、爆炸事故。所以該烷基化反應(yīng)的設(shè)備必須在具備良好冷卻撤熱系統(tǒng)的同時，嚴格控制參加烷基化反應(yīng)溫度，以避免反應(yīng)溫度失控而引起的爆炸事故。鑒于烷基化反應(yīng)的危險性取決于被烷基化介質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)過程的控制條件，用烷基化工藝生產(chǎn)的企業(yè)應(yīng)通過優(yōu)化控制方案，采用先進的自動化措施實現(xiàn)精確控制、安全聯(lián)鎖及緊急停車系統(tǒng)，以保障企業(yè)的安全生產(chǎn)及員工的人身安全。該工藝是間歇操作、批量生產(chǎn)的過程，控制的重點是烷基化反應(yīng)部分。通過對烷基化反應(yīng)釜設(shè)置溫度、壓力、攪拌電流現(xiàn)場指示并遠傳控制室顯示報警和聯(lián)鎖系統(tǒng)；烷基化反應(yīng)釜設(shè)置安全閥及安全泄放系統(tǒng)；設(shè)置烷基化反應(yīng)釜反應(yīng)溫度與夾套冷卻低溫水進水閥的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)；裝置內(nèi)設(shè)置可燃和有毒氣體檢測報警設(shè)施等措施以達到保障企業(yè)的安全生產(chǎn)及員工的人身安全目的。以上控制、報警及聯(lián)鎖方式通過DCS在控制室實現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)邏輯圖見附圖二?？刂?、報警、聯(lián)鎖一覽表見附表四。烷基化自控設(shè)備表見附表五。217烷基化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)方案附表、附圖7.1山東省主要烷基化工藝產(chǎn)品目錄（附表一）7.2重點監(jiān)控工藝參數(shù)的控制方式（附表二）7.3企業(yè)需提交的設(shè)計資料清單（附表三）7.4某企業(yè)烷基化工藝管道儀表流程圖（附圖一）7.5某企業(yè)烷基化工藝控制系統(tǒng)邏輯框圖（附圖二）7.6某企業(yè)烷基化工藝控制、報警、聯(lián)鎖一覽表（附表四）7.7某企業(yè)烷基化工藝自控設(shè)備表（附表五）228烷基化工藝典型事故案例分析8.1某企業(yè)爆炸傷亡事故事故概況、經(jīng)過：1975年1月28日21時30分，某化工四廠樹脂工段苯罐發(fā)生爆炸，死亡6人，輕傷8人，經(jīng)濟損失4.9萬元。1月28日，該廠樹脂工段二號罐內(nèi)存有苯540千克，三號罐內(nèi)存有苯約8千克。8時20分，6名操作人員在三號罐進行分鹽操作，但在分鹽操作時，操作人員私自打開加熱閥門，之后又在忘記關(guān)閥門的情況下脫離崗位，致使348千克苯噴出，21時30分遇明火爆炸，致使人員傷亡，883平方米的車間被摧毀。事故技術(shù)分析：三號罐是靜止罐，但操作要點規(guī)定不全，操作人員在分鹽時私自打開加熱閥門后脫崗，又忘記關(guān)閉加熱蒸汽閥門，致使罐內(nèi)產(chǎn)生壓力，造成噴苯。苯的沸點是81度，由于加熱蒸汽閥已開，致使罐內(nèi)溫度迅速上升，壓力急劇增大，達到一定限度后，沖破罐盤根，造成嚴重噴苯，達到爆炸極限，接觸明火，即發(fā)生爆炸。關(guān)于明火引爆因素，可能為下列原因之一：.在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)呈開啟狀態(tài)的手電筒殘骸。.在爆炸點發(fā)現(xiàn)死者的翻毛皮鞋下有鐵釘。.爆炸前有一臺非防爆電機在運轉(zhuǎn)，三角帶是用鐵釘聯(lián)接的，23端子接點也有產(chǎn)生微弱火花的可能。8.2某企業(yè)火災(zāi)導(dǎo)致設(shè)備損壞事故事故概況、經(jīng)過：22年9月17日，某化工廠烷基化裝置在停車檢修過程中，發(fā)生一起脫烷烴精餾塔折斷倒塌事故，事故直接經(jīng)濟損失近10萬元。該企業(yè)脫烷烴精餾塔已建成投用20多年，1993年擴容改造，將原來的浮閥塔盤改為填料，現(xiàn)塔內(nèi)裝有約360m3的規(guī)整和散裝金屬填料，已有2年多時間沒有進行清洗和檢修。本次檢修要對塔內(nèi)件和金屬填料進行更換。該企業(yè)計劃從9月3日起對該裝置進行為期60天的停工檢修。按照開停車方案，對脫烷烴精餾塔完成退料后，13—16日進行蒸汽連續(xù)吹掃。16日夜間，因工廠附近居民反映噪音大，停止吹掃。17日8—15時，恢復(fù)吹掃。15時30分至17時，自上而下打開人孔通風，待精餾塔冷卻后交付檢修。當夜22時40分左右，晚班職工巡檢時發(fā)現(xiàn)T—405塔體中部發(fā)紅，隨即向領(lǐng)導(dǎo)報告，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員趕到現(xiàn)場，確認塔內(nèi)已著火，立即報警。22時51分，廠消防隊接警后，即趕到現(xiàn)場撲救。約23時，塔體中部20-21m處斷裂，塔上部倒在西南方向的裝置區(qū)空地上，斷裂塔體繼續(xù)燃燒，9月18日4時40分火被撲滅。事故技術(shù)分析：硫化亞鐵自燃是導(dǎo)致塔體折斷的直接原因。24按停車工藝處理方案，只需對該精餾塔進行48h的蒸汽吹掃。本次檢修已經(jīng)過80h蒸汽吹掃，但沉積在規(guī)整填料段的殘留物，主要成分是硫化亞鐵，仍沒有被蒸汽吹掃干凈。當打開塔的人孔后，硫化亞鐵遇空氣發(fā)生自燃，放出熱量，并引燃塔內(nèi)殘留物及填料。硫化亞鐵燃燒化學(xué)反應(yīng)式如下：FeS+O2-FeO.Fe2O+SO21+Q由于沒有及時發(fā)現(xiàn)，致使塔體中部局部過熱，塔壁燒得發(fā)紅，溫度升高引起碳鋼材質(zhì)的塔壁強度降低，塔壁發(fā)軟，最終導(dǎo)致塔體在中部折斷。安全管理不到位，對硫化亞鐵的危險性認識不足是事故的重要原因，脫烷烴精餾塔進料中硫含量小于1ppm,工廠生產(chǎn)、安全等部門沒有認識到，進料中微量的硫化物能在規(guī)整填料表面不斷積聚，故沒有在該塔的操作規(guī)程和停車工藝處理方案中制定針對硫化亞鐵的處理對策和應(yīng)急防范措施。吹掃完成，打開人孔后，認為工藝處理已結(jié)束，沒有安排人員監(jiān)控塔內(nèi)的溫度變化；裝置在安排晚間值班時，對T-405塔的巡檢內(nèi)容沒有作專門要求；裝置值班人員沒有按時巡檢，導(dǎo)致出現(xiàn)異常情況初期未能及時發(fā)現(xiàn)而發(fā)生的一起脫烷烴精餾塔折斷倒塌事故。25附表一:山東省主要烷基化工藝產(chǎn)品目錄產(chǎn)品名稱山梨糖醇酐硬脂酸酯脂肪醇聚氧乙烯醚山梨糖醇酐三油酸酯烷基酚聚氧乙烯醚聚醚多元醇對叔丁基鄰苯二酚4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚（抗氧劑264）對叔丁基苯酚對辛基苯酚鄰叔丁基苯酚2，4-二叔丁基苯酚2，6-二叔丁基苯酚氯丙基甲基二甲氧基硅烷一氧丙基三甲氧基硅烷乙烯基三（0-甲氧基乙氧基）硅烷26硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三乙氧基硅烷硝基甲烷羥丙基甲基纖維素二甲醚纖維素醚十二烷基苯磺酸N,N-二乙基苯胺N，N-二甲基苯胺N-乙基鄰甲苯胺聚乙二醇單甲醚2，6-二甲基萘乙苯異丙苯對二甲苯27附表二:重點監(jiān)控工藝參數(shù)的