【正文】 ，反應釜，生產過程，故障類型及影響分析，事故樹，安全對策措施。 安全系統(tǒng)工程課程設計 2 前言 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展，我國已經成為了工業(yè)化大國。但是隨著工業(yè)的發(fā)展，造成企業(yè)事故頻繁的發(fā)生，因此每個工人的安全問題越來越受到人們的重視。所以，系統(tǒng)安全的分析對于每個企業(yè)是非常重要的。 本課程設計主要講述了 氯化鈉生產工藝的危險性分析（ FMEA， FTA/ETA）及對策措施研究 。因為現(xiàn)在我國很多的企業(yè)，對于化學品的制備這一方面安全意識不足，正是由于安全意識的不足，導致了很多事故的發(fā)生，不僅損失了大量的金錢，最 重要的是有時還會導致傷亡事故。在此，我僅以 在反應 釜 內 用 鹽酸及氫氧化鈉 制備氯化鈉這一生產過程為例，首先對整個生產過程的危險有害因素進行辨識，然后比較詳細的講解下在整個準備階段，以及生產過程中可能導致什么樣的危險事故，進行定性、定量的分析。 在定性分析階段，我將采用定性分析中的故障類型及影響分析（ FMEA）法對系統(tǒng)或設備部件可能發(fā)生的故障模式、危險因素，對系統(tǒng)的影響、危險程度、發(fā)生可能性大小或概率等進行全面的、系統(tǒng)的定性分析，并可針對故障情況提出相應的檢測方法和預防措施。故障類型及影響分析法具有較強的系統(tǒng)性、 全面性、和科學性。 在定量分析階段，我將采用事故樹分析。事故樹分析是從結果開始，尋求頂上事件發(fā)生的原因事件，是一種逆時序的分析方法。事故樹分析能夠對各種系統(tǒng)的危險性進行辨識和評價，不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入的揭示出事故的潛在原因。用它描述事故的因果關系直觀、明了、思路清晰、邏輯性強。 然后根據(jù)定量分析中的重要度，可以看出哪個事件對頂上事件發(fā)生的影響較大，針對此基本事件提出相應的預防措施，同時也對其它的基本事件提出安全預防措施。 最后，對此課程設計進行了總結性的語言。由于能力有限，在設計時難 免有錯誤，請專業(yè)人士多多指點。 安全系統(tǒng)工程課程設計 3 第一章 系統(tǒng)安全分析概述 系統(tǒng)安全分析說明 安全系統(tǒng)分析 是 根據(jù)設定的安全問題和給予的條件，運用邏輯學和數(shù)學方法來描述安全系統(tǒng)，并結合自然科學、社會科學的有關理論和概念，制定各種可行的安全措施方案，通過分析，比較和綜合，從中選擇最優(yōu)方案，供決策人員采用 。 本設計將采用故障類型及影響分析法（ FMEA）對在不銹鋼反應釜內制備氯化鈉的生產過程進行定性的分析以及用事故樹法（ FTA）對生產過程容易發(fā)生的頂上事件進行定量的分析。 系統(tǒng)安全分析目的和意義：在高溫反應釜內用鹽酸和氫氧化鈉制備氯化鈉，反應容器反應釜在人員的誤操作和不及時維修保養(yǎng)的情況下，很可能會發(fā)生一些危險的事故。此次設計我將對在生產氯化鈉的整個生產過程進行全面的危險性分析，來減少在用反應釜制備氯化鈉時可能會發(fā)生的危險事故，以及提出相應的安全對策措施，來保證人們操作反應釜時的安全。 系統(tǒng)安全分析的程序： (1）查閱相關資料，進行危險有害因素的辨識 。 (2)運用故障類型及影響分析法進行定性分析，然后用事故樹法進行定量分析。 (3)提出安全對策措施。 (4)根據(jù)分析做出總結性結論。 系統(tǒng)安全分析的內容： (1)介紹用于制備氯化鈉的主要原材料的危險性，以及化學性質，儲存環(huán)境，然后介紹反應釜的結構和原理以及安裝和使用方法。 (2)對整個的生產過程的前、中、后期進行危險有害因素的辨識。 (3)在生產制備的過程中用故障類型及影響分析分進行定量的分析，然后對最可能發(fā)生的頂上事件進行定性分析。 (4)根據(jù)定性及定量分析的結果提出相應的安全對策措施。 對此生產過程作出 分析性的結論。 項目概況分析 在高溫高壓不銹鋼反應釜內用氫氧化鈉和鹽酸制取氯化鈉。 鹽酸，學名氫氯酸，是 氯化氫 的 水溶液 ，是一元酸。鹽酸是一種 強酸 ， 濃鹽酸 具有極強的揮發(fā)性，因此盛有濃鹽酸的 容器 打開后能在上方看見 酸霧 ，那是氯化氫揮發(fā)后與空氣中的 水蒸氣 結合產生的鹽酸小液滴。鹽酸是一種常見的 化學品 ，在一般情況下，濃鹽酸中氯化氫的質量分數(shù)在 38%左右。同時， 胃酸 的主要成分也是鹽酸 。 外觀 與 性狀 ：無色液體，有腐蝕性。為 氯化氫 的水溶液（工業(yè)用鹽酸會因有雜質三價鐵鹽而略顯黃色）。在化學上人們把鹽酸和硫酸、硝酸、 氫溴酸 、氫碘酸、高氯酸合稱為六大無機強酸。有刺激性 氣味 。由于濃鹽酸具有 揮發(fā) 性，揮發(fā)出的氯化氫氣體與空氣中的 水蒸氣 作用形成鹽酸小液滴，所以會看到 酸霧 。 主要成分：氯化氫，水。 鹽酸具有強烈的腐蝕性， 該品根據(jù)《 危險化學品安全管理條例 》、《 易制毒化學品管理條例 》受公安部門管制 。 鹽酸的用途： 重要的無機化工產品，廣泛用于染料、醫(yī)藥、食品、印染、皮革、冶金等行業(yè)。 例如： (1)用于稀有金屬的濕法冶金 。 (2)用于有機合成 。 (3)用于漂染工業(yè) 。 (4)用于金屬加工 。 (5)用于食品工業(yè) 。 (6)用于無機藥品及有機藥物的生產 。 安全系統(tǒng)工程課程設計 4 氫氧化鈉的介紹 氫氧化鈉 (NaOH)，俗稱 燒堿 、 火堿 、 苛性鈉 ，因另一名稱 caustic soda 而在香港稱為哥士的， 常溫 下是一種白色 晶體 ，具有強 腐蝕性 。易溶于水，其水溶液呈 強堿 性，能使 酚酞 變紅。氫氧化鈉是一種極常用的堿，是 化學實驗室 的必備藥品之一。氫氧化鈉在 空氣 中易吸收水蒸氣而潮解，所以必須對其密封保存，且要用橡膠瓶塞。 廣泛應用的 污水處理劑 、基本分析試劑、配制分析用標準堿液、少量 二氧化碳 和水分的吸收劑、酸的中和鈉鹽制造。制造其它含氫氧根 離子 的試劑；在造紙、 印染 、 廢水處理 、 電鍍 、化工 鉆探方面均有重要用途；國內品牌有：天惠牌、天工牌、 金達 牌。 可用做堿性干燥劑。燒堿在國民經濟中有廣泛 應用，許多工業(yè)部門都需要燒堿。使用燒堿最多的部門是化學藥品的制造，其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業(yè)。另外，在生產染料、塑料、藥劑及有機中間體，舊橡膠的再生，制金屬鈉、水的電解以及無機鹽生產中，制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒堿。 [5] 不銹鋼磁力反應釜 因為不銹鋼反應釜的原理與結構，以及可能出現(xiàn)的危險都基本一樣，所以在此設計中我選用 GSHA— 1 型永磁旋轉攪拌高壓釜 為例，對在制備氯化鈉時可能出現(xiàn)的危險情況進行分析。 GSHA— 1 型反應釜，是一種間 歇運行的化學反應器，其與反應介質接觸的另部件均采用321 不銹鋼制成，在反應過程中，具有良好的耐腐蝕性能。 本釜采用靜密封結構，推進式攪拌器與電機間采用永磁聯(lián)軸器，攪拌器的旋轉狀況通過測速裝置，在測速表上顯示。 本釜配有控制臺，根據(jù)給定溫度進行調整電加熱器的電源電壓，達到自動恒溫的目的。同理，根據(jù)攪拌負荷的需要，調節(jié)攪拌電動機的電源電壓，達到無級調速攪拌之目的。 本釜適用于石油、化工、醫(yī)藥、農藥、冶金、建材等科研部門，是進行高溫、高壓反應的理想設備。 高壓釜主要由加熱爐、釜體、釜蓋、攪拌器等部分組成。 （ 1） 加熱爐，用來加熱釜體，外為圓筒形爐體內裝有筒形硅爐芯，加熱電阻絲穿聯(lián)其中，具有傳熱效果好，升溫快等特點，爐體下端側面裝有插座，使用時用電纜線將其與控制儀聯(lián)接。 （ 2） 釜體 ， 主要是物料反應，材料采用 321 不銹鋼制成，釜體與法蘭采用螺紋聯(lián) 接，釜體與釜蓋的密封采用無熱片園弧面與錐面線密封，依靠較高的加工精 度，依靠主螺栓的擰緊力，達到密封效果。 （ 3） 釜蓋，是高壓釜主要件，材料為 321 不銹鋼，釜蓋上裝有攪拌器、壓力表、 爆 破閥、氣閥、取樣閥及冷卻盤管等裝置，都是便于隨時掌握釜 內物料反 應 的情況，調節(jié)釜內物料成分、比例、溫度、壓力，保證釜的安全運行。 （ 4） 攪拌器，系永磁偶合裝置，由內外環(huán)形磁鋼組成，中間有承壓的隔套 伺 服電機通過內、外磁鋼的磁力來傳遞攪拌力矩，隔套內裝有測速元件，當攪拌器與內磁鋼旋轉時，通過電子元件產生感應信號，傳遞到控制儀， 顯示出攪拌器 的工作轉速。 反應釜主機安裝和使用 ： （ 1）裝置環(huán)境。高壓釜應放置在符合防爆要求的高壓操作室內，在裝置多臺高壓釜時，應分開放置，每兩臺之間應有可靠的防爆高墻隔開，每間操作室均有直接通向室外或通道的出口，當存在 易爆介質時，應保證設備地點，通風較好。 安全系統(tǒng)工程課程設計 5 （ 2）釜蓋的安裝及密封，釜體和釜蓋，采用錐面和圓弧面線接觸密封形式，擰緊主螺栓使之相互壓緊達到良好的密封，在擰緊主螺栓時，不得超過擰緊力矩 80120NM 范圍，以防密封面被擠坯和超負荷磨損，密封面要特別加以愛護，裝釜蓋時，要使釜蓋上下緩慢起動、防止釜體、釜蓋之間密封面相互撞擊。擰緊主螺母，必須對稱分多次逐步加力擰緊，用力要均勻，達到良好的密封效果。 （ 3）正反螺母聯(lián)接處，只準旋動正反螺母，兩面圓弧面不得相對轉動，對所有螺紋聯(lián)接件在裝配時，均須涂抹油或油料調 和的石墨，以免咬死。 （ 4）禁止速冷速熱，以防過大的溫差應力力造成裂紋。 （ 5）工作時，磁力攪拌器與釜蓋間的水套應通循環(huán)水，以免磁鋼脫磁。 （ 6）閥門的使用，針型閥采用線密封，僅需輕輕轉動閥針，壓緊密封面，即可過到良好的密封效果，嚴禁使用過大的力，以免損壞密封面。 （ 7）安全裝置，采用爆破片裝置，一般不要輕易拆卸和試驗，一旦爆破，必須重新更換，對于超過標定爆破壓力而未爆破的爆破片應立即更換。 （ 8）高壓釜的開啟，反應結束，先進行冷卻，降溫再將壓力降至常壓，松開螺栓，將釜蓋小心地 取下，嚴禁帶壓拆卸 （ 9）釜內的清洗，用清洗液清洗釜體及所有密封面的殘余物，不允許用硬物或表面粗糙的軟物進行清洗。 （ 10）新按裝換釜（或維修的釜），必須進行氣密性試驗方可投入正常使用。介質為氮氣或其它惰性氣體，嚴禁使用易燃易爆氣體，試驗壓力為工作壓力的 倍，升壓必須分次進行，以 倍工作壓力為間距，每升一級停留 5 分鐘，升到試驗壓力停 30 分鐘。發(fā)現(xiàn)漏氣應卸壓維修再作試驗。 控制儀的安裝、使用、保養(yǎng) （ 1）按照后面板的標牌指示，接上電源線，從控制儀到高壓釜的線路有：電 爐用雙芯，膠皮電纜線，電機的三芯電纜線，測溫專用線。控制低儀接地導線連接好釜爐筒的接地導線，并且一并接入電源的接地線上，保證釜和控制儀接地電阻小于 4 歐姆。 （ 2）安裝平整，箱體傾斜度不超過 5℃ ，以確保測量儀表可靠工作。 （ 3）將電源開關合上，電源指示燈亮，表示電源接通。 （ 4）電加熱的操作：首先調好溫調儀的給定數(shù)，板動加熱開關，加熱電路接通燈亮，適當調節(jié)加熱電位器卻可達到無級調壓恒溫的目的，并能滿足升溫速度的要求。 （ 5） 控制儀的維護和保養(yǎng)。在正常運轉之前；必須檢查有無異狀，運行時， 嚴禁打開箱體。定期校準測量儀表，保證精確度。設備的工作環(huán)境，應符合安全技術要求。 安全系統(tǒng)工程課程設計 6 圖 11— GSHA— 1型反應釜 結構圖