PAGE26重氮化工藝安全控制設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案目錄1概述 11.1重氮化工藝 11.2重氮化反應(yīng)類(lèi)型 11.2.1順?lè)ㄖ氐磻?yīng) 11.2.2反加法重氮化反應(yīng) 11.2.3亞硝酰硫酸法重氮化反應(yīng) 11.2.4硫酸銅觸媒法重氮化反應(yīng) 21.2.5鹽析法重氮化反應(yīng) 21.3重氮化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)監(jiān)控單元 21.3.1重氮化工藝的關(guān)鍵設(shè)備 21.3.2重氮化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元 31.4重氮化工藝涉及的主要危險(xiǎn)介質(zhì) 31.4.1重氮化原料 31.4.2產(chǎn)品和中間產(chǎn)品 41.4.3其他 41.5XX省主要重氮化工藝產(chǎn)品目錄 52危險(xiǎn)性分析 62.1固有危險(xiǎn)性 62.1.1火災(zāi)危險(xiǎn)性 62.1.2爆炸危險(xiǎn)性 72.1.3中毒危險(xiǎn)性 72.1.4腐蝕及其他危險(xiǎn)性 72.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性 82.2.1反應(yīng)過(guò)程的危險(xiǎn)性 82.2.2反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 82.2.3危險(xiǎn)和可操作性分析 83重點(diǎn)監(jiān)控的工藝參數(shù)和控制要求 103.1溫度 103.2壓力 103.3投料速率、物料配比和PH值 103.4液位 113.5亞硝酸鈉（亞硝酰硫酸）流量 114推薦的安全控制方案 124.1各工藝參數(shù)控制方式 124.2工藝系統(tǒng)控制方式 124.2.1基本監(jiān)控要求 124.2.2基本控制要求 124.2.2.2其他 134.3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 144.4儀表系統(tǒng)選用原則 144.4.1基本過(guò)程控制系統(tǒng)（BPCS）選用原則 144.4.2安全儀表系統(tǒng)選用原則 144.4.3氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)（GDS）選用原則 154.5其他安全設(shè)施 155通用設(shè)計(jì)要求 165.1收集產(chǎn)品工藝資料 165.2確定改造范圍 165.3儀表設(shè)備選型 175.5與建設(shè)方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計(jì)變更 176典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)方案 186.1工藝簡(jiǎn)述 186.2裝置重氮化工藝危險(xiǎn)性分析 186.2.1固有危險(xiǎn)性 186.2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性 196.3裝置重氮化工藝控制方案綜述 197重氮化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案附表、附圖 217.1XX省主要重氮化工藝產(chǎn)品目錄（附表1） 217.2重氮化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式（附表2） 217.3企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單（附表3） 217.4某企業(yè)重氮化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表（附表4） 217.5工藝管道與儀表流程圖（附圖1） 21附表1XX省主要重氮化工藝產(chǎn)品目錄 22附表2重氮化工藝重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)的控制方式 23附表3企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單 24附表4某企業(yè)重氮化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表 25附圖1某企業(yè)重氮化工藝管道與儀表流程圖 271概述1.1重氮化工藝一級(jí)胺與亞硝酸在低溫下作用，生成重氮鹽的反應(yīng)。脂肪族、芳香族和雜環(huán)的一級(jí)胺都可以進(jìn)行重氮化反應(yīng)。通常是把含芳胺的有機(jī)化合物在酸性介質(zhì)中與亞硝酸鈉作用，使其中的胺基（-NH2）轉(zhuǎn)變?yōu)橹氐?N=N-）的化學(xué)反應(yīng)。涉及重氮化反應(yīng)的工藝過(guò)程為重氮化工藝。1.2重氮化反應(yīng)類(lèi)型重氮化反應(yīng)主要包括：順?lè)?、反加法、亞硝酰硫酸法、硫酸銅觸媒法和鹽析法五種類(lèi)型。順?lè)ㄖ氐磻?yīng)指在重氮鹽的制備過(guò)程中，先在重氮化原料溶液中加入適量酸，低溫下再向釜內(nèi)加入亞硝酸鈉的重氮化方法。如對(duì)氨基苯磺酸鈉與2-萘酚制備酸性橙-II染料、芳香族伯胺與亞硝酸鈉反應(yīng)制備芳香族重氮化合物等。1.2.2反加法重氮化反應(yīng)指先按照比例配置重氮化原料和亞硝酸鈉溶液，再將料液緩慢加入低溫鹽酸溶液的重氮化方法。如間苯二胺生產(chǎn)二氟硼酸間苯二重氮鹽；苯胺與亞硝酸反應(yīng)生產(chǎn)苯胺基重氮鹽等1.2.3亞硝酰硫酸法重氮化反應(yīng)指先將芳伯胺溶于濃硫酸或冰醋酸，再向其中加入亞硝酰硫酸的重氮化方法。如2-氰基-4-硝基苯胺、2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、2、4-二硝基-6-溴苯胺、2、6-二氰基-4-硝基苯胺、2，4-二硝基-6-氰基苯胺、鄰氯對(duì)硝基苯胺為重氮組分與端氨基含醚基的偶合組分經(jīng)重氮化、偶合成單偶氮分散染料。主反應(yīng)：2，4-二硝基-6-溴-苯胺亞硝酰硫酸重氮鹽副反應(yīng)：1.2.4硫酸銅觸媒法重氮化反應(yīng)將氨基苯酚類(lèi)溶解于堿溶液中，與亞硝酸溶液一起加入溶有硫酸銅的弱酸（如乙酸）溶液中，發(fā)生重氮化反應(yīng)。如鄰、間氨基苯酚用弱酸（醋酸、草酸等）或易于水解的無(wú)機(jī)鹽和亞硝酸鈉反應(yīng)制備鄰、間氨基苯酚的重氮化合物等。1.2.5鹽析法重氮化反應(yīng)首先將偶氮化合物加堿溶解，然后鹽析，使全部成為偶氮體的鈉鹽。析出沉淀過(guò)濾、迅速倒入鹽酸和冰水的混合物，使重氮化反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)。如氨基偶氮化合物通過(guò)鹽析法進(jìn)行重氮化生產(chǎn)多偶氮染料等。1.3重氮化工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)監(jiān)控單元1.3.1重氮化工藝的關(guān)鍵設(shè)備重氮化工藝關(guān)鍵設(shè)備是重氮化反應(yīng)器（釜）在重氮化工藝過(guò)程中，重氮化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度在重氮化工藝中為重要參數(shù)需要嚴(yán)格控制，一般重氮化工藝反應(yīng)溫度需要控制在15℃以下，有的重氮化工藝反應(yīng)器（釜）內(nèi)需要保持一定壓力，故重氮化反應(yīng)器（釜）應(yīng)設(shè)置溫度、壓力監(jiān)控設(shè)施和冷媒夾套、盤(pán)管；有些重氮化反應(yīng)器（釜）屬于壓力容器，應(yīng)設(shè)安全閥等安全附件。重氮化工藝涉及的物質(zhì)大多可燃物，在反應(yīng)過(guò)程中如果出現(xiàn)泄漏，使空氣混入反應(yīng)器（釜）或反應(yīng)釜內(nèi)攪拌不良、冷媒流量過(guò)低導(dǎo)致反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度過(guò)高，都有可能造成爆炸事故，故反應(yīng)器（釜）還應(yīng)設(shè)置爆破片、導(dǎo)爆管等安全附件。重氮化反應(yīng)需要在酸性下進(jìn)行，所以重氮化反應(yīng)釜需要根據(jù)反應(yīng)介質(zhì)和反應(yīng)條件，采取相應(yīng)防腐措施。1.3.2重氮化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元重氮化工藝的重點(diǎn)監(jiān)控單元為重氮化反應(yīng)和后處理單元，重氮化反應(yīng)單元重點(diǎn)監(jiān)控反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力、液位、PH值；反應(yīng)釜內(nèi)攪拌速率；亞硝酸鈉流量；反應(yīng)物質(zhì)的配料比等。后處理單元重點(diǎn)監(jiān)控溫度。重氮化工藝涉及的主要危險(xiǎn)介質(zhì)1.4.1重氮化原料亞硝酸鈉亞硝酸鈉為白色或淡黃色細(xì)結(jié)晶、無(wú)臭、略有咸味、易潮解，暴露在空氣中會(huì)被氧化變質(zhì)。該物質(zhì)屬于無(wú)機(jī)氧化劑，175℃發(fā)生分解，能引起有機(jī)化合物著火或爆炸。與還原物、有機(jī)物、易燃物如硫、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物，急劇加熱時(shí)可發(fā)生爆炸。亞硝酸鈉毒作用為麻痹血管運(yùn)動(dòng)中樞及周?chē)?，形成高鐵血紅蛋白，急性中毒表現(xiàn)為全身無(wú)力、頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、腹瀉、呼吸困難，檢查見(jiàn)皮膚粘膜明顯紫紺，嚴(yán)重者血壓下降、昏迷，死亡。接觸人手、足部皮膚可發(fā)生損害。1.4.1.2亞硝酰硫酸亞硝酰硫酸為無(wú)色梭形結(jié)晶，與有機(jī)物（如木屑、草等）接觸會(huì)燃燒。與還原劑發(fā)生劇烈反應(yīng)。遇潮時(shí)對(duì)大多數(shù)金屬有腐蝕性。遇水分解為硫酸、硝酸，并產(chǎn)生有毒的氧化氮?dú)怏w。亞硝酰硫酸對(duì)皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激作用和腐蝕作用，蒸氣或霧能引起角膜炎、結(jié)膜炎，并可引起失明，引起呼吸道刺激和支氣管痙攣，化學(xué)性肺炎、肺水腫，嚴(yán)重者可致死。1.4.1.3其他原料重氮化反應(yīng)原料主要是芳香族、脂肪族和雜環(huán)的一級(jí)胺化合物。重氮化原料大多為易燃易爆液體，如苯胺，閃點(diǎn)70℃、爆炸上限11%、爆炸下限為1.3%。還有可燃固體，如鄰硝基苯胺，遇明火、高熱可燃。受熱分解放出有毒的氧化氮煙氣。重氮化原料絕大部分有毒害性，人員接觸、誤食、吸入會(huì)對(duì)身體造成損害，甚至死亡。同時(shí)部分重氮化原料在受熱或光照條件下，會(huì)發(fā)生分解，釋放有毒氣體。1.4.2產(chǎn)品和中間產(chǎn)品重氮鹽，特別是帶有硝基的重氮鹽，在溫度稍高或是光照作用下即易發(fā)生分解，有的在室溫即進(jìn)行分解。在干燥狀態(tài)下，有些重氮鹽不穩(wěn)定，活性大，受熱或摩擦、碰撞會(huì)發(fā)生分解爆炸。在酸性介質(zhì)中，有些金屬如鐵、銅、鋅等能促使重氮化物激烈分解甚至爆炸。重氮化物一般是有一定毒害性，人員接觸、誤食、吸入會(huì)對(duì)身體造成損害，甚至造成人員死亡。1.4.3其他重氮化反應(yīng)中需要加入無(wú)機(jī)酸調(diào)整反應(yīng)過(guò)程的PH值，使用的酸可以是鹽酸、硫酸、高氯酸等，這些物質(zhì)全部具有腐蝕性，在使用過(guò)程中對(duì)設(shè)備管道有不同程度的腐蝕性。同時(shí)部分無(wú)機(jī)酸如硫酸、高氯酸具有強(qiáng)氧化性，與可燃、還原性物質(zhì)接觸可能出現(xiàn)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。部分無(wú)機(jī)酸與人體接觸可能造成灼傷。如鹽酸、高氯酸等受熱易分解或釋放出有毒、有刺激性氣體。XX省主要重氮化工藝產(chǎn)品目錄XX省主要重氮化工藝有顏料、分散染料、1，3，5-三溴苯、α-氯代丙烯腈、2-氯-5-氯甲基吡啶等生產(chǎn)。XX省主要重氮化工藝產(chǎn)品目錄詳見(jiàn)附表1。2危險(xiǎn)性分析重氮化反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程所使用的原料大多具有易燃性、有毒性、腐蝕性，一旦泄漏危險(xiǎn)性較大。生產(chǎn)的重氮化合物極不穩(wěn)定，活性強(qiáng)，受熱或摩擦、撞擊等作用能發(fā)生分解甚至爆炸。2.1固有危險(xiǎn)性固有危險(xiǎn)性指重氮化反應(yīng)中的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等本身具有的危險(xiǎn)有害特性。2.1.1火災(zāi)危險(xiǎn)性重氮化反應(yīng)的主要火災(zāi)危險(xiǎn)性在于所產(chǎn)生的重氮鹽，如重氮鹽酸鹽（C6H15N2Cl）、重氮硫酸鹽（C6H15N2SO4），特別是含有硝基的重氮鹽，如重氮二硝基苯酚[（NO2）2N2C6H2OH]等，他們?cè)跍囟壬愿呋蚬獾淖鲇孟?，極易分解，有的甚至在室溫下亦能分解。一般每升高10℃，分解速度提高2倍，在干燥狀態(tài)下，有些重氮鹽不穩(wěn)定，活力大，受熱、或摩擦、碰撞能分解爆炸。含重氮鹽的溶液若灑落在地上，蒸汽管道上，干燥亦能引起火災(zāi)。在酸性介質(zhì)中，有些金屬如鐵、銅、鋅等能促使重氮化合物激烈分解，甚至引起火災(zāi)的發(fā)生。作為重氮?jiǎng)┑姆及坊衔锒际强扇加袡C(jī)物，在一定條件下也能引起火災(zāi)的發(fā)生。重氮化生產(chǎn)過(guò)程中所使用的亞硝酸鈉是無(wú)機(jī)氧化劑，175℃時(shí)能分解與有機(jī)物發(fā)生著火。亞硝酸鈉并非僅為氧化劑，所以當(dāng)遇到比其氧化性強(qiáng)的氧化劑時(shí)，又具有還原性，故遇到氯酸鉀、高錳酸鉀、硝酸銨等強(qiáng)氧化劑時(shí)有發(fā)生火災(zāi)的可能。當(dāng)重氮化生產(chǎn)采用亞硝酰硫酸法時(shí)。亞硝酰硫酸能與有機(jī)物（如木屑、草等）接觸會(huì)燃燒。與還原劑發(fā)生劇烈反應(yīng)。遇潮時(shí)對(duì)大多數(shù)金屬有腐蝕性。遇水分解為硫酸、硝酸，并產(chǎn)生有毒的氧化氮?dú)怏w。2.1.2爆炸危險(xiǎn)性重氮化反應(yīng)所產(chǎn)生的重氮鹽，在溫度高或光的作用下，易分解，有的甚至在室溫也能分解，每當(dāng)溫度升高10℃，其分解速度提高2倍。在干燥狀態(tài)下，有的重氮鹽不穩(wěn)定，活力大，受熱或摩擦、撞擊能分解爆炸。重氮化反應(yīng)大多數(shù)是一個(gè)放熱過(guò)程，在正常工藝條件下操作，工藝中產(chǎn)生的熱量能通過(guò)換熱、取熱等方式移除，如果反應(yīng)取熱失效，工藝中產(chǎn)生的大量熱量會(huì)使體系溫度升高。存在爆炸危險(xiǎn)性。含重氮鹽的溶液若散落在地上、蒸汽管道上，干燥后亦能燃燒或爆炸，亞硝酸鈉還具有還原劑的性質(zhì)，遇到比它強(qiáng)的氧化劑能被氧化而導(dǎo)致燃燒或爆炸。重氮化反應(yīng)器，若溫度過(guò)高，亞硝酸鈉的投料過(guò)快和過(guò)量，會(huì)增加亞硝酸的濃度，加速物料的分解，產(chǎn)生大量的氧化氮?dú)怏w，亦有爆炸的危險(xiǎn)。2.1.3中毒危險(xiǎn)性重氮化原料：如苯胺、苯二胺等大多為芳香類(lèi)或雜環(huán)類(lèi)的一級(jí)胺，重氮化原料大多具有毒性，對(duì)呼吸道、粘膜、眼睛等部位有刺激性。亞硝酸鹽：重氮化工藝中亞硝酸鹽主要是亞硝酸鈉，以亞硝酸鈉為例，亞硝酸鈉毒作用為麻痹血管運(yùn)動(dòng)中樞及周?chē)?，形成高鐵血紅蛋白，急性中毒表現(xiàn)為全身無(wú)力、頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、腹瀉、呼吸困難；檢查見(jiàn)皮膚粘膜明顯紫紺。嚴(yán)重者血壓下降、昏迷，死亡。接觸工人手、足部皮膚可發(fā)生損害。2.1.4腐蝕及其他危險(xiǎn)性重氮化工藝中腐蝕性危害主要由于在重氮化過(guò)程中為保持酸性條件，其中需加入無(wú)機(jī)酸，無(wú)機(jī)酸除所具有的酸性外，部分無(wú)機(jī)酸具有強(qiáng)氧化性或容易分解釋放出有氧化性氣體。同時(shí)部分重氮化原料也具有一定腐蝕性。2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性2.2.1反應(yīng)過(guò)程的危險(xiǎn)性重氮化反應(yīng)時(shí)必須嚴(yán)格控制亞硝酸鈉（亞硝酰硫酸）的投料量。一般亞硝酸鈉（亞硝酰硫酸）用量比理論值略高，但是如果亞硝酸鈉（亞硝酰硫酸）過(guò)量過(guò)多，重氮化反應(yīng)速度就會(huì)加快，導(dǎo)致生成的重氮鹽分解而發(fā)生事故。若酸用量不足，生成的重氮鹽容易和未反應(yīng)的芳胺偶合，生成重氮氨基化合物。對(duì)亞硝酸鈉投料的速度也必須嚴(yán)格控制，如果投料過(guò)快，會(huì)造成局部性亞硝酸鈉過(guò)量，引起火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。重氮化反應(yīng)過(guò)程絕大多數(shù)為放熱反應(yīng)，且多數(shù)為液相反應(yīng)，反應(yīng)溫度通常較低，一般在15℃以下。反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)原料多為可燃液體或可燃固體，受熱易分解，反應(yīng)產(chǎn)物和部分反應(yīng)原料在受熱、光照、遇明火或是受到摩擦碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。在重氮化工藝中，反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)的影響十分重要，重氮化物容易分解，部分重氮化物在常溫下即發(fā)生分解，一般每提高10℃重氮鹽分解速率提高2倍。在工藝過(guò)程中，反應(yīng)溫度稍有提高就可能出現(xiàn)產(chǎn)物大量分解，甚至出現(xiàn)反應(yīng)失控發(fā)生火災(zāi)爆炸。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)和可操作性分析本指導(dǎo)方案在實(shí)際應(yīng)用中，其工藝產(chǎn)品的具體危險(xiǎn)應(yīng)按危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP）或預(yù)先危險(xiǎn)分析（PHA）或事故樹(shù)分析（ETA）等風(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。3重點(diǎn)監(jiān)控的工藝參數(shù)和控制要求3.1溫度在重氮化工藝中，重氮化反應(yīng)絕大多數(shù)為放熱反應(yīng)，由于重氮化反應(yīng)產(chǎn)物受熱易分解，部分重氮化物在常溫下即發(fā)生分解反應(yīng)，重氮化反應(yīng)需要在較低溫度下進(jìn)行，故重氮化反應(yīng)器內(nèi)溫度要進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，同時(shí)對(duì)后處理單元溫度也需要嚴(yán)格監(jiān)控。重氮化反應(yīng)釜一般使用冷凍鹽水作為冷媒，在較低溫度下進(jìn)行反應(yīng)。在反應(yīng)釜上應(yīng)設(shè)有溫度監(jiān)控、聯(lián)鎖裝置，部分工藝需要設(shè)安全閥、爆破片等附件，當(dāng)反應(yīng)溫度升高時(shí)，通過(guò)加大冷媒流量、減小進(jìn)料速率等手段降低反應(yīng)釜內(nèi)溫度。3.2壓力一般重氮化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，為防止重氮化反應(yīng)失去控制導(dǎo)致突然升溫、升壓發(fā)生火災(zāi)、爆炸等危險(xiǎn)事故，需對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)壓力進(jìn)行監(jiān)控。在必要時(shí)，通過(guò)緊急泄放等手段，防止反應(yīng)釜內(nèi)壓力過(guò)高造成危險(xiǎn)。3.3投料速率、物料配比和PH值本工藝需要對(duì)反應(yīng)器（釜）內(nèi)進(jìn)料比例進(jìn)行監(jiān)控，重氮化工藝中，反應(yīng)進(jìn)料速率和物料配比是重要的工藝參數(shù)，在反應(yīng)過(guò)程中，投料速率需要嚴(yán)格控制，以防止反應(yīng)速率過(guò)快導(dǎo)致的溫度變化，嚴(yán)格控制反應(yīng)物料配比即為了提高反應(yīng)中重氮化原料的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)也為了控制反應(yīng)器（釜）內(nèi)反應(yīng)速率，避免出現(xiàn)反應(yīng)溫度不穩(wěn)定導(dǎo)致產(chǎn)率的下降甚至發(fā)生火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)。其反應(yīng)過(guò)程需要在酸性條件下進(jìn)行，否則重氮化產(chǎn)物容易發(fā)生分解，因此應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)器（釜）內(nèi)PH值。控制反應(yīng)釜器（釜）PH值一般通過(guò)控制反應(yīng)器（釜）酸的進(jìn)料量來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.4液位重氮化反應(yīng)主要為液相反應(yīng)，為避免出現(xiàn)反應(yīng)器（釜）溢流，保證反應(yīng)釜內(nèi)攪拌效率和傳熱效率，同時(shí)防止因反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度壓力突變?cè)斐蓢姙R和泄漏，造成火災(zāi)、爆炸及中毒危險(xiǎn)的發(fā)生，應(yīng)對(duì)反應(yīng)器（釜）內(nèi)液位進(jìn)行監(jiān)控。3.5亞硝酸鈉（亞硝酰硫酸）流量重氮化反應(yīng)中亞硝酸鈉流量是重要的工藝參數(shù)，其與反應(yīng)速率、反應(yīng)溫度等都有關(guān)，為保證產(chǎn)物收率及生產(chǎn)安全，需要對(duì)亞硝酸鈉流量進(jìn)行監(jiān)控。一般重氮化工藝中，亞硝酸鈉需要過(guò)量，部分工藝為亞硝酸鈉緩慢加入反應(yīng)器（釜）內(nèi)物料中，需要嚴(yán)格控制亞硝酸鈉流量，若亞硝酸鈉流量過(guò)高，容易導(dǎo)致反應(yīng)器（釜）內(nèi)溫度失控，產(chǎn)物發(fā)生分解甚至出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸等危險(xiǎn)。部分工藝為重氮化原料緩慢加入釜內(nèi)亞硝酸鈉溶液中，需要控制亞硝酸鈉在反應(yīng)釜內(nèi)的量，以保證重氮化反應(yīng)原料的轉(zhuǎn)化率。如若重氮化反應(yīng)中采用亞硝酰硫酸，同樣需要嚴(yán)格控制亞硝酰硫酸流量以及在反應(yīng)釜內(nèi)的量，以保證重氮化反應(yīng)原料的轉(zhuǎn)化率。

4推薦的安全控制方案4.1各工藝參數(shù)控制方式重氮化工藝的溫度、壓力、進(jìn)料流量及物料配比、液位、PH、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)控要求重氮化工藝的生產(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(chē)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4.2.2.1重氮化工藝安全控制基本要求中涉及反應(yīng)溫度、反應(yīng)攪拌故障及聯(lián)鎖的自動(dòng)控制方式至少滿(mǎn)足下列要求：（1）對(duì)于常壓放熱反應(yīng)工藝，依據(jù)反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車(chē)系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)進(jìn)料和冷媒流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量和（或）冷媒流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度高高報(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(chē)系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。當(dāng)攪拌系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。（2）對(duì)于帶壓放熱反應(yīng)工藝，反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車(chē)系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)進(jìn)料和冷媒流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量和（或）冷媒流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和（或）壓力、反應(yīng)溫度和（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(chē)系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。當(dāng)攪拌系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。（3）屬于同一種反應(yīng)工藝，多個(gè)反應(yīng)釜串聯(lián)使用的，各反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車(chē)系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，各反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)進(jìn)料和冷媒流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變進(jìn)料流量和（或）冷媒流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和（或）壓力，反應(yīng)溫度和（或）壓力高高報(bào)警聯(lián)鎖切斷總進(jìn)料、打開(kāi)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車(chē)系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。當(dāng)攪拌系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)聯(lián)鎖切斷總進(jìn)料，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。4.2.2.2其他（1）反應(yīng)過(guò)程中需要通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)控制或者輔助控制反應(yīng)溫度的，應(yīng)當(dāng)設(shè)置自動(dòng)控制回路，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)溫度升高時(shí)自動(dòng)提高冷卻劑流量；調(diào)節(jié)精度要求較高的冷卻劑應(yīng)當(dāng)設(shè)流量控制回路，（2）重氮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、流量等報(bào)警及聯(lián)鎖的安全控制方式，應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)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)。（3）重氮化反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)體系一般為酸性，在重氮化釜上設(shè)PH分析儀。（4）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。（5）重氮化反應(yīng)釜（器）區(qū)域有重大危險(xiǎn)源存在的場(chǎng)所或者設(shè)施，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)。（6）建議重氮化反應(yīng)釜冷媒運(yùn)行設(shè)置一級(jí)負(fù)荷，攪拌電機(jī)運(yùn)行設(shè)置一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。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)估工作的實(shí)施方案》（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。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)；（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AI、AO、DI、DO點(diǎn)應(yīng)冗余配置，且相同儀表位號(hào)的AI、AO、DI、DO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(chē)按鈕，確?，F(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況（如重要設(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。BPCS的報(bào)警及聯(lián)鎖的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)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)具體的重氮化工藝，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）。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），≤1可以與DCS合并設(shè)置。根據(jù)儀表的安全性和可用性，測(cè)量?jī)x表宜三取二。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《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(chē)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)置爆破片、安全閥、高壓閥、單向閥、緊急排空閥及緊急切斷裝置等其他安全設(shè)施。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)于現(xiàn)有工藝裝置進(jìn)行自控與安全連鎖改造，增加或者完善安全控制系統(tǒng)，其設(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、重氮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)管理的實(shí)施方案》（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)重氮化工藝過(guò)程的自控聯(lián)鎖。（2）核實(shí)重氮化工藝過(guò)程所涉及的上下游工藝過(guò)程對(duì)自身的影響（如重氮鹽的制備與儲(chǔ)存、冷媒的規(guī)格數(shù)量、惰性保護(hù)系統(tǒng)氣體的規(guī)格數(shù)量等）。（3）將重氮化工藝以及對(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6典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)方案某企業(yè)采用亞硝酰硫酸重氮化法，以水、硫酸、亞硝酰硫酸、鄰氯對(duì)硝基苯胺、雙氰乙基苯胺為原料生產(chǎn)分散橙44濾餅的安全控制方案。6.1工藝簡(jiǎn)述向重氮化釜夾套通冷凍鹽水控制反應(yīng)溫度為15℃左右，在低溫、常壓下，向重氮化釜中依次加入計(jì)量好的工藝水、硫酸、亞硝酰硫酸。投加完畢后，攪拌反應(yīng)一段時(shí)間后生成重氮鹽，最后，將重氮鹽進(jìn)行偶合反應(yīng)得到分散橙44濾餅。6.2裝置重氮化工藝危險(xiǎn)性分析6.2.1固有危險(xiǎn)性亞硝酰硫酸與有機(jī)物（如木屑、草等）接觸會(huì)燃燒。與還原劑發(fā)生劇烈反應(yīng)。遇潮時(shí)對(duì)大多數(shù)金屬有腐蝕性。遇水分解為硫酸、硝酸，并產(chǎn)生有毒的氧化氮?dú)怏w。鄰氯對(duì)硝基苯胺為黃色結(jié)晶粉末。熔點(diǎn)107℃，沸點(diǎn)326.2℃，閃點(diǎn)40℃。遇明火能燃燒。受熱分解放出有毒氣體。對(duì)眼睛、皮膚、粘膜、上呼吸道有刺激性。進(jìn)入體內(nèi)可導(dǎo)致形成高鐵血紅蛋白血癥。高濃度時(shí)可引起紫紺，這種癥狀可持續(xù)2-4小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。硫酸有強(qiáng)烈的腐蝕性和吸水性，與可燃物（如糖、纖維素等）接觸會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，甚至引起燃燒。雙氰乙基苯胺為白色結(jié)晶粉末，可燃，有毒，熔點(diǎn)80-88℃，沸點(diǎn)412℃，閃點(diǎn)189℃。亞硝酰硫酸對(duì)皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激作用和腐蝕作用，蒸氣或霧能引起角膜炎、結(jié)膜炎，并可引起失明，引起呼吸道刺激和支氣管痙攣，化學(xué)性肺炎、肺水腫，嚴(yán)重者可致死。6.2.2工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性反應(yīng)過(guò)程中如果亞硝酰硫酸過(guò)量過(guò)多，重氮化反應(yīng)速度就會(huì)加快，導(dǎo)致生成的重氮鹽分解而發(fā)生事故。若酸用量不足，生成的重氮鹽容易和未反應(yīng)的鄰氯對(duì)硝基苯胺偶合，生成重氮氨基化合物。對(duì)亞硝酰硫酸投料的速度也必須嚴(yán)格控制，如果投料過(guò)快，會(huì)造成局部性亞硝酰硫酸過(guò)量，引起火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。在重氮化工藝中，反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)的影響十分重要，重氮化物容易分解，部分重氮化物在常溫下即發(fā)生分解，一般每提高10℃重氮鹽分解速率提高2倍。在工藝過(guò)程中，反應(yīng)溫度稍有提高就可能出現(xiàn)產(chǎn)物大量分解，甚至出現(xiàn)反應(yīng)失控發(fā)生火災(zāi)爆炸。6.3裝置重氮化工藝控制方案綜述本重氮化工藝反應(yīng)釜設(shè)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急停車(chē)系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)，反應(yīng)釜設(shè)進(jìn)料和冷媒流量自動(dòng)控制閥，通過(guò)改變冷媒流量調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度高高報(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(chē)系統(tǒng)，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。當(dāng)攪拌系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，打開(kāi)安全泄放系統(tǒng)。本工序亞硝酰硫酸、硫酸、工藝水采用計(jì)量罐的形式加入。亞硝酰硫酸計(jì)量罐設(shè)置遠(yuǎn)傳液位計(jì)，出料管線(xiàn)上設(shè)置流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、切斷閥，通過(guò)調(diào)節(jié)亞硝酰硫酸流量控制反應(yīng)速率。硫酸計(jì)量罐設(shè)置遠(yuǎn)傳液位計(jì)，出料管線(xiàn)上設(shè)置流量計(jì)。工藝水計(jì)量罐設(shè)置遠(yuǎn)傳液位計(jì)。對(duì)硝基苯胺采用料倉(cāng)形式加入，并采用螺旋輸送器機(jī)械輸送，料倉(cāng)設(shè)置遠(yuǎn)傳稱(chēng)重模塊。反應(yīng)釜設(shè)置遠(yuǎn)傳溫度計(jì)、壓力表、攪拌電流顯示、在線(xiàn)PH檢測(cè)，夾套冷卻水設(shè)置遠(yuǎn)傳溫度計(jì)、流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥以及切斷閥，通過(guò)調(diào)節(jié)夾套冷卻水流量控制反應(yīng)溫度。DCS聯(lián)鎖方案：硝酰硫酸、硫酸、工藝水計(jì)量罐液位高高報(bào)警時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料。料倉(cāng)重量低低時(shí)聯(lián)鎖停螺旋輸送器。反應(yīng)釜溫度高高報(bào)警時(shí)或或攪拌電流故障報(bào)警時(shí)，聯(lián)鎖切斷亞硝酰硫酸出料切斷閥、停螺旋輸送器、打開(kāi)冷凍鹽水切斷閥。根據(jù)保護(hù)系統(tǒng)層分析（LOPA）及SIL定級(jí)報(bào)告，某企業(yè)生產(chǎn)分散橙44濾餅裝置的安全完整性等級(jí)采用SIL2級(jí)。重氮化釜溫度高高，考慮儀表的安全性和可用性，測(cè)量?jī)x表三取二，SIS聯(lián)鎖切斷亞硝酰硫酸進(jìn)料切斷閥、停螺旋輸送器、打開(kāi)冷凍鹽水切斷閥。本工序基本過(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。7重氮化工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案附表、附圖7.1XX省主要重氮化工藝產(chǎn)品目錄（附表1） 7.2重氮化工藝重點(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)重氮化工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表（附表4）7.5工藝管道與儀表流程圖（附圖1）附表1XX省主要重氮化工藝產(chǎn)品目錄產(chǎn)品名稱(chēng)酸性紅B紅色基B.GP\愈創(chuàng)木酚BMA1，3，5-三溴苯間溴硝