糊树脂生产用安全仪表系统的制作方法

本实用新型涉及糊树脂生产技术领域，尤其是涉及一种糊树脂生产用安全仪表系统。

背景技术：

种子乳液法糊树脂生产工艺是在清洁的聚合釜中加入热无离子水，在搅拌情况下加入活化剂、PH调节剂和种子胶乳，聚合釜抽真空后，连续向聚合釜内加氯乙烯(VCM)，待聚合釜内温度接近聚合温度时，开始连续向聚合釜加催化剂(氧化剂)，聚合反应开始。反应热由循环冷却水从聚合釜夹套和釜顶冷凝器中移走，并控制釜内温度恒定。当累积热达到一定值时，开始由乳化剂泵向聚合釜内连续加入乳化剂，当VCM加至VCM规定总量时停止向聚合釜内加VCM，继续反应直至热回升现象出现。判定反应结束，停止向聚合釜加催化剂(氧化剂)和乳化剂，然后由后混剂泵向釜内加入计量好的后混剂和剩余乳化剂，并准备出料操作。

在上述生产过程中，聚合反应是放热反应，最为危险，在反应失控时，釜内温度会迅速升高，反应速度加快，体系内压力增大，易造成容器破裂，高压物料喷出，发生火灾爆炸事故，造成较大的安全事故。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种糊树脂生产用安全仪表系统，当反应过程中出现异常，无需人为判断，安全仪表系统可以根据压力状态等的实时检测，第一时间及时的做出正确反应，使反应时时的处在可控状态，避免了压力过高对反应容器的冲击和损坏，同时消除了由于反应失控造成严重的人员的财产损失的可能性。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供一种糊树脂生产用安全仪表系统，包括：聚合釜、冷凝器、进料管线组、夹套循环水进水管线、冷凝器循环水进水管线、冷凝器循环水回水管线和压力调节装置；

所述进料管线组包括至少一条进料管线，且均与所述聚合釜连接；

所述聚合釜外部设有用于调节所述聚合釜内温度的夹套，所述夹套循环水进水管线与所述夹套连接；

所述冷凝器与所述聚合釜连接，且所述冷凝器与所述夹套之间连接有冷凝器循环水进水管线；所述冷凝器与所述冷凝器循环水回水管线连接；

所述压力调节装置包括压力变送器、逻辑控制器和多个控制阀；所述压力变送器与所述聚合釜连接且与所述逻辑控制器信号连接；多个所述控制阀分别安装于所述进料管线、所述夹套循环水进水管线、所述冷凝器循环水进水管线以及所述冷凝器循环水回水管线上，且均与所述逻辑控制器信号连接；

所述逻辑控制器根据所述压力变送器采集的所述聚合釜内的压力信息控制所述控制阀动作，以防止所述聚合釜内的压力超过预设值。

进一步地，所述进料管线组包括均与所述聚合釜连接的氯乙烯进料管线、催化剂进料管线和乳化剂进料管线；

所述氯乙烯进料管线上设有第一控制阀，所述第一控制阀与所述逻辑控制器信号连接；

所述催化剂进料管线上设有第二控制阀，所述第二控制阀与所述逻辑控制器信号连接；

所述乳化剂进料管线上设有第三控制阀，所述第三控制阀与所述逻辑控制器信号连接。

进一步地，所述夹套循环水进水管线上设有第四控制阀，所述第四控制阀与所述逻辑控制器信号连接；

所述冷凝器循环水进水管线上设有第五控制阀，所述第五控制阀与所述逻辑控制器信号连接；

所述冷凝器循环水回水管线上设有第六控制阀，所述第六控制阀与所述逻辑控制器信号连接。

进一步地，所述糊树脂生产用安全仪表系统还包括与所述聚合釜连接的终止剂加入管线，所述终止剂加入管线上设有第七控制阀，所述第七控制阀与所述逻辑控制器信号连接。

进一步地，所述糊树脂生产用安全仪表系统还包括与所述终止剂加入管线连接的终止剂加料罐；所述终止剂加料罐与所述冷凝器通过气相平衡管线连通，所述气相平衡管线上设有第八控制阀，所述第八控制阀与所述逻辑控制器信号连接。

进一步地，所述聚合釜连接有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机和位于所述聚合釜内的搅拌组件；所述搅拌电机上连接有电机故障报警器，所述电机故障报警器与所述逻辑控制器信号连接，用于监测所述搅拌电机是否正常工作，当所述搅拌电机发生故障时，所述电机故障报警器报警。

进一步地，所述聚合釜连接有温度检测元件，所述温度检测元件与所述逻辑控制器信号连接。

进一步地，所述糊树脂生产用安全仪表系统还包括操作台，所述操作台上设有紧急停车按钮，所述紧急停车按钮与所述逻辑控制器信号连接。

进一步地，所述糊树脂生产用安全仪表系统还包括报警器，所述报警器与所述逻辑控制器信号连接。

进一步地，所述氯乙烯进料管线上还设有第一远传流量计，所述第一远传流量计与所述逻辑控制器信号连接；

或者，所述催化剂进料管线上还设有第二远传流量计，所述第二远传流量计与所述逻辑控制器信号连接；

或者，所述乳化剂进料管线上还设有第三远传流量计，所述第三远传流量计与所述逻辑控制器信号连接；

或者，所述夹套循环水进水管线上还设有第四远传流量计，所述第四远传流量计与所述逻辑控制器信号连接。

本实用新型提供的糊树脂生产用安全仪表系统具有以下有益效果：

本实用新型提供一种糊树脂生产用安全仪表系统，包括：聚合釜、冷凝器、进料管线组、夹套循环水进水管线、冷凝器循环水进水管线、冷凝器循环水回水管线和压力调节装置；进料管线组包括至少一条进料管线，且均与聚合釜连接；聚合釜外部设有用于调节聚合釜内温度的夹套，夹套循环水进水管线与夹套连接；冷凝器与聚合釜连接，且冷凝器与夹套之间连接有冷凝器循环水进水管线；冷凝器与冷凝器循环水回水管线连接；压力调节装置包括压力变送器、逻辑控制器和多个控制阀；压力变送器与聚合釜连接且与逻辑控制器信号连接；多个控制阀分别安装于进料管线、夹套循环水进水管线、冷凝器循环水进水管线以及冷凝器循环水回水管线上，且均与逻辑控制器信号连接；逻辑控制器根据压力变送器采集的聚合釜内的压力信息控制控制阀动作，以防止聚合釜内的压力超过预设值。

原操作流程是在聚合反应过程中，聚合釜内的温度和压力异常升高(即反应失控)时，通过现场人员观察聚合釜内温度和压力的变化来决定是否全部打开聚合釜夹套冷却水，以及是否加入终止剂。该方法当人员存在误操作，以及检测仪表和执行器出现故障时，均会出现重大危险事故。采用本实用新型的实施例提供的糊树脂生产用安全仪表系统，对关键检测仪表、逻辑控制器和执行机构采用有SIL认证的安全仪表，SIL等级越高，安全仪表功能失效的概率越低。压力变送器将采集到的聚合釜内的压力信息发送至逻辑控制器，当聚合釜压力高于预设值时，逻辑控制器关闭进料管线组上的控制阀，将夹套循环水进水管线上的控制阀打开至全开，将冷凝器循环水进水管线上的控制阀打开至全开，打开冷凝器循环水回水管线上的控制阀。采用一套糊树脂聚合装置的安全仪表系统(SIS系统)，在反应系统发生超压的情况下，通过安全仪表系统对相应阀门进行开关联锁，安全停车，使整个系统处于安全可控状态。

通过这一系列联锁，当反应过程中出现异常，无需人为判断，安全仪表系统可以根据压力状态等的实时检测，第一时间及时的做出正确反应，使反应时时的处在可控状态，避免了压力过高对反应容器的冲击和损坏，同时消除了由于反应失控造成严重的人员的财产损失的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的糊树脂生产用安全仪表系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的糊树脂生产用安全仪表系统中的控制原理图。

图标：1-聚合釜；2-冷凝器；3-氯乙烯进料管线；4-催化剂进料管线；5-乳化剂进料管线；6-夹套循环水进水管线；7-冷凝器循环水进水管线；8-冷凝器循环水回水管线；9-夹套；10-压力变送器；11-逻辑控制器；12-第一控制阀；13-第二控制阀；14-第三控制阀；15-第四控制阀；16-第五控制阀；17-第六控制阀；18-终止剂加入管线；19-第七控制阀；20-终止剂加料罐；21-气相平衡管线；22-第八控制阀；23-搅拌电机；24-搅拌组件；25-电机故障报警器；26-温度检测元件；27-紧急停车按钮；28-报警器；29-第一远传流量计；30-第二远传流量计；31-第三远传流量计；32-第四远传流量计。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

请参照图1和图2，下面将结合附图对本实用新型实施例提供的糊树脂生产用安全仪表系统作详细说明。

本实用新型的实施例提供了一种糊树脂生产用安全仪表系统，包括：聚合釜1、冷凝器2、进料管线组、夹套循环水进水管线6、冷凝器循环水进水管线7、冷凝器循环水回水管线8和压力调节装置；

进料管线组包括至少一条进料管线，且均与聚合釜1连接；

聚合釜1外部设有用于调节聚合釜1内温度的夹套9，夹套循环水进水管线6与夹套9连接；

冷凝器2与聚合釜1连接，且冷凝器2与夹套9之间连接有冷凝器循环水进水管线7；冷凝器2与冷凝器循环水回水管线8连接；

压力调节装置包括压力变送器10、逻辑控制器11和多个控制阀；压力变送器10与聚合釜1连接且与逻辑控制器11信号连接；多个控制阀分别安装于进料管线、夹套循环水进水管线6、冷凝器循环水进水管线7以及冷凝器循环水回水管线8上，且均与逻辑控制器11信号连接；

逻辑控制器11根据压力变送器10采集的聚合釜1内的压力信息控制控制阀动作，以防止聚合釜1内的压力超过预设值。

需要说明的是，原操作流程是在聚合反应过程中，聚合釜1内的温度和压力异常升高(即反应失控)时，通过现场人员观察聚合釜1内温度和压力的变化来决定是否全部打开聚合釜1夹套9冷却水，以及是否加入终止剂。该方法当人员存在误操作，以及检测仪表和执行器出现故障时，均会出现重大危险事故。采用本实用新型的实施例提供的糊树脂生产用安全仪表系统，对关键检测仪表、逻辑控制器11和执行机构采用有SIL认证的安全仪表，SIL等级越高，安全仪表功能失效的概率越低。压力变送器10将采集到的聚合釜1内的压力信息发送至逻辑控制器11，当聚合釜1压力高于预设值时，逻辑控制器11关闭进料管线组上的控制阀，将夹套循环水进水管线6上的控制阀打开至全开，将冷凝器循环水进水管线7上的控制阀打开至全开，打开冷凝器循环水回水管线8上的控制阀。采用一套糊树脂聚合装置的安全仪表系统(SIS系统)，在反应系统发生超压的情况下，通过安全仪表系统对相应阀门进行开关联锁，安全停车，使整个系统处于安全可控状态。

通过这一系列联锁，当反应过程中出现异常，无需人为判断，安全仪表系统可以根据压力状态等的实时检测，第一时间及时的做出正确反应，使反应时时的处在可控状态，避免了压力过高对反应容器的冲击和损坏，同时消除了由于反应失控造成严重的人员的财产损失的可能性。

本实施例可选的方案中，更进一步地，进料管线组包括均与聚合釜1连接的氯乙烯进料管线3、催化剂进料管线4和乳化剂进料管线5；

氯乙烯进料管线3上设有第一控制阀12，第一控制阀12与逻辑控制器11信号连接；

催化剂进料管线4上设有第二控制阀13，第二控制阀13与逻辑控制器11信号连接；

乳化剂进料管线5上设有第三控制阀14，第三控制阀14与逻辑控制器11信号连接。

本实施例可选的方案中，更进一步地，夹套循环水进水管线6上设有第四控制阀15，第四控制阀15与逻辑控制器11信号连接；

冷凝器循环水进水管线7上设有第五控制阀16，第五控制阀16与逻辑控制器11信号连接；

冷凝器循环水回水管线8上设有第六控制阀17，第六控制阀17与逻辑控制器11信号连接。

本实施例可选的方案中，更进一步地，糊树脂生产用安全仪表系统还包括与聚合釜1连接的终止剂加入管线18，终止剂加入管线18上设有第七控制阀19，第七控制阀19与逻辑控制器11信号连接。

本实施例可选的方案中，更进一步地，糊树脂生产用安全仪表系统还包括与终止剂加入管线18连接的终止剂加料罐20；终止剂加料罐20与冷凝器2通过气相平衡管线21连通，气相平衡管线21上设有第八控制阀22，第八控制阀22与逻辑控制器11信号连接。

在至少一个实施例中，控制阀均可以但不仅限于为气动控制阀。例如：第一控制阀12、第二控制阀13和第三控制阀14为气动切断阀；第四控制阀15和第五控制阀16为气动调节阀；第六控制阀17、第七控制阀19和第八控制阀22为气动切断阀。

本实施例可选的方案中，更进一步地，聚合釜1连接有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机23和位于聚合釜1内的搅拌组件24；搅拌电机23上连接有电机故障报警器25，电机故障报警器25与逻辑控制器11信号连接，用于监测搅拌电机23是否正常工作，当搅拌电机23发生故障时，电机故障报警器25报警。

本实施例可选的方案中，更进一步地，聚合釜1连接有温度检测元件26，温度检测元件26与逻辑控制器11信号连接。

本实施例可选的方案中，更进一步地，糊树脂生产用安全仪表系统还包括操作台，操作台上设有紧急停车按钮27，紧急停车按钮27与逻辑控制器11信号连接。

本实施例可选的方案中，更进一步地，糊树脂生产用安全仪表系统还包括报警器28，报警器28与逻辑控制器11信号连接。

本实施例可选的方案中，更进一步地，氯乙烯进料管线3上还设有第一远传流量计29，第一远传流量计29与逻辑控制器11信号连接；

或者，催化剂进料管线4上还设有第二远传流量计30，第二远传流量计30与逻辑控制器11信号连接；

或者，乳化剂进料管线5上还设有第三远传流量计31，第三远传流量计31与逻辑控制器11信号连接；

或者，夹套循环水进水管线6上还设有第四远传流量计32，第四远传流量计32与逻辑控制器11信号连接。

在至少一个实施例中，远传流量计分别检测各个管线上的流体流量信息，并将该流体流量信息发送至逻辑控制器11，逻辑控制器11实时分析，达到预警值时，控制报警器28报警。

下面结合具体工况对本实用新型作进一步说明：

1、当压力变送器10检测到聚合釜1内压力大于等于0.95MPa时，SIS系统动作：逻辑控制器11控制报警器28报警，并关闭氯乙烯进料管线3上的气动切断阀，关闭催化剂进料管线4上的气动切断阀，关闭乳化剂进料管线5上的气动切断阀，将夹套循环水进水管线6上的气动调节阀打开至全开，将聚合釜1釜顶的冷凝器循环水进水管线7上的气动调节阀打开至全开，打开聚合釜1釜顶的冷凝器循环水回水管线8上的气动切断阀，不会加入终止剂即：不打开终止剂加入管线18上的气动切断阀和聚合釜1与终止剂加料罐20之间的气相平衡管线21上的气动切断阀。

2、当压力变送器10检测到聚合釜1压力大于等于1.05MPa时，SIS系统动作：逻辑控制器11控制警器报警，并关闭氯乙烯进料管线3上的气动切断阀，关闭催化剂进料管线4上的气动切断阀，关闭乳化剂进料管线5上的气动切断阀，将夹套循环水进水管线6上的气动调节阀打开至全开，将冷凝器循环水进水管线7上的气动调节阀打开至全开，打开冷凝器循环水回水管线8上的气动切断阀，同时自动加入终止剂，即：打开终止剂加入管线18上的气动切断阀和气相平衡管线21上的气动切断阀。

3、聚合釜1搅拌电机23故障时，SIS系统动作：电机故障报警器25报警，关闭氯乙烯进料管线3上的气动切断阀，关闭催化剂进料管线4上的气动切断阀，关闭乳化剂进料管线5上的气动切断阀，将夹套循环水进水管线6上的气动调节阀打开至全开，将冷凝器循环水进水管线7上的气动调节阀打开至全开，打开冷凝器循环水回水管线8上的气动切断阀，不会加入终止剂，即：不打开终止剂加入管线18上的气动切断阀和气相平衡管线21上的气动切断阀。

4、在人工确认需要紧急停车(即控制室辅助操作台上的紧急停车按钮27被按下)时，若此时压力变送器10检测到聚合釜1压力小于0.95MPa时，SIS系统动作：逻辑控制器11控制报警器28报警，并关闭氯乙烯进料管线3上的气动切断阀，关闭催化剂进料管线4上的气动切断阀，关闭乳化剂进料管线5上的气动切断阀，将夹套循环水进水管线6上的气动调节阀打开至全开，将冷凝器循环水进水管线7上的气动调节阀打开至全开，打开冷凝器循环水回水管线8上的气动切断阀，不会加入终止剂，即：不打开终止剂加入管线18上的气动切断阀和气相平衡管线21上的气动切断阀。若此时压力变送器10检测到聚合釜1压力大于等于0.95MPa时，SIS系统动作：逻辑控制器11控制报警器28报警，并关闭氯乙烯进料管线3上的气动切断阀，关闭催化剂进料管线4上的气动切断阀，关闭乳化剂进料管线5上的气动切断阀，将夹套循环水进水管线6上的气动调节阀打开至全开，将冷凝器循环水进水管线7上的气动调节阀打开至全开，打开冷凝器循环水回水管线8上的气动切断阀，同时自动加入终止剂，即：打开终止剂加入管线18上的气动切断阀和气相平衡管线21上的气动切断阀。

5、由于糊树脂聚合釜1的聚合反应当出现反应异常时最终都会体现在聚合釜1的压力上，因此，当温度检测元件26检测到聚合釜1温度大于85℃、第一远传流量计29检测到氯乙烯进料累积流量高、第二远传流量计30检测到催化剂进料累积流量高、第三远传流量计31检测到乳化剂进料累积流量高以及第四远传流量计32检测到夹套9循环水进水瞬时流量低，达到报警值时，SIS系统只报警，相关阀门并不会动作。

聚合釜1在反应过程中温度和压力异常升高(即反应失控)的原因有：①聚合反应过程中，释放的热量不能及时移出；②聚合釜1搅拌电机23故障；③原料加入量过多导致聚合釜1剩余空间不足，在聚合反应时导致釜压过高。通过这一系列联锁，当反应过程中出现异常，无需人为判断，安全仪表系统可以根据温度、压力、流量、电机状态等的实时检测，第一时间及时的做出正确反应，使反应时时的处在可控状态，避免了压力和温度过高对反应容器的冲击和损坏，也就消除了由于反应失控造成严重的人员的财产损失的可能性。

以上对本实用新型的糊树脂生产用安全仪表系统进行了说明，但是，本实用新型不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本实用新型包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。