氧化工藝安全控制設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案目錄1概述 11.1氧化工藝 11.2氧化反應(yīng)類型 11.2.1空氣或氧氣氧化工藝 11.2.2其他氧化劑氧化工藝 11.3氧化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)監(jiān)控單元 21.3.1氧化工藝的關(guān)鍵設(shè)備 21.3.2氧化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元 21.4氧化工藝涉及的主要危險(xiǎn)介質(zhì) 21.4.1氧化原料 21.4.2產(chǎn)品和中間產(chǎn)品 31.4.3其他 31.5XX省主要氧化工藝產(chǎn)品目錄 32危險(xiǎn)性分析 42.1固有危險(xiǎn)性 42.1.1火災(zāi)危險(xiǎn)性 42.1.2爆炸危險(xiǎn)性 42.1.3中毒危險(xiǎn)性 52.1.4腐蝕及其他危險(xiǎn)性 52.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性 52.2.1工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性 52.2.2反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 62.2.3危險(xiǎn)和可操作性分析 63重點(diǎn)監(jiān)控的工藝參數(shù)和控制要求 73.1溫度 73.2壓力 73.3氧化劑流量 83.4氣相氧含量和過(guò)氧化物含量 83.5反應(yīng)釜攪拌 83.6冷媒 94推薦的安全控制方案 104.1各工藝參數(shù)的控制方式 104.2工藝系統(tǒng)控制方式 104.2.1基本監(jiān)控要求 104.2.2基本控制要求 104.3根據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，制定相應(yīng)的控制措施。 124.4儀表系統(tǒng)選用原則 124.4.1控制系統(tǒng)選用原則 124.4.2安全儀表系統(tǒng)選用原則 134.4.3氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)（GDS）選用原則 134.5其他安全設(shè)施 135通用設(shè)計(jì)要求 155.1收集產(chǎn)品工藝資料 155.2確定改造范圍 155.3儀表設(shè)備選型 165.4提交方案 165.5與建設(shè)方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計(jì)變更 166典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)方案 176.1工藝簡(jiǎn)述 176.2裝置氧化工藝危險(xiǎn)性分析 176.2.1固有危險(xiǎn)性 176.2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性 176.3裝置氧化工藝控制方案綜述 187氧化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案附表、附圖 207.1XX省主要氧化工藝產(chǎn)品目錄（附表1） 207.2氧化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式（附表2） 207.3企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單（附表3） 207.4某企業(yè)氧化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表（附表4） 207.5某企業(yè)氧化工藝管道儀表流程圖（附圖1） 20附表1XX省主要氧化工藝產(chǎn)品目錄 21附表2氧化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式 22附表3企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單 23附表4某企業(yè)甲醛裝置氧化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表 24附圖1某企業(yè)氧化工藝管道與儀表流程圖 261概述1.1氧化工藝氧化為有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)中失電子的過(guò)程，即氧化數(shù)升高的過(guò)程。多數(shù)有機(jī)化合物的氧化反應(yīng)表現(xiàn)為反應(yīng)原料得到氧或失去氫。涉及氧化反應(yīng)的工藝過(guò)程為氧化工藝。如：乙烯氧化制備環(huán)氧乙烷，正丁烷氧化制備順丁烯二酸酐，甲醇氧化制備甲醛，乙二醛硝酸氧化法制備乙醛酸，甲苯高錳酸鉀氧化法制備苯甲酸等。1.2氧化反應(yīng)類型氧化工藝按照氧化劑種類可以分為：空氣或氧氣氧化工藝和其他氧化劑氧化工藝。1.2.1空氣或氧氣氧化工藝空氣或氧氣氧化工藝是指使用空氣或氧氣等氣態(tài)氧化劑進(jìn)行氧化的工藝。如乙烯氧化制備環(huán)氧乙烷，正丁烷氧化制備順丁烯二酸酐，甲醇氧化制備甲醛。如甲醇與空氣反應(yīng)生產(chǎn)甲醛的反應(yīng)方程式為：CH3OH+1/2O2HCHO+H2OCH3OHHCHO+H2H2+1/2O2H2O1.2.2其他氧化劑氧化工藝其他氧化劑氧化工藝是指使用雙氧水、硝酸鹽、高錳酸鉀、氯酸鉀等液態(tài)或固態(tài)的氧化劑的氧化工藝。如乙二醛硝酸氧化法生產(chǎn)乙醛酸，甲苯高錳酸鉀氧化法生產(chǎn)苯甲酸等。如乙二醛與硝酸反應(yīng)生產(chǎn)乙醛酸的反應(yīng)方程式為：3CHOCHO+2HNO33CHOCOOH+2NO+H2O3CHOCOOH+2HNO33H2C2O4+2NO+H2O1.3氧化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)監(jiān)控單元1.3.1氧化工藝的關(guān)鍵設(shè)備氧化工藝關(guān)鍵設(shè)備：氧化反應(yīng)器（釜）。過(guò)氧化反應(yīng)器（釜）的型式跟反應(yīng)類型有關(guān)。連續(xù)氧化工藝主要在管式反應(yīng)器或塔式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。對(duì)于間歇氧化工藝，大多采用釜式反應(yīng)器。1.3.2氧化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元氧化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元為氧化反應(yīng)器（釜）。氧化工藝過(guò)程中，氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度在氧化工藝中為重要參數(shù)需要嚴(yán)格控制。氧化反應(yīng)器（釜）內(nèi)大多需保持一定壓力，應(yīng)設(shè)置溫度、壓力監(jiān)控、冷（熱）媒流量調(diào)節(jié)等。屬于壓力容器的氧化反應(yīng)器（釜），應(yīng)設(shè)安全閥、爆破片等安全附件。氧化工藝涉及的主要危險(xiǎn)介質(zhì)1.4.1氧化原料1.4.1.1氧化劑氧化劑均具有氧化性，不同工藝使用的氧化劑氧化性有較大差異，通常使用空氣、氧氣、雙氧水、硝酸鹽等無(wú)機(jī)氧化劑和酸酐等有機(jī)氧化劑。部分氧化劑易燃易爆，遇熱、光照、摩擦或碰撞以及與有機(jī)物、酸類接觸皆能起火災(zāi)爆炸，如氯酸鉀、高錳酸鉀等。1.4.1.2其他原料氧化工藝涉及到的其他原料主要為各種有機(jī)物如芳香烴類、脂肪烴類、醇類、醛類等物質(zhì)，大多為易燃易爆物品。部分氧化原料與氧化性物質(zhì)能形成爆炸性混合物。有的氧化原料還具有毒性，如甲醇、甲苯等。1.4.2產(chǎn)品和中間產(chǎn)品氧化產(chǎn)品大部分為可燃液體，與氧化性物質(zhì)能形成爆炸性混合物，部分氧化產(chǎn)品受熱或光照條件下發(fā)生分解或爆炸，如部分種類的酸酐。產(chǎn)物中易形成過(guò)氧化物，化學(xué)穩(wěn)定性差，受高溫、摩擦或撞擊作用易分解、燃燒或爆炸。氧化產(chǎn)品多數(shù)有一定中毒危險(xiǎn)性和腐蝕性，并有一定刺激性，如有機(jī)酸類、醛類等。1.4.3其他氧化工藝需要使用催化劑，涉及催化劑種類較多，如金屬氧化物、無(wú)機(jī)酸、以及部分種類的有機(jī)物，其火災(zāi)危險(xiǎn)性、中毒危險(xiǎn)性以及腐蝕性有較大差異。大部分金屬氧化物一般條件下無(wú)燃燒危險(xiǎn)性、無(wú)毒，但部分重金屬氧化物有劇毒。部分無(wú)機(jī)酸具有一定氧化性，能與還原性物質(zhì)或金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，甚至起火爆炸。1.5XX省主要氧化工藝產(chǎn)品目錄XX省主要的氧化工藝有乙烯氧化制備環(huán)氧乙烷、正丁烷氧化生成順丁烯二酸酐、甲醇氧化制備甲醛、對(duì)二甲苯氧化制備對(duì)二甲苯酸、天然氣氧化制乙炔、甲苯高錳酸鉀氧化法制備苯甲醛、苯甲酸等。XX省主要氧化工藝產(chǎn)品目錄詳見(jiàn)附表1。2危險(xiǎn)性分析氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程，尤其在較高溫度下進(jìn)行氧化，反應(yīng)更為劇烈，速度快，放熱量較大。所用的原料大多具有易燃易爆、毒性、腐蝕性，一旦泄漏危險(xiǎn)性較大。反應(yīng)氣相容易達(dá)到爆炸極限，具有燃爆危險(xiǎn)。2.1固有危險(xiǎn)性固有危險(xiǎn)性是指氧化反應(yīng)中的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等本身具有的危險(xiǎn)有害特性。2.1.1火災(zāi)危險(xiǎn)性在氧化工藝過(guò)程中，氧化劑與還原劑在反應(yīng)器（釜）內(nèi)進(jìn)行受控制的氧化還原反應(yīng)，一般氧化工藝的反應(yīng)溫度在其物料的自燃點(diǎn)或是閃點(diǎn)以上，當(dāng)反應(yīng)器（釜）進(jìn)料管線混入空氣或是釜內(nèi)物料進(jìn)料比例出現(xiàn)變化，反應(yīng)釜器（釜）內(nèi)物料達(dá)到燃燒條件，或是反應(yīng)器（釜）內(nèi)物質(zhì)發(fā)生泄漏，都會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)危險(xiǎn)。2.1.2爆炸危險(xiǎn)性氧化工藝中，氧化原料一般為還原性物質(zhì)，氧化劑具有氧化性。在工藝條件下，反應(yīng)溫度一般超過(guò)了氧化原料的自燃點(diǎn)或閃點(diǎn)，通過(guò)控制反應(yīng)器（釜）內(nèi)物料濃度在其爆炸極限之外，避免反應(yīng)器（釜）內(nèi)發(fā)生化學(xué)爆炸。當(dāng)氧化器（釜）內(nèi)進(jìn)料比例出現(xiàn)變化、進(jìn)料管線內(nèi)混入空氣或是設(shè)備及管道出現(xiàn)泄露，就會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故?？諝饣蜓鯕獾葰鈶B(tài)氧化劑流量過(guò)大等原因也會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器（釜）內(nèi)壓力過(guò)高會(huì)發(fā)生物理爆炸。部分氧化劑及氧化產(chǎn)物，如雙氧水、高錳酸鉀、部分種類的酸酐等物質(zhì)受熱、光照、摩擦、碰撞等條件下發(fā)生分解反應(yīng)，放出大量熱量甚至發(fā)生爆炸。部分種類的氧化劑如硝酸等與還原劑或水接觸放出大量熱量，若遇金屬則放出燃燒性氣體。當(dāng)上述種類物質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程，如處理不當(dāng)可能造成爆炸事故。2.1.3中毒危險(xiǎn)性部分氧化劑如高錳酸鉀等有毒性，硝酸等物質(zhì)有強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性，能造成嚴(yán)重的化學(xué)灼傷，對(duì)皮膚有很強(qiáng)的刺激性。不同氧化原料及產(chǎn)品中毒危險(xiǎn)性有較大不同。原料如乙醇、脂肪醇類、乙烯、乙炔等，產(chǎn)品如乙酸，無(wú)中毒危害或中毒危害較低；部分氧化原料如苯胺、甲苯、甲醇等，產(chǎn)品如甲醛、硝基苯等有較強(qiáng)的毒性。2.1.4腐蝕及其他危險(xiǎn)性氧化工藝中腐蝕性危害主要是氧化劑對(duì)于金屬及橡膠制品等的腐蝕作用，同時(shí)部分氧化劑或是氧化原料具有酸堿性，特別是需要在較高溫度下，使用強(qiáng)氧化劑的氧化工藝。氧化劑的腐蝕作用使工藝設(shè)備、管道老化，強(qiáng)度下降，導(dǎo)致設(shè)備或管道泄漏或發(fā)生爆炸，同時(shí)發(fā)生火災(zāi)和中毒事故。2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程，所用原料又多為易燃易爆、有毒、強(qiáng)腐蝕物質(zhì)，因此在氧化反應(yīng)過(guò)程中存在諸多不安全因素。2.2.1工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性氧化反應(yīng)過(guò)程為放熱反應(yīng)，反應(yīng)器（釜）中同時(shí)存在氧化性物質(zhì)和還原性物質(zhì)且反應(yīng)溫度一般在其自燃點(diǎn)、閃點(diǎn)以上，若出現(xiàn)泄漏或反應(yīng)器（釜）內(nèi)混入空氣，易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。同時(shí)，部分的氧化劑及氧化產(chǎn)品具有很強(qiáng)的腐蝕性（如硝酸等），若設(shè)備、管道選材不當(dāng)，容易發(fā)生泄漏，導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒等事故。氧化工藝涉及的原料、中間體或產(chǎn)品在遇熱、光照、碰撞或摩擦條件下發(fā)生分解甚至爆炸，故在氧化工藝過(guò)程中，當(dāng)設(shè)備、管道發(fā)生泄漏、反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度過(guò)高或在物料的處理過(guò)程中處理不當(dāng)，都有可能造成火災(zāi)、爆炸或中毒事故。部分工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化物，特別是低溫氧化工藝，氧化產(chǎn)物在進(jìn)一步分離之前，需有一個(gè)過(guò)氧化物的消除過(guò)程。氧化工藝在開(kāi)、停車前需要進(jìn)行惰性氣體置換，避免在開(kāi)、停車過(guò)程中，因裝置內(nèi)殘留空氣或是工藝氣體引發(fā)火災(zāi)、爆炸或中毒事故。2.2.2反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估按要求開(kāi)展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的企業(yè)，應(yīng)按照《精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則（試行）》進(jìn)行反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，綜合反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，考慮不同的工藝危險(xiǎn)程度，建立相應(yīng)的控制措施。2.2.3危險(xiǎn)和可操作性分析針對(duì)具體的氧化工藝，應(yīng)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段開(kāi)展危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP），及預(yù)先危險(xiǎn)分析（PHA）或事故樹(shù)分析（ETA）等定性、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析。3重點(diǎn)監(jiān)控的工藝參數(shù)和控制要求3.1溫度包括反應(yīng)器（釜）溫度。氧化工藝均為放熱反應(yīng)，氧化反應(yīng)器（釜）內(nèi)存在氧化劑和還原劑，在反應(yīng)器（釜）內(nèi)進(jìn)行控制下的氧化還原反應(yīng)。對(duì)于反應(yīng)器（釜），其反應(yīng)溫度一般與反應(yīng)速率、反應(yīng)程度、反應(yīng)壓力均有關(guān)系，所以反應(yīng)溫度作為重要的工藝參數(shù)需要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，防止反應(yīng)溫度異常。在反應(yīng)器（釜）上應(yīng)設(shè)置溫度控制聯(lián)鎖，一般反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度與反應(yīng)器（釜）冷媒流量和反應(yīng)進(jìn)料量控制進(jìn)行聯(lián)鎖，當(dāng)反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，通過(guò)加大冷媒流量、減少反應(yīng)器（釜）內(nèi)進(jìn)料量或改變物料配比或降低反應(yīng)壓力來(lái)降低反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度。3.2壓力包括反應(yīng)器（釜）溫度。對(duì)于管式反應(yīng)器和塔式反應(yīng)器等連續(xù)氧化工藝，反應(yīng)壓力與反應(yīng)速率和反應(yīng)溫度有密切的關(guān)系，壓力升高一般能提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)器內(nèi)溫度升高。反應(yīng)器需要安裝壓力監(jiān)控聯(lián)鎖，反應(yīng)器內(nèi)壓力一般由反應(yīng)進(jìn)料的溫度和壓力、反應(yīng)器出口壓力以及反應(yīng)器冷媒流量進(jìn)行控制。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力過(guò)高時(shí)，通過(guò)加大反應(yīng)器內(nèi)冷媒流量、減小反應(yīng)器進(jìn)料速率來(lái)降低反應(yīng)器壓力。對(duì)于間歇氧化工藝，大多采用釜式反應(yīng)器，氧化反應(yīng)釜內(nèi)壓力與反應(yīng)釜內(nèi)溫度有關(guān)，需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，防止反應(yīng)釜內(nèi)出現(xiàn)超溫超壓情況。如果氧化劑為氣態(tài)氧化劑，如空氣、氧氣等，反應(yīng)需在一定壓力下進(jìn)行，反應(yīng)釜內(nèi)壓力與進(jìn)氣速率、反應(yīng)速率有直接關(guān)系，需要進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，防止反應(yīng)釜內(nèi)氧含量過(guò)高或過(guò)低，出現(xiàn)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)，防止反應(yīng)溫度異常造成的壓力過(guò)高發(fā)生設(shè)備、管道破損泄漏引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。反應(yīng)釜壓力通過(guò)控制反應(yīng)溫度和進(jìn)料速率進(jìn)行控制。3.3氧化劑流量氧化工藝需要對(duì)氧化劑流量、反應(yīng)物料的配比進(jìn)行監(jiān)控。氧化工藝中，氧化器（釜）內(nèi)同時(shí)存在氧化劑和還原劑，反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度一般在物料燃點(diǎn)以上，通過(guò)控制反應(yīng)器（釜）內(nèi)物料配比量，使反應(yīng)器（釜）內(nèi)物料不能達(dá)到燃燒或爆炸條件，來(lái)控制氧化還原反應(yīng)在安全條件下進(jìn)行。對(duì)于部分工藝需要控制氧化反應(yīng)程度，減少產(chǎn)品進(jìn)一步氧化生成副產(chǎn)物。3.4氣相氧含量和過(guò)氧化物含量氧化工藝需要監(jiān)控反應(yīng)器（釜）內(nèi)氣相氧含量防止反應(yīng)器（釜）內(nèi)氣相達(dá)到爆炸極限。反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度一般在物料燃點(diǎn)以上，當(dāng)反應(yīng)器（釜）內(nèi)形成爆炸性混合氣體，會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。部分氧化工藝在反應(yīng)器（釜）內(nèi)形成過(guò)氧化物中間體，或是氧化劑本身為過(guò)氧化物，由于過(guò)氧化物不穩(wěn)定，在受熱、光照等條件下可能發(fā)生分解、自燃甚至發(fā)生爆炸，所以在可能出現(xiàn)因反應(yīng)器（釜）內(nèi)過(guò)氧化物發(fā)生事故的氧化工藝需要對(duì)反應(yīng)器（釜）內(nèi)過(guò)氧化物含量進(jìn)行監(jiān)控。3.5反應(yīng)釜攪拌對(duì)于釜式反應(yīng)器，氧化工藝需要對(duì)反應(yīng)釜攪拌狀況或速率進(jìn)行監(jiān)控。攪拌速率與反應(yīng)釜內(nèi)熱量分布有關(guān)，因攪拌異常，導(dǎo)致反應(yīng)和釜內(nèi)傳質(zhì)、傳熱不利，可能降低產(chǎn)品產(chǎn)率，還可能因釜內(nèi)局部溫度過(guò)高出現(xiàn)火災(zāi)和爆炸。對(duì)反應(yīng)釜攪拌速率的監(jiān)控，可通過(guò)監(jiān)控反應(yīng)釜攪拌電機(jī)電流，防止因反應(yīng)釜攪拌故障、停車造成火災(zāi)、爆炸事故。3.6冷媒氧化反應(yīng)熱大多是通過(guò)盤(pán)管或夾套中的冷媒帶走的，冷媒的溫度、壓力、流量等決定了冷媒的運(yùn)行效果，進(jìn)而影響氧化反應(yīng)。因此應(yīng)對(duì)冷媒的溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。

4推薦的安全控制方案4.1各工藝參數(shù)的控制方式氧化工藝的溫度、壓力、進(jìn)料流量及物料配比、液位、反應(yīng)釜攪拌速率、反應(yīng)氣相O2含量、冷媒運(yùn)行狀況等重點(diǎn)監(jiān)控工藝參數(shù)的控制方式見(jiàn)附表2。4.2工藝系統(tǒng)控制方式4.2.1基本監(jiān)控要求氧化工藝的生產(chǎn)裝置設(shè)置的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝目錄中有關(guān)安全控制的基本要求，重點(diǎn)監(jiān)控工藝參數(shù)應(yīng)傳送至控制室集中顯示，并按照宜采用的控制方式設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)鎖。自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)具備遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、信息存儲(chǔ)、連續(xù)記錄、超限報(bào)警、聯(lián)鎖切斷、緊急停車等功能。記錄的電子數(shù)據(jù)的保存時(shí)間不少于30天。4.2.2基本控制要求4.2.2.1氧化工藝安全控制基本要求中涉及反應(yīng)溫度、壓力報(bào)警及聯(lián)鎖的自動(dòng)控制方式至少滿足下列要求：（1）對(duì)于常壓放熱反應(yīng)工藝，依據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，反應(yīng)釜宜設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜宜設(shè)進(jìn)料流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度高高報(bào)警并聯(lián)鎖切斷進(jìn)料、打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。當(dāng)攪拌系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。（2）對(duì)于使用熱媒加熱的常壓反應(yīng)工藝，反應(yīng)釜宜設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜宜設(shè)進(jìn)料流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度高高報(bào)警并聯(lián)鎖切斷進(jìn)料、打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。當(dāng)攪拌系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。（3）對(duì)于帶壓放熱反應(yīng)工藝，反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)進(jìn)料流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和（或）壓力、反應(yīng)溫度和（或）壓力高高報(bào)警并聯(lián)鎖切斷進(jìn)料、打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。當(dāng)攪拌系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。（4）對(duì)于使用熱媒加熱的帶壓反應(yīng)工藝，反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)進(jìn)料和熱媒流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和（或）壓力、反應(yīng)溫度和（或）壓力高高報(bào)警并聯(lián)鎖切斷進(jìn)料和（或）熱媒、打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。當(dāng)攪拌系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。其他（1）反應(yīng)過(guò)程中需要通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)控制或者輔助控制反應(yīng)溫度的，應(yīng)當(dāng)設(shè)置自動(dòng)控制回路，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)溫度升高時(shí)自動(dòng)提高冷卻劑流量；調(diào)節(jié)精度要求較高的冷卻劑應(yīng)當(dāng)設(shè)流量控制回路。（2）氧化化工工藝安全控制基本要求的涉及反應(yīng)物料配比、反應(yīng)釜溫度和壓力、氣相氧含量等報(bào)警及聯(lián)鎖的安全控制方式，應(yīng)同時(shí)滿足《重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝目錄》中的要求，并根據(jù)設(shè)計(jì)方案或HAZOP分析報(bào)告設(shè)置相應(yīng)聯(lián)鎖系統(tǒng)。（3）在組分測(cè)量?jī)x表?xiàng)l件滿足時(shí)，宜加裝反應(yīng)氣相在線氧含量分析儀表，并將其分析結(jié)果遠(yuǎn)傳至控制室。（4）設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的工藝機(jī)理，合理的設(shè)置控制方案，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(wú)法控制的情況，控制措施中相互關(guān)聯(lián)不允許發(fā)生耦合控制。（5）氧化反應(yīng)釜（器）區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)及可燃、有毒氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。4.3根據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，制定相應(yīng)的控制措施。所有涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、過(guò)氧化工藝的化工生產(chǎn)裝置按照《關(guān)于加強(qiáng)精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的實(shí)施方案》（安監(jiān)總管三〔2017〕1號(hào)）要求必須完成反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并綜合反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，考慮不同的工藝危險(xiǎn)程度，設(shè)置相應(yīng)的控制措施，氧化工藝參照?qǐng)?zhí)行。4.4儀表系統(tǒng)選用原則4.4.1控制系統(tǒng)選用原則（1）基本過(guò)程控制系統(tǒng)（BPCS）宜首選DCS系統(tǒng)；（2）基本過(guò)程控制系統(tǒng)的CPU、通信、電源等模塊應(yīng)冗余設(shè)置。（3）生產(chǎn)過(guò)程中的重點(diǎn)工藝參數(shù)監(jiān)控回路的AI、AO、DI、DO點(diǎn)應(yīng)冗余配置，且相同儀表位號(hào)的AI、AO、DI、DO點(diǎn)應(yīng)配置在不同的卡件上。（4）在控制室內(nèi)加裝緊急停車按鈕，確?，F(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況（如物料泄漏、重要設(shè)備損壞等）時(shí)，操作人員可在控制室內(nèi)切斷原料進(jìn)料、啟動(dòng)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急泄放系統(tǒng)和吸收中和系統(tǒng)等。BPCS的報(bào)警及聯(lián)鎖的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《信號(hào)報(bào)警及聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（HG/T20511）之要求。4.4.2安全儀表系統(tǒng)選用原則針對(duì)具體的氧化工藝，依據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果、危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP）、LOPA分析確定相關(guān)各安全儀表功能（SIF）的安全完整性等級(jí)（SIL）。通過(guò)LOPA分析，安全儀表功能（SIF）的安全完整性等級(jí)（SIL）>1時(shí)，應(yīng)配置獨(dú)立于DCS系統(tǒng)之外的安全儀表系統(tǒng)（SIS），≤1的可以與DCS合并設(shè)置?？紤]儀表的安全性和可用性，測(cè)量?jī)x表宜三取二。安全儀表系統(tǒng)的邏輯控制器硬件要求、測(cè)量?jī)x表獨(dú)立性和冗余性、最終元件獨(dú)立性和冗余性等技術(shù)要求，須符合《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50770-2013）規(guī)范要求。安全儀表系統(tǒng)在投入運(yùn)行之前，應(yīng)進(jìn)行SIL等級(jí)的驗(yàn)證，驗(yàn)證合格方能投入運(yùn)行。4.4.3氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)（GDS）選用原則工藝的原料、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?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50493-2019）設(shè)置獨(dú)立的氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，并保證裝置停車或工藝控制監(jiān)控系統(tǒng)失效后，仍能有效地進(jìn)行監(jiān)測(cè)、報(bào)警。4.5其他安全設(shè)施對(duì)于具體的裝置，考慮安全設(shè)施時(shí)不應(yīng)孤立的看待具體的設(shè)備或工序，還應(yīng)考慮相關(guān)的原料準(zhǔn)備、產(chǎn)品儲(chǔ)存、公用工程等相關(guān)設(shè)施和工序，任何一個(gè)工序出現(xiàn)故障都可能影響到整套裝置的安全，在設(shè)置監(jiān)控或聯(lián)鎖、報(bào)警時(shí)一并考慮進(jìn)去。對(duì)于裝置中因工藝參數(shù)失控而引起的過(guò)壓、危及設(shè)備或管道時(shí)，除了設(shè)置自控、聯(lián)鎖系統(tǒng)外，還應(yīng)設(shè)置爆破片、安全閥、單向閥、緊急排空閥及緊急切斷裝置等其他安全設(shè)施。

5通用設(shè)計(jì)要求對(duì)于新建或改、擴(kuò)建裝置，在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)工藝、自控及安全要求，結(jié)合本指導(dǎo)方案，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于在役氧化工藝裝置進(jìn)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(jì)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(jiǎn)介、使用工藝簡(jiǎn)介、氧化工藝管道與儀表流程圖，涉及的設(shè)備簡(jiǎn)圖和工藝物性參數(shù)、危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP）報(bào)告和保護(hù)層分析（LOPA）及SIL定級(jí)報(bào)告。按要求開(kāi)展精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的企業(yè)，應(yīng)提供反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告。改造企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單見(jiàn)附表3。5.2確定改造范圍（1）與企業(yè)協(xié)商，根據(jù)《國(guó)家安全監(jiān)管總局關(guān)于公布首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝目錄的通知》（安監(jiān)總管三〔2009〕116號(hào)）、《國(guó)家安全監(jiān)管總局關(guān)于公布第二批重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝目錄和調(diào)整首批重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝中部分典型工藝的通知》（安監(jiān)總管三〔2013〕3號(hào)）、《關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的實(shí)施方案》（安監(jiān)總管三〔2014〕116號(hào)）文要求，確定需要改造的裝置范圍，實(shí)現(xiàn)氧化工藝過(guò)程的自控聯(lián)鎖。（2）核實(shí)氧化工藝過(guò)程所涉及的上下游工藝過(guò)程對(duì)自身的影響（如冷媒的規(guī)格數(shù)量、惰性保護(hù)氣體的規(guī)格數(shù)量等）。（3）將氧化工藝以及對(duì)該工藝過(guò)程產(chǎn)生影響的上下游的工藝過(guò)程和對(duì)工藝安全產(chǎn)生影響的相關(guān)公用工程，一并納入自動(dòng)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。5.3儀表設(shè)備選型（1）確定相關(guān)檢測(cè)儀表型號(hào)；（2）計(jì)算并選定執(zhí)行機(jī)構(gòu)型號(hào)；（3）根據(jù)工藝過(guò)程復(fù)雜程度、檢修能力等確定自動(dòng)化和安全聯(lián)鎖的實(shí)現(xiàn)載體（如SIS、DCS；檢測(cè)儀表、自控調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥等）。5.4提交方案（1）工藝管道與儀表流程圖（PID）；（2）順序控制邏輯圖（需要時(shí)）；（3）控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表；（4）自控設(shè)備表；（5）檢測(cè)取源和執(zhí)行器改造圖（說(shuō)明或標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)號(hào)）；（6）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(jì)變更6典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)方案某企業(yè)甲醇氧化制備甲醛裝置氧化反應(yīng)部分的安全控制方案。6.1工藝簡(jiǎn)述甲醇經(jīng)流量調(diào)節(jié)計(jì)量進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器預(yù)熱，與計(jì)量的空氣混合成二元?dú)怏w進(jìn)入甲醇過(guò)熱器；蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器與甲醇、空氣二元?dú)怏w混合成三元?dú)怏w。該混合氣進(jìn)入氧化反應(yīng)器在一定溫度條件下通過(guò)催化劑層反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲醛。該甲醛混合氣經(jīng)吸收處理得到甲醛產(chǎn)品。6.2裝置氧化工藝危險(xiǎn)性分析6.2.1固有危險(xiǎn)性本裝置屬甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性場(chǎng)所，所涉及危險(xiǎn)品主要有原料甲醇、產(chǎn)品甲醛。甲醇?xì)馀c空氣混合形成爆炸性混合物，爆炸極限為5.5%~44%（體積），閃點(diǎn)11℃，引燃溫度約385℃。甲醇屬于有毒化工物料，具有顯著的麻醉作用，對(duì)于視神經(jīng)危害最為嚴(yán)重。甲醛氣與空氣混合形成爆炸性混合物，爆炸極限7%~73%（體積），閃點(diǎn)50℃（37%），引燃溫度約430℃，吸入甲醛蒸氣會(huì)引起惡心、鼻炎、支氣管炎和結(jié)膜炎等。6.2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性（1）該反應(yīng)過(guò)程控制條件苛刻，如果物料加入速度過(guò)快、溫度控制高造成反應(yīng)速度過(guò)快，可能造成容器內(nèi)壓升高，引起火災(zāi)或設(shè)備爆炸，同時(shí)造成周圍設(shè)備損壞，易燃物料泄漏引起二次事故。（2）反應(yīng)過(guò)程在一定壓力、溫度下進(jìn)行，而且為放熱反應(yīng)，如安全附件不全或不可靠，工藝控制失誤，配套的冷卻等安全設(shè)施中斷或不足，引起火災(zāi)、爆炸事故。（3）本工藝中原料甲醇、產(chǎn)品甲醛屬于有毒化工物料。甲醇具有顯著的麻醉作用，對(duì)于視神經(jīng)危害最為嚴(yán)重。在生產(chǎn)過(guò)程中非正常狀態(tài)下，吸入濃的甲醇蒸氣時(shí)，除了特有的癥狀酩酊、頭痛以外，常使視力模糊而眼痛。這些癥狀有的在數(shù)小時(shí)之后即能發(fā)生，重癥時(shí)，呈現(xiàn)眩暈、呼吸困難、胃痛、疝痛、便秘，有時(shí)還會(huì)有出血，需要數(shù)日才恢復(fù)。甲醇可經(jīng)消化道、呼吸道及皮膚身體侵入人體導(dǎo)致中毒事故。甲醛有毒，在生產(chǎn)過(guò)程中非正常狀態(tài)下，吸入甲醛蒸氣會(huì)引起惡心、鼻炎、支氣管炎和結(jié)膜炎等中毒事故。（4）裝置中的反應(yīng)器、蒸汽包等設(shè)備以及相關(guān)輸送物料管道中存有高溫介質(zhì)，一旦發(fā)生泄漏濺及人體將會(huì)發(fā)生灼傷事故。6.3裝置氧化工藝控制方案綜述甲醇蒸發(fā)器甲醇、空氣進(jìn)料設(shè)置流量遠(yuǎn)傳比例調(diào)節(jié)控制。甲醇蒸發(fā)器液位高/低限報(bào)警及調(diào)節(jié)甲醇進(jìn)料。甲醇蒸發(fā)器設(shè)蒸汽流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變蒸汽流量調(diào)節(jié)進(jìn)氧化器的物料溫度。氧化器汽包設(shè)置液位遠(yuǎn)傳高/低限報(bào)警并調(diào)節(jié)控制汽包補(bǔ)水量。氧化器汽包設(shè)置安全閥。氧化器頂部設(shè)置爆破片。甲醇蒸發(fā)器出口壓力高高，氧化反應(yīng)器進(jìn)口溫度高高，聯(lián)鎖切斷羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)料。裝置內(nèi)設(shè)置甲醛、甲醇現(xiàn)場(chǎng)泄漏濃度檢測(cè)報(bào)警并遠(yuǎn)傳控制室等項(xiàng)措施以達(dá)到保障企業(yè)的安全生產(chǎn)及員工的人身安全目的。根據(jù)保護(hù)層分析（LOPA）及SIL定級(jí)報(bào)告，某企業(yè)50萬(wàn)噸/年甲醛裝置的安全完整性等級(jí)采用SIL1級(jí)。氧化器溫度高高限、氧化器物料進(jìn)口壓力高高限、氧化器汽包液位低低限、氧化器物料進(jìn)口醇氧比高高/低低限信號(hào)直接引至安全儀表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度、壓力等參數(shù)的信息遠(yuǎn)傳、連續(xù)記錄、信息存儲(chǔ)、事故預(yù)警，以及聯(lián)鎖甲醇蒸發(fā)器甲醇進(jìn)料緊急切斷，空氣羅茨風(fēng)機(jī)緊急停止，打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。本裝置基本過(guò)程控制系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)，并配置了獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)（SIS），以上控制、報(bào)警及聯(lián)鎖方式在控制室實(shí)現(xiàn)。工藝流程圖見(jiàn)附圖1，控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表見(jiàn)附表4。7氧化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案附表、附圖7.1XX省主要氧化工藝產(chǎn)品目錄（附表1）7.2氧化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式（附表2）7.3企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單（附表3）7.4某企業(yè)氧化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表（附表4）7.5某企業(yè)氧化工藝管道儀表流程圖（附圖1）附表1XX省主要氧化工藝產(chǎn)品目錄產(chǎn)品名稱甲醛硝酸苯甲酸對(duì)甲基苯甲酸雙氧水間苯二甲腈烏洛托品（六次甲基四胺）環(huán)氧乙烷過(guò)氧化氫二異丙苯對(duì)羥基苯海因均苯四甲酸二酐均苯四甲酸丙烯酸三氯氧磷硫酸鄰苯二甲酸酐順丁烯二甲酸酐正丁酸均苯四甲酸二酐對(duì)羥基苯海因異丁酸乙酸乙二醛乙醛酸過(guò)氧化氫異丙苯促進(jìn)劑M，DM丁腈擴(kuò)散劑（NNO）、防新戊二醇季戊四醇乙醛順丁烯二酸酐丁酸酐醋酸環(huán)己酮均苯四甲酸二酐己二酸富馬酸防老劑SP五氧化二磷十溴二苯醚焦磷酸鈉四溴雙酚A附表2氧化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式序號(hào)工藝參數(shù)控制方式備注1氧化反應(yīng)器溫度1、集中顯示、控制、報(bào)警2、聯(lián)鎖2氧化反應(yīng)器壓力1、