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摘要:化工企业主要生产装置具有高温、高压、易燃及易爆等特点 , 随着化工企业规模不断扩大,仪表系统必须满足和保障生产装置的安全、稳定、长周期、满负荷和高效运行的要求,因此关键联锁的设计尤为重要。本文通过分析环氧反应器系统高压汽包压力联锁控制方案阐述了实现智能化联锁保护功能的完整性,避免因仪表造成的动作及误停车现象,保障工艺装置长周期安全稳定运行的重要性。
关键词:仪表 安全 联锁 三取二 三取中
内容:
一、环氧反应器危害与高压汽包的作用分析:
乙烯氧化成环氧乙烷的机理较为复杂,有很多种理论,其中在目前较为公认的反应过程为:乙烯与氧气在一定的催化剂银条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成坏氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯分子骨架很容易被破坏,发生深度氧化而生成二氧化碳和水。
主反应为放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出25.19千卡的反应热。副反应也是放热反应,在250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出315.9千卡反应热,由此可以看出副反应放出的热量是主反应的放出热量的十几倍,因此必须严格控制工艺条件,同时把反应产生的热量及时带走是确保反应器安全的因数之一;
那么不难看出高压汽包在整个反应系统中不仅扮演着热量回收的角色同时汽包的产汽的量也是衡量反应好坏的重要标志:蒸汽量上升,说明副反应加剧,转化率上升,选择性下降,则可能有热点和飞温产生。而蒸汽量下降时,则反应温度下降,转化率下降,并有可能使得抑制剂加入过量,导致催化剂前端失活,并蔓延成尾烧;
二、工艺包专利设计高压汽包连锁控制方案的研究与优化:
在环氧反应系统中专利商设计的高压汽包连锁控制方案对整个反应系统来说也显得格外重要;那么我们既要研究相关连锁设计的意义又要时刻保持动态前进的思想,要敢于怀疑专利技术,从而进一步改进工厂自动化控制方案,确保专利技术在工厂中更好的应用。
比如在环氧工艺专利联锁设计中高压汽包蒸汽出口设计两台压力变送器,一台参与汽包压力控制同时将设定值输出给到SIS系统与另一台仪表变送器的测量值进行比较,其差值超过设定值,则触发联锁动作,确保了装置的安全如图所示:
压力差联锁设计存在着科学合理性在于当反应器突发异常如飞温状态时反应器热量会转化为汽包的蒸汽量导致汽包压力瞬间升高,这是SIS会将实际压力与操作员欲控制压力进行比较超过了一定值时,系统会默认当下工况已经超出操作员控制范围,环氧反应器已经处于危险状态,为保护反应器进而联锁停止进料并放空设计;
从设计上看该联锁确保了装置安全运行,但是给长周期平稳运行与仪表维护造成极大的影响,因为整个反应器的联锁全部受制于单点压力,当仪表本身出现假信号或引压失灵状态时同样会导致大连锁停车造成一定的損失。那么我们从安全和长周期平稳运行考虑,建议将高压汽包蒸汽出口设计三台压力,实现差压三取二或三取中连锁控制,该控制方案既能克服仪表本身假信号给装置造成异常和不安全事件的发生,同时能有效可靠的确保了装置安全平稳运行,确保了安全联锁该动则动,不该动则不动作。
总结:
不断对合理性的联锁系统的科学合理性的优化与改进,大大增强联锁系统的可靠性、准确性、安全性、关联性、和智能性,消除了联锁系统的误停车及停车事故的扩大化,促进和保证了工艺装置的长周期安全稳定运行,间接为公司带来了巨大的经济效益。
参考文献
[1] 赵峻松 主编,石油和化工企业仪表及运行管理手册
[2] 陆德民 主编,石油化工自动控制设计手册
[3] 郑连中 主编 浅谈以环氧乙烷为原料的化工装置设计要点
关键词:仪表 安全 联锁 三取二 三取中
内容:
一、环氧反应器危害与高压汽包的作用分析:
乙烯氧化成环氧乙烷的机理较为复杂,有很多种理论,其中在目前较为公认的反应过程为:乙烯与氧气在一定的催化剂银条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成坏氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯分子骨架很容易被破坏,发生深度氧化而生成二氧化碳和水。
主反应为放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出25.19千卡的反应热。副反应也是放热反应,在250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出315.9千卡反应热,由此可以看出副反应放出的热量是主反应的放出热量的十几倍,因此必须严格控制工艺条件,同时把反应产生的热量及时带走是确保反应器安全的因数之一;
那么不难看出高压汽包在整个反应系统中不仅扮演着热量回收的角色同时汽包的产汽的量也是衡量反应好坏的重要标志:蒸汽量上升,说明副反应加剧,转化率上升,选择性下降,则可能有热点和飞温产生。而蒸汽量下降时,则反应温度下降,转化率下降,并有可能使得抑制剂加入过量,导致催化剂前端失活,并蔓延成尾烧;
二、工艺包专利设计高压汽包连锁控制方案的研究与优化:
在环氧反应系统中专利商设计的高压汽包连锁控制方案对整个反应系统来说也显得格外重要;那么我们既要研究相关连锁设计的意义又要时刻保持动态前进的思想,要敢于怀疑专利技术,从而进一步改进工厂自动化控制方案,确保专利技术在工厂中更好的应用。
比如在环氧工艺专利联锁设计中高压汽包蒸汽出口设计两台压力变送器,一台参与汽包压力控制同时将设定值输出给到SIS系统与另一台仪表变送器的测量值进行比较,其差值超过设定值,则触发联锁动作,确保了装置的安全如图所示:
压力差联锁设计存在着科学合理性在于当反应器突发异常如飞温状态时反应器热量会转化为汽包的蒸汽量导致汽包压力瞬间升高,这是SIS会将实际压力与操作员欲控制压力进行比较超过了一定值时,系统会默认当下工况已经超出操作员控制范围,环氧反应器已经处于危险状态,为保护反应器进而联锁停止进料并放空设计;
从设计上看该联锁确保了装置安全运行,但是给长周期平稳运行与仪表维护造成极大的影响,因为整个反应器的联锁全部受制于单点压力,当仪表本身出现假信号或引压失灵状态时同样会导致大连锁停车造成一定的損失。那么我们从安全和长周期平稳运行考虑,建议将高压汽包蒸汽出口设计三台压力,实现差压三取二或三取中连锁控制,该控制方案既能克服仪表本身假信号给装置造成异常和不安全事件的发生,同时能有效可靠的确保了装置安全平稳运行,确保了安全联锁该动则动,不该动则不动作。
总结:
不断对合理性的联锁系统的科学合理性的优化与改进,大大增强联锁系统的可靠性、准确性、安全性、关联性、和智能性,消除了联锁系统的误停车及停车事故的扩大化,促进和保证了工艺装置的长周期安全稳定运行,间接为公司带来了巨大的经济效益。
参考文献
[1] 赵峻松 主编,石油和化工企业仪表及运行管理手册
[2] 陆德民 主编,石油化工自动控制设计手册
[3] 郑连中 主编 浅谈以环氧乙烷为原料的化工装置设计要点