專用樹脂安全生產自動化提升措施應用

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摘要：主要介紹了聚氯乙烯專用樹脂在生產過程中不斷做出的一系列提升系統自動化、生產安全環保化的實施項目，通過這些項目的改造不斷提高專用樹脂生產系統運行的穩定性、高效性，保證專用樹脂生產安全環保最大化。

關鍵詞：專用樹脂；安全；環保；自動化改造；HAZOP

三友氯堿專用樹脂生產工藝采用的是微懸浮法，整個生產過程包括助劑配置、分散加料、聚合反應、回收出料生成中間產物膠乳，再經過干燥、粉碎、包裝將專用樹脂包裝成待售成品的過程。整個生產過程采用閉環管理，做好高自動化、高智能化、安全環保最大化。2019年隨著新一輪安全及環保檢查趨嚴，整個氯堿行業領域的市場波動性仍較為明顯[1]。中國氯堿行業生產技術水平不斷提高、經濟效益明顯提升，安全環保節能水平上了一個新臺階[2]。本文主要從提升專用樹脂生產自動化、安全環保化方面所采取的一系列優化措施展開敘述。

1專用樹脂生產裝置DCS控制原理及流程簡介

專用樹脂的自動化生產主要包含助劑配置、五種原料的全自動加料、聚合反應串級調節、單體回收、干燥包裝等環節，均由DCS負責過程控制，完成重要的基礎控制和實時生產數據采集、動態監控等功能。下面主要從消泡劑降粘劑的自動加入、自動涂壁系統、SIS系統等方面來介紹。

2消泡劑/降粘劑加入系統自動化提升

2.1消泡劑/降粘劑加入系統自動化的提升背景

微懸浮聚合反應結束后，首先在膠乳自壓回收前向聚合釜內加入一定量的消泡劑來進行膠乳回收過程中的消泡，防止回收氣速過大導致回收帶料，膠乳堵塞回收管線。另外在膠乳強制回收之前向聚合釜內加入降粘劑來調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專用桶內，做好標記、復秤、備用，然后待聚合反應終止前，現場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/降粘劑罐內再關閉加料口下方手閥，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閥，最終將消泡劑加入釜內。降粘劑的稱量、加入操作步驟同消泡劑的操作。整個消泡劑/降粘劑的人工操作過程中不但重復性勞動強度大，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環節便是現場操作工向消泡劑/降粘劑罐內加入助劑時關閉加料口下方手閥，一旦手閥關閉不嚴，在DCS操作工下放消泡劑至釜內時，釜內的壓力就會自手閥沖出消泡劑/降粘劑罐，噴出的高壓容易導致人身傷害，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，對產品性能和系統穩定運行的評價會造成一定的誤導，為此，探討研究出一套消泡劑/降粘劑自動加入系統來提升消泡劑/降粘劑加入的自動化和安全化。

2.2消泡劑/降粘劑加入系統自動化的提升效果

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，同時降低職工的勞動強度；另一方面為了提高系統運行的穩定性、安全性，經過技術人員的交流研討，決定對消泡劑/降粘劑的加入進行技術改造。即通過消泡劑/降粘劑的自動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的儲罐內，其中降粘劑需啟動攪拌進行攪拌以免分層影響助劑效果，然后再聚合反應壓力降達到設定范圍后DCS操作工點擊消泡劑/降粘劑加入按鈕，則系統自動檢測工藝條件是否滿足，若不滿足給出報警提示，若監測條件滿足則程序自動執行，消泡劑/降粘劑的儲罐罐底閥及加料管線閥門、回流閥門依次打開，加料泵啟動，通過加料管線上的流量計及流量調節閥來控制消泡劑/降粘劑的加入流速和加入總量，保證加入量的準確性。加入完畢后再對加料管線進行沖洗以避免消泡劑/降粘劑殘存在管線內造成加入量出現誤差。此項消泡劑/降粘劑加入的自動化提升最大的優點就是規避了因人工操作帶來的安全風險同時降低職工勞動強度，提高加料精確性。自動加入系統流程示意圖見圖1。

3重大危險源SIS系統的優化升級

3.1優化背景

HAZOP分析是一種用于辨識設計缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結構化分析方法，通過對工藝和操作規程等進行分析，最終明確設計偏差可能會導致的后果和可操作性問題，主要針對較大生產過程裝置[3]。通過HAZOP分析來制定完整的獨立安全儀表系統并切實加以落實執行。安全儀表系統是一種自動安全保護系統，是保證正常生產和人身、設備安全的必不可少的措施，因此開展安全儀表系統安全評定對于確保過程工業安全具有重要意義[4]。三友氯堿專用樹脂的生產涉及2臺球罐重大危險源，在重大危險源儲罐區檢測控制中，罐體的溫度、罐內的壓力和液位為主要控制參數，儲罐的液位由于生產用料和進料不斷發生變化，可能會出現物料冒頂泄露和抽空的危險，因此罐區SIS系統主要控制參數為液位，儀表檢測元件和取源點單獨設置，球罐采用雙法蘭液位計和外測液位計兩種不同測量方式測量儲罐液位，液位計設置高低液位報警和高高低低液位聯鎖，信號傳輸到SIS系統中，只要達到設定聯鎖值，系統送出信號進行緊急事故聯鎖。

3.2應用效果

（1）聯鎖設定范圍。球罐安全儀表系統主要針對2臺球罐和1臺氣柜進行設計球罐增加液位計LAS1002A、LAS1002B，進口管線增加切斷閥HV1000A-1、HV1000B-1，出口管線增加切斷閥HV1001A-1、HV1001B-1。（2）聯鎖設定內容。罐區的SIS系統主要針對氯乙烯球罐液位超高、氣柜高度過低和過高而制定的聯鎖程序，其中球罐設有高高限、高限報警聯鎖，當球罐液位超過設定值時球罐進料閥門自動關閉停止接料，防止球罐出現超負荷運轉。氣柜設有高高限、高限、低限、低低限報警聯鎖，當氣柜超過高限值時氣柜進氣閥門自動關閉防止氣柜超高冒頂引發事故，當氣柜高度低于低限值時氣柜出口閥門自動關閉防止壓縮機將氣柜抽癟造成事故。（3）應急處理措施。當球罐接料過程中，液位達到高高液位聯鎖值時，球罐進口SIS切斷閥聯鎖關閉，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口切斷閥緊急向另一球罐進料，立即通知巡檢到現場檢查，并通知送料單位暫停打料；在聚合入料過程中，球罐液位達到低低液位聯鎖值時，球罐出口SIS切斷閥聯鎖關閉，造成聚合入料泵不上液，操作工聯動停止聚合入料，將入料選用另一球罐后，聚合入料繼續聯動啟動后恢復入料；若兩個球罐出口同時關閉則立即停止聚合入料。具體聯鎖設定內容見表1。

結語

（1）隨著化工行業安全環保最大化行動的展開，著手完善生產系統自動化，減少人工操作入手，是提高專用樹脂生產安全性、環保性最有力、最直接的措施。（2）定期對罐區SIS系統聯鎖進行調試和校對，保證生產裝置最后一道安全防線處于有效狀態。

參考文獻：

[1]張培超.2018年中國氯堿行業經濟運行分析.中國氯堿，2019，02：1-2.

[2]中國氯堿工業協會.2018年氯堿行業相關政策動態匯總.中國氯堿，2018，12：1-4.

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

[4]劉丁丁，賀永斌，劉文遠.HAZOP風險分析在操作規程風險辨識的應用.中國氯堿，2019，01：37-39.

作者：孟維慶 單位：唐山三友氯堿有限責任公司