專用樹脂安全生產(chǎn)自動(dòng)化提升措施應(yīng)用

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摘要：主要介紹了聚氯乙烯專用樹脂在生產(chǎn)過程中不斷做出的一系列提升系統(tǒng)自動(dòng)化、生產(chǎn)安全環(huán)?；膶?shí)施項(xiàng)目，通過這些項(xiàng)目的改造不斷提高專用樹脂生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、高效性，保證專用樹脂生產(chǎn)安全環(huán)保最大化。

關(guān)鍵詞：專用樹脂；安全；環(huán)保；自動(dòng)化改造；HAZOP

三友氯堿專用樹脂生產(chǎn)工藝采用的是微懸浮法，整個(gè)生產(chǎn)過程包括助劑配置、分散加料、聚合反應(yīng)、回收出料生成中間產(chǎn)物膠乳，再經(jīng)過干燥、粉碎、包裝將專用樹脂包裝成待售成品的過程。整個(gè)生產(chǎn)過程采用閉環(huán)管理，做好高自動(dòng)化、高智能化、安全環(huán)保最大化。2019年隨著新一輪安全及環(huán)保檢查趨嚴(yán)，整個(gè)氯堿行業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)波動(dòng)性仍較為明顯[1]。中國氯堿行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高、經(jīng)濟(jì)效益明顯提升，安全環(huán)保節(jié)能水平上了一個(gè)新臺(tái)階[2]。本文主要從提升專用樹脂生產(chǎn)自動(dòng)化、安全環(huán)?；矫嫠扇〉囊幌盗袃?yōu)化措施展開敘述。

1專用樹脂生產(chǎn)裝置DCS控制原理及流程簡(jiǎn)介

專用樹脂的自動(dòng)化生產(chǎn)主要包含助劑配置、五種原料的全自動(dòng)加料、聚合反應(yīng)串級(jí)調(diào)節(jié)、單體回收、干燥包裝等環(huán)節(jié)，均由DCS負(fù)責(zé)過程控制，完成重要的基礎(chǔ)控制和實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)控等功能。下面主要從消泡劑降粘劑的自動(dòng)加入、自動(dòng)涂壁系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)等方面來介紹。

2消泡劑/降粘劑加入系統(tǒng)自動(dòng)化提升

2.1消泡劑/降粘劑加入系統(tǒng)自動(dòng)化的提升背景

微懸浮聚合反應(yīng)結(jié)束后，首先在膠乳自壓回收前向聚合釜內(nèi)加入一定量的消泡劑來進(jìn)行膠乳回收過程中的消泡，防止回收氣速過大導(dǎo)致回收帶料，膠乳堵塞回收管線。另外在膠乳強(qiáng)制回收之前向聚合釜內(nèi)加入降粘劑來調(diào)整成品樹脂的糊粘度。以上兩種助劑的加入均需要人工完成，首先操作工要稱量每釜所需加入消泡劑、降粘劑的量并分裝到每一個(gè)專用桶內(nèi)，做好標(biāo)記、復(fù)秤、備用，然后待聚合反應(yīng)終止前，現(xiàn)場(chǎng)操作工打開聚合釜釜頂消泡劑/降粘劑罐頂加料口下方手閥，將消泡劑從加料口加至消泡劑/降粘劑罐內(nèi)再關(guān)閉加料口下方手閥，之后通知DCS操作工打開消泡劑/降粘劑罐與聚合釜相連的三道氣動(dòng)閥，最終將消泡劑加入釜內(nèi)。降粘劑的稱量、加入操作步驟同消泡劑的操作。整個(gè)消泡劑/降粘劑的人工操作過程中不但重復(fù)性勞動(dòng)強(qiáng)度大，加入操作難度大，而且人工操作存在一定的安全隱患，其中安全隱患最大的一個(gè)環(huán)節(jié)便是現(xiàn)場(chǎng)操作工向消泡劑/降粘劑罐內(nèi)加入助劑時(shí)關(guān)閉加料口下方手閥，一旦手閥關(guān)閉不嚴(yán)，在DCS操作工下放消泡劑至釜內(nèi)時(shí)，釜內(nèi)的壓力就會(huì)自手閥沖出消泡劑/降粘劑罐，噴出的高壓容易導(dǎo)致人身傷害，另外，人工稱量存在一定的誤差，這也直接影響著助劑加入后的效果，對(duì)產(chǎn)品性能和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的評(píng)價(jià)會(huì)造成一定的誤導(dǎo)，為此，探討研究出一套消泡劑/降粘劑自動(dòng)加入系統(tǒng)來提升消泡劑/降粘劑加入的自動(dòng)化和安全化。

2.2消泡劑/降粘劑加入系統(tǒng)自動(dòng)化的提升效果

一方面為了提高消泡劑/降粘劑從稱量、加料到入釜的精確性，同時(shí)降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度；另一方面為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，經(jīng)過技術(shù)人員的交流研討，決定對(duì)消泡劑/降粘劑的加入進(jìn)行技術(shù)改造。即通過消泡劑/降粘劑的自動(dòng)加入取代人工稱量和人工放料等操作。首先由助劑配置人員將消泡劑/降粘劑由隔膜泵泵送至消泡劑/降粘劑各自的帶有液位計(jì)的儲(chǔ)罐內(nèi)，其中降粘劑需啟動(dòng)攪拌進(jìn)行攪拌以免分層影響助劑效果，然后再聚合反應(yīng)壓力降達(dá)到設(shè)定范圍后DCS操作工點(diǎn)擊消泡劑/降粘劑加入按鈕，則系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)工藝條件是否滿足，若不滿足給出報(bào)警提示，若監(jiān)測(cè)條件滿足則程序自動(dòng)執(zhí)行，消泡劑/降粘劑的儲(chǔ)罐罐底閥及加料管線閥門、回流閥門依次打開，加料泵啟動(dòng)，通過加料管線上的流量計(jì)及流量調(diào)節(jié)閥來控制消泡劑/降粘劑的加入流速和加入總量，保證加入量的準(zhǔn)確性。加入完畢后再對(duì)加料管線進(jìn)行沖洗以避免消泡劑/降粘劑殘存在管線內(nèi)造成加入量出現(xiàn)誤差。此項(xiàng)消泡劑/降粘劑加入的自動(dòng)化提升最大的優(yōu)點(diǎn)就是規(guī)避了因人工操作帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加料精確性。自動(dòng)加入系統(tǒng)流程示意圖見圖1。

3重大危險(xiǎn)源SIS系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)

3.1優(yōu)化背景

HAZOP分析是一種用于辨識(shí)設(shè)計(jì)缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結(jié)構(gòu)化分析方法，通過對(duì)工藝和操作規(guī)程等進(jìn)行分析，最終明確設(shè)計(jì)偏差可能會(huì)導(dǎo)致的后果和可操作性問題，主要針對(duì)較大生產(chǎn)過程裝置[3]。通過HAZOP分析來制定完整的獨(dú)立安全儀表系統(tǒng)并切實(shí)加以落實(shí)執(zhí)行。安全儀表系統(tǒng)是一種自動(dòng)安全保護(hù)系統(tǒng)，是保證正常生產(chǎn)和人身、設(shè)備安全的必不可少的措施，因此開展安全儀表系統(tǒng)安全評(píng)定對(duì)于確保過程工業(yè)安全具有重要意義[4]。三友氯堿專用樹脂的生產(chǎn)涉及2臺(tái)球罐重大危險(xiǎn)源，在重大危險(xiǎn)源儲(chǔ)罐區(qū)檢測(cè)控制中，罐體的溫度、罐內(nèi)的壓力和液位為主要控制參數(shù)，儲(chǔ)罐的液位由于生產(chǎn)用料和進(jìn)料不斷發(fā)生變化，可能會(huì)出現(xiàn)物料冒頂泄露和抽空的危險(xiǎn)，因此罐區(qū)SIS系統(tǒng)主要控制參數(shù)為液位，儀表檢測(cè)元件和取源點(diǎn)單獨(dú)設(shè)置，球罐采用雙法蘭液位計(jì)和外測(cè)液位計(jì)兩種不同測(cè)量方式測(cè)量?jī)?chǔ)罐液位，液位計(jì)設(shè)置高低液位報(bào)警和高高低低液位聯(lián)鎖，信號(hào)傳輸?shù)絊IS系統(tǒng)中，只要達(dá)到設(shè)定聯(lián)鎖值，系統(tǒng)送出信號(hào)進(jìn)行緊急事故聯(lián)鎖。

3.2應(yīng)用效果

（1）聯(lián)鎖設(shè)定范圍。球罐安全儀表系統(tǒng)主要針對(duì)2臺(tái)球罐和1臺(tái)氣柜進(jìn)行設(shè)計(jì)球罐增加液位計(jì)LAS1002A、LAS1002B，進(jìn)口管線增加切斷閥HV1000A-1、HV1000B-1，出口管線增加切斷閥HV1001A-1、HV1001B-1。（2）聯(lián)鎖設(shè)定內(nèi)容。罐區(qū)的SIS系統(tǒng)主要針對(duì)氯乙烯球罐液位超高、氣柜高度過低和過高而制定的聯(lián)鎖程序，其中球罐設(shè)有高高限、高限報(bào)警聯(lián)鎖，當(dāng)球罐液位超過設(shè)定值時(shí)球罐進(jìn)料閥門自動(dòng)關(guān)閉停止接料，防止球罐出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。氣柜設(shè)有高高限、高限、低限、低低限報(bào)警聯(lián)鎖，當(dāng)氣柜超過高限值時(shí)氣柜進(jìn)氣閥門自動(dòng)關(guān)閉防止氣柜超高冒頂引發(fā)事故，當(dāng)氣柜高度低于低限值時(shí)氣柜出口閥門自動(dòng)關(guān)閉防止壓縮機(jī)將氣柜抽癟造成事故。（3）應(yīng)急處理措施。當(dāng)球罐接料過程中，液位達(dá)到高高液位聯(lián)鎖值時(shí)，球罐進(jìn)口SIS切斷閥聯(lián)鎖關(guān)閉，可能造成單體送料車間單體泵憋壓。主控可打開另一球罐進(jìn)口切斷閥緊急向另一球罐進(jìn)料，立即通知巡檢到現(xiàn)場(chǎng)檢查，并通知送料單位暫停打料；在聚合入料過程中，球罐液位達(dá)到低低液位聯(lián)鎖值時(shí)，球罐出口SIS切斷閥聯(lián)鎖關(guān)閉，造成聚合入料泵不上液，操作工聯(lián)動(dòng)停止聚合入料，將入料選用另一球罐后，聚合入料繼續(xù)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)后恢復(fù)入料；若兩個(gè)球罐出口同時(shí)關(guān)閉則立即停止聚合入料。具體聯(lián)鎖設(shè)定內(nèi)容見表1。

結(jié)語

（1）隨著化工行業(yè)安全環(huán)保最大化行動(dòng)的展開，著手完善生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化，減少人工操作入手，是提高專用樹脂生產(chǎn)安全性、環(huán)保性最有力、最直接的措施。（2）定期對(duì)罐區(qū)SIS系統(tǒng)聯(lián)鎖進(jìn)行調(diào)試和校對(duì)，保證生產(chǎn)裝置最后一道安全防線處于有效狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張培超.2018年中國氯堿行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析.中國氯堿，2019，02：1-2.

[2]中國氯堿工業(yè)協(xié)會(huì).2018年氯堿行業(yè)相關(guān)政策動(dòng)態(tài)匯總.中國氯堿，2018，12：1-4.

[3]許忠儀.安全儀表系統(tǒng)（SIS）的SIL評(píng)估.化工自動(dòng)化及儀表，2009，36（5）：62-66.

[4]劉丁丁，賀永斌，劉文遠(yuǎn).HAZOP風(fēng)險(xiǎn)分析在操作規(guī)程風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)的應(yīng)用.中國氯堿，2019，01：37-39.

作者：孟維慶 單位：唐山三友氯堿有限責(zé)任公司