裂解（裂化）工艺全流程自动化控制基本要求

1适用范围本方案规定了涉及裂解（裂化）工艺的危险化学品生产、使用的化工及医药企业的自动化控制设计、改造提升、验收要点和其他要求。本方案适用于裂解（裂化）工艺全流程自动化控制设计、改造提升和验收工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本方案；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本方案。GB17681易燃易爆罐区安全监控预警系统验收技术要求GB/T20438电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全GB/T21109过程工业领域安全仪表系统的功能安全GB/T42300精细化工反应安全风险评估规范GB50052供配电系统设计规范GB50093自动化仪表工程施工及质量验收规范GB50160石油化工企业设计防火标准GB51428煤化工工程设计防火标准GB/T50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准GB/T50770石油化工安全仪表系统设计规范GB/T50779石油化工建筑物抗爆设计标准GB50813石油化工粉体料仓防静电燃爆设计规范GB51283精细化工企业工程设计防火标准GBZ230职业性接触毒物危害程度分级HG/T20507自动化仪表选型设计规范HG/T20508控制室设计规范HG/T20509仪表供电设计规范HG/T20510仪表供气设计规范HG/T20511信号报警及联锁系统设计规范HG/T20512仪表配管配线设计规范HG/T20513仪表系统接地设计规范SH/T3005石油化工自动化仪表选型设计规范SH/T3006石油化工控制室设计规范SH/T3007石油化工储运系统罐区设计规范SH/T3020石油化工仪表供气设计规范SH/T3104石油化工仪表安装设计规范SH3136石油化工液化烃球形储罐设计规范SH3521石油化工仪表工程施工技术规程《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》(安监总管三2009〕116号)《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知》(安监总管三〔2013〕3号)《关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知》(安监总管三〔2013〕76号)《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准(试行)》(安监总管三〔2017〕121号)《应急管理部关于印发〈危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则〉的通知》(应急〔2019〕78号)《国务院安全生产委员会关于印发〈全国安全生产专项整治三年行动计划〉的通知》(安委〔2020〕3号)《应急管理部关于开展高危细分领域安全风险专项治理工作的通知》(应急管理部危化监管一司2022年2月)《关于全面加强危险化学品安全生产工作的实施意见》(中共河南省委办公厅河南省人民政府办公厅2020年7月)《河南省安全生产委员会关于印发河南省安全生产专项整治三年行动方案的通知》(豫安委〔2020〕7号)关于印发《安全生产治本攻坚三年行动方案（2024--2026）》的通知（安委〔2024〕2号）国务院安委会办公室关于印发《安全生产治本攻坚三年行动方案（2024-2026年）》子方案的通知(安委办〔2024〕１号）3术语、定义和缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本方案。3.1.1裂解（裂化）裂解是指石油系的烃类原料在高温条件下，发生碳链断裂或脱氢反应，生成烯烃及其他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主，同时副产丁烯、丁二烯等烯烃和裂解汽油、柴油、燃料油等产品。3.1.2裂解（裂化）工艺企业涉及裂解（裂化）重点监管的危险化工工艺的危险化学品生产、使用的化工及医药企业。3.1.3全流程与裂解（裂化）工艺存在上、下游关系的生产过程(含配套装置)，包括原料处理、反应工序、精馏精制、产品包装、危险化学品储运及配套公用工程。3.1.4基本过程控制系统响应过程测量以及其他相关设备、其他仪表、控制系统或操作员的输入信号，按过程控制规律、算法、方式，产生输出信号实现过程控制及其相关设备运行的系统。3.2缩略语BPCS（BasicProcessControlSystem）基本过程控制系统DCS(DistributedControlSystem)集散控制系统SIS(SafetyInstrumentationSystem)安全仪表系统GDS(GasDetectionSystem)可燃和有毒气体检测报警系统PLC(ProgrammableLogicControler)可编程逻辑控制器ESD（EmergencyShutdownDevice）紧急停车装置系统HAZOP(HazardousandOperation)危险与可操作性分析LOPA(LayerofProtectionAnalysis)保护层分析SIL(SafetyIntegrityLevel)安全完整性等级P&ID(Piping&InstrumentDiagram)管道及仪表流程图FC(FailClosed)故障关闭FL(FailLast)故障保持FO(FailOpen)故障开启4总则4.1涉及裂解（裂化）工艺装置的上下游配套装置必须实现全流程自动化控制。4.2企业应编制全流程危险与可操作性分析(HAZOP)报告、保护层分析(LOPA)报告，并应根据保护层分析结果编制安全完整性等级(SIL)定级评估报告并对安全完整性等级（SIL）进行验算。HAZOP报告、SIL定级（LOPA）评估报告应经专家评审通过。4.3自动化控制应满足安监总管三〔2009〕116号、安监总管三〔2013〕3号提出的安全控制基本要求，并应符合危险与可操作性分析(HAZOP)报告和保护层分析(LOPA)报告对自动化控制提出的对策措施。4.4涉及裂解（裂化）工艺的间歇、半间歇和连续釜式反应的精细化工企业应开展全流程(不含公用工程)反应安全风险评估，同时对原料、中间产品、产品及副产物进行热稳定性测试。企业应采纳反应安全风险评估报告中确定的反应工艺危险度等级和评估建议，设置相应的安全设施和安全仪表系统。4.5企业应委托具备工程设计综合资质或相应行业专业资质甲级设计单位进行全流程自动化控制系统设计。4.6裂解（裂化）工艺作业人员、化工自动化控制仪表作业人员应取得特种作业操作证。5全流程自动化控制要点5.1基本要求5.1.1DCS组态的工艺流程应与P&ID图和现场一致，SIS组态的逻辑图应与P&ID图、SIS联锁逻辑图、SIL定级报告和现场一致。自动化控制系统的控制值应与工艺卡片控制值保持一致。5.1.2企业设置的区域性控制室或全厂性控制室、机柜间应符合GB50160、GB51428、GB51283、GB/T50779、HG/T20508或SH/T3006等要求；具有火灾爆炸危险性的生产装置、储存设施的控制室，确需布置在装置区内的，应进行抗爆设计、建设和加固，但不得与设有甲、乙A类设备的房间布置在同一建筑物内。5.1.3基本过程控制系统（BPCS）宜首选DCS系统；基本过程控制系统的CPU、通信、电源等模块应冗余设置，操作员站至少配置2台。生产过程中的重点工艺参数监控回路的AI、AO、DI、DO点应冗余配置，且相同仪表功能的AI、AO、DI、DO点宜配置在不同的卡件上。5.1.4重点监控工艺参数应传送至控制室集中显示,记录的电子数据保存时间不少于60天。5.1.5液位、压力、温度、流量等测量仪表的选型、安装等应符合SH/T3005、SH/T3007、GB/T50770或HG/T20507等要求。5.1.6根据HAZOP分析及LOPA分析结果设置安全仪表系统（SIS），参与SIS联锁的测量仪表和最终元件的独立性和冗余性须符合GB/T21109、GB/T50770的要求。紧急停车联锁在SIS内实现，进入SIS的仪表在SIS内报警的同时宜通讯到DCS报警，停车联锁报警应具备声光报警功能，事故状态下SIS能自动和手动紧急停车，并在中控室设置紧急停车按钮。参与联锁的最终元件应带有反馈输出。5.1.7当有可靠的仪表空气系统时，开关阀(紧急切断阀)应首选气动执行机构，且采用FC或FO型；当工艺要求采用FL型时，应选用双作用气缸执行机构，并配有仪表空气罐，阀门保位时间不低于48小时；当无仪表气源、但有负荷分级为一级负荷中特别重要负荷的电力电源系统时，可选用电动执行机构或电液执行机构驱动的紧急切断阀。一级负荷中特别重要负荷的电力电源系统的设计应符合GB50052规范。5.1.8自动化控制系统应设置不间断电源，后备供电时间不低于30min。5.1.9涉及高毒、剧毒气体的生产、储存设施应与应急处置系统联锁。应急处置系统应设置远程和就地一键启动功能，吸收剂供应泵、吸收剂循环泵应设置备用泵。5.1.10涉及裂解（裂化）工艺的生产车间(区域)同一时间现场操作人员应控制在3人以下，生产车间内采用符合抗爆设计的防爆墙分隔的,可按照不同一区域处理。厂区内其他易燃易爆场所同一时间同一区域内固定岗位不应超过3人。5.1.11涉及易燃易爆危险品、有毒气体作业场所应设置视频监控系统且具备视频监控数据智能分析功能，视频监控终端应设置在24小时有人值守的场所。5.2原料处理5.2.1涉及可燃、有毒等原料相变工艺过程的设施，应设置温度/压力远传、温度/压力超限报警、温度/压力热(冷)媒或与泄放系统联锁。5.2.2涉及固体原料连续输送工艺过程的，应采用机械或气力输送方式。可燃固体采用机械输送时应设置故障停机联锁系统。涉及易燃、易爆物质的气力输送应采用氮气等惰性气体输送并设置气体压力自动调节装置，且应设置氧含量在线监测。5.2.3存在突然超压或发生瞬时分解爆炸危险、因物料爆聚或分解造成超温、超压的物料储存设施(包括伴有加热、搅拌操作的设施)，应设置温度、压力、搅拌速率/电流等工艺参数的检测、远传、报警，温度/压力控制的热(冷)媒应有调节功能或与泄放系统联锁。5.2.4装置高位槽应设置高液位报警，设溢流管道或液位与进料联锁。5.2.5液化烃气化工艺,应设置气相压力和温度检测并远传至控制室,且应设置压力和温度高报警；应设置气化压力、温度自动调节装置，气化压力高限与进料阀联锁，气化温度高限与热媒阀联锁。5.2.6间歇生产工艺原料、催化剂等加料次序应采用程序控制，防止加料次序颠倒或漏加。5.3反应工序5.3.1新建项目，不同产品的危险化工工艺须专釜专用。在役装置，当一个反应釜涉及两个或以上不同的化工工艺，须经过风险评估不影响安全生产，且应分别设置独立的自动化控制方案或具备切换控制的功能，并落实切换的技术或管理等安全措施，逐步改造为专釜专用。5.3.2同一化工工艺多个反应釜串连使用的，各釜均应监测反应温度、压力并实现报警功能。任一反应釜温度/压力应与总进料及热(冷)媒或泄放系统联锁。5.3.3裂解（裂化）工艺的反应过程中需要通过调节冷却系统控制或者辅助控制反应温度的，应设置自动化控制回路，实现反应温度升高时自动提高冷却剂流量；调节精度要求较高的冷却剂应设流量控制回路。5.3.4反应过程涉及热(冷)媒(含预热、预冷、反应物的冷却)切换操作的，应设置程序自动/远程控制阀，并设置防止热（冷）媒相串措施。5.3.5设有搅拌系统且具有超压或爆炸危险的反应釜，应设搅拌速率/电流远传指示。搅拌系统故障停机信号应与进料、热(冷)媒或泄放系统联锁。5.3.6设有外循环冷却或加热系统的反应釜，循环泵应设置备用泵。应设置循环泵电流远传指示和运行状态指示，外循环系统故障信号应与进料及热(冷)媒或泄放系统联锁。5.3.7裂解（裂化）工艺应设紧急停车系统，控制系统紧急停车、重要功能的按钮应在控制室辅操台上设置硬按钮。5.3.8液态催化剂采用计量泵自动滴加至反应釜的，紧急停车时和反应温度/压力联锁动作时应联锁自动停泵。带压反应工况的反应釜应在催化剂自动滴加管道上靠近反应釜设置联锁切断阀。5.3.9添加固态催化剂的应采用自动添加方式。自动添加方式确有难度的，应设置密闭添加设施，不应采用开放式人工添加催化剂。5.3.10固体原料投入反应釜作为主反应原料的，应设置加料斗、机械加料等自动加料装置，连续投入反应釜（非一次性投入）的进料量应与反应温度/压力联锁。5.3.11反应釜搅拌(含外循环泵)供电电源应满足安全停车的要求。5.3.12重点监控工艺参数：裂解炉进料流量；裂解炉温度；引风机电流；燃料油进料流量；稀释蒸汽比及压力；燃料油压力；滑阀差压超驰控制、主风流量控制、外取热器控制、机组控制、锅炉控制等。5.3.13安全控制的基本要求热裂解（裂化）和加氢裂解炉宜设紧急冷却系统、紧急切断系统、安全泄放系统。裂解炉宜设进料压力指示，进料流量控制和高限报警，裂解炉反应温度指示和高限报警、反应温度高高限报警并联锁切断进料、打开紧急冷却系统，打开安全泄放系统。加热炉的引风机电流与裂解炉进料阀、燃料油进料阀、稀释蒸汽阀之间形成联锁关系，一旦引风机故障停车，裂解炉自动停止进料并切断燃料供应，同时继续供应稀释蒸汽，以带走炉膛内的余热。将燃料油压力与燃料油进料阀、裂解炉进料阀之间形成联锁关系，燃料油压力降低，则切断燃料油进料阀，同时切断裂解炉进料阀。石油系的烃类原料催化裂解炉宜设紧急冷却系统、紧急切断系统、安全泄放系统。裂解炉的反应压力由压缩机转速控制，再生压力由烟机入口蝶阀和旁路滑阀（或蝶阀）分程控制，再生温度由外取热器催化剂循环量或流化介质流量控制。再生、待生滑阀正常情况下分别由反应温度信号和裂解炉料位信号控制，一旦滑阀差压出现低限，则转由滑阀差压控制。外取热汽包和锅炉汽包液位采用液位高低报警及低低联锁。5.4精馏精制5.4.1连续进料或出料的精馏(蒸馏)塔应设液位自动化控制回路，通过调节塔的进(出)料量实现液位自动化调节。5.4.2精馏(蒸馏)塔应设塔釜和回流罐液位就地和远传指示，并设高、低液位报警；应设置塔釜温度远传指示、超限报警，塔釜温度应与进料及热(冷)媒联锁；连续进料的精馏(蒸馏)塔应设置塔釜温度自动化控制回路。5.4.3塔顶操作压力大于0.03MPa的蒸馏塔、汽提塔、蒸发塔等应设置压力就地/远传指示及泄放系统。塔顶操作压力大于0.1MPa的蒸馏塔、汽提塔蒸发塔等的塔顶压力应与进料、热媒或泄放系统联锁。塔顶操作压力为负压的应设置压力高报警。5.4.4再沸器的加热热媒管道上应设置压力、温度就地/远程指示和控制阀。5.4.5塔顶馏出液的回流罐应设就地和远传液位计，并设高、低液位报警。5.4.6涉及加热工艺过程的，应设置温度自动检测、远传、报警，热媒温度高于设备内介质沸点的，温度应与热(冷)媒或泄放系统联锁。5.4.7涉及浓缩、干燥、萃取、中和等工艺的温度应自动调节和报警，并与热(冷)媒形成联锁关系。5.4.8高度、剧毒物料的尾气处理设施应能做到设备运行自动监控，应急处置系统应能够自动启动。5.5产品包装5.5.1产品包装应采用自动化包装等措施；涉及可燃固体、液体、气体包装或爆炸性粉尘的包装作业场所，当采用自动化包装确有困难且包装作业场所与生产场所位于同一车间内时，该车间同一时间现场操作人员在3人及以上的应采用符合抗爆设计的防爆墙分隔，包装作业场所同一时间现场操作人员应控制在9人以内；当采用自动化包装确有困难但包装作业场所独立于生产场所时，同一时间现场操作人员应控制在9人以内。5.5.2可燃、有毒及强腐蚀性液体槽车充装应设置流量自动批量控制器，或具备高液位停止充装、称重计量联锁功能。5.6危险化学品储运5.6.1可燃液体储罐、有毒液体储罐、低温储罐及压力罐均应设置就地和集中液位指示，设高、低液位报警，并设高高液位、低低液位联锁。5.6.2浮顶储罐和有抽出泵的储罐应设低低液位联锁切断。5.6.3构成危险化学品重大危险源的液体储罐均应设置高、低液位报警，液位应与进、出口管道控制阀联锁。5.6.4酸、碱储罐应设置高、低液位报警。液体催化剂储罐应设温度、液位报警。气柜应设上、下限位报警联锁。5.6.5对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施，设置紧急切断装置；涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统，且测量仪表、控制阀应独立设置。5.6.6压力储罐应设压力就地测量仪表和压力远传仪表，并使用不同的取源点。压力储罐液位测量应设一套远传仪表和就地指示仪表，并应另设一套专用于高高液位或低低液位联锁切断储罐进(出)料阀门的液位测量仪表或液位开关。5.6.7距液化烃和可燃液体(有缓冲罐的可燃液体除外)汽车装卸鹤位10m以外的装卸管道上应设便于操作的紧急切断阀。液化烃及其他易燃易爆、有毒有害液化气体的充装，应使用金属万向管道充装系统,并在装卸鹤管口处设置拉断阀。5.6.8液化烃储罐应设就地和远传温度计，其设置位置应能在最低液位时仍能测量液相的温度而且便于观测和维护。5.6.9设有加热、喷淋降温或冷却的储罐应设置液相温