车间自动化要点

4.9仪表、自控的平安设施和措施

一、生产限制方案

本生产装置介质具有高温、易燃、易爆、有毒等性质，故本生产

装置的生产限制考虑采纳就地监测、集中监测和集中限制相结合的基

本原则。

1.本建设项目不涉及“较高危急反应工艺”，储罐区的甲苯储罐、

甲醇储罐、叔丁醇储罐、DMF储罐、叔丁醇钾叔丁醇溶液储罐、贲亭

酸甲酯储罐、环化回收DMF储罐、回收甲醇储罐、含水甲醇储罐、环

化回收叔丁醇储罐、加成回收叔丁醇储罐、一次精制母液（含甲苯）

储罐、含水中苯储罐、回收无水中苯储罐属于高危储罐，并且生产过

程中涉及较多易燃、易爆、有毒物质，依据《关于规范化工企业自动

限制技术改造工作的看法》（苏安监[2009]109号）等关于高危储罐

的要求，本设计采纳自动化限制生产工艺。本项目整个生产过程对温

度、压力、液位、流量等均采纳DCS自动限制，达到匀称、稳定生产

的目的，以确保生产的平安性。

2•依据《国家平安监管总局关于公布首批重点监管的危急化学品

名录的通知》（安监总管三[2011]95号）、《国家平安监管总局关于公

布其次批重点监管危急化学品名录的通知》（安监总管三[2013]12号）

可知，本建设项目运用的危急化学品甲苯、甲醇为重点监管的危急化

学品。依据《国家平安监管总局关于公布首批重点监管的危急化学品

名录的通知》（安监总管三[2011]95号）以及《关于加强危急化学品

“两重点一重大”平安监管工作的通知》（连安监[2012]90号）等规

定，重点监管的危急化学品的生产、储存装置必需设计自动限制措施。

本设计采纳自动化限制。对重要的温度、压力、液位、流量等采纳自

动限制，达到匀称、稳定生产的目的，以确保生产的平安性。

3.除就地安装的温度计、压力表、液位计以外，其他就地安装的

仪表均为电气仪表，限制阀为电动型或者气动型。

4.限制室选用当前较先进的集散型限制设备，对生产装置进行集

中操作，并设有信号报警和紧急迫断等措施以保证装置正常运行。

5.爆炸危急区域等级划分为2区防爆的现场电器、仪表选用隔爆

型的，隔爆等级为dHBT4。

二、自控设计方案

（一）高危储罐的自动化限制措施

依据《关于规范化工企业自动限制技术改造工作的看法》（苏安

监[2009]109号）关于高危储罐的要求：涉及剧毒、易燃、易爆化学

品的储罐区、库区；构成重大危急源的液化气体、剧毒液体等重点储

罐必需设计自动限制措施。本建设项目中甲苯储罐、甲醇储罐、

叔丁醇储罐、DMF储罐、叔丁醇钾叔丁醇溶液储罐、贲亭酸

甲酯储罐、环化回收DMF储罐、回收甲醇储罐、含水甲醇储

罐、环化回收叔丁醇储罐、加成回收叔丁醇储罐、一次精制

母液（含甲苯）储罐、含水甲苯储罐、回收无水甲苯储罐属

于高危储罐。

1.对应的主要设备：甲苯储罐、甲醇储罐、叔丁醇储罐、DMF储

罐、叔丁醇钾叔丁醇溶液储罐、贲亭酸甲酯储罐

重点监控工艺参数：储罐温度、液位

将甲苯储罐、甲醇储罐、叔丁醇储罐、DMF储罐、叔丁醇钾叔丁

醇溶液储罐、贲亭酸甲酯储罐液位与输送泵电机、进口管线自动切

断阀形成联锁关系。

在储罐区的甲苯储罐、甲醇储罐、叔丁醇储罐、DMF储罐、叔丁

醇钾叔丁醇溶液储罐、贲亭酸甲酯储罐设置液位高、低限报警，将甲

苯储罐、甲醇储罐、叔丁醇储罐、DMF储罐、叔丁醇钾叔丁醇溶液储

罐、贲亭酸甲酯储罐液位与输送泵电机、进口管线自动切断阀形

成联锁关系。当液位达到高限报警时，将信号传递给输送泵电机电流、

进口管线自动切断阀，电流停止，输送泵电机停止运转，输送泵

停止送料，自动切断阀关闭。同时，报警器发出声光报警，提示操作

人员留意。

在储罐的进、出口管线上设紧急迫断阀，用来紧急迫断。同时，

报警器发出声光报警，提示操作人员留意。

2.对应的主要设备：环化回收DMF储罐、回收甲醇储罐、含水甲

醇储罐、环化回收叔J.醇储罐、加成回收叔」.醇储罐、一次精制母液

（含甲苯）储罐、含水甲苯储罐、回收无水甲苯储罐

重点监控工艺参数：储罐温度、液位

将环化回收DMF储罐、回收甲醇储罐、含水甲醇储罐、环化回收

叔丁醇储罐、加成回收叔丁醇储罐、一次精制母液（含甲苯）储罐、

含水甲苯储罐、回收无水甲苯储罐液位与输送泵电机、进口管线自

动切断阀形成联锁关系。

在储罐区的环化回收DMF储罐、回收甲醇储罐、含水甲醇储罐、

环化回收叔丁醇储罐、加成回收叔丁醇储罐、一次精制母液（含甲苯）

储罐、含水甲苯储罐、回收无水甲苯储罐设置液位高、低限报警，将

环化回收DMF储罐、回收甲醇储罐、含水甲醇储罐、环化回收叔丁醇

储罐、加成回收叔丁醇储罐、一次精制母液（含甲苯）储罐、含水甲

苯储罐、回收无水甲苯储罐液位与输送泵电机、进口管线自动切断

阀形成联锁关系。当液位达到高限报警时，将信号传递给输送泵电机

电流、进口管线自动切断阀，电流停止，输送泵电机停止运转，

输送泵停止送料，自动切断阀关闭。同时，报警器发出声光报警，提

示操作人员留意。

在储罐的进、出口管线上设紧急迫断阀，用来紧急迫断。同时，

报警器发出声光报警，提示操作人员留意。

（二）重点监管的危急化学品的自动化限制措施

依据《国家平安监管总局关于公布首批重点监管的危急化学品名

录的通知》（安监总管三[2011]95号）、《国家平安监管总局关于公布

阀、开启（或者开大）出料阀，同时，自动打开输送泵，甲醇出料。

同时，报警器发出声光报警，提示操作人员留意。

2.甲苯对应的主要设备：甲苯蒸播釜（R1702）、甲苯接收罐

（V1708、V1709）

重点监控工艺参数：甲苯蒸储釜温度、搅拌电流、液位、冷凝器

的甲苯出料流量，甲苯接收罐液位

将甲苯蒸馈釜温度与蒸汽进汽阀、循环冷却水进水阀联锁，采纳

负压蒸储。当甲苯蒸憎釜温度超过高限值时，温度传输信号给蒸汽进

汽阀、循环冷却水进水阀，蒸汽进汽阀关闭，开启循环冷却水进水阀,

调整温度。

将甲苯蒸馈釜搅拌电流与蒸汽进汽管自动切断阀形成联锁关系。

当甲苯蒸储釜搅拌出现异样时，搅拌电流传输信号给蒸汽进汽管自动

切断阀，自动切断蒸汽进汽。

将冷凝器的甲苯出料流量与蒸汽进汽管自动切断阀形成联锁关

系。当冷凝器的甲苯出料流量超过肯定值时，流量传输信号给蒸汽进

汽管自动切断阀，自动切断蒸汽进汽。

将甲苯接收罐液位与甲苯进料管自动切断阀、出料管自动切断

阀、甲苯输送泵形成联锁关系。当甲苯接收罐液位超过高限值时，液

位传输信号给甲苯进料管自动切断阀、出料管自动切断阀，关闭进料

阀、开启（或者开大）出料阀，同时，自动打开输送泵，甲苯出料。

同时，报警器发出声光报警，提示操作人员留意。

（三）其他工序自动化限制措施

依据安监总管[2009H16号、安监总管三[2013]3号、苏安监

[2008]37号、苏安监[2008]126号、苏安监[2008]209号、苏安监

[2009]109号等相关规定要求，本建设项目不涉及“较高危急反应工

艺”，但本建设项目采纳DCS自控系统，从生产流程上可分为四个工

序，分别为加成工序、环化工序、皂化酸化工序和精制工序等，其基

本工艺和自动化限制简述如下：

1.加成工序的自动化限制主要包括加成反应、加成脱溶

(1)加成反应监控工艺参数：主要限制点是压力、温度、搅拌电

流；对应的主要设备：加成反应釜(R1001A〜F)

①加料采纳流量计与输料泵电机的变频器组成联锁限制装置，实

现程序化定值、精确限制。②温度调整：加成反应釜温度与蒸汽进汽

阀、循环冷却水进水阀联锁。反应起先前先通蒸汽加热到65c时起

先反应，温度传输信号给蒸汽自动切断阀，停止蒸汽进汽。温度由反

应热供应接着上升，当超过温度94℃时，传输信号给循环冷却水自

动限制阀，开循环冷却水进水，保持温度在100C之内，保温6小时。

②压力调整：加成反应釜正常反应压力限制在0.3MPa(充入氮气)，

设置平安阀、爆破片，当反应压力达到平安阀设定压力0.35MPa时，

平安阀起跳；当平安阀没有起跳，压力接着上升，达到0.4MPa时，

爆破片爆破，保证反应釜压力在平安范围之内。平安阀和爆破片出口

设置应急罐。

(2)加成脱溶：主要脱除1,1,三氟三氯乙烷、水、叔丁醇、

贲酯等物料。监控工艺参数：温度、流量、液位、搅拌电流，接收罐

液位；对应的主要设备：加成脱水釜(R1002ABCD)、叔丁醇分别塔

(T1101).贲酯分别塔(T1201).叔丁醇接收罐(V1103AB),贲酯接

收罐(V1203AB)

①脱除1,1,1-三氟三氯乙烷：通过干燥罐的分子筛脱除，利

用空气加热和冷却来汲取和解吸脱除1,1,1-三氟三氯乙烷。主要

自控点为空气和待脱物料的进料配比，通过调整阀来操作。②脱除水:

当脱除完1,1,1-三氟三氯乙烷以后，再通过分子筛脱除水分，限

制方式同第①条。③脱除叔丁醇：利用分别塔分别出叔丁醇。检测回

流安排器中叔丁醇的含量，当检测合格时，通过回流安排器液位调整

回流出料泵变频打开去往叔丁醇接收罐的阀门，起先接收叔丁醇；反

之，当叔丁醇检测不合格时，通过回流安排器液位调整回流出料泵变

频打开去往回精福塔的阀门，返回物料接着精储。④脱除贲酯：利用

分别塔分别出贲酯。限制方式同③条。

2.环化工序的自动化限制主要包括环化反应、环化脱溶

(1)环化反应监控工艺参数：主要限制点是温度、液位。监控工

艺参数：温度、液位；对应的主要设备：坏化反应釜(R1301)、冷却

器(E130KE1302、E1303、E1304、E1305)

①物料配比：加料采纳流量计与流量调整阀组成联锁限制装置，

实现程序化定值、精确限制。严格限制DMF与加成物、DMF与叔丁醇

钾的溶剂配比，严格限制加成物与叔丁醇钾的配比，同时，由于反应

猛烈，要限制反应后回流流量与进料流量的配比16：1,使反应热量

能刚好移出。②温度调整：DMF与叔丁醇钾混合后温度-5℃,DMF与

加成物混合后温度T8℃,反应后回流物料温度-18℃。通过冷却后物

料温度与冷却器的低温水/冷冻盐水的进水阀进行自动调整。

(2)环化脱溶：主要脱除叔丁醇、DMF等物料。监控工艺参数：

温度、流量、液位，接收罐液位；对应的主要设备：旋转薄膜蒸发器

(T1401AB、T1402AB)、叔丁醇脱除塔(T1501)、DMF脱除塔(T1502)、

叔丁醇接收罐叔1503)、DMF接收罐(V1506)

①旋转薄膜蒸发器：用于蒸出叔丁醇和DMF。薄膜蒸发器可以增

加蒸发面积，更有利于叔丁醇和DMF溶剂与环化物的分别。主要限制

接收罐的液位和出料泵的联锁装置，当接收罐的液位高于肯定值时，

打开出料泵，将接收罐的溶剂打到混合罐中，防止接收罐冒料。②脱

除叔丁醇：利用叔丁醇脱除塔分别出叔丁醇。检测回流安排器中叔丁

醇的含量，当检测合格时，通过回流安排器液位调整回流出料泵变频

打开去往叔丁醇接收罐的阀门，起先接收叔丁醇；反之，当叔丁醇检

测不合格时，通过回流安排器液位调整回流出料泵变频打开去往回精

微塔的阀门，返回物料接着精储。③脱除DMF：利用精偏塔分别出DMFO

限制方式同②条。

3.皂化工序的自动化限制主要包括皂化反应、皂化脱溶

(1)皂化反应监控工艺参数：主要限制点是温度、搅拌电流；对

应的主要设备：皂化釜(RI601A〜E)

①温度调整：皂化釜温度与蒸汽进汽阀、循环冷却水进水阀联锁。

反应起先前先通蒸汽加热到90C时起先反应，温度传输信号给蒸汽

自动切断阀，停止蒸汽进汽。温度由反应热供应接着上升，当超过温

度95℃时，传输信号给循环冷却水自动限制阀，开循环冷却水进水,

保持温度在100℃之内。②氢氧化钾溶液滴加速度调整：氢氧化钾溶

液利用泵由计量罐打到皂化釜里，氢氧化钾溶液管道伸到釜下部，溶

液由环状管道上的喷射器向上喷淋，限制氢氧化钾溶液在肯定时间内

加完。③pH值调整：利用氢氧化钾溶液调整。通过滴加氢氧化钾溶

液，保证皂化反应的pH值在肯定值范围内。

(2)皂化脱溶：主要脱除甲醇物料。监控工艺参数：皂化釜温度、

搅拌电流、液位、冷凝器的甲醇出料流量，甲醇接收罐液位；对应的

主要设备：皂化釜(RI601A〜E)、甲醇接收罐(V1605AB)

皂化脱除甲醇的自控方式同本节第(二)1条。

4.精制工序的自动化限制主要包括精制结晶、精制脱溶

(1)一次精制结晶：粗品先经过甲苯溶解，然后在一次运动结晶

器结晶。一次精制冷却釜限制温度，一次运动结晶器主要限制点是温

度、转速。监控工艺参数：温度、转速；对应的主要设备：一次精制

运动结晶器(M1801ABCD)

①一次精制冷却釜温度与蒸汽/循环水联锁，温度传输信号给蒸

汽/循环水阀，通过蒸汽/循环水阀调整温度，保持温度在75℃之内。

②一次运动结晶器温度与冷冻盐水进水管调整阀形成联锁，温度传输

信号给冷冻盐水进水管调整阀，通过冷冻盐水进水管调整阀调整温

度，保持温度每小时降低5℃,降至55℃时结束结晶。同时、限制一

次运动结晶器的转速，保证肯定的转速，使结晶粒的粒度匀称一样。

（2）二次精制结晶的自控装置原理同一次精制结晶。监控工艺参

数：温度、转速；对应的主要设备：二次精制运动结晶器（M1802AB）

（3）精制脱溶：主要脱除甲苯、甲醇物料飞监控工艺参数：温度、

流量、液位，接收罐液位；对应的主要设备：粗分塔（T2101）、脱水

塔（T2102）、脱甲苯塔（T2103）、甲苯中间罐（V2107）

粗分塔脱除甲苯、甲醇的自控方式同加成脱溶的方式。

（四）在任何状况下可以手动关闭电动阀或者气动阀。

（五）通过以上自控平安设计，能够实现对高危工段的自控平安

联锁限制，提高了现场操作人员的平安保障，刚好报警可有效的避开

经济损失；同时,供应可查询的生产操作历史数据，为生产操作，产

品质量供应数据支持。

三、仪表选型

1.温度仪表：就地显示采纳双金属温度计，集中显示选用银铭-

银硅热电偶和粕热电阻。

2.压力测量、显示仪表：集中检测、监控的压力，远传信号采纳

电容式或者差压式变送器，受压元件在育腐蚀介质状况下，选用隔膜

式压力表，隔膜材质为HC,显示仪表采纳数字显示仪；就地显示压

力表采纳弹簧式压力表，显示方式为表盘式。

3.流量仪表：主要原料等集中限制、检测、监控的流量，液体流

量检测计量采纳电磁流量计，显示仪表采纳数字显示仪；其他采纳转

子流量计或者孔板配差压变送器。就地检测、显示液体流量的建议采

纳转子流量计。

4.液位测量、显示仪表：一般腐蚀性介质，流淌性差易结晶，难

于测量的液位采纳雷达液位计和差压液位计；流淌性好便于测量的液

位可采纳玻璃管液位计或者浮球液位计；易燃、易爆、有毒、有害的

液体液位的就地液位指示可采纳磁翻板液位计、玻璃板液位计，但不

建议采纳玻璃管液位计。

5.压力、压差、物位等变送器选用电动智能型变送器。

6.调整阀：本期项目运用自动调整阀，可采纳P系列单座调整阀。

P系列单座调整阀采纳顶导向结构，流道呈S流线型。具有结构紧凑、

动作灵敏、压降损失小、阀容量大、流量特性精确、维护便利等优点,

可用于较苛刻的工作条件。自动调整阀依据须要可采纳电动或者气动

调整阀；易燃、易爆场所要采纳气动调整阀。

7.切断阀：木期项目运用自动切断阀和紧急迫断阀，可采纳0型

软密封切断球阀，是一种旋转类调整阀，球形表面进行特别硬化处理,

使其表面平滑耐磨。具有结构精致合理、流通实力大、允许压差高、

密封性好、零件互换性强等优点，广泛用于化工行业物料的切断或开

启，以达到生产过程按肯定程序进行。切断阀依据须要可采纳电动或

者气动切断阀；易燃、易爆场所要采纳气动切断阀。

8.本生产装置的报警和各种设备的运行监视，均在限制室的限制

系统中实现，并设有信号报警和紧急迫断等措施，以保证装置正常运

行。

9.操作室和机房要求设空调，地面应考虑防静电措施等，仪表修

理设施和修理人员由公司统一考虑。

10.车间内的装置及车间外为本车间服务的装置在爆炸危急区域

的2区范围内，全部运用现场开关、电器、仪表均为隔爆型仪表，隔

爆等级选用dIIBT4。

四、限制系统

DCS限制系统又称为分散限制系统，分散型限制系统，集散限制

系统。集散限制系统是由集中管理部分、分散限制监测部分和通信部

分组成，具有通用性强、系统组态敏捷、限制功能完善、