化工单元操作的危险性评价及安全技术.doc

化工单元操作的危险性评价及安全技术(一)加热加热是化工生产中最常见温度控制方法之一。温度是控制的重要条件，操作的要点是按规定严格控制温度升温速度和温度波动范围。温度过高会使化学反应速度加快，若是放热反应，则放热量增加，一旦散热不及时，温度失控，发生冲料，甚至会引起燃烧和爆炸。升温速度过快不仅容易使反应超温，而且还会损坏设备，例如，升温过快会使带有衬里的设备及各种加热炉、反应炉等设备损坏。化工生产中的加热方式有直接火加热(包括烟道气加热)、蒸汽或热水加热、载体加热以及电加热。加热温度在100以下的，常用热水或蒸汽加热；100140用蒸汽加热；超过140则用加热炉直接加热或用热载体加热；超过250时，一般用电加热。现代的裂解炉是使用燃料直接燃烧，利用燃料的燃烧热和辐射热，使炉膛内温度达到1000以上。裂解炉的防火要求很高，首先要保证炉管在高温下不会变形、破裂，物料不能漏出。炉体的绝热性能要好，烟道气热量要合理利用，这样，一方面是节能；另一方面防止高温下造成周围环境中易燃易爆气体的火灾爆炸。为了防止裂解炉这一高温和明火点发生事故，殃及周围环境，在设计上采用水幕和蒸汽幕，在发生事故时，与周围环境进行有效隔离。用高压蒸汽加热时，对设备耐压要求高，须严防泄漏或与物料混合，避免造成事故。使用热载体加热时，要防止热载体循环系统堵塞、破损，造成热油喷出，酿成事故。使用电加热时，电气设备要符合防爆要求。直接火加热危险性最大，温度不易控制，可能造成局部过热，烧坏设备，引起易燃物质的分解爆炸。当加热温度接近或超过物料的白燃点时，应采用惰性气体保护；若加热温度接近物料分解温度，此生产工艺称为危险工艺，必须设法改进工艺条件，如负压环境或加压操作，以降低系统危险性。(二)冷却在化工生产中，把物料冷却在大气温度以上时，可以用空气或循环水作为冷却介质；冷却温度在15以上，可以用地下水；冷却温度在O15之间，可以用冷冻盐水。还可以借某种沸点较低的介质的蒸发从需冷却的物料中取得热量来实现冷却，常用的介质有氟里昂、氨等。此时，物料被冷却的温度可达-15左右。更低温度的冷却，属于冷冻的范围，如石油气、裂解气的分离采用深度冷冻，介质需冷却至-100以下。冷却操作时，冷却介质不能中断，否则会造成积热，系统温度、压力骤增，引起爆炸。开车时，应先通冷却介质；停车时，应先停物料，后停冷却系统。有些凝固点较高的物料，遇冷易变得黏稠或凝固，在冷却时要注意控制温度，防止物料卡住搅拌器或堵塞设备及管道。(三)加压操作凡操作压力超过大气压的都属于加压操作。加压操作所使用的设备要符合压力容器的要求，加压系统不得泄漏，否则在压力下物料以高速喷出，产生静电，极易发生火灾爆炸。所用的各种仪表及安全设施(如爆破泄压片、紧急排放管等)都必须齐全好用且摆放符合要求。(四)负压操作负压操作即低于大气压下的操作。负压系统的设备也和压力设备一样，必须符合强度要求，以防在负压下把设备抽瘪。负压系统必须有良好的密封，否则一旦空气进入设备内部，形成爆炸混合物，易引起爆炸。当需要恢复常压时，应待温度降低后，缓缓放进满足安全要求的气体，以防自燃或爆炸。(五)冷冻在某些化工生产过程中，如蒸发、气体的液化、低温分离，以及某些物品的输送、储藏等，常需将物料降到比0更低的温度，这就需要进行冷冻。冷冻操作其实质是利用冷冻剂不断地由被冷冻物体取出热量，并传给高温物质(水或空气)，以使被冷冻物体温度降低。制冷剂自身通过压缩冷却一蒸发(或节流、膨胀)循环过程，反复使用。工业上常用的致冷剂有氨、氟里昂。在石油化工生产中，常用乙烯、丙烯为深冷分离裂解气的冷冻剂。对于制冷系统的压缩机、冷凝器、蒸发器以及管路，应注意耐压等级和气密性，防止泄漏。此外还应注意低温部分的材质选择。(六)物料输送在化工生产过程中，经常需要将各种原料、中间体、产品以及副产品和废弃物从一个地方输送到另一个地方。由于所输送物料的形态不同(块状、粉状、液体、气体)，所采用的输送方式和机械也各异，但不论采取何种形式的输送，保证它们的安全运行都是十分重要的。固体块状和粉状物料的输送一般多采用皮带输送机、螺旋输送器、刮板输送机、链斗输送机、斗式提升机以及气流输送等多种方式。这类输送设备除了其本身会发生故障外，还会造成人身伤害。因此除要加强对机械设备的常规维护外，还应对齿轮、皮带、链条等部位采取防护措施。气流输送分为吸送式和压送式。气流输送系统除设备本身会产生故障之外，最大的问题是系统的堵塞和由静电引起的粉尘爆炸。粉料气流输送系统应保持良好的严密性。其管道材料应选择导电性材料并进行良好的接地，如采用绝缘材料管道，则管外应采取接地措施。输送速度不应超过该物料允许的流速，粉料不要堆积管内，要及时清理管壁。用各种泵类输送可燃液体时，其管内流速不应超过安全速度。在化工生产中，也有用压缩空气为动力来输送一些酸碱等有腐蚀性液体的，俗称酸蛋。这些设备也属于压力容器，要有足够的强度。在输送有爆炸性或燃烧性物料时，要采用氮、二氧化碳等惰性气体代替空气，以防造成燃烧或爆炸。气体物料的输送采用压缩机。输送可燃气体要求压力不太高时，采用液环泵比较安全。可燃气体的管道应经常保持正压，并根据实际需要安装逆止阀、水封和阻火器等安全装置。(七)熔融在化工生产中常常需将某些固体物料(如苛性钠、苛性钾、萘、磺酸等)熔融之后进行化学反应。碱熔过程中的碱屑或碱浓飞溅到皮肤上或眼睛里会造成灼伤。碱融物和磺酸盐中若含有无机盐等杂质，应尽量除掉，否则这些无机盐因不熔融会造成局部过热、烧焦，致使熔融物喷出，容易造成烧伤。熔融过程一般在150350下进行，为防止局部过热，必须不问断地搅拌。(八)干燥在化工生产中将固体和液体分离的操作方法是过滤，要进一步除去固体中液体的方法是干燥。干燥操作有常压和减压，也有连续与间断之分。用来干燥的介质有空气、烟道气等，此外还有升华干燥(冷冻干燥)、高频干燥和红外干燥。干燥过程中要严格控制温度，防止局部过热，以免造成物料分解爆炸。在过程中散发出来的易燃易爆气体或粉尘，不应与明火和高温表面接触，防止燃爆。在气流干燥中应有防静电措施，在滚筒干燥中应适当调正刮刀与筒壁的问隙，以防止火花。(九)蒸发与蒸馏蒸发是借加热作用使溶液中所含溶剂不断气化，以提高溶液中溶质的浓度，或使溶质析出的物理过程。蒸发按其操作压力不同可分为常压、加压和减压蒸发；按蒸发所需热量的利用次数不同可分为单效和多效蒸发。凡蒸发的溶液皆具有一定的特性。如溶质在浓缩过程中可能有结晶、沉淀和污垢生成，这些都能导致传热效率的降低，并产生局部过热，促使物料分解、燃烧和爆炸，因此要控制蒸发温度。为防止热敏性物质的分解，可采用真空蒸发的方法，降低蒸发温度，或采用高效蒸发器，增加蒸发面积，减少停留时间。对具有腐蚀性的溶液，要合理选择蒸发器的材质。蒸馏是借液体混合物各组分挥发度的不同，使其分离为纯组分的操作。蒸馏操作可分为间歇蒸馏和连续蒸馏；按压力分为常压、减压和加压(高压)蒸馏。此外还有特殊蒸馏蒸汽蒸馏、萃取蒸馏、恒沸蒸馏和分子蒸馏。在安全技术上，对不同的物料应选择正确的蒸馏方法和设备。在处理难于挥发的物料时(常压下沸点在150以上)应采用真空蒸馏，这样可以降低蒸馏温度，防止物料在高温下分解、变质或聚合。在处理中等挥发性物料(沸点为100左右)时，采用常压蒸馏。对于沸点低于30的物料，则应采用加压蒸馆。蒸汽蒸馏通常用于在常压下沸点较高，或在沸点时容易分解的物质的蒸馏，也常用于高沸点物与不挥发杂质的分离，但只限于所得到的产品完全不溶于水。萃取蒸馏与恒沸蒸馏主要用于分离由沸点极接近或恒沸组成的各组分所组成的、难以用普通蒸馏方法分离的混合物。分子蒸馏是一种相当于绝对真空下进行的一种真空蒸馏。在这种条件下，分子问的相互吸引力减少，物质的挥发度提高，使液体混合物中难以分离的组分容易分开。由于分子蒸馏降低了蒸馏温度，所以可以防止或减少有机物的分解。第 6 页 共 6 页