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摘 要：安全仪表系统（即SIS系统）属于安全相关系统中的一类，在保障工业安全生产的过程中发挥着重要作用。作为甲烷的制作原料，焦炉煤气在制作过程中，可能存在着很大的安全隐患，所以引进安全仪表系统检验制作环节存在的异常动作，对提高项目的安全性和可靠性具有很好的辅助效果。
关键词：安全仪表系统 焦炉煤气 甲醇项目 应用
目前我国的煤炭总产量居于世界前列，然而大量的煤炭生产排出的焦炉气，对大气污染非常严重。通过焦炉煤气来生产市场前景良好的甲醇，既环保又使资源得到了合理利用，还能取得较好的经济效益。然而在焦炉煤气制作甲醇的过程中，难免会出现系统设计和操作方面的失误，为了减少工程事故的发生，一套能够检测工程装置问题，并对即将发生的危害行为做出准确预警的安全检验系统是必不可少的。安全仪表系统包括检测传感器、逻辑控制器和执行元件的开环回路等相应软件，当焦炉煤气在正常制作甲醇时，安全系统不会发生任何动作，只有当安全回路的传感器发现危险信号时，立即会激活安全保障系统，所以对于整个项目工程具有良好的保护效果。
一、焦炉煤气制甲醇项目概述
焦炉煤气是很好的气体燃料和化工原材料，在制作甲醇、合成氨、提取氢气和发电方面市场前景广阔，尤其是制作甲醇方面经济效益较好。近些年来，我国的甲醇制造业取得了很大的进步，除了传统的用煤生产甲醇的方法外，现在更加注重焦炉煤气制甲醇这项节能环保的新工艺。它的制作流程分为几个步骤：第一步，将经过预处理后的焦炉煤气进行压缩增压，然后通过增加氢气转化精脱硫，这时煤气的总硫体积分数就是小于0.1×10-6，从而实现了煤气的净化；第二，将焦炉煤气中的甲烷和烃类物质转化成甲烷的有效气体组分即氢气和一氧化碳，然后再通过补碳的方式（即通过煤炭制气、压缩、脱硫、脱碳的方式，制作成碳多氢少的水煤气，并将其加入原料气中）调整原料气的氢碳比例，以此制成了合成甲醇所需的合成气；第三，将刚才制作的合成气压缩增压后放入甲醇合成塔，经过合成反应生成粗制的甲醇，然后经过三塔精馏工序就制成了有机化工原料精甲醇。在整个工艺流程中，焦炉煤气的净化和转化工作是关键中的关键。整个流程如图所示：
如图：焦炉煤气制甲烷的工艺流程
二、安全仪表系统概述
安全仪表系统（即SIS）是通过仪表体现安全功能的系统，包括检测传感器、逻辑运算器和最终执行器等相关软件。安全仪表系统针对不同的行业和生产对象，又被称为安全连锁系统，通过这些软件可以对化学工程装置出现危险时采取紧急措施，对继续恶化的工程及时响应，从而将损失降到最低程度、保证了生产活动、机械设备、自然环境和工作人员的安全。其需要与分散控制系统（DCS）建立通讯关系，将搜集到的数据信息反馈给分散控制系统，以此对安全仪表系统当前的工作状态、条件和连锁结果进行监督。二者相互结合保障了生产的正常进行。
其中安全仪表系统中的安全度等级（即SIL），能够描述安全仪表系统安全的综合等级，它是生产过程中的一种自动保护系统，具有高度的灵活性、可靠性和准确性。
三、安全仪表系统在焦炉煤气制甲烷项目中的作用
在甲醇制作过程中，焦炉煤气压缩、纯氧转化、净化过程工艺控制的安全性是整个工程的最关键部分，所以加强对甲醇转化阶段、焦炉气压缩机与合成气压缩工段的控制信号系统检测，是保证工程安全进行的重要环节。以河北某公司为例，其安全仪表系统采用的是TUV AK6通过认证的HIMA系统软件，上位机操作员使用的软件是ws-dev-500，而工程师级软件采用的是ELOP II软件。通过该公司的安全仪表系统发现起作用主要表现在三个方面：
第一方面：安全仪表系统满足当焦炉气气柜高度低于15%时，或按动安全仪表系统操作盘上的紧急停车按钮时焦炉气压缩机紧急停机这两个条件时，安全仪表系统就会发动联锁动作，其中包括焦炉气压缩机停止工作、转化系统自动停止转化、合成气压缩机新鲜空气的进口阀门被关闭，而新鲜空气的放空阀门则被打开，也即是说焦炉气压缩机停止工作，而合成气压缩机却在那空转。
第二方面：当安全仪表系统达到以下条件即：进入焦炉气初期预热器的煤气压力有两台设备的压力同时小于1.8MPa；进入转化工段的氧气流量和进转化的原料焦炉气流量比值低低限值；纯氧转化炉夹套冷却水的缓冲罐压力达到高高限值；转化废锅汽包液位低于15%；纯氧转化炉中内部床层的操作温度大于1300摄氏度，并且三台焦炉气压缩机全部停止工作的情况下，安全仪表系统就会发动联锁反应，首先将焦炉煤气的自动转化工作停止，其次合成气压缩机新鲜气的进口阀门关闭，新鲜气体放空阀門打开，整体甲醇转化生产系统就会停止工作，而合成气压缩机空转。
第三方面：如果合成气压缩机停止工作，那么安全仪表系统就会发生连锁动作，合成气压缩机的进口新鲜气阀门关闭，新鲜空气放空阀门被打开，那么合成气压缩机才会安全停机。
结束语
目前，焦炉煤气制作甲醇已经成为甲醇制作的主要趋势，由于整个项目的制作清洁环保，越来越受到人们的重视。但是整个项目的操作过程必须十分精细，每个工作环节的操作都必须不断进行完善和控制，为了减少项目的危险性，获取更高的经济效益，引进安全仪表系统就显得十分必要。通过该系统的调节把控降低甲醇装置事故发生的几率，避免重大设备损坏，对化工产业来说具有十分广泛的使用价值。
参考文献：
[1]韩义民.安全仪表系统在焦炉煤气制甲醇项目中的应用[J].现代工业经济和信息化，2012（22）.
[2]梁周锋，侯建荣.关于焦炉煤气制甲醇技术应用[J].广东化工，2012（17）.
[3]李奇峰，韩义民.MACSV DCS控制系统在焦炉煤气制甲醇项目中的应用[J].化工自动化及仪表，2011（12）.
[4]郑明东.焦炉煤气制甲醇技术的发展[J].燃料与化工，2008（3）.
[5]靳江红.安全仪表系统安全功能失效评估方法研究[D].中国矿业大学（北京），2010年.
关键词：安全仪表系统 焦炉煤气 甲醇项目 应用
目前我国的煤炭总产量居于世界前列，然而大量的煤炭生产排出的焦炉气，对大气污染非常严重。通过焦炉煤气来生产市场前景良好的甲醇，既环保又使资源得到了合理利用，还能取得较好的经济效益。然而在焦炉煤气制作甲醇的过程中，难免会出现系统设计和操作方面的失误，为了减少工程事故的发生，一套能够检测工程装置问题，并对即将发生的危害行为做出准确预警的安全检验系统是必不可少的。安全仪表系统包括检测传感器、逻辑控制器和执行元件的开环回路等相应软件，当焦炉煤气在正常制作甲醇时，安全系统不会发生任何动作，只有当安全回路的传感器发现危险信号时，立即会激活安全保障系统，所以对于整个项目工程具有良好的保护效果。
一、焦炉煤气制甲醇项目概述
焦炉煤气是很好的气体燃料和化工原材料，在制作甲醇、合成氨、提取氢气和发电方面市场前景广阔，尤其是制作甲醇方面经济效益较好。近些年来，我国的甲醇制造业取得了很大的进步，除了传统的用煤生产甲醇的方法外，现在更加注重焦炉煤气制甲醇这项节能环保的新工艺。它的制作流程分为几个步骤：第一步，将经过预处理后的焦炉煤气进行压缩增压，然后通过增加氢气转化精脱硫，这时煤气的总硫体积分数就是小于0.1×10-6，从而实现了煤气的净化；第二，将焦炉煤气中的甲烷和烃类物质转化成甲烷的有效气体组分即氢气和一氧化碳，然后再通过补碳的方式（即通过煤炭制气、压缩、脱硫、脱碳的方式，制作成碳多氢少的水煤气，并将其加入原料气中）调整原料气的氢碳比例，以此制成了合成甲醇所需的合成气；第三，将刚才制作的合成气压缩增压后放入甲醇合成塔，经过合成反应生成粗制的甲醇，然后经过三塔精馏工序就制成了有机化工原料精甲醇。在整个工艺流程中，焦炉煤气的净化和转化工作是关键中的关键。整个流程如图所示：
如图：焦炉煤气制甲烷的工艺流程
二、安全仪表系统概述
安全仪表系统（即SIS）是通过仪表体现安全功能的系统，包括检测传感器、逻辑运算器和最终执行器等相关软件。安全仪表系统针对不同的行业和生产对象，又被称为安全连锁系统，通过这些软件可以对化学工程装置出现危险时采取紧急措施，对继续恶化的工程及时响应，从而将损失降到最低程度、保证了生产活动、机械设备、自然环境和工作人员的安全。其需要与分散控制系统（DCS）建立通讯关系，将搜集到的数据信息反馈给分散控制系统，以此对安全仪表系统当前的工作状态、条件和连锁结果进行监督。二者相互结合保障了生产的正常进行。
其中安全仪表系统中的安全度等级（即SIL），能够描述安全仪表系统安全的综合等级，它是生产过程中的一种自动保护系统，具有高度的灵活性、可靠性和准确性。
三、安全仪表系统在焦炉煤气制甲烷项目中的作用
在甲醇制作过程中，焦炉煤气压缩、纯氧转化、净化过程工艺控制的安全性是整个工程的最关键部分，所以加强对甲醇转化阶段、焦炉气压缩机与合成气压缩工段的控制信号系统检测，是保证工程安全进行的重要环节。以河北某公司为例，其安全仪表系统采用的是TUV AK6通过认证的HIMA系统软件，上位机操作员使用的软件是ws-dev-500，而工程师级软件采用的是ELOP II软件。通过该公司的安全仪表系统发现起作用主要表现在三个方面：
第一方面：安全仪表系统满足当焦炉气气柜高度低于15%时，或按动安全仪表系统操作盘上的紧急停车按钮时焦炉气压缩机紧急停机这两个条件时，安全仪表系统就会发动联锁动作，其中包括焦炉气压缩机停止工作、转化系统自动停止转化、合成气压缩机新鲜空气的进口阀门被关闭，而新鲜空气的放空阀门则被打开，也即是说焦炉气压缩机停止工作，而合成气压缩机却在那空转。
第二方面：当安全仪表系统达到以下条件即：进入焦炉气初期预热器的煤气压力有两台设备的压力同时小于1.8MPa；进入转化工段的氧气流量和进转化的原料焦炉气流量比值低低限值；纯氧转化炉夹套冷却水的缓冲罐压力达到高高限值；转化废锅汽包液位低于15%；纯氧转化炉中内部床层的操作温度大于1300摄氏度，并且三台焦炉气压缩机全部停止工作的情况下，安全仪表系统就会发动联锁反应，首先将焦炉煤气的自动转化工作停止，其次合成气压缩机新鲜气的进口阀门关闭，新鲜气体放空阀門打开，整体甲醇转化生产系统就会停止工作，而合成气压缩机空转。
第三方面：如果合成气压缩机停止工作，那么安全仪表系统就会发生连锁动作，合成气压缩机的进口新鲜气阀门关闭，新鲜空气放空阀门被打开，那么合成气压缩机才会安全停机。
结束语
目前，焦炉煤气制作甲醇已经成为甲醇制作的主要趋势，由于整个项目的制作清洁环保，越来越受到人们的重视。但是整个项目的操作过程必须十分精细，每个工作环节的操作都必须不断进行完善和控制，为了减少项目的危险性，获取更高的经济效益，引进安全仪表系统就显得十分必要。通过该系统的调节把控降低甲醇装置事故发生的几率，避免重大设备损坏，对化工产业来说具有十分广泛的使用价值。
参考文献：
[1]韩义民.安全仪表系统在焦炉煤气制甲醇项目中的应用[J].现代工业经济和信息化，2012（22）.
[2]梁周锋，侯建荣.关于焦炉煤气制甲醇技术应用[J].广东化工，2012（17）.
[3]李奇峰，韩义民.MACSV DCS控制系统在焦炉煤气制甲醇项目中的应用[J].化工自动化及仪表，2011（12）.
[4]郑明东.焦炉煤气制甲醇技术的发展[J].燃料与化工，2008（3）.
[5]靳江红.安全仪表系统安全功能失效评估方法研究[D].中国矿业大学（北京），2010年.