化工工藝連鎖控制分析

姜慧 徐政

摘 要：化工企業具有一個顯著的特點便是具有較高的危險性，在化工企業的生產過程中，其中使用的工藝、設備以及技術等，具有較高的危險性，因此加強化工企業生產過程中的管理模式，提高生產安全，是當前化工企業的首要任務。因此，以化工企業自動化技術作為主要的敘述內容，對其中的涉及到的問題進行分析。

關鍵詞：化工工藝；連鎖；控制

引言

化工企業在生產的過程中，經常會遇到很多不穩定的材料以及使用工藝，對整體工作來說是非常不利的，會使安全事故的發生概率直線提升，因此化工企業中危險工藝自動化技術已經成為企業的主要研究方向。

一、化工企業危險工藝裝置危險性

1.1 硝化反應裝置

硝化反應裝置主要兩方面，一是，有機化合物被硝酸根取代的硝化反應；二是，有機化合物分子反應，例如，利用甘油來硝化獲得硝化甘油、硝化制備硝基苯。包括以下方面硝化反應危險性，第一爆炸。硝化反應實際上是劇烈燃燒放熱的，如果不能連續供應冷卻水或者中途停止攪拌，會由于溫度失控導致爆炸。第二火災。硝化反應實際上大部分都是易燃易爆物質，如果遇到明火或者撞擊，會導致出現火災。第三灼傷。硝化反應的時候其中都是使用一些腐蝕性很強的氧化物質，如果不飽和有機物和空氣接觸反應，會導致附近設備和人被強酸灼傷。

1.2 硫化反應裝置

硫化反應裝置主要就是把酸基或者硫酸加入到有機物質中，硫化反應具備以下幾方面危險性，第一，火災。一般來說化工企業的硫化劑都擁有比較強的氧化性，大部分都是易燃物質，操作硫化過程的時候，如果不均勻拖放、投放錯誤出現問題，都會因為不穩定溫度導致釋放很多熱量。第二，爆炸。硫化反應屬于強烈過程，需要釋放很多熱量，如果硫化操作的時候不能有效控制冷卻和攪拌環節，從而會急劇升高溫度出現爆炸問題。第三，灼傷和腐蝕。硫化操作一般都是使用遇水變成硫酸的硫化劑，操作中會釋放一定熱量，從而導致嚴重腐蝕設備和人。

1.3 鹵化反應

鹵化反應實際上鹵素取代有機化合物中的基團或者氫形成含鹵有機物的反應，主要包括以下幾方面危險性，第一，火災。鹵化反應一般都是由于反應條件、鹵化物質性質來決定火災危險性，反應中一般都是強氧化和易燃物質，從而十分容易導致火災。第二，爆炸。鹵化反應實際上是強放熱反應，鹵化反應需要具備良好物料配比和冷卻系統，如果超過壓力和溫度范圍會導致爆炸。第三，鹵化反應一般都是使用具備一定氧化性和毒性的液氯、溴等，具備比較高的存儲壓力，如果泄漏會導致中毒事故。

二、化工工藝自動化連鎖控制的實際應用

2.1自動化控制在化學反應器中的應用

化學反應器在化工企業中屬于存有較高危險隱患的裝置部分，其所采用的工藝有著嚴格的溫度、液位、流量等要求，在化學反應器中其各個單元在實際的運作中有著較為復雜的工藝特點，在此情況下必須要采用相應的報警裝置及安全連鎖裝置來對其進行防護，而自動化控制技術的應用主要有以下幾個方面。第一，對化學反應器的流量進行控制，在化工企業的生產中其化學材料的配比有著嚴格的要求，在此情況下則需要對反應液的流量進行嚴格控制來防止其出現安全隱患，采用自動化控制則可以通過計算機技術及控制技術來對其進行科學的控制，使其流量控制標準化程度提高，避免出現人為操作失誤；第二，對化學反應器的溫度進行控制，通過自動化控制技術可以實現對反應器溫度進行自動調節的目的，當溫度與標準要求不符時自動化控制系統則會進行緊急切斷，防止安全事故的發生。

2.2自動化控制在聚合反應器中的應用

在聚合反應器中其所采用的自動化控制系統與化學反應器基本相同，其主要是增加了對壓力進行調節的自動化控制系統，通過自動化控制系統可以對反應器的壓力狀態進行實時的監測，以其參數作為依據來進行壓力調節及控制，保證其處于穩定的狀態。在聚合反應器出現超壓問題時，通過自動化控制技術可以及時地采取應對措施，通過安全連鎖來關閉其進料口，并啟動泄壓系統，可以有效地控制反應器在運作時所產生的安全風險，提升其安全運行效率。

2.3自動化控制在蒸餾塔中的應用

蒸餾是應用極為廣泛的傳質過程，其目的是將混合液各組分進行分離，達到要求的純度標準。蒸餾塔系統的調節參數有進料量、餾出量、釜液量、冷卻量、加熱量、回流量六個；被調節參數有壓力、塔釜液位、進料量、產品量、回流罐液位、回流比六個。

2.4自動化控制在換熱器中的應用

基本單元模式工藝過程中常設置換熱器設備（冷卻器、再沸器、冷凝器等），其調節控制參數都是溫度。通常控制方案有三種：調節有效傳熱面積、根據工藝物料出口溫度來調節冷（熱）載體流量、改變溫差。

三、改造安全連鎖和自動化控制

3.1定性和定量分析系統

危險化工企業作為很高技術含量自動控制系統，想要全面了解和掌握系統生產工藝實際情況，充分了解動力學和熱力學相關參數和數據，全面掌握自動控制設計方案，擁有一定強烈放熱單元，需要合理分析反應釋放熱量，并且在不確定動力學參數的基礎上，依據反應相關模式，基于能量衡算的前提下，構建簡化動力學模型，然后提取比較高安全系數的操作環節，依據上述流程能夠保證具備比較高可操作性和可信度的自動控制，此外，也需要及時分析和研究以及總結非正常狀態情況下的潛在生產危險，盡可能對比分析濕度、溫度以及壓力等相關參數，以便于能夠有效控制和監督敏感參數方案。

3.2分析相鄰生產單元元素整體性情況

分散控制系統處理危險工藝以后，怎樣合理處理相鄰單元系統是目前大部分化工企業需要解決的問題，基于此能夠有效調整生產車間整體布局情況，在廠房邊緣合理布置危險工藝環節，保證環節相對集中，依據隔離措施來處理危險單元，如果布置相對比較小的危險在危險工藝相鄰環節，設備具備比較低觀測頻率，以便于達到緩沖的目的。

3.3調整安全管理制度以及安全操作規程

自動控制技術應用在化工業以后，會在一定程度上改變管理人員和操作人員的關注重點，因此，需要及時修訂管理制度、安全規程、工藝流程、班組安全活動規范以及日常安全檢查表等，保證能夠完全滿足實際工藝需求。

四、安全連鎖以及自動化控制操作過程中的問題

第一，對比一些比較小規模化工企業來說，這些企業經常沒有很高經營效益，設備相對老舊，所以實際改造和操作安全連鎖設備以及自動化控制設備的時候，具備十分緩慢的發展情況。第二，在改造化工業分散控制系統的時候，不少企業還沒有十分健全的改善安全連鎖和自動化控制的相關控制點。第三，化工企業生產經營過程中如果使用的是安全儀表操作系統，不能具備十分完善和健全的緊急切斷處理設備以及安全聯鎖設備。第四，化工企業生產操作的時候為了避免危險物體設備存儲危險物質的周圍不能建立一定的報警檢測設備，如有毒氣體濃度監督報警系統和可燃氣體濃度自動檢測報告系統，或者不能完全建立良好的緊急處理設備，以及沒有有效調整閥門的相關設備，此外，連接危險設備以及管道之間沒有合理安裝逆止閥門，從而導致嚴重影響化工企業自動化控制和安全連鎖設備的發展和進步。

五、結束語

綜上所述，在進行化工項目安全設施設計中，如果能做好報警設計，在問題出現之前將不安全因素及時發現，有針對性地做好預防工作，有效規范化工項目，減少生產中安全事故的發生幾率，減少事故可能帶來的經濟損失與人員傷亡，為企業安全生產打造一個良好的開端。

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