专用树脂安全生产自动化提升措施应用

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摘要：主要介绍了聚氯乙烯专用树脂在生产过程中不断做出的一系列提升系统自动化、生产安全环保化的实施项目，通过这些项目的改造不断提高专用树脂生产系统运行的稳定性、高效性，保证专用树脂生产安全环保最大化。

关键词：专用树脂；安全；环保；自动化改造；HAZOP

三友氯碱专用树脂生产工艺采用的是微悬浮法，整个生产过程包括助剂配置、分散加料、聚合反应、回收出料生成中间产物胶乳，再经过干燥、粉碎、包装将专用树脂包装成待售成品的过程。整个生产过程采用闭环管理，做好高自动化、高智能化、安全环保最大化。2019年随着新一轮安全及环保检查趋严，整个氯碱行业领域的市场波动性仍较为明显[1]。中国氯碱行业生产技术水平不断提高、经济效益明显提升，安全环保节能水平上了一个新台阶[2]。本文主要从提升专用树脂生产自动化、安全环保化方面所采取的一系列优化措施展开叙述。

1专用树脂生产装置DCS控制原理及流程简介

专用树脂的自动化生产主要包含助剂配置、五种原料的全自动加料、聚合反应串级调节、单体回收、干燥包装等环节，均由DCS负责过程控制，完成重要的基础控制和实时生产数据采集、动态监控等功能。下面主要从消泡剂降粘剂的自动加入、自动涂壁系统、SIS系统等方面来介绍。

2消泡剂/降粘剂加入系统自动化提升

2.1消泡剂/降粘剂加入系统自动化的提升背景

微悬浮聚合反应结束后，首先在胶乳自压回收前向聚合釜内加入一定量的消泡剂来进行胶乳回收过程中的消泡，防止回收气速过大导致回收带料，胶乳堵塞回收管线。另外在胶乳强制回收之前向聚合釜内加入降粘剂来调整成品树脂的糊粘度。以上两种助剂的加入均需要人工完成，首先操作工要称量每釜所需加入消泡剂、降粘剂的量并分装到每一个专用桶内，做好标记、复秤、备用，然后待聚合反应终止前，现场操作工打开聚合釜釜顶消泡剂/降粘剂罐顶加料口下方手阀，将消泡剂从加料口加至消泡剂/降粘剂罐内再关闭加料口下方手阀，之后通知DCS操作工打开消泡剂/降粘剂罐与聚合釜相连的三道气动阀，最终将消泡剂加入釜内。降粘剂的称量、加入操作步骤同消泡剂的操作。整个消泡剂/降粘剂的人工操作过程中不但重复性劳动强度大，加入操作难度大，而且人工操作存在一定的安全隐患，其中安全隐患最大的一个环节便是现场操作工向消泡剂/降粘剂罐内加入助剂时关闭加料口下方手阀，一旦手阀关闭不严，在DCS操作工下放消泡剂至釜内时，釜内的压力就会自手阀冲出消泡剂/降粘剂罐，喷出的高压容易导致人身伤害，另外，人工称量存在一定的误差，这也直接影响着助剂加入后的效果，对产品性能和系统稳定运行的评价会造成一定的误导，为此，探讨研究出一套消泡剂/降粘剂自动加入系统来提升消泡剂/降粘剂加入的自动化和安全化。

2.2消泡剂/降粘剂加入系统自动化的提升效果

一方面为了提高消泡剂/降粘剂从称量、加料到入釜的精确性，同时降低职工的劳动强度；另一方面为了提高系统运行的稳定性、安全性，经过技术人员的交流研讨，决定对消泡剂/降粘剂的加入进行技术改造。即通过消泡剂/降粘剂的自动加入取代人工称量和人工放料等操作。首先由助剂配置人员将消泡剂/降粘剂由隔膜泵泵送至消泡剂/降粘剂各自的带有液位计的储罐内，其中降粘剂需启动搅拌进行搅拌以免分层影响助剂效果，然后再聚合反应压力降达到设定范围后DCS操作工点击消泡剂/降粘剂加入按钮，则系统自动检测工艺条件是否满足，若不满足给出报警提示，若监测条件满足则程序自动执行，消泡剂/降粘剂的储罐罐底阀及加料管线阀门、回流阀门依次打开，加料泵启动，通过加料管线上的流量计及流量调节阀来控制消泡剂/降粘剂的加入流速和加入总量，保证加入量的准确性。加入完毕后再对加料管线进行冲洗以避免消泡剂/降粘剂残存在管线内造成加入量出现误差。此项消泡剂/降粘剂加入的自动化提升最大的优点就是规避了因人工操作带来的安全风险同时降低职工劳动强度，提高加料精确性。自动加入系统流程示意图见图1。

3重大危险源SIS系统的优化升级

3.1优化背景

HAZOP分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法，通过对工艺和操作规程等进行分析，最终明确设计偏差可能会导致的后果和可操作性问题，主要针对较大生产过程装置[3]。通过HAZOP分析来制定完整的独立安全仪表系统并切实加以落实执行。安全仪表系统是一种自动安全保护系统，是保证正常生产和人身、设备安全的必不可少的措施，因此开展安全仪表系统安全评定对于确保过程工业安全具有重要意义[4]。三友氯碱专用树脂的生产涉及2台球罐重大危险源，在重大危险源储罐区检测控制中，罐体的温度、罐内的压力和液位为主要控制参数，储罐的液位由于生产用料和进料不断发生变化，可能会出现物料冒顶泄露和抽空的危险，因此罐区SIS系统主要控制参数为液位，仪表检测元件和取源点单独设置，球罐采用双法兰液位计和外测液位计两种不同测量方式测量储罐液位，液位计设置高低液位报警和高高低低液位联锁，信号传输到SIS系统中，只要达到设定联锁值，系统送出信号进行紧急事故联锁。

3.2应用效果

（1）联锁设定范围。球罐安全仪表系统主要针对2台球罐和1台气柜进行设计球罐增加液位计LAS1002A、LAS1002B，进口管线增加切断阀HV1000A-1、HV1000B-1，出口管线增加切断阀HV1001A-1、HV1001B-1。（2）联锁设定内容。罐区的SIS系统主要针对氯乙烯球罐液位超高、气柜高度过低和过高而制定的联锁程序，其中球罐设有高高限、高限报警联锁，当球罐液位超过设定值时球罐进料阀门自动关闭停止接料，防止球罐出现超负荷运转。气柜设有高高限、高限、低限、低低限报警联锁，当气柜超过高限值时气柜进气阀门自动关闭防止气柜超高冒顶引发事故，当气柜高度低于低限值时气柜出口阀门自动关闭防止压缩机将气柜抽瘪造成事故。（3）应急处理措施。当球罐接料过程中，液位达到高高液位联锁值时，球罐进口SIS切断阀联锁关闭，可能造成单体送料车间单体泵憋压。主控可打开另一球罐进口切断阀紧急向另一球罐进料，立即通知巡检到现场检查，并通知送料单位暂停打料；在聚合入料过程中，球罐液位达到低低液位联锁值时，球罐出口SIS切断阀联锁关闭，造成聚合入料泵不上液，操作工联动停止聚合入料，将入料选用另一球罐后，聚合入料继续联动启动后恢复入料；若两个球罐出口同时关闭则立即停止聚合入料。具体联锁设定内容见表1。

结语

（1）随着化工行业安全环保最大化行动的展开，着手完善生产系统自动化，减少人工操作入手，是提高专用树脂生产安全性、环保性最有力、最直接的措施。（2）定期对罐区SIS系统联锁进行调试和校对，保证生产装置最后一道安全防线处于有效状态。

参考文献：

[1]张培超.2018年中国氯碱行业经济运行分析.中国氯碱，2019，02：1-2.

[2]中国氯碱工业协会.2018年氯碱行业相关政策动态汇总.中国氯碱，2018，12：1-4.

[3]许忠仪.安全仪表系统（SIS）的SIL评估.化工自动化及仪表，2009，36（5）：62-66.

[4]刘丁丁，贺永斌，刘文远.HAZOP风险分析在操作规程风险辨识的应用.中国氯碱，2019，01：37-39.

作者：孟维庆 单位：唐山三友氯碱有限责任公司