焦爐煤氣加氫制甲醇工藝安全儀表系統(tǒng)設計

周劍利

摘 要：針對焦爐煤氣加氫制甲醇工藝特點，依據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的相關(guān)規(guī)定，介紹了一種針對焦爐煤氣加氫制甲醇工藝自動控制進行了安全儀表系統(tǒng)設計。在確定安全完整性等級基礎(chǔ)上，設計通過甲醇分離器出口壓力的檢測，采用計算機控制技術(shù)和“二選一”等相關(guān)手段實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，使其具有安全可靠性強、穩(wěn)定性高、安裝操作簡單等特點，能夠降低生產(chǎn)過程風險，保護人身和設備安全。

關(guān)鍵詞：煤氣加氫制甲醇;安全儀表系統(tǒng);安全完整性等級;聯(lián)鎖控制

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.30.100

1 引言

根據(jù)《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〔2009〕116號）以及《關(guān)于加強化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導意見》（安監(jiān)總管三〔2014〕 116號）、《關(guān)于開展提升危險化學品領(lǐng)域本質(zhì)安全水平專項行動的通知》（安監(jiān)總管三〔2012〕87號）的要求，焦爐煤氣制甲醇工程甲醇合成工段需要配置安全儀表系統(tǒng)。安全儀表系統(tǒng)設計需要采用先進、成熟、可靠的控制技術(shù)，確保生產(chǎn)安全;測量儀表、控制器及執(zhí)行機構(gòu)應本著技術(shù)先進、安全可靠的原則選型。

2 安全儀表系統(tǒng)設計

甲醇合成工段采用加氫生產(chǎn)甲醇工藝。主要化學反應（均系高溫高壓催化）：

CO+2H2= CH3OH

CO2+3H2= CH3OH+H2O

根據(jù)甲醇合成工段保護層分析（LOPA）可知，甲醇合成工段配置的SIS安全儀表系統(tǒng)，其安全完整性等級SIL為2級。

SIS安全儀表系統(tǒng)設計為：將甲醇分離器出口設置的取得 IEC61508或TUV安全完整性等級SIL2級認證的3臺本安型壓力變送器檢測信號輸入SIS安全儀表系統(tǒng)機柜一進二出隔離式安全柵，輸出一路信號進SIS安全儀表系統(tǒng)進行安全聯(lián)鎖控制，另一路信號送至DCS集散控制系統(tǒng)機柜進DCS系統(tǒng)顯示報警。SIS控制器取得安全完整性等級SIL2 級認證，來自壓力變送器的3路檢測信號按照“三選二”原則進行安全聯(lián)鎖控制。在甲醇分離器出口管線上的放空管線設置SIL2級認證的氣動雙作用放空開關(guān)閥，當甲醇分離器出口壓力高于5.2MPa，或現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況操作人員按下緊急停車按鈕時，SIS安全儀表系統(tǒng)聯(lián)鎖停合成循環(huán)機電源，同時打開放空管線放空開關(guān)閥。氣動雙作用放空開關(guān)閥采用二位五通閥，正常運行時，DO為“1”，開關(guān)閥關(guān)閉;聯(lián)鎖動作時，DO為“0”，開關(guān)閥打開。

SIS安全儀表系統(tǒng)設1個工程師站，1個操作站，其UPS不間斷電源獨立供電時間不少于30分鐘。具備自診斷和SOE功能和信息遠傳、連續(xù)記錄、聲光報警、信息存儲、緊急停車功能。記錄的電子數(shù)據(jù)的保存時間為45天。SIS安全儀表系統(tǒng)組成框圖如圖1。

3 結(jié)論

焦爐煤氣制甲醇涉及加氫危險化工工藝，設計的安全儀表系統(tǒng)所具備的功能符合安監(jiān)總管三〔2009〕116號文中《首批重點監(jiān)管的危險化工工藝安全控制要求、重點監(jiān)控參數(shù)及推薦的控制方案》對加氫工藝的要求。實驗表明：其安全性和可用性高，操作簡便，提高了安全生產(chǎn)條件。企業(yè)需按照安監(jiān)總管三〔2012〕87號第7條第2項的要求加快專業(yè)管理人才和自動化操作工的培養(yǎng)，加強設備的維護，制定完善的操作規(guī)程，提高員工安全素質(zhì)，確保安全生產(chǎn)。

參考文獻

[1]匡蕾.基于危險工藝裝置設置安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究[J].中國安全科學學報，2009，（7）.

[2]方向榮.石化裝置安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）常用評估方法探討[J].廣州化工，2010，38（1）.

[3]王寶生.安全聯(lián)鎖系統(tǒng)在化工過程中的選型與應用[J].中國氯堿，2002，（6）.

[4]李惠林.化工企業(yè)危險工藝自動化控制及安全聯(lián)鎖改造評價[J].工業(yè)技術(shù)，2011，（36）.

[5]趙慶賢.基于 HAZOP方法的加氫工藝自動化安全控制[J].中國安全科學學報，2010，（12）.