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摘要：以SIS（安全仪表系统）自动联锁装置在盐酸美沙酮药品生产过程的控制为实例，简述了盐酸美沙酮药品生产过程的自控系统选用的是SIS（安全仪表系统），结合现场测量仪表、电动阀门等构成了一套完整的具有安全保障的装置，集安全、管理于一体的较为先进的自控系统装置。该自控系统具有集中操作、连锁控制和数据采集等功能。SIS（安全仪表系统）是成熟、安全可靠的经过实际应用考验的系统，能充分满足生产过程中的紧急停车和安全联锁的需要，确保人员及生产装置、重要机组和关键设备的安全。同时操作控制台设置紧急停车及复位按钮，操作人员可以在生产装置紧急状态时，进行手动联锁停车。自控系统在值班室（控制室）配置有工程师兼操作员站，通过终端人机界面的显示器显示工艺过程参数值以及工艺设备的运行情况，多画面动态模拟显示生产流程及主要设备运行状态、工艺变量的历史趋势。通过终端人机界面，已获取授权的操作员能够修改工艺参数设定值，并控制设备的启停等方面。
关键词：SIS（安全仪表系统）自动联锁装置；盐酸美沙酮药品；自控系统
1.引言
因企业坐落于外环线以内，按照天津市危化企业安全整治部署，该企业已将盐酸美沙酮等危险工艺的药品列入停产搬迁的计划，由于选址等问题造成企业盐酸美沙酮车间未能顺利完成搬迁。盐酸美沙酮药品为国家不可缺少的戒毒药品，现存量不多，国内又找不到同样类型药品供特殊需求，经上级领导决定，需再次开工短期生产以解特供之需。
依据国家安全总局《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号文）和《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），盐酸美沙酮车间生产过程中涉及的胺基化工艺、氯化工艺和烷基化工艺属于重点监管的危险化工工艺，且三个反应均属放热反应。
盐酸美沙酮药品使用的胺化、氯化及烷基化反应，均为常温常压反应；胺化反应采用的胺化试剂为二甲胺水溶液，氯化反应采用的氯化试剂为二氯亚砜，均为较为温和地反应试剂，且反应围度均控制在30℃以下；烷基化反应较为危险的是格氏试剂的制备，由于格氏试剂的制备过程中为忌水反应，生成的格氏试剂遇水会迅速分解，放出热量；其反应温度控制在35℃以下；上述化学反应为保证反应正常进行，反应罐加层均通有冷盐水（或循环水）进行冷却降温。
所以按照《国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见》安监总管三〔2013〕88号文件精神，为胺化、氯化及烷基化（格氏）反应安装了SIS安全仪表系统控制装置，保证了反应过程中的人员及生产装置、重要机组和关键设备的安全。
2.生产工艺简述
盐酸美沙酮药品制备工艺分五步完成：胺化物、氯化物、缩合物及美沙酮（格氏物）制备和盐酸美沙酮制备。其中胺化物制备、氯化物制备、美沙酮（格氏物）制备的反应属于国家重点监控危险化工工艺中的胺化反应、氯化反应和烷基化反应（格氏反应）。
（1）胺化物制备
工艺流程为：
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1）投料保温：投料前检查反应罐应洁净干燥，依次投入一定量的二甲胺水溶液（二甲胺水溶液+前馏份），通过冷却介质降温，缓慢滴加环氧丙烷，常压、滴加温度控制在一定范围内，时间控制40～60分钟滴加完毕，滴毕，升温至大约30℃，保温反应30分钟。
2）加入氢氧化钠：保温毕，将一定量NaOH缓慢加入罐内，控制液温在30℃以下，计时搅拌10分钟使NaOH全部溶解。确认NaOH全部溶解后，停止搅拌，静置30分钟。
3）分层：静置毕，将水层分出放入桶内，留作中和废酸用。油层待蒸馏。
4）常压蒸馏：给汽升温，汽压控制在0.15～0.25Mpa，进行常压蒸馏，当蒸出物的温度达到120℃时，换容器收集正馏份（前馏份称重后套用），蒸馏至无馏出物。结束蒸馏，将物料放于专用桶中，此为胺化物。
（2）氯化物制备
工艺流程为：
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1）投料反应：投料前检查氯化反应罐应干燥无水，依次投入一定量的二氯乙烷和二氯亚砜，启动搅拌降温至0℃。常压，冷却介质循环，于0℃开始滴加一定量的胺化物，滴加时间控制在40～60分钟，滴加温度控制在30℃以下。
2）保温反应：滴加毕，升温至回流并于80℃左右保温回流反应5小时。
3）降温析晶：计时反应毕，降温至一定温度。将物料均匀的放在两个50L专用桶内，用二氯乙烷冲洗罐内残留物料，放入塑料桶内。间断搅拌至结晶析出后，静置12小时以上。
4）甩滤：次日，将两桶物料降温至一定温度。将物料分两次甩滤，每次将物料倒入离心机甩滤至下口无液滴时，停机、出料，将物料放入塑料桶中并加入一定量二氯乙烷打成糊状，然后再倒入离心机内甩滤至下口无液滴止，甩滤毕出料。
5）干燥：于80℃左右计时干燥2小时。干燥毕，装袋，此为氯化物。
（3）美沙酮（格氏物）制备
工艺流程为：
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1）美沙酮格式化反应罐通过夹套加热预热干燥后降温至一定温度以下备用。
2）将称量复核的镁条加入格式反应罐内，盖好反应罐盖。
3）打开格式反应罐真空阀和抽料阀，关闭放空阀，将复核检测好的无水乙醚抽入反应罐中后，关闭真空阀和抽料阀，打开放空阀，启动搅拌。
4）关闭通向格式反应罐上的高位瓶出料阀，打开真空阀将经复核的溴乙烷抽入高位瓶内，然后关闭高位瓶真空阀。
5）打开格氏反应罐夹套进汽阀，当格式反应罐内温度升至一定温度时，关闭格氏反应罐夹套进汽阀，打开冷凝器盐水冷却阀，关闭格氏反应罐的放空阀，开始预先加入一定量溴乙烷，开启格氏反应罐放空阀，再开动搅拌，并观察格氏反应罐内引发现象，如果反应太激烈先停止搅拌，马上将格氏反应罐夹套循环水阀打开，循环冷却。待反应稳定10～20分钟后，再启动搅拌，继续缓慢滴加溴乙烷，控制1～1.5小时滴加完毕，滴加过程控制温度在35℃之内。
3.SIS（安全仪表系统）自动联锁装置概述
（1）SIS（安全仪表系统）的基本原理
sis是安全仪表系统，根据美国仪表协会（ISA）对安全系统控制系统的定义而得名，也称紧急停车系统（ESD）、安全联锁系统（SIS）或仪表保护系统（IPS）。
安全仪表系统是指能实现一个或多个安全功能的系统，用于监视生产装置或独立单元的操作，如果生产过程超出安全操作范围，可以使其进入安全状态，确保装置或独立单元具有一定的安全度。安全系统不同于批量控制、顺序控制及过程控制的工艺联锁，当过程变量（温度、压力、流量、液位等）超限，机械设备故障，系统本身故障或能源中断时，安全仪表系统自动（必要时可手动）地完成预先设定的动作，使操作人员、设备装置处于安全状态。
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－SIS（安全仪表系统）包括：SIS电气柜、操作控制台、PC系统和UPS电源。
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（2）自动联锁装置所配套的执行元件
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－温度变送器，主要用于温度参数的测量和控制。
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－压力变送器，主要用于压力参数的测量和控制。
－电动紧急切断阀，主要是指在遇到突发情况的时候，阀门会迅速的关闭或者打开，避免造成事故的发生。
（3）SIS（安全仪表系统）自动联锁装置的工作原理及特点
整套自动联锁装置是在胺化（格氏）反应罐和氯化反应罐上增加了三个温度变送器（TT-101/TT-102和TT-201），两个压力变送器（PT-101和PT-201），原有的普通温度计和电接点压力表仍还存在，为防止自动仪表出现异常情况时，仍可显示反应罐内的温度及罐内夹层的蒸汽压力值。并在两台反应罐分别各增加两台电动紧急切断阀（ESDV-101/ESDV-102和ESDV-201/ESDV-202），再加上一套SIS（安全仪表系统）就组成了自动联锁装置。它主要用于实现生产装置的安全联锁停车的控制，确保人员及生产装置、重要机组和关键设备的安全。同时操作控制台设置紧急停车及复位按钮，操作人员可以在生产装置紧急状态时，进行手动联锁停车。
此套自动联锁装置的供电系统采用UPS电源供电，保证在工作站断电的情况下控制系统及相关设备正常运行30分钟以上。
对于现场仪表信号传输线缆进中控室一侧的AI、AO信号全部加装安全栅，以防止控制系统的部件遭雷击。根据设计规范（HG/T 20513-2000）的有关要求，应将各种接地的分干线汇总接至仪表总接地板，再从仪表总接地板引出仪表接地干线，统一接至全装置电气专业的总接地板，实现全装置"等电位"连接。仪表接地电阻≤1Ω。仪表的设置遵照《HG/T 20507-2014 自动化仪表选型设计规范》，现场安装的电子式仪表都是全天候型的，可以满足现场使用环境和气候条件，其防护等级不低于IP65或相当标准。
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因为盐酸美沙酮药品生产车间为防爆车间，遵照《爆炸危险环境电力装置设计规范GB50058-2014》要求，自动联锁装置的仪表选用的是隔爆型，其防爆等级不低于ExdⅡBT4。
仪表、管道及阀门工艺原理图
胺化（格氏）反应罐
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仪表、管道及阀门工艺原理图
氯化反应罐
（4）SIS（安全仪表系统）系统的操作运行介绍
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2.胺化反应的工作站监控系统界面：
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格氏反应的工作站监控系统界面：（格氏和胺化反应为同一个罐）
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氯化反应的工作站监控系统界面：
--用户类型；点击用户名按钮选择用户类型，一共有三种模式：工程师模式、系统管理员模式和操作员模式（不同的用户有不同的权限）。工程师模式是设备厂家用来修改系统程序的模式，也是三种模式中权限级别最高的，使用方无法获取权限，只有设备厂家才能进入此模式，在工程师模式下可以做任何操作。系统管理员模式是可以监视系统数据状态、操作软件和更改软件控制参数的模式，权限级别仅次于工程师模式，系统管理员模式下可以更改设定工艺参数等操作（例如：压力值和温度值等）。操作员模式是只能监视系统数据状态的模式，是三种模式中权限级别最低的，操作员模式下不能点击操作监视屏幕中任何按钮，只能监视，如果出现超出设定值报警等情况，只能按操作控制台上的急停和复位按钮，其它操作不行。
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SIS系统如果报警，一般是当前的压力值或温度值超过了工艺设定的报警值。首先先在报警信息窗口查看信息，确定报警内容，如果是压力值超报，关闭蒸汽，使罐体夹层内压力下降；如果是温度值超报，停止滴加，让温度停止上升，再打开阀门灌入盐水给罐内降温。稳定后找到相对应的温度或是压力联锁的投入与切除按钮，点击按钮使之变成切除状态；然后再点击相对应的滴加或蒸汽的电动切断阀的复位按钮，这样电动切断阀从红色状态逐渐变为绿色状态，最终电动切断阀完全打开回复正常。
--显示罐内当前物料的温度值；可以实现远程监控。
3.结语
本文通过对SIS（安全仪表系统）自动联锁装置的原理、组成、工作方式、系统操作及优点的简单介绍，体现了SIS安全仪表系统的重要作用与便利性，通过SIS安全仪表系统大大的增强了生产装置的使用性及安全性，提高了生产的连续性，有利于带来更大的生产效率及价值。
参考文献：
[1] 王秉义.SIS安全联锁功能可用性分析[J].石油化工自动化，2012，（2）.
[2] 张钊谦，吴重光.安全控制系统的设计思想.安全与环境学报，2012，2（6）.
[3] 张建国.安全仪表系统在过程工业中的应用[M].北京：中国电力出版社，2010.