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1、重氮化工艺安全控制设计指导方案（试行）目录1概述错误!未定义书签。1.1 重氮化工艺错误!未定义书签。1.2 重氮化反应类型错误!未定义书签。1.2.1顺法重氮化反应错误!未定义书签。1.2.2反加法重氮化反应错误!未定义书签。1.2.3亚硝酰硫酸法重氮化反应错误!未定义书签。1.2.4硫酸铜触媒法重氮化反应错误!未定义书签。1.2.5盐析法重氮化反应错误!未定义书签。1.3重氮化工艺关键设备和重点监控单元错误!未定义书签。1.3.1重氮化工艺的关键设备错误!未定义书签。1.3.2重氮化工艺的重点监控单元错误!未定义书签。1.4重氮化工艺涉及的主要危险介质错误!未定义书签。1.4.1重氮化原料
2、错误!未定义书签。1.4.2产品和中间产品错误!未定义书签。1.4.3其他错误!未定义书签。1.5山东省主要重氮化工艺产品目录错误!未定义书签。2危险性分析错误!未定义书签。2.1 固有危险性错误!未定义书签。2.1.1 火灾危险性错误!未定义书签。2.1.2 爆炸危险性错误!未定义书签。2.1.3 中毒危险性错误!未定义书签。2.1.4 腐蚀及其他危险性错误!未定义书签。2.2 工艺过程的危险性错误!未定义书签。2.2.1反应过程的危险性错误!未定义书签。2.2.2反应安全风险评估错误!未定义书签。2.2.3危险和可操作性分析错误!未定义书签。3重点监控的工艺参数和控制要求错误!未定义书签。
3、3.1 温度错误!未定义书签。3.2 压力错误!未定义书签。3 .3投料速率、物料配比和PH值错误!未定义书签。4 .4液位错误!未定义书签。3. 5亚硝酸钠（亚硝酰硫酸）流量错误!未定义书签。4推荐的安全控制方案错误!未定义书签。4.1各工艺参数控制方式错误!未定义书签。4.2工艺系统控制方式错误!未定义书签。4. 2.1基本监控要求错误!未定义书签。4. 2.2基本控制要求错误!未定义书签。4. 2.2.2其他错误!未定义书签。4.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施错误!未定义书签。4.4 仪表系统选用原则错误!未定义书签。4. 4.1基本过程控制系统（BPCS）选用原则错误
4、!未定义书签。4. 4.2安全仪表系统选用原则错误!未定义书签。4. 4.3气体检测报警系统（GDS）选用原则错误!未定义书签。4.5其他安全设施错误!未定义书签。5通用设计要求错误!未定义书签。5.1 收集产品工艺资料错误!未定义书签。5.2 确定改造范围错误!未定义书签。5.3 仪表设备选型错误!未定义书签。5.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更错误!未定义书签。6典型工艺安全控制系统改造设计方案错误!未定义书签。6.1工艺简述错误!未定义书签。6.2装置重氮化工艺危险性分析错误!未定义书签。6.2.1固有危险性错误!未定义书签。6.2.2工艺过程的危险性错误!未定义书签。6
5、. 3装置重氮化工艺控制方案综述错误!未定义书签。7重氮化工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图错误!未定义书签。6.1 山东省主要重氮化工艺产品目录（附表D错误!未定义书签。7. 2重氮化工艺重点监控参数的控制方式（附表2）错误!未定义书签。8. 3企业需提交的设计资料清单（附表3）错误!未定义书签。7 .4某企业重氮化工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）.错误!未定义书签。8 .5工艺管道与仪表流程图（附图1）错误!未定义书签。附表1山东省主要重氮化工艺产品目录错误!未定义书签。附表2重氮化工艺重点监控参数的控制方式错误!未定义书签。附表3企业需提交的设计资料清单错误!未定义书签。附表4某
6、企业重氮化工艺控制、报警、联锁一览表错误!未定义书签。附图1某企业重氮化工艺管道与仪表流程图错误!未定义书签。1概述1.1 重氮化工艺一级胺与亚硝酸在低温下作用，生成重氮盐的反应。脂肪族、芳香族和杂环的一级胺都可以进行重氮化反应。通常是把含芳胺的有机化合物在酸性介质中与亚硝酸钠作用，使其中的胺基(-NH2)转变为重氮基(-N=N-)的化学反应。涉及重氮化反应的工艺过程为重氮化工艺。1.2 重氮化反应类型重氮化反应主要包括：顺法、反加法、亚硝酰硫酸法、硫酸铜触媒法和盐析法五种类型。1.2.1顺法重氮化反应指在重氮盐的制备过程中，先在重氮化原料溶液中加入适量酸，低温下再向釜内加入亚硝酸钠的重氮化方
7、法。如对氨基苯磺酸钠与2-蔡酚制备酸性橙-II染料、芳香族伯胺与亚硝酸钠反应制备芳香族重氮化合物等。122反加法重氮化反应指先按照比例配置重氮化原料和亚硝酸钠溶液，再将料液缓慢加入低温盐酸溶液的重氮化方法。如间苯二胺生产二氟硼酸间苯二重氮盐；苯胺与亚硝酸反应生产苯胺基重氮盐等1.2.3 亚硝酰硫酸法重氮化反应指先将芳伯胺溶于浓硫酸或冰醋酸，再向其中加入亚硝酰硫酸的重氮化方法。如2-氟基-4-硝基苯胺、2-氟基-4-硝基-6-漠苯胺、2、4-二硝基-6-漠苯胺、2、6二氟基-4-硝基苯胺、2,4-二硝基-6-氟基苯胺、邻氯对硝基苯胺为重氮组分与端氨基含醛基的偶合组分经重氮化、偶合成单偶氮分散染料
8、。主反应:24二硝基6滨-苯胺亚硝酰硫酸+ H2O副反应:2N0HS01+H2O-2H2S01+NOt+NO21.2.4 硫酸铜触媒法重氮化反应将氨基苯酚类溶解于碱溶液中，与亚硝酸溶液一起加入溶有硫酸铜的弱酸（如乙酸）溶液中，发生重氮化反应。如邻、间氨基苯酚用弱酸（醋酸、草酸等）或易于水解的无机盐和亚硝酸钠反应制备邻、间氨基苯酚的重氮化合物等。1.2.5 盐析法重氮化反应首先将偶氮化合物加碱溶解，然后盐析，使全部成为偶氮体的钠盐。析出沉淀过滤、迅速倒入盐酸和冰水的混合物，使重氮化反应得以实现。如氨基偶氮化合物通过盐析法进行重氮化生产多偶氮染料等。1.3 重氮化工艺关键设备和重点监控单元131重
9、氮化工艺的关键设备重氮化工艺关键设备是重氮化反应器（釜）在重氮化工艺过程中，重氮化反应为放热反应，反应温度在重氮化工艺中为重要参数需要严格控制，一般重氮化工艺反应温度需要控制在15以下，有的重氮化工艺反应器（釜）内需要保持一定压力，故重氮化反应器（釜）应设置温度、压力监控设施和冷媒夹套、盘管；有些重氮化反应器（釜）属于压力容器，应设安全阀等安全附件。重氮化工艺涉及的物质大多可燃物，在反应过程中如果出现泄漏，使空气混入反应器（釜）或反应釜内搅拌不良、冷媒流量过低导致反应器（釜）内温度过高，都有可能造成爆炸事故，故反应器（釜）还应设置爆破片、导爆管等安全附件。重氮化反应需要在酸性下进行，所以重氮化
10、反应釜需要根据反应介质和反应条件，采取相应防腐措施。1.3.2重氮化工艺的重点监控单元重氮化工艺的重点监控单元为重氮化反应和后处理单元，重氮化反应单元重点监控反应釜内温度、压力、液位、PH值；反应釜内搅拌速率；亚硝酸钠流量；反应物质的配料比等。后处理单元重点监控温度。1.4 重氮化工艺涉及的主要危险介质1.4.3 重氮化原料1.4.3.1 亚硝酸钠亚硝酸钠为白色或淡黄色细结晶、无臭、略有咸味、易潮解，暴露在空气中会被氧化变质。该物质属于无机氧化剂，175发生分解，能引起有机化合物着火或爆炸。与还原物、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合可形成爆炸性混合物，急剧加热时可发生爆炸。亚硝酸钠毒作用
11、为麻痹血管运动中枢及周围血管，形成高铁血红蛋白，急性中毒表现为全身无力、头痛、头晕、恶心、呕吐、腹泻、呼吸困难，检查见皮肤粘膜明显紫蛇，严重者血压下降、昏迷，死亡。接触人手、足部皮肤可发生损害。1.4.3.2 亚硝酰硫酸亚硝酰硫酸为无色梭形结晶，与有机物（如木屑、草等）接触会燃烧。与还原剂发生剧烈反应。遇潮时对大多数金属有腐蚀性。遇水分解为硫酸、硝酸，并产生有毒的氧化氮气体。亚硝酰硫酸对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激作用和腐蚀作用，蒸气或雾能引起角膜炎、结膜炎，并可引起失明，引起呼吸道刺激和支气管痉挛，化学性肺炎、肺水肿，严重者可致死。1.4.3.3 其他原料重氮化反应原料主要是芳香族、脂肪族和
12、杂环的一级胺化合物。重氮化原料大多为易燃易爆液体，如苯胺，闪点70、爆炸上限11%、爆炸下限为L3%。还有可燃固体，如邻硝基苯胺，遇明火、高热可燃。受热分解放出有毒的氧化氮烟气。重氮化原料绝大部分有毒害性，人员接触、误食、吸入会对身体造成损害，甚至死亡。同时部分重氮化原料在受热或光照条件下，会发生分解，释放有毒气体。1.4.4 产品和中间产品重氮盐，特别是带有硝基的重氮盐，在温度稍高或是光照作用下即易发生分解，有的在室温即进行分解。在干燥状态下，有些重氮盐不稳定，活性大，受热或摩擦、碰撞会发生分解爆炸。在酸性介质中，有些金属如铁、铜、锌等能促使重氮化物激烈分解甚至爆炸。重氮化物一般是有一定毒害
13、性，人员接触、误食、吸入会对身体造成损害，甚至造成人员死亡。143其他重氮化反应中需要加入无机酸调整反应过程的PH值,使用的酸可以是盐酸、硫酸、高氯酸等，这些物质全部具有腐蚀性，在使用过程中对设备管道有不同程度的腐蚀性。同时部分无机酸如硫酸、高氯酸具有强氧化性，与可燃、还原性物质接触可能出现火灾爆炸危险。部分无机酸与人体接触可能造成灼伤。如盐酸、高氯酸等受热易分解或释放出有毒、有刺激性气体。1.5 山东省主要重氮化工艺产品目录山东省主要重氮化工艺有颜料、分散染料、1,3,5-三澳苯、（X-氯代丙烯月青、2-氯5-氯甲基毗咤等生产。山东省主要重氮化工艺产品目录详见附表Io2危险性分析重氮化反应是
14、一个放热过程，生产过程所使用的原料大多具有易燃性、有毒性、腐蚀性，一旦泄漏危险性较大。生产的重氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。2.1 固有危险性固有危险性指重氮化反应中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。2.1.1 火灾危险性重氮化反应的主要火灾危险性在于所产生的重氮盐，如重氮盐酸盐(C6Hi5N2Cl)重氮硫酸盐(C6Hi5N2SO4),特别是含有硝基的重氮盐，如重氮二硝基苯酚(NO2)2N2C6H2OH等,他们在温度稍高或光的做用下，极易分解，有的甚至在室温下亦能分解。一般每升高10,分解速度提高2倍，在干燥状态下，有些重氮盐不稳定，活力大，
15、受热、或摩擦、碰撞能分解爆炸。含重氮盐的溶液若洒落在地上，蒸汽管道上，干燥亦能引起火灾。在酸性介质中，有些金属如铁、铜、锌等能促使重氮化合物激烈分解,甚至引起火灾的发生。作为重氮剂的芳胺化合物都是可燃有机物，在一定条件下也能引起火灾的发生。重氮化生产过程中所使用的亚硝酸钠是无机氧化剂，175时能分解与有机物发生着火。亚硝酸钠并非仅为氧化剂，所以当遇到比其氧化性强的氧化剂时，又具有还原性，故遇到氯酸钾、高镒酸钾、硝酸筱等强氧化剂时有发生火灾的可能。当重氮化生产采用亚硝酰硫酸法时。亚硝酰硫酸能与有机物(如木屑、草等)接触会燃烧。与还原剂发生剧烈反应。遇潮时对大多数金属有腐蚀性。遇水分解为硫酸、硝酸
16、，并产生有毒的氧化氮气体。2.1.2 爆炸危险性重氮化反应所产生的重氮盐，在温度高或光的作用下，易分解，有的甚至在室温也能分解，每当温度升高10,其分解速度提高2倍。在干燥状态下，有的重氮盐不稳定，活力大，受热或摩擦、撞击能分解爆炸。重氮化反应大多数是一个放热过程，在正常工艺条件下操作，工艺中产生的热量能通过换热、取热等方式移除，如果反应取热失效，工艺中产生的大量热量会使体系温度升高。存在爆炸危险性。含重氮盐的溶液若散落在地上、蒸汽管道上，干燥后亦能燃烧或爆炸，亚硝酸钠还具有还原剂的性质，遇到比它强的氧化剂能被氧化而导致燃烧或爆炸。重氮化反应器，若温度过高，亚硝酸钠的投料过快和过量，会增加亚硝
17、酸的浓度，加速物料的分解，产生大量的氧化氮气体，亦有爆炸的危险。2.1.3 中毒危险性重氮化原料：如苯胺、苯二胺等大多为芳香类或杂环类的一级胺，重氮化原料大多具有毒性，对呼吸道、粘膜、眼睛等部位有刺激性。亚硝酸盐：重氮化工艺中亚硝酸盐主要是亚硝酸钠，以亚硝酸钠为例，亚硝酸钠毒作用为麻痹血管运动中枢及周围血管，形成高铁血红蛋白，急性中毒表现为全身无力、头痛、头晕、恶心、呕吐、腹泻、呼吸困难；检查见皮肤粘膜明显紫绢。严重者血压下降、昏迷，死亡。接触工人手、足部皮肤可发生损害。2.1.4 腐蚀及其他危险性重氮化工艺中腐蚀性危害主要由于在重氮化过程中为保持酸性条件，其中需加入无机酸，无机酸除所具有的酸
18、性外，部分无机酸具有强氧化性或容易分解释放出有氧化性气体。同时部分重氮化原料也具有一定腐蚀性。2.2 工艺过程的危险性2.2.1 反应过程的危险性重氮化反应时必须严格控制亚硝酸钠（亚硝酰硫酸）的投料量。一般亚硝酸钠（亚硝酰硫酸）用量比理论值略高，但是如果亚硝酸钠（亚硝酰硫酸）过量过多，重氮化反应速度就会加快，导致生成的重氮盐分解而发生事故。若酸用量不足，生成的重氮盐容易和未反应的芳胺偶合，生成重氮氨基化合物。对亚硝酸钠投料的速度也必须严格控制，如果投料过快，会造成局部性亚硝酸钠过量，引起火灾爆炸危险。重氮化反应过程绝大多数为放热反应，且多数为液相反应，反应温度通常较低，一般在15以下。反应产物
19、、反应原料多为可燃液体或可燃固体，受热易分解，反应产物和部分反应原料在受热、光照、遇明火或是受到摩擦碰撞时会发生爆炸。在重氮化工艺中，反应温度对反应的影响十分重要，重氮化物容易分解，部分重氮化物在常温下即发生分解，一般每提高I（TC重氮盐分解速率提高2倍。在工艺过程中，反应温度稍有提高就可能出现产物大量分解，甚至出现反应失控发生火灾爆炸。2.2.2 反应安全风险评估按要求开展反应安全风险评估的企业，应按照精细化工反应安全风险评估导则（试行）进行反应安全风险评估，综合反应安全风险评估结果，考虑不同的工艺危险程度，建立相应的控制措施。2.2.3 危险和可操作性分析本指导方案在实际应用中，其工艺产品
20、的具体危险应按危险与可操作性分析（HAZOP）或预先危险分析（PHA）或事故树分析（ETA）等风险评价方法，对整个工艺过程的危险性进行分析。3重点监控的工艺参数和控制要求3.1 温度在重氮化工艺中，重氮化反应绝大多数为放热反应，由于重氮化反应产物受热易分解，部分重氮化物在常温下即发生分解反应，重氮化反应需要在较低温度下进行，故重氮化反应器内温度要进行严格监控，同时对后处理单元温度也需要严格监控。重氮化反应釜一般使用冷冻盐水作为冷媒，在较低温度下进行反应。在反应釜上应设有温度监控、联锁装置，部分工艺需要设安全阀、爆破片等附件，当反应温度升高时，通过加大冷媒流量、减小进料速率等手段降低反应釜内温度
21、。3.2 压力一般重氮化反应在常压下进行，为防止重氮化反应失去控制导致突然升温、升压发生火灾、爆炸等危险事故，需对反应釜内压力进行监控。在必要时，通过紧急泄放等手段，防止反应釜内压力过高造成危险。3.3 投料速率、物料配比和PH值本工艺需要对反应器（釜）内进料比例进行监控，重氮化工艺中，反应进料速率和物料配比是重要的工艺参数，在反应过程中，投料速率需要严格控制，以防止反应速率过快导致的温度变化，严格控制反应物料配比即为了提高反应中重氮化原料的转化率，同时也为了控制反应器（釜）内反应速率，避免出现反应温度不稳定导致产率的下降甚至发生火灾、爆炸危险。其反应过程需要在酸性条件下进行，否则重氮化产物容
22、易发生分解，因此应严格控制反应器（釜）内PH值。控制反应釜器（釜）PH值一般通过控制反应器（釜）酸的进料量来实现。3.4 液位重氮化反应主要为液相反应，为避免出现反应器（釜）溢流，保证反应釜内搅拌效率和传热效率，同时防止因反应器（釜）内温度压力突变造成喷溅和泄漏，造成火灾、爆炸及中毒危险的发生，应对反应器（釜）内液位进行监控。3.5 亚硝酸钠（亚硝酰硫酸）流量重氮化反应中亚硝酸钠流量是重要的工艺参数，其与反应速率、反应温度等都有关，为保证产物收率及生产安全，需要对亚硝酸钠流量进行监控。一般重氮化工艺中，亚硝酸钠需要过量，部分工艺为亚硝酸钠缓慢加入反应器（釜）内物料中，需要严格控制亚硝酸钠流量，
23、若亚硝酸钠流量过高，容易导致反应器（釜）内温度失控，产物发生分解甚至出现火灾、爆炸等危险。部分工艺为重氮化原料缓慢加入釜内亚硝酸钠溶液中，需要控制亚硝酸钠在反应釜内的量，以保证重氮化反应原料的转化率。如若重氮化反应中采用亚硝酰硫酸，同样需要严格控制亚硝酰硫酸流量以及在反应釜内的量，以保证重氮化反应原料的转化率。4推荐的安全控制方案4.1各工艺参数控制方式重氮化工艺的温度、压力、进料流量及物料配比、液位、PH、反应釜搅拌速率、冷媒运行状况等重点监控工艺参数的控制方式见附表2o4.2工艺系统控制方式4.2.1 基本监控要求重氮化工艺的生产装置设置的自动控制系统应达到重点监管危险化工工艺目录中有关安
24、全控制的基本要求，重点监控工艺参数应传送至控制室集中显示，并按照宜采用的控制方式设置相应的联锁。自动控制系统应具备远程调节、信息存储、连续记录、超限报警、联锁切断、紧急停车等功能。记录的电子数据的保存时间不少于30天。4.2.2 基本控制要求4.2.3 .1重氮化工艺安全控制基本要求中涉及反应温度、反应搅拌故障及联锁的自动控制方式至少满足下列要求：（1）对于常压放热反应工艺，依据反应安全风险评估，反应釜应设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统，反应釜应设进料和冷媒流量自动控制阀，通过改变进料流量和（或）冷媒流量调节反应温度，反应温度高高报警并联锁切断进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统，打
25、开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开安全泄放系统。（2）对于带压放热反应工艺，反应釜应设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统，反应釜应设进料和冷媒流量自动控制阀，通过改变进料流量和（或）冷媒流量调节反应温度和（或）压力、反应温度和（或）压力高高报警并联锁切断进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开安全泄放系统。（3）属于同一种反应工艺，多个反应釜串联使用的，各反应釜应设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统，各反应釜应设进料和冷媒流量自动控制阀，通过改变进料流量和（或）冷媒流量调节反应温度和（或）压力，反应温度和（或
26、）压力高高报警联锁切断总进料、打开紧急冷却系统、紧急停车系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断总进料，打开安全泄放系统。4.2.4 .2其他（1）反应过程中需要通过调节冷却系统控制或者辅助控制反应温度的，应当设置自动控制回路，实现反应温度升高时自动提高冷却剂流量；调节精度要求较高的冷却剂应当设流量控制回路，（2）重氮化工艺安全控制基本要求的涉及反应物料配比、液位、进出物料、流量等报警及联锁的安全控制方式，应同时满足重点监管危险化工工艺目录中的要求，并根据设计方案或HAZOP分析报告设置相应联锁系统。（3）重氮化反应过程中反应体系一般为酸性，在重氮化釜上设PH分析仪。（4）设计时，
27、应结合具体的工艺机理，合理的设置控制方案，避免出现因控制回路间密切相关、互相影响导致工艺参数无法控制的情况，控制措施中相互关联不允许发生耦合控制。（5）重氮化反应釜（器）区域有重大危险源存在的场所或者设施，设置视频监控系统，可燃、有毒气体检测报警系统。（6）建议重氮化反应釜冷媒运行设置一级负荷，搅拌电机运行设置一级负荷中特别重要负荷。4.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施所有涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺的化工生产装置按照关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见(安监总管三(2017)1号)要求必须完成反应安全风险评估，并综合反应安全风险评估结果，考虑不同的工艺危
28、险程度，设置相应的控制措施。4.4 仪表系统选用原则4.4.1 基本过程控制系统(BPCS)选用原则(1)基本过程控制系统(BPCS)宜首选DCS系统；(2)基本过程控制系统的CPU、通信、电源等模块应冗余设置。(3)生产过程中的重点工艺参数监控回路的ALAO、DLDO点应冗余配置，且相同仪表位号的AI、AO、DLDo点应配置在不同的卡件上。(4)在控制室内加装紧急停车按钮，确保现场出现紧急情况(如重要设备损坏等)时，操作人员可在控制室内切断原料进料、启动紧急冷却系统、紧急泄放系统和吸收中和系统等。BPCS的报警及联锁的设计应满足信号报警及联锁系统设计规范(HG/T20511)之要求。4.4.
29、2 安全仪表系统选用原则针对具体的重氮化工艺，依据反应安全风险评估结果、危险和可操作性分析(HAZOP)、LOPA分析确定相关各安全仪表功能(SlF)的安全完整性等级(SIL)0通过LoPA分析，安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SlL)1时，应配置独立于DCS系统之外的安全仪表系统(SIS),1可以与DCS合并设置。根据仪表的安全性和可用性，测量仪表宜三取二。安全仪表系统的逻辑控制器硬件要求、测量仪表独立性和冗余性、最终元件独立性和冗余性等技术要求，须符合石油化工安全仪表系统设计规范(GB/T50770)规范要求。安全仪表系统在投入运行之前，应进行SIL等级的验证，验证合格方能投入运行
30、。4.4.3 气体检测报警系统(GDS)选用原则工艺的原料、中间产品及产品大多为有毒、易燃易爆物品，装置应按石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准(GB/T50493)设置独立的气体检测报警系统，并保证装置停车或工艺控制监控系统失效后，仍能有效地进行监测、报警。4.5 其他安全设施对于具体的装置，考虑安全设施时不应孤立的看待具体的设备或工序,还应考虑相关的原料准备、产品储存、公用工程等相关设施和工序，任何一个工序出现故障都可能影响到整套装置的安全，在设置监控或联锁、报警时一并考虑进去。对于装置中因工艺参数失控而引起的过压、危及设备或管道时，除了设置自控、联锁系统外，还应设置爆破片、安全阀、
31、高压阀、单向阀、紧急排空阀及紧急切断装置等其他安全设施。5通用设计要求对于新建或改、扩建装置，在制定设计方案时，应根据工艺、自控及安全要求，结合本指导方案，进行优化设计。对于现有工艺装置进行自控与安全连锁改造，增加或者完善安全控制系统，其设计工作应遵循以下原则要求:5.1 收集产品工艺资料企业产品简介、使用工艺简介、重氮化工艺管道与仪表流程图，涉及的设备简图和工艺物性参数、危险和可操作性分析（HAZOP）报告和保护层分析（LOPA）及SlL定级报告。按要求开展精细化工反应安全风险评估的企业，应提供反应安全风险评估报告。改造企业需提交的设计资料清单见附表3o5.2 确定改造范围（1）与企业协商，
32、根据国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知（安监总管三（2009）116号）、国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知（安监总管三（2013）3号）、关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见（安监总管三（2014）116号）文要求,确定需要改造的装置范围，实现重氮化工艺过程的自控联锁。（2）核实重氮化工艺过程所涉及的上下游工艺过程对自身的影响（如重氮盐的制备与储存、冷媒的规格数量、惰性保护系统气体的规格数量等）。（3）将重氮化工艺以及对该工艺过程产生影响的上下游的工艺过程和对工艺安全产生影响的相关公用工程一并纳
33、入自动化控制与安全联锁技术改造范围，确定控制方案，绘制PlD图。5.3 仪表设备选型（1）确定相关检测仪表型号；（2）计算并选定执行机构型号；（3）根据工艺过程复杂程度、检修能力等确定自动化和安全联锁的实现载体（如SIS、DCS；检测仪表、自控调节阀、紧急切断阀等）。5.4提交方案（1）工艺管道与仪表流程图（PID）；（2）顺序控制逻辑图（需要时）；（3）控制、报警、联锁一览表；（4）自控设备表；（5）检测取源和执行器改造图（说明或标注标准号）；（6）自控、联锁能源供应方案。5.5与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更6典型工艺安全控制系统改造设计方案某企业采用亚硝酰硫酸重氮化法，以水、
34、硫酸、亚硝酰硫酸、邻氯对硝基苯胺、双氟乙基苯胺为原料生产分散橙44滤饼的安全控制方案。6.1 工艺简述向重氮化釜夹套通冷冻盐水控制反应温度为15左右，在低温、常压下，向重氮化釜中依次加入计量好的工艺水、硫酸、亚硝酰硫酸。投加完毕后，搅拌反应一段时间后生成重氮盐，最后，将重氮盐进行偶合反应得到分散橙44滤饼。6.2 装置重氮化工艺危险性分析6.2.1 固有危险性亚硝酰硫酸与有机物（如木屑、草等）接触会燃烧。与还原剂发生剧烈反应。遇潮时对大多数金属有腐蚀性。遇水分解为硫酸、硝酸，并产生有毒的氧化氮气体。邻氯对硝基苯胺为黄色结晶粉末。熔点107,沸点326.2C,闪点40o遇明火能燃烧。受热分解放出
35、有毒气体。对眼睛、皮肤、粘膜、上呼吸道有刺激性。进入体内可导致形成高铁血红蛋白血症。高浓度时可引起紫绢,这种症状可持续2-4小时或更长时间。硫酸有强烈的腐蚀性和吸水性，与可燃物（如糖、纤维素等）接触会发生剧烈反应，甚至引起燃烧。双氟乙基苯胺为白色结晶粉末，可燃，有毒，熔点80-88C,沸点412,闪点189Co亚硝酰硫酸对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激作用和腐蚀作用，蒸气或雾能引起角膜炎、结膜炎，并可引起失明，引起呼吸道刺激和支气管痉挛，化学性肺炎、肺水肿，严重者可致死。6.2.2 工艺过程的危险性反应过程中如果亚硝酰硫酸过量过多，重氮化反应速度就会加快，导致生成的重氮盐分解而发生事故。若酸用量
36、不足，生成的重氮盐容易和未反应的邻氯对硝基苯胺偶合，生成重氮氨基化合物。对亚硝酰硫酸投料的速度也必须严格控制，如果投料过快，会造成局部性亚硝酰硫酸过量，引起火灾爆炸危险。在重氮化工艺中，反应温度对反应的影响十分重要，重氮化物容易分解，部分重氮化物在常温下即发生分解，一般每提高I(TC重氮盐分解速率提高2倍。在工艺过程中，反应温度稍有提高就可能出现产物大量分解，甚至出现反应失控发生火灾爆炸。6.3 装置重氮化工艺控制方案综述本重氮化工艺反应釜设紧急冷却系统、紧急停车系统、安全泄放系统,反应釜设进料和冷媒流量自动控制阀，通过改变冷媒流量调节反应温度，反应温度高高报警并联锁切断进料、打开紧急冷却系统
37、、紧急停车系统，打开安全泄放系统。当搅拌系统发生故障时联锁切断进料，打开安全泄放系统。本工序亚硝酰硫酸、硫酸、工艺水采用计量罐的形式加入。亚硝酰硫酸计量罐设置远传液位计，出料管线上设置流量计、调节阀、切断阀，通过调节亚硝酰硫酸流量控制反应速率。硫酸计量罐设置远传液位计，出料管线上设置流量计。工艺水计量罐设置远传液位计。对硝基苯胺采用料仓形式加入，并采用螺旋输送器机械输送，料仓设置远传称重模块。反应釜设置远传温度计、压力表、搅拌电流显示、在线PH检测，夹套冷却水设置远传温度计、流量计、调节阀以及切断阀，通过调节夹套冷却水流量控制反应温度。DCS联锁方案：硝酰硫酸、硫酸、工艺水计量罐液位高高报警时
38、联锁切断进料。料仓重量低低时联锁停螺旋输送器。反应釜温度高高报警时或或搅拌电流故障报警时，联锁切断亚硝酰硫酸出料切断阀、停螺旋输送器、打开冷冻盐水切断阀。根据保护系统层分析(LOPA)及SIL定级报告，某企业生产分散橙44滤饼装置的安全完整性等级采用SIL2级。重氮化釜温度高高，考虑仪表的安全性和可用性，测量仪表三取二，SIS联锁切断亚硝酰硫酸进料切断阀、停螺旋输送器、打开冷冻盐水切断阀。本工序基本过程控制系统采用DCS系统，并配置了独立的安全仪表系统(SIS),以上控制、报警及联锁方式在控制室实现。工艺管道与仪表流程图见附图1,控制、报警、联锁一览表见附表4。7重氮化工艺安全控制系统设计指导
39、方案附表、附图7.1 山东省主要重氮化工艺产品目录（附表1）7.2 重氮化工艺重点监控参数的控制方式（附表2）7.3 企业需提交的设计资料清单（附表3）7.4 某企业重氮化工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）7.5 工艺管道与仪表流程图（附图1）附表1山东省主要重氮化工艺产品目录产品名称酸性红B红色基B.GP愈创木酚BMA1,3,5-三澳苯间溟硝基苯2-氯-5-氯甲基口比咤a氯代丙烯月青猩红酸活性黑KN-B系列产品1.3.5毗嚏酮直接耐晒翠兰氯代酯2-氯-6-氟苯甲醛(CFB)2-氯-7-氟苯甲醛(CFB)肠基苯乙酮、UV-329直接耐晒蓝酸性黑210活性染料大红、桃红、橙S附表2重氮化工艺重
40、点监控参数的控制方式序号工艺参数控制方式备注1重氮化反应器温度1、集中显示2、报警3、控制4、联锁2重氮化反应器压力1、集中显示2、报警3重氮化反应器原料进料流量、投料速率1、集中显示2、报警3、联锁4重氮化反应器原料进料物料配比1、计量罐2、恒定或比值调节5重氮化反应器PH值1、集中显示2、报警6重氮化反应釜搅拌速率1、集中显示2、报警3、联锁7冷媒流量、温度1、集中显示2、报警3、联锁8重氮化反应尾气组分根据重氮化工艺、反应器特点，按照分析化验手册规定进行分析附表3企业需提交的设计资料清单文字说明部分图纸部分1、工艺操作规程2、安全操作规程3、安全设施设计专篇4、设备一览表（含设备规格、材
41、质、介质、设计及操作温度、压力、仪表口规格等）5、公用工程状况（包括供电、供汽、供水、循环水、冷冻水、压缩空气等）6、现有自控、仪表状况描述（包括控制室或操作站）7、主要物料及公用工程管线规格、材质8、实际生产中存在的工艺、安全方面的问题及对本次改造内容的建议9、同类装置历史上发生的事故案例10、危险和可操作性分析（HAZoP）报告11、保护层分析（LoPA）报告1、厂区总平面布置2、工艺管道与仪表流程图3、各工序设备布置图4、爆炸危险区域划分图5、可燃、有毒气体报警系统图及报警仪布置图6、主要物料平衡图表4.1重氮化反应工艺DCS控制、报警、联锁一览表序号位号测控变量联锁参数功能一、温度控制
42、、报警、联锁1TICAS-IOi重氮化釜温度显示、控制、报警、联锁2TIA-103重氮化釜夹套冷却水温度显不、报警二、压力控制、报警、联锁1PIA-IOI重氮化釜压力显示、报警三、电流报警、联锁1IIAS-IOl重氮化釜搅拌电流显示、报警、联锁四、液位（重量）控制、报警、联锁1WIAS-IOl螺旋输送重量显示、报警、联锁2LIAS-IOl亚硝酰硫酸计量罐液位显示、报警、联锁3LIAS-102硫酸计量罐液位显示、报警、联锁4LIAS-103工艺水计量罐液位显示、报警、联锁五、流量控制、报警、联锁1FICQ-IOl亚硝酰硫酸进料流量显示、报警、联锁2FIA-102硫酸进料流量显不、报警3FIA-103重氮化釜夹套冷却水流量显示、报警六、PH控制、报警、联锁1AIA-IOl重氮化釜PH值显示、报警表4.2重氮化反应工艺SIS报警、联锁一览表序号位号测控变量联锁参数功能一、温度报警、联锁1TIAS-102A/BC重氮化釜温度温度高高时,SIS联锁切断亚硝酰显示、报警、联锁序号位号测控变量联锁参数功能硫酸与对硝基苯胺的进料，开启冷冻盐水。附图1某企业重氮化工艺管道与仪表流程图浜1v61JFUH!Utfcw*全Ilw亡=NN&2d8
