自动化控制方案
本帖最后由 sunjl1981 于 2013-1-6 19:58 编辑新泰市亿利工贸有限公司
三氯化磷装置氯化工序安全控制方案
新泰市亿利工贸有限公司是一家年产10000吨三氯化磷，2000吨三氯氧磷的现代化化工生产企业。现有三氯化磷生产装两套。
一、
工艺简述
三氯化磷生产装置分为熔磷、供氯、氯化、灌装，下面就与氯化工序有关的供氯和氯化工序进行简述。
1、
供氯工序
来自液氯储罐的液态氯在一定压力下经过液氯汽化器汽化，汽化后的氯气控制一定流速和压力通入准备好的氯化釜。
2、氯化工序
向氯化釜加入一定量的三氯化磷母液，开启系统冷凝循环水泵和反应釜夹套蒸汽阀门，预热氯化釜至规定温度，预热压磷管线至规定温度，向反应釜加入规定量的底磷，保持反应釜中黄磷微过量。然后打开氯气手动阀，按规定流速向反应釜通入干燥氯气，进行氯化反应，同时关闭反应釜夹套蒸汽阀。生成的三氯化磷蒸汽进入洗磷塔分馏，带出的黄磷返回反应釜，三氯化磷蒸汽进入冷凝器，冷凝下来的液体三氯化磷一部分回流至反应釜，调节氯化反应以控制反应釜液位和温度。一部分液态三氯化磷进入产品计量罐，分析合格后放入成品储罐。
反应过程中根据反应釜的压力、温度和液位调节通氯量，根据通氯量、反应釜液位、出料量调节黄磷投料量，并定期清理反应釜内的磷泥。
二、危险性分析
1、固有危险性分析
本装置所用的原料氯气和黄磷均为剧毒化学品，氯气火灾危险性为乙类，且为助燃剂、强氧化剂遇水生成盐酸和次氯酸，具有强腐蚀性，和金属反应生成氢气，与明火发生爆炸；黄磷火灾危险性为甲类，且为自燃物品和极度危害介质。产品三氯化磷为剧毒、腐蚀性化学品。
2、工艺过程的危险性分析
（1）火灾爆炸
黄磷属于自燃品，熔磷过程中如果操作不当，接触空气会发生自燃；液氯汽化器内易造成三氯化氮积聚，三氯化氮对高温、震动、撞击、摩擦等相当敏感，操作不当极易发生爆炸；三氯化磷遇水猛烈分解，产生大量的热和浓烟会引发爆炸事故；生产过程中如果操作失误，造成反应釜内底磷过少，或通氯过量，生成五氯化磷，遇黄磷会发生分解引发爆炸；氯气和三氯化磷泄露会遇湿产生酸雾，对容器外部产生腐蚀，造成压力容器损坏等。
（2）中毒窒息
本装置涉及到的氯气、黄磷、三氯化磷均为剧毒化学品，操作人员如果未采取有效的防范措施或防范措施不当，而进行接触均会发生中毒事故。
（3）化学灼伤
三氯化磷属于酸性腐蚀品，氯气遇水生成盐酸，也为酸性腐蚀品，对人体的皮肤和粘膜具有刺激腐蚀作用。
三、本装置氯化工艺控制方案综述
1、供氯工序
液氯汽化器设置压力、液位现场指示并远传控制室显示超高报警，并设置安全阀；液氯汽化器夹套设置温度、压力现场指示并远传控制室超高报警；氯气缓冲罐设置压力现场指示并远传控制室超压报警，同时定期人工排放三氯化氮。
2、氯化工序
反应釜设置温度、压力、液位现场指示并远传控制室显示报警反应釜顶部设置防爆膜；通氯管线设置调节阀和紧急切断阀，通过反应釜内的压力调节通氯压力，同时与反应釜的压力、温度形成联锁切断；黄磷高位槽设置液位现场显示并远传控制室显示报警，下磷管线设置调节阀和紧急切断阀，并与反应釜的压力和黄磷高位槽的液位形成联锁切断；洗磷塔和冷凝器出口温度设置现场指示并远传控制室显示报警。
以上控制、报警及联锁方式通过DCS在控制室实现。
控制、报警、联锁一览表见附表。
附表：三氯化磷装置氯化工艺控制、报警、联锁一览表
序号
测控变量
联锁参数
功能
1
液氯汽化器压力
- -
显示、报警
2
氯气缓冲罐压力
- -
显示、报警
3
反应釜压力
压力达到设定值时联锁停止进料
显示、调节、报警、联锁
4
液氯汽化器水相压力
- -
显示、报警
5
液氯汽化器水相温度
- -
显示、报警
6
反应釜温度
温度达到设定值时联锁停止进料
显示、报警、联锁
7
洗磷塔顶温度
- -
显示、报警
8
成品冷凝器出口温度
- -
显示、报警
9
液氯汽化器液位
- -
显示、报警
10
反应釜液位
- -
显示、报警
11
黄磷高位槽液位
- -
显示、报警、
12
氯气进料管压力
- -
显示、报警
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