光氣及光氣化工藝風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及全流程自動(dòng)化控制措施

尤名及先名化工星風(fēng)噲裾物及竊動(dòng)化腐到設(shè)升

目錄

1概述...............................................................................1

1.1光氣及光氣化工藝.............................................................1

1.2光氣及光氣化反應(yīng)類型.........................................................1

1.2.1光氣....................................................................1

1.2.2光氣化反應(yīng)的主要類型.....................................................1

1.3光氣及光氣化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)監(jiān)控單元......................................2

1.3.1光氣及光氣化工藝的關(guān)鍵設(shè)備..............................................2

1.3.2光氣及光氣化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元..........................................2

1.4光氣及光氣化工藝涉及的主要危險(xiǎn)介質(zhì)..........................................3

1.4.1原料....................................................................3

1.4.2產(chǎn)品.....................................................................3

1.4.3其他.....................................................................3

1.5山東省主要光氣及光氣化工藝產(chǎn)品目錄..........................................3

2危險(xiǎn)性分析........................................................................4

2.1固有危險(xiǎn)性...................................................................4

2.1.1火災(zāi)危險(xiǎn)性...............................................................4

2.1.2爆炸危險(xiǎn)性...............................................................4

2.1.3中毒危險(xiǎn)性...............................................................4

2.1.4腐蝕及其他危險(xiǎn)性.........................................................4

2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性.............................................................4

2.2.1反應(yīng)過(guò)程的危險(xiǎn)性.........................................................5

2.2.2反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.........................................................5

2.2.3危險(xiǎn)和可操作性分析.......................................................5

3重點(diǎn)監(jiān)控的工藝參數(shù)和控制要求.......................................................6

3.1溫度.........................................................................6

3.2壓力.........................................................................6

3.3液位（或重量）...............................................................6

3.4反應(yīng)投料速度與物料配比.......................................................6

3.5反應(yīng)釜攪拌...................................................................7

3.6冷媒.........................................................................7

3.7其他.........................................................................7

4推薦的安全控制方案................................................................8

4.1各工藝參數(shù)的控制方式........................................................8

4.2工藝系統(tǒng)控制方式............................................................8

4.2.1基本監(jiān)控要求.............................................................8

4.2.2基本控制要求.............................................................8

4.2.3其他....................................................................9

4.3根據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，制定相應(yīng)的控制措施，.............................11

4.4儀表系統(tǒng)選用原則............................................................11

4.4.1基本過(guò)程控制系統(tǒng)（BPCS）選用原則.......................................11

4.4.2安全儀表系統(tǒng)選用原則....................................................12

4.4.3氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)（GDS）選用原則........................................12

4.5其他安全設(shè)施................................................................13

5通用設(shè)計(jì)要求......................................................................14

5.1收集產(chǎn)品工藝資料...........................................................14

5.2確定改造范圍................................................................14

5.3儀表設(shè)備選型...............................................................15

5.4提交方案....................................................................15

5.5與建設(shè)方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計(jì)變更...............................15

5典型工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案......................................................16

6.1工藝簡(jiǎn)述....................................................................16

6.2裝置光氣及光氣化工藝危險(xiǎn)性分析.............................................16

6.2.1固有危險(xiǎn)性.............................................................16

6.2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性.......................................................16

6.3裝置光氣及光氣化工藝控制方案綜述............................................17

7光氣及光氣化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案附表、附圖................................18

7.1山東省主要光氣及光氣化工藝產(chǎn)品目錄（附表1）..............................18

7.2光氣及光氣化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式（附表2）............................18

7.3企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單（附表3）.........................................18

7.4某企業(yè)光氣及光氣化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表（附表4）....................18

7.5某企業(yè)光氣及光氣化工藝管道與儀表流程圖（附圖1）............................18

附表1山東省主要光氣及光氣化工藝產(chǎn)品目錄......................................19

II

1概述

1.1光氣及光氣化工藝

光氣及光氣化工藝包含光氣的制備工藝，以及以光氣為原料制備光氣

化產(chǎn)品的工藝路線，光氣化工藝主要分為氣相和液相兩種。如一氧化碳與

氯氣的反應(yīng)得到光氣，光氣合成雙光氣（氯甲酸二氯甲酯）、二光氣（碳酸

三氯甲基酯）；采用光氣作單體合成聚碳酸酯類、酰氯類、異制酸酯類、氯

代酯類等。

1.2光氣及光氣化反應(yīng)類型

1.2.1光氣

光氣（碳酰氯）的生產(chǎn)是以干燥高純度的一氧化碳與干燥的氯氣在活

性炭催化下進(jìn)行一氧化碳酰氯化反應(yīng)，是氣相連續(xù)化工藝。反應(yīng)方程式如

下：

催化0.3況%

co+ci->COC1

2180,C2

光氣合成雙光氣、三光氣在我省實(shí)際生產(chǎn)中并無(wú)應(yīng)用，因此本意見(jiàn)不

包含相關(guān)內(nèi)容。但雙光氣、三光氣作為原料使用時(shí)，可參照光氣化工藝的

自控措施。

122光氣化反應(yīng)的主要類型

（1）氯代酯化反應(yīng)：光氣與醇類或酚類的羥基進(jìn)行。-酯化反應(yīng)合成氯

代甲酸酯產(chǎn)品。典型產(chǎn)品：氯甲酸甲酯，碳酸二苯酯等。反應(yīng)通式：

1

0

II

ROH+COC1->RO-C-C1+HC1

2o

n

eC

2ArOH+COCl2^2ArO2HC1

（2）酰氯化反應(yīng)：光氣與熔融態(tài)竣酸或伯胺進(jìn)行酰氯化反應(yīng)，生成甲

酰氯和氨基甲酰氯。典型產(chǎn)品：苯甲酰氯、十八酰氯等。反應(yīng)通式：

0

R-NII2+COC12-R—NH—CC1+HC1

00

AIIII

Ar-C-OH+C0Cl2->Ar-C-Cl+C02+HC1

（3）異鼠酸酯化反應(yīng)：光氣與胺進(jìn)行N-?；磻?yīng)合成氨基甲酰氯或異

氟酸酯。如六亞甲基二異氟酸酯（HDD、甲苯二異氟酸酯（TDI）、二苯基

甲烷二異氟酸酯（MDI）。反應(yīng)通式：

R-NH2+COCl2^R-N=C=O+2HCI

Ar-NH）+COCI.T4-N=C=O+2HC1

1.3光氣及光氣化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)監(jiān)控單元

1.3.1光氣及光氣化工藝的關(guān)鍵設(shè)備

光氣及光氣化工藝的關(guān)鍵設(shè)備是光氣合成器、光氣化反應(yīng)釜（塔）、機(jī)

泵（屏蔽泵或磁力泵）、涉光儲(chǔ)槽及換熱器、光氣分配臺(tái)。

嚴(yán)禁從外地或本地區(qū)的其他生產(chǎn)廠運(yùn)輸光氣和異氟酸酯甲酯為原料進(jìn)

行產(chǎn)品生產(chǎn)。

1.3.2光氣及光氣化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元

光氣及光氣化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元為一氧化碳單元、氯氣單元、光氣

合成單元、光氣化產(chǎn)品合成單元。一氧化碳單元重點(diǎn)監(jiān)控一氧化碳中氫氣、

2

氧氣、甲烷、硫化氫、二氧化碳和水分含量；氯氣單元重點(diǎn)監(jiān)控液氯汽化

器的熱水溫度，氯氣中的含水量，汽化壓力；光氣合成單元重點(diǎn)監(jiān)控一氧

化碳、氯氣流量和兩者配比，光氣合成器壓力、反應(yīng)溫度，冷卻介質(zhì)壓力、

流量、溫度、出口在線pH值或電導(dǎo)率；光氣化產(chǎn)品合成單元重點(diǎn)監(jiān)控光氣

壓力、流量，光氣化反應(yīng)釜(塔)壓力、溫度，冷卻介質(zhì)壓力、流量、溫

度、出口在線pH值或電導(dǎo)率。

1.4光氣及光氣化工藝涉及的主要危險(xiǎn)介質(zhì)

1.4.1原料

光氣及光氣化工藝涉及到原料主要為一氧化碳、氯氣、光氣、甲醇、

乙醇、異丙胺、異丙醇、甲苯、甲苯二胺、苯胺等，大多為易燃易爆物品。

有的還具有腐蝕性，如苯酚。氯氣、光氣本身是劇毒化學(xué)品。

1.4.2產(chǎn)品

光氣及光氣化工藝產(chǎn)品主要有光氣、雙光氣、三光氣、聚碳酸酯類、

酰氯類、異氟酸酯類、氯代酯類等，大多為刺激性、毒性物質(zhì)。

1.4.3其他

光氣化工藝部分產(chǎn)品常采用有機(jī)溶劑作為載體，如二甲基甲酰胺

(DMF)、二氯甲烷、甲苯、氯苯、二氯苯等，大多為易燃和有毒物質(zhì)。

1.5山東省主要光氣及光氣化工藝產(chǎn)品目錄

山東省主要的光氣及光氣化工藝有光氣合成、光氣與醇類或酚類的羥

基進(jìn)行。-酯化反應(yīng)制備氯代甲酸酯、光氣與熔融態(tài)竣酸或伯胺制備酰氯、

光氣與胺進(jìn)行N-?；磻?yīng)制備異箱酸酯等。

山東省主要光氣及光氣化工藝產(chǎn)品目錄詳見(jiàn)附表lo

3

2危險(xiǎn)性分析

光氣及光氣化反應(yīng)劇烈，速度快，所用的原料大多具有易燃易爆、毒

性、腐蝕性，一旦泄漏危險(xiǎn)性較大。生成的氯化氫氣體遇水后腐蝕性強(qiáng)。

2.1固有危險(xiǎn)性

固有危險(xiǎn)性是指光氣及光氣化反應(yīng)中的原料、產(chǎn)品等本身具有的危險(xiǎn)

有害特性。

2.1.1火災(zāi)危險(xiǎn)性

光氣及光氣化反應(yīng)涉及的原料?、產(chǎn)品、有機(jī)溶劑等大多具有易燃性，

如甲苯、甲醇、乙醇、氯苯、乙酸乙酯等甲、乙類易燃易爆物質(zhì)。

2.1.2爆炸危險(xiǎn)性

光氣及光氣化反應(yīng)涉及的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等大多具有燃爆性、

有毒。甲醇、乙醇、甲苯、苯、氯苯、鄰二氯苯、乙酸乙酯等易燃液體的

蒸汽，暴露在空氣中形成爆炸性混合物，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸。氯化氫遇水

生成鹽酸，與某些金屬反應(yīng)放出氫氣，極易發(fā)生爆炸。光氣合成器、光氣

分配臺(tái)等為壓力容器，易發(fā)生物理爆炸等。

2.1.3中毒危險(xiǎn)性

光氣及光氣化反應(yīng)涉及到的原料、產(chǎn)品、有機(jī)溶劑等大多具有毒性，

光氣為劇毒物質(zhì)，光氣化產(chǎn)品大多數(shù)具有毒性。

2.1.4腐蝕及其他危險(xiǎn)性

光氣及光氣化反應(yīng)涉及到的苯酚、氯化氫（含水）等均為腐蝕性物質(zhì)。

2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性

光氣及光氣化反應(yīng)所用原料又多為易燃易爆、有毒、強(qiáng)腐蝕物質(zhì)，因

4

此在反應(yīng)和原料的儲(chǔ)存過(guò)程中存在諸多不安全因素。

2.2.1反應(yīng)過(guò)程的危險(xiǎn)性

光氣及光氣化反應(yīng)劇烈，如果放出的熱量不能及時(shí)移出，就會(huì)造成反

應(yīng)溫度的進(jìn)一步升高，而所用的原料多為有機(jī)易燃物和強(qiáng)氧化劑，如甲苯、

甲醇、乙醇等，高溫下飽和蒸汽壓非常高，容易造成泄漏，導(dǎo)致有毒物質(zhì)

擴(kuò)散，并且高溫工況下，如果物料泄漏還會(huì)造成著火或引起爆炸。

控制原料的進(jìn)料量和進(jìn)料速度、正確計(jì)量各種原料的投料比及投料順

序、及時(shí)將反應(yīng)熱移出等，均有利于反應(yīng)過(guò)程的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.2.2反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

按要求開(kāi)展反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的企業(yè)，應(yīng)按照《精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)

險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則（試行）》進(jìn)行反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，綜合反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果,

考慮不同的工藝危險(xiǎn)程度，建立相應(yīng)的控制措施。

2.2.3危險(xiǎn)和可操作性分析

針對(duì)具體的光氣及光氣化工藝及儲(chǔ)存設(shè)施（含液氯氣化設(shè)施及液氯氣

瓶），應(yīng)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段開(kāi)展危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP）,及預(yù)先危險(xiǎn)

分析（PHA）或事故樹(shù)分析（ETA）等定性、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)整個(gè)

工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析。

5

3重點(diǎn)監(jiān)控的工藝參數(shù)和控制要求

3.1溫度

包括光氣合成器、反應(yīng)釜（塔）的溫度。

光氣及光氣化反應(yīng)放出的熱量如果不能及時(shí)的移出，會(huì)造成反應(yīng)器內(nèi)

物料溫度升高，引起噴料、內(nèi)壓升高、甚至著火爆炸等嚴(yán)重后果。對(duì)于一

臺(tái)具體的反應(yīng)釜（塔），溫度的高低除了與物料的反應(yīng)熱有關(guān)，還與原料的

進(jìn)料溫度有關(guān)，因此應(yīng)對(duì)光氣合成器、光氣化反應(yīng)釜（塔）溫度、光氣進(jìn)

口溫度、冷媒溫度等進(jìn)行監(jiān)控。

3.2壓力

包括光氣合成器、反應(yīng)釜（塔）和涉光設(shè)備的壓力。

光氣及光氣化反應(yīng)和涉光設(shè)備壓力失控，超過(guò)設(shè)備設(shè)計(jì)壓力，造成物

料泄漏或反應(yīng)器爆炸的危險(xiǎn)，因此應(yīng)監(jiān)控光氣合成器、反應(yīng)釜（塔）和涉

光設(shè)備壓力。

3.3液位（或重量）

包括反應(yīng)釜（塔）液位（或重量）液位。

反應(yīng)釜（塔）在投料過(guò)程對(duì)液位（或重量）進(jìn)行監(jiān)控，避免投料過(guò)多,

進(jìn)料過(guò)量造成噴料和泄漏。

3.4反應(yīng)投料速度與物料配比

由于光氣及光氣化反應(yīng)投料速度決定反應(yīng)放熱速度，如果投料速度過(guò)

快，反應(yīng)熱不能及時(shí)移出，就有可能造成超溫超壓，發(fā)生泄漏或爆炸事故,

因此，對(duì)原料的投料速度應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控。

任何反應(yīng)都是在一定的配比下進(jìn)行，一方面考慮產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面

6

為了操作的安全，此時(shí)就應(yīng)對(duì)物料的配比進(jìn)行控制。

3.5反應(yīng)釜攪拌

在釜式光氣化反應(yīng)工藝中，為了將反應(yīng)熱及時(shí)移出，此時(shí)應(yīng)對(duì)攪拌運(yùn)

行狀況進(jìn)行監(jiān)控，此時(shí)可通過(guò)檢測(cè)攪拌轉(zhuǎn)速或攪拌電流實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌運(yùn)行情

況的監(jiān)控。

3.6冷媒

光氣及光氣化反應(yīng)熱大多是通過(guò)盤(pán)管或夾套中的冷媒帶走的，冷媒的

溫度、壓力、流量等決定光氣及光氣化反應(yīng)的運(yùn)行效果，因此應(yīng)對(duì)冷媒的

溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。

3.7其他

有些光氣及光氣化反應(yīng)，對(duì)PH值、回流比、反應(yīng)生成物組分、尾氣組

分等也要進(jìn)行監(jiān)控。

7

4推薦的安全控制方案

4.1各工藝參數(shù)的控制方式

光氣及光氣化工藝的溫度、壓力、液位（或重量）、反應(yīng)投料速度與物

料配比、反應(yīng)釜攪拌速率、冷媒運(yùn)行狀況等重點(diǎn)監(jiān)控工藝參數(shù)的控制方式

見(jiàn)附表2。

4.2工藝系統(tǒng)控制方式

4.2.1基本監(jiān)控要求

光氣及光氣化工藝的生產(chǎn)裝置設(shè)置的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到重點(diǎn)監(jiān)管危

險(xiǎn)化工工藝目錄中有關(guān)安全控制的基本要求，重點(diǎn)監(jiān)控工藝參數(shù)應(yīng)傳送至

控制室集中顯示，并按照宜采用的控制方式設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)鎖。自動(dòng)控制系

統(tǒng)應(yīng)具備遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、信息存儲(chǔ)、連續(xù)記錄、超限報(bào)警、聯(lián)鎖切斷、緊急停

車等功能。記錄的電子數(shù)據(jù)的保存時(shí)間不少于30天。

4.2.2基本控制要求

4.221光氣合成工藝安全控制基本要求中涉及反應(yīng)溫度、壓力報(bào)警及聯(lián)鎖

的自動(dòng)控制方式至少滿足下列要求：

（1）光氣合成器一氧化碳和氯氣進(jìn)料管線上設(shè)置流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥，并

通過(guò)流量比值調(diào)節(jié)控制一氧化碳和氯氣的配料比；光氣合成器冷媒管道設(shè)

置壓力檢測(cè)及報(bào)警、低低限聯(lián)鎖光氣合成停車，冷媒管道設(shè)置溫度檢測(cè)及

報(bào)警；光氣合成器設(shè)置溫度的檢測(cè)、報(bào)警，控制冷媒調(diào)節(jié)閥。

（2）光氣合成以下任一因素（信號(hào)）即可執(zhí)行光氣緊急停車，緊急停

車聯(lián)鎖參數(shù)：

CO總管壓力下限；CL總管壓力下限；CO、CL混合器出口溫度上限；

8

光氣合成器出口溫度上限；光氣清潔器出口溫度上限；光氣清潔器出口壓

力上限；光氣反應(yīng)器循環(huán)冷卻水壓力（或流量開(kāi)關(guān)）下下限；儀表空氣壓

力下下限；A、B二路總電源停電；控制室緊急停車按鈕；裝置手動(dòng)緊急停

車按鈕。

以上聯(lián)鎖有任一信號(hào)輸入，系統(tǒng)執(zhí)行以下操作：

CO主閥關(guān)閉，C1?主閥關(guān)閉，光氣出料閥關(guān)閉，緊急停車報(bào)警啟動(dòng)，

關(guān)閉液氯蒸發(fā)器進(jìn)口主閥，關(guān)閉液氯蒸發(fā)器熱水進(jìn)口閥。

4.2.2.2光氣化工藝安全控制基本要求中涉及反應(yīng)溫度、壓力報(bào)警及聯(lián)鎖的

自動(dòng)控制方式至少滿足下列要求：

（1）對(duì)于放熱反應(yīng)工藝，依據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，反應(yīng)釜（塔）宜設(shè)

緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜（塔）宜設(shè)進(jìn)料流

量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，反應(yīng)釜（塔）應(yīng)設(shè)溫度

高高（或壓力高高）報(bào)警并聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車

系統(tǒng)、緊急泄放設(shè)施及事故狀態(tài)下的光氣尾破系統(tǒng)、倒料措施、自動(dòng)氨水

或堿液噴淋裝置。

（2）對(duì)于使用熱媒加熱的吸熱反應(yīng)工藝，依據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，反

應(yīng)釜（塔）宜設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜

（塔）宜設(shè)進(jìn)料和（或）熱媒流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量和熱媒

流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，反應(yīng)釜（塔）應(yīng)設(shè)溫度高高（或壓力高高）報(bào)警并聯(lián)

鎖切斷進(jìn)料和（或）熱媒，打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)、緊急泄放

設(shè)施及事故狀態(tài)下的光氣尾破系統(tǒng)、倒料措施、自動(dòng)氨水或堿液噴淋裝置。

4.2.3其他

9

(1)光氣及光氣化工藝安全控制基本要求的涉及反應(yīng)物料配比、液位、

進(jìn)出物料流量、攪拌速率等報(bào)警及聯(lián)鎖的安全控制方式，應(yīng)同時(shí)滿足《重

點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝目錄》中的要求，并根據(jù)設(shè)計(jì)方案或HAZOP分析報(bào)告

設(shè)置相應(yīng)聯(lián)鎖系統(tǒng)。

(2)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的工藝機(jī)理，合理的設(shè)置控制方案，避免出

現(xiàn)因控制回路間密切相關(guān)、互相影響導(dǎo)致工藝參數(shù)無(wú)法控制的情況。

(3)光氣化反應(yīng)釜(器)區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可燃、有毒氣體檢

測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

(4)光氣及光氣化的相關(guān)安全要求參照《光氣及光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)安全

規(guī)程》(GB19041)、《光氣及光氣化產(chǎn)品安全生產(chǎn)管理指南》執(zhí)行。

(5)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的工藝機(jī)理，合理的設(shè)置控制方案，避免出

現(xiàn)因控制回路間密切相關(guān)、互相影響導(dǎo)致工藝參數(shù)無(wú)法控制的情況，控制

措施中相互關(guān)聯(lián)不允許發(fā)生耦合控制。

(6)光氣裝置采用雙重電源加應(yīng)急電源供電方案，裝置電源由兩個(gè)回

路提供，應(yīng)急電源采用柴油發(fā)電機(jī)組。

(7)光氣原料一氧化碳和氯氣設(shè)在線紅外線分析儀，檢測(cè)水份、H?、

CnHm等雜質(zhì)。

(2)間歇反應(yīng)釜氮?dú)庵脫Q應(yīng)加裝系統(tǒng)氧含量分析儀。

(9)光氣合成車間分布式安裝有毒氣體檢測(cè)器，檢測(cè)器信號(hào)由系統(tǒng)處

理后，按設(shè)定程序報(bào)警，啟動(dòng)預(yù)設(shè)自動(dòng)事故緊急處理程序，停車及噴氨水

捕消，確保光氣生產(chǎn)安全。

(10)光氣生產(chǎn)車間設(shè)置噴氨水或堿液管線，便于現(xiàn)場(chǎng)破壞有毒氣體。

10

在可能泄漏光氣部位設(shè)置負(fù)壓抽氣系統(tǒng)，將有毒氣體送至破壞處理系統(tǒng)。

(11)光氣化裝置處于密閉廠房時(shí)應(yīng)設(shè)機(jī)械排氣系統(tǒng)，重要設(shè)備如光

氣化反應(yīng)器應(yīng)設(shè)局部排風(fēng)罩，接入應(yīng)急破壞處理系統(tǒng)。

(12)對(duì)含光氣物料的管道系統(tǒng)應(yīng)劃分區(qū)域，設(shè)置事故緊急切斷閥，

室外的氣態(tài)光氣輸送管道宜有伴熱保溫設(shè)施，輸送管道不宜安設(shè)放凈閥。

輸送液態(tài)光氣及含光氣物料管道不應(yīng)設(shè)置玻璃視鏡。

(13)液態(tài)光氣、異氟酸甲酯、氯甲酸甲酯等劇毒物料儲(chǔ)槽的出料管

應(yīng)頂接，劇毒品貯槽裝設(shè)安全閥，在安全閥前裝設(shè)爆破片，安全閥后接至

應(yīng)急破壞系統(tǒng)，在爆破片與安全閥之間裝超壓報(bào)警器。劇毒物料儲(chǔ)槽設(shè)事

故槽。

(14)液氯與反應(yīng)器間設(shè)置止回閥和緩沖罐。

(15)尾氣排氣筒設(shè)置在線分析儀，光氣含量超標(biāo)時(shí)自動(dòng)打開(kāi)蒸汽使

其達(dá)標(biāo)排放。

4.3根據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，制定相應(yīng)的控制措施。

所有涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、過(guò)氧化工藝的化工生產(chǎn)裝置按

照《關(guān)于加強(qiáng)精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》(安監(jiān)總管三

(2017)1號(hào))要求必須完成反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并綜合反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

結(jié)果，考慮不同的工藝危險(xiǎn)程度，設(shè)置相應(yīng)的控制措施，光氣及光氣化工

藝參照?qǐng)?zhí)行。

4.4儀表系統(tǒng)選用原則

4.4.1基本過(guò)程控制系統(tǒng)(BPCS)選用原則

(1)基本過(guò)程控制系統(tǒng)(BPCS)宜首選DCS系統(tǒng)；

11

（2）基本過(guò)程控制系統(tǒng)的CPU、通信、電源等模塊應(yīng)冗余設(shè)置。

（3）生產(chǎn)過(guò)程中的重點(diǎn)工藝參數(shù)監(jiān)控回路的ALAO、DLDO點(diǎn)應(yīng)

冗余配置，且相同儀表位號(hào)的ALAO、DLDO點(diǎn)應(yīng)配置在不同的卡件上。

（4）在控制室內(nèi)加裝緊急停車按鈕，確?，F(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況（如光氣

泄漏、重要設(shè)備損壞等）時(shí)，操作人員可在控制室內(nèi)切斷原料進(jìn)料、啟動(dòng)

緊急冷卻系統(tǒng)、緊急泄放系統(tǒng)和吸收中和系統(tǒng)等。

（5）BPCS的報(bào)警及聯(lián)鎖的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《信號(hào)報(bào)警及聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)

范》（HG/T20511）之要求。

4.4.2安全儀表系統(tǒng)選用原則

針對(duì)具體的光氣及光氣化工藝，依據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果、危險(xiǎn)和

可操作性分析（HAZOP）、LOPA分析確定相關(guān)各安全儀表功能（SIF）的

安全完整性等級(jí)（SIL）o通過(guò)LOPA分析，安全儀表功能（SIF）的安全完

整性等級(jí)（SIL）>1時(shí)，應(yīng)配置獨(dú)立于DCS系統(tǒng)之外的安全儀表系統(tǒng)

（SIS）,W1的可以與DCS合并設(shè)置。考慮儀表的安全性和可用性，測(cè)量

儀表三取二。

安全儀表系統(tǒng)的邏輯控制器硬件要求、測(cè)量?jī)x表獨(dú)立性和冗余性、最

終元件獨(dú)立性和冗余性等技術(shù)要求，須符合《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

規(guī)范》（GB/T50770）規(guī)范要求。

安全儀表系統(tǒng)在投入運(yùn)行之前，應(yīng)進(jìn)行SIL等級(jí)的驗(yàn)證，驗(yàn)證合格方

能投入運(yùn)行。

4.4.3氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)（GDS）選用原則

工藝的原料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品大多為有毒、易燃易爆物品，裝置應(yīng)按

12

《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50493)設(shè)置獨(dú)

立的氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，并保證裝置停車或工藝控制監(jiān)控系統(tǒng)失效后，仍

能有效地進(jìn)行監(jiān)測(cè)、報(bào)警。

4.5其他安全設(shè)施

對(duì)于具體的裝置，考慮安全設(shè)施時(shí)不應(yīng)孤立的看待具體的設(shè)備或工序,

還應(yīng)考慮相關(guān)的原料準(zhǔn)備、產(chǎn)品儲(chǔ)存、公用工程等相關(guān)設(shè)施和工序，任何

一個(gè)工序出現(xiàn)故障都可能影響到整套裝置的安全，在設(shè)置監(jiān)控或聯(lián)鎖、報(bào)

警時(shí)一并考慮進(jìn)去。

對(duì)于裝置中因工藝參數(shù)失控而引起的過(guò)壓、危及設(shè)備或管道時(shí)，除了

設(shè)置自控、聯(lián)鎖系統(tǒng)外，還應(yīng)設(shè)置響應(yīng)的爆破片、安全閥、單向閥、緊急

排空閥、緊急切斷裝置等安全設(shè)施。

13

5通用設(shè)計(jì)要求

對(duì)于新建或改、擴(kuò)建裝置，在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)工藝、自控及

安全要求，結(jié)合本指導(dǎo)方案，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

對(duì)于在役光氣及光氣化工藝裝置進(jìn)行自控與安全聯(lián)鎖改造，增加或者

完善安全控制系統(tǒng)，具設(shè)計(jì)工作應(yīng)遵循以下原則要求：

5.1收集產(chǎn)品工藝資料

企業(yè)產(chǎn)品簡(jiǎn)介、使用工藝簡(jiǎn)介、光氣及光氣化工藝管道與儀表流程圖,

涉及的設(shè)備簡(jiǎn)圖和工藝物性參數(shù)，危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP）報(bào)告和

和保護(hù)層分析（LOPA）及SIL定級(jí)報(bào)告。按要求開(kāi)展精細(xì)化工反應(yīng)安全風(fēng)

險(xiǎn)評(píng)估的企業(yè)，應(yīng)提供反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告。

改造企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單見(jiàn)附表3。

5.2確定改造范圍

（1）與企業(yè)協(xié)商，根據(jù)《國(guó)家安全監(jiān)管總局關(guān)于公布首批重點(diǎn)監(jiān)管的

危險(xiǎn)化工工藝目錄的通知》（安監(jiān)總管三（2009）116號(hào)）、《國(guó)家安全監(jiān)管

總局關(guān)于公布第二批重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝目錄和調(diào)整首批重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)

化工工藝中部分典型工藝的通知》（安監(jiān)總管三（2013）3號(hào)）、《關(guān)于加強(qiáng)

化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見(jiàn)》（安監(jiān)總管三（2014）116號(hào)）文要求,

確定需要改造的裝置范圍，實(shí)現(xiàn)光氣及光氣化工藝過(guò)程的自控聯(lián)鎖。

（2）核實(shí)光氣及光氣化工藝過(guò)程所涉及的上下游工藝過(guò)程對(duì)自身的影

響（如光氣的輸送、原料儲(chǔ)罐及輸送、冷媒的規(guī)格數(shù)量、惰性保護(hù)氣體的

規(guī)格數(shù)量等）。

（3）將光氣及光氣化工藝以及對(duì)該工藝過(guò)程產(chǎn)生影響的上下游的工藝

14

過(guò)程和對(duì)工藝安全產(chǎn)生影響的相關(guān)公用工程，一并納入自動(dòng)化控制與安全

聯(lián)鎖技術(shù)改造范圍，確定控制方案，繪制PID圖。

5.3儀表設(shè)備選型

（1）確定相關(guān)檢測(cè)儀表型號(hào)；

（2）計(jì)算并選定執(zhí)行機(jī)構(gòu)型號(hào)；

（3）根據(jù)工藝過(guò)程復(fù)雜程度、檢修能力等確定自動(dòng)化和安全聯(lián)鎖的實(shí)

現(xiàn)載體（如SIS、DCS；檢測(cè)儀表、自控調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥等）。

5.4提交方案

（1）工藝管道與儀表流程圖（PID）；

（2）順序控制邏輯圖（需要時(shí)）;

（3）控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表；

（4）自控設(shè)備表；

（5）檢測(cè)取源和執(zhí)行器改造圖（說(shuō)明或標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)號(hào)）；

（6）自控、聯(lián)鎖能源供應(yīng)方案。

5.5與建設(shè)方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計(jì)變更

15

6典型工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

某企業(yè)光氣及光氣化產(chǎn)品安全控制方案。

6.1工藝簡(jiǎn)述

光氣化反應(yīng)釜氮?dú)庵脫Q合格后，原料甲醇一次性計(jì)量進(jìn)料，光氣從反

應(yīng)釜底部計(jì)量后通入，控制光氣進(jìn)料速率，夾套通冷媒降溫，氣相經(jīng)冷凝

器冷凝回流，尾氣進(jìn)入吸收系統(tǒng)。反應(yīng)后得到粗品氯甲酸甲酯，放料至下

游工序。

6.2裝置光氣及光氣化工藝危險(xiǎn)性分析

6.2.1固有危險(xiǎn)性

光氣本身是劇毒化學(xué)品，吸入可致死，不燃，具有強(qiáng)烈腐蝕性（遇水）,

有強(qiáng)烈刺激性氣味，易液化，微溶于水并逐漸水解，易溶于苯、甲苯、四

氯化碳、氯仿等有機(jī)溶劑；原料主要為甲醇為甲類易燃易爆物品；產(chǎn)品氯

甲酸甲酯為刺激性和有毒物質(zhì)；產(chǎn)生氯化氫接觸其蒸氣或煙霧，可引起灼

傷、急性中毒。

622工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性

（1）所用的原料甲醇具為易燃易爆物質(zhì)。反應(yīng)前氮?dú)馕粗脫Q干凈或反

應(yīng)過(guò)程漏入空氣，與易燃介質(zhì)形成爆炸混合物，引起火災(zāi)爆炸事故。

（2）光氣化反應(yīng)是在一定溫度下進(jìn)行的放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程控制條件

苛刻，如果物料加入速度過(guò)快、溫度控制高造成反應(yīng)速度過(guò)快，可能造成

容器內(nèi)壓升高，引起火災(zāi)或設(shè)備爆炸。

（3）反應(yīng)物料不能充分混勻，反應(yīng)器局部反應(yīng)過(guò)熱造成沖料，引起火

災(zāi)爆炸事故。

16

（4）光氣化反應(yīng)在一定壓力、溫度下進(jìn)行，如安全附件不全或不可靠,

工藝控制失誤，配套的冷卻、氮?dú)獗Ｗo(hù)等安全設(shè)施中斷或不足，引起火災(zāi)

爆炸事故。

（5）如果冷媒發(fā)生故障，光氣化反應(yīng)釜無(wú)法及時(shí)冷卻，反應(yīng)熱累積，

造成局部超溫，引起爆沸，物料飛濺，引起釜內(nèi)超壓發(fā)生火災(zāi)爆炸。

（6）反應(yīng)過(guò)程設(shè)備及管道密封不嚴(yán)，造成光氣或氯甲酸甲酯泄漏，發(fā)

生中毒事故。

6.3裝置光氣及光氣化工藝控制方案綜述

本光氣化工藝設(shè)緊急停車系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)和緊急冷卻系統(tǒng)。光氣

化反應(yīng)釜設(shè)光氣進(jìn)料流量自動(dòng)控制閥。光氣化反應(yīng)釜設(shè)置溫度、壓力遠(yuǎn)傳

顯示報(bào)警，反應(yīng)溫度高高報(bào)警并聯(lián)鎖切斷光氣進(jìn)料、打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、

緊急停車系統(tǒng)；反應(yīng)壓力高高報(bào)警并聯(lián)鎖切斷光氣光氣進(jìn)料、打開(kāi)緊急冷

卻系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)及事故狀態(tài)下的光氣尾破系統(tǒng)、

倒料措施、自動(dòng)氨水或堿液噴淋裝置。

根據(jù)保護(hù)層分析（LOPA）及SIL定級(jí)報(bào)告，某企業(yè)光氣化產(chǎn)品裝置的

安全完整性等級(jí)采用SIL1級(jí)。

光氣化反應(yīng)釜基本過(guò)程控制系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)，并配置了獨(dú)立的安全

儀表系統(tǒng)（SIS）,以上控制、報(bào)警及聯(lián)鎖方式在控制室實(shí)現(xiàn)。工藝管道與

儀表流程圖見(jiàn)附圖1,控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表見(jiàn)附表4。

17

7光氣及光氣化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案附表、附圖

7.1山東省主要光氣及光氣化工藝產(chǎn)品目錄（附表1）

7.2光氣及光氣化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式（附表2）

7.3企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單（附表3）

7.4某企業(yè)光氣及光氣化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表（附表4）

7.5某企業(yè)光氣及光氣化工藝管道與儀表流程圖（附圖1）

18

附表1山東省主要光氣及光氣化工藝產(chǎn)品目錄

產(chǎn)品名稱

44-二苯基甲烷二異氨酸酯

光氣甲苯二異鍬酸酯（TDI）

（MDI）

六亞甲基二異輒酸酯（HDI）烷基烯酮二聚體（AKD）氯代酯

氯甲酸甲酯氯甲酸乙酯氯甲基異丙基碳酸酯

氯甲酸異辛酯氯甲酸氯甲酯氯甲酸氯乙酯

氯甲酸節(jié)酯氯甲酸異丙酯氯甲酸正丙酯

3,4-二氯苯異制酸酯正丁基異制酸脂3-氯苯異制酸酯

3,5-二氯苯異氟酸酯2,4-二氯茶異氨酸酯叔丁基異景酸酯

環(huán)己基異制酸酯十八酰氯間苯二甲酰氯

異辛酰氯新葵酰氯異壬酰氯

2-苯氧基乙基氯甲酸酯2-乙氧基乙基氯甲酸酯3-甲氧基丁基氯甲酸酯

雙光氣三光氣2-乙基乙酰氯

硬脂酰氯月桂酰氯聚碳酸酯

19

附表2光氣及光氣化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式

表2-1光氣化反應(yīng)釜工藝參數(shù)控制方式

序號(hào)工藝參數(shù)控制方式備注

1、集中顯示、控制、報(bào)警

1光氣化反應(yīng)釜溫度2、聯(lián)鎖：高高聯(lián)鎖關(guān)閉光氣進(jìn)口管路切斷

閥，打開(kāi)冷媒管路閥門(mén)

1、集中顯示、控制、報(bào)警

2光氣化反應(yīng)釜壓力2、聯(lián)鎖：關(guān)閉聯(lián)鎖關(guān)閉光氣進(jìn)口管路切斷

閥，打開(kāi)冷媒管路閥門(mén)、緊急泄放閥門(mén)

1、集中顯示

3光氣化反應(yīng)釜液位2、自控或遙控

4、報(bào)警、聯(lián)鉞關(guān)閉進(jìn)料閥門(mén)、出料閥門(mén)

1、集中顯不

4光氣化反應(yīng)釜原料進(jìn)料流量2、光氣設(shè)流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥

3、報(bào)警聯(lián)鎖

1、集中顯不

5光氣化反應(yīng)釜攪拌電流2、報(bào)警，高高聯(lián)鎖關(guān)閉光氣進(jìn)口管路切斷

閥，打開(kāi)冷媒管路閥門(mén)

1、集中顯示

6冷媒溫度

2、報(bào)警

1、集中顯示

7冷媒壓力

2、報(bào)警

20

附表3企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單

文字說(shuō)明部分圖紙部分

1、工藝操作規(guī)程1、廠區(qū)總平面布置

2、安全操作規(guī)程2、工藝管道與儀表流程圖

3、安全設(shè)施設(shè)計(jì)專篇3、各工序設(shè)備布置圖

4、設(shè)備一覽表（含設(shè)備規(guī)格、材質(zhì)、介質(zhì)、設(shè)計(jì)4、爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖

及操作溫度、壓力、儀表口規(guī)格等）5、可燃、有毒氣體報(bào)警系統(tǒng)圖及報(bào)警儀布

5、公用工程狀況（包括供電、供汽、供水、循環(huán)置圖

水、冷凍水、壓縮空氣等）6、主要物料平衡圖

6、現(xiàn)有自控、儀表狀況描述（包括控制室或操作

站）

7、主要物料及公用工程管線規(guī)格、材質(zhì)

8、實(shí)際生產(chǎn)中存在的工藝、安全方面的問(wèn)題及對(duì)

本次改造內(nèi)容的建議

9、同類裝置歷史上發(fā)生的事故案例

10、危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP）報(bào)告

11、保護(hù)層分析（LOPA）報(bào)告

12、反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告

21

附表4某企業(yè)光氣及光氣化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表

表4.1光氣化工藝DCS控