中小型化工企業生產工藝自動化改造

崔麗娜 劉瑞泉

（天藍顏料（山東）有限公司，山東 龍口 265700）

中小型化工企業應適應經濟社會發展新常態，以創新驅動思維來指導改造升級生產工藝過程，使其生產工藝自動化，走出化工產業特別是中小微型化工企業的“安全、環保、經濟”效益型發展新模式。

一、危險化工工藝安全風險分析

化工企業的危險化工工藝生產過程涉及聚合反應，其溫度、壓力、物料反應變化大，工藝的危險特性也較大。聚合反應的危險性來不僅來自物料本身、環境因素及人為因素。也與實際生產設備，生產工藝控制過程有關。結合博羅縣化工企業危險化工工藝生產和樹脂聚合的實際情況情況進行分析，聚合工藝危險特性主要有：

（一）溢鍋：聚氨酯含羥基組份的物料在真空脫水階段因操作失控也時有出現。其危險性是反應物溢鍋跑料后，產生大量可燃氣體蒸汽，一旦遇上點火源即會發生火災，甚至爆炸事故。溢鍋以醇酸樹脂、聚酯樹脂、環氧酯酯化前期反應尤為多見。

（二）膠化：對于屬于縮合聚合型的醇酸樹脂、聚酯樹脂和環氧酯來說較可能發生，一旦發生膠化，整釜物料報廢，并可能在膠凝瞬間導致電機燒毀產生火花，引發火災事故。而清理反應釜內膠凝物的過程，毒氣易造成對人體傷害。

（四）催化劑過量：樹脂聚合反應大多采用催化劑（或引發劑），有的為強氧化劑（如過氧化物），有的易分解爆炸，有的易自燃等。而催化劑（或引發劑）的使用量對反應速度有很大的影響。催化劑過量，比例過高，聚合反應速度加快，產生的反應熱不易導出，可能引發火災爆炸。

（五）其他安全危險：也可能發生如冷凝器堵塞或管道堵塞（如苯酐升華積聚所致）、泄漏、電火花、靜電、明火等，進一步造成火災、爆炸事故。

目前對中小型化工企業的危險工藝進行自動化改造形勢所迫大勢所趨，也是化工安全的需要。

二、工藝自動化改造的目標

改造范圍主要是涉及“兩重點一重大”（重點監管危險化工工藝企業、重點監管危險化學品和重大危險源）的企業，以及其他涉及儲罐區、反應釜等設備設施的化工企業。

改造目標：針對重大危險源企業可在危險化學品重大危險源適當位置，進行壓力、溫度遠傳監控、液位超限位報警裝置的設置，同時根據國家標準要求，進行聲光報警檢測裝置的設置;針對反應釜進行自動化改造，實現對壓力、溫度、流量、液位等關鍵參數連續監控，在出現超溫超壓等緊急狀態下實現自動連鎖、緊急切斷等操作，減少人為操作失誤，全面提升工藝的本質安全水平。

三、中小型化工企業生產工藝的自動化改造

目前我國大多數中小型危化企業中，生產工藝都是簡單的物理混合，真正涉及到危險化工工藝的并不是很多，每個企業因為生產設施的不同，造成生產條件存在極大差別。結合實際，具體分析生產工藝的自動化改造，以樹脂生產為例。

（一）危化工藝的自動化改造

1.控制生產工藝的重點參數

完善現有相關法律、法規，保護中國圖書的知識產權，嚴厲打擊國外盜版和非法渠道。制定激勵企業出口的相關優惠政策，扶持出口企業的發展。

聚合反應危險工藝生產中的溫度進行控制，通過報警、連鎖等方式實現控制閥的調節與切斷；通過壓力表與壓力變送器實現生產過程壓力的控制；通過顯示與累計等方式借助流量計與調節閥實現管道流量的控制；在物料投放中設置物料自動計量投量系統，實現控制工藝流程中投料順序與投料量。設置反應釜經濟冷卻與切斷系統等，保證反應釜工作的效率與質量。

2.安全聯鎖控制系統的正確選擇

為確保中小型化工企業生產安全與產品質量，可以在控制系統中設置UPS不間斷電源，當出現意外停電時，可以保證反應釜正常工作，確保斷電后系統可以繼續執行安全連鎖動作。針對連續聚合反應過程，可以選擇以監控模擬信號為主邏輯判斷為輔的DCS系統；而間歇聚合反應則需要選擇邏輯判斷與順序控制為主的PLC系統。

3.自動控制系統保障到位

應該對基本設施安裝自動控制系統，保障這些基本設施正常運轉，可以設置應急備用水源、可燃氣體濃度監測報警裝備等。

（二）普化工藝的自動化改造

某化工企業生產中涉及到連續性生產乙酸正丁酯的酯化反應，結合實際對企業生產工藝設施全面升級改造，該企業同時安裝自動控制與安全連鎖系統。具體操作方式如下：將原先的操作室整體搬遷到安全距離外，平時工作中員工可以在操作室中進行遠程操控，定期巡檢即可，在保證安全生產的同時，降低人員安全風險，發生事故時方便逃生。

（三）間歇式物理混合過程的自動化改造升級

危化品生產企業中，大部分化工生產工藝是簡單物理混合過程，特別是稀釋劑的生產和加料；縣域內大部分化工企業沒有儲罐，或有儲罐和輸送管道，但也未通過自動化控制方式安全聯鎖控制有機溶劑的投放，部分企業進行了此類間歇式物理混合過程的自動化改造升級。對間歇式物理混合過程進行自動化改造升級，對稀釋劑的生產和加料投放，實現了生產過程的自動控制和安全聯鎖，自動化代替了部分機械化和人力操作，安全風險降低，生產效率增加。

改造后的生產裝置采用國內最先進的醋酸酯生產工藝，將原有的復雜生產工藝直接簡化成連續的酯化-精餾-回收流程，在縮短生產流程的同時，大幅度降低物料消耗，促進產能提高，大幅度延長儲存期限，促進系統安全穩定性的提高，除此之外，還可以降低污染物的排放量，促進生產效率的提高，同時明顯降低生產成本。原有生產控制效果不是很理想，改進后采用先進的DCS操作系統，在裝置區外圍的操作室進行遠程監控與操作，完全取代原有的表盤顯示與現場手動操作，促進自動化程度的提高，再加上對安全聯鎖、聲光報警等措施的完善，大幅度提高生產與安全穩定性能。

四、結語

本文從中小型化工企業存在的安全風險，自動化改造的緊迫性、改造目標和措施等方面進行了分析，為中小型化工企業的自動化改造提供借鑒。通過自動化改造，可以進一步降低化工工藝的系統性風險，提升工藝的本質安全水平，實現風險可控和企業的可持續發展。