化工安全工程課程設(shè)計(jì)--碳酸二甲酯化工廠工藝與安全設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-13 08:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ......................................................................................................... 11 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 11 1 碳酸二甲酯化工廠 工藝與安全 設(shè)計(jì) 0 前言： 碳酸二甲酯的 工藝 流程的設(shè)計(jì)是根據(jù) 我國(guó)眾多的化工廠普遍使用的工藝流程 的一般情況，進(jìn)行 的簡(jiǎn)單 優(yōu)化 流程設(shè)計(jì)。在老師指導(dǎo)下，根據(jù)給定的 化工物料 選擇合適的設(shè)備、裝置、管線及其他附屬設(shè)施，最后分析其安全生產(chǎn)條件和經(jīng)濟(jì)效益情況， 按規(guī)范要求獨(dú)立地完成 化工廠 簡(jiǎn)單 化工工藝 流程的設(shè)計(jì)以及 化工廠 消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。合理的 工藝流程 流程以及合理的消防系統(tǒng)能夠保證 保證供應(yīng)，完成 化學(xué)工藝品 的正常輸轉(zhuǎn)對(duì)滿足企業(yè)的生產(chǎn)和生活的要求，都有著十分重要的意義 重新審視設(shè)計(jì)出來(lái)的 化工廠 可能發(fā)生的一切意外事故，如火災(zāi)、爆炸 、中毒 。結(jié)合所學(xué)習(xí)的《防火防爆工程》、《 石油化工工藝裝置布置設(shè)計(jì)規(guī)范 》、《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》 、《 化工過(guò) 程安全工程 》 對(duì) 化工裝置及設(shè)備安全設(shè)計(jì) 、消防系統(tǒng)、 配套設(shè)施及公用工程安全設(shè)計(jì) 進(jìn)行綜合研究。 1 化工廠 地區(qū)選址 碳酸二甲酯 的 化學(xué) 特性 碳酸二甲酯，是一種無(wú)毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料，它是一種重要的有機(jī)合成中間體，分子結(jié)構(gòu)中含有 羰基 、甲基和 甲 氧基 等 官能團(tuán) ，具有多種反應(yīng)性能，在生產(chǎn)中具有使用安全、方便、污染少、容易運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。由于碳酸二甲酯 毒性 較小，是一種具有發(fā)展前景的 “ 綠色 ” 化工產(chǎn)品 。 化工廠 選址應(yīng)當(dāng)遵循 的 原則 考慮工廠定位，我們面對(duì)的是一個(gè)計(jì)劃中的工廠和一個(gè)現(xiàn)實(shí)的環(huán)境，要解決的問(wèn) 題是把工廠建于何處?；S定位，一般遵循以下基本原則： (1)有原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售的良好的流通條件 (2)有貯運(yùn)、公用工程和生活設(shè)施等方面良好的協(xié)作環(huán)境； (3)靠近水量充足、水質(zhì)優(yōu)良的水源， (4)有便利的交通條件， (5)有良好的工程地質(zhì)和水文氣象條件。 工廠應(yīng)避免定位在下列地區(qū)： (1)發(fā)震斷層地區(qū)和基本烈度 9 度以上的地震區(qū)； (2)厚度較大的Ⅲ級(jí)自重濕陷性黃土地區(qū)； (3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山區(qū)； (4)有開采價(jià)值的礦藏地區(qū)； 2 (5)對(duì)機(jī)場(chǎng)、電臺(tái)等使用有影響的地區(qū)； (6)國(guó)家規(guī)定的歷史文物、生物保護(hù)和風(fēng)景游覽地區(qū)； (7)城鎮(zhèn)等人口密集的地區(qū)。 工廠定位時(shí)除了謹(jǐn)遵以上禁忌外，考慮得更多的是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。固然，高風(fēng)速、地震、雨雪量、雷電頻發(fā)率等不安全因素，在工廠定位時(shí)會(huì)給予適度考慮，但這些往往會(huì)淹沒(méi)在經(jīng)濟(jì)考慮之中。比如，世界上多數(shù)大型石油化工企業(yè)都建立在原料產(chǎn)地附近，就是出于原料流通經(jīng)濟(jì)上的考慮。 2 化工廠的主要設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 熱換器的選型舉例 列管式換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用最廣的一種換熱器。它主要由 殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì)，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進(jìn)行換熱時(shí)，一種流體由封頭的連結(jié)管處進(jìn)入，在管流動(dòng)，從封頭另一端的出口管流出，這稱之管程；另 種流體由殼體的接管進(jìn)入，從殼體上的另一接管處流出，這稱為殼程。 1封頭法蘭； 2介質(zhì) A接管法蘭； 3殼體； 4換熱管束； 5封頭； 6介質(zhì) B接管法蘭 圖 21 列管式換熱器 精餾塔的設(shè)計(jì)與選型 浮閥的閥片可以浮動(dòng)，隨著氣體負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)其開啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負(fù)荷時(shí)，仍能保持正常操作。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小(因氣體水平吹出之故 )，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大。塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用便宜，并能適應(yīng)常用的物料狀況，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。圖 22為其結(jié)構(gòu)示意圖： 3 1全凝器； 2塔盤； 3液體分布器； 4固定床反應(yīng)器； 5列管式反應(yīng)器； a尿素進(jìn)料管； i、 b溫度計(jì)口； k、 c甲醇進(jìn)料口； d物料出口； e接管； f塔底出料口； h、 g液位計(jì)口； j回流管接口 圖 22 精餾塔結(jié)構(gòu)示意圖 尿素醇解法生產(chǎn)碳酸二甲酯反應(yīng)精餾塔塔身為圓柱狀，由反 應(yīng)段精餾段兩部分組成，下部分反應(yīng)段，上部分分離段。 塔身下部的反應(yīng)段：共包括兩種反應(yīng)形式，即絕熱與換熱兩種反應(yīng)形式。反應(yīng)段下端為換熱的列管固定床。反應(yīng)段上端為絕熱固定床。列管固定床內(nèi)可以裝催化劑。列管固定床外上部有通加熱蒸汽的蒸汽入口；列管固定床管外下部有蒸汽凝液出口。列管式固定床下部為氣相甲醇進(jìn)料口，甲醇進(jìn)料口下為液位控制區(qū)。塔底部有循環(huán)液出口。列管式固定床的上部有一層液體分布器，液體分布器有排液孔和升氣管。液體分布器上部有循環(huán)物料進(jìn)料口。循環(huán)物料進(jìn)料口上部為氣相甲醇進(jìn)料口，氣相甲醇進(jìn)料口上部為絕熱固 定床，絕熱固定床層頂部有絕熱固定床層的液體分布器，絕熱固定床層的液體分布器上有排液孔和升氣管。在絕熱固定床層的液體分布器上有液體尿素進(jìn)料口，尿素進(jìn)料口以上為分離段。 塔身上部的分離段：分離段下端是板式精餾塔，有塔板，每塊塔板上裝有俘閥，在分離段的下端的塔板之間分別有三個(gè)粗碳酸二甲酯側(cè)線采出口，在第一塊塔板上有回流口，分離段上端是全凝器，分離段的頂端有氨氣出口。 分離段下端的塔式精餾塔，可以有 20塊塔盤，每塊塔盤上裝有俘閥。在分離段的下端的第 20 塊、第 18 塊、第 16 塊分別有三個(gè)粗碳酸二甲酯側(cè)線采出 口。在第一塊塔板上有回流口。分離段上端是全凝器。分離段有循環(huán)水進(jìn)口和循環(huán)水出口。 3 化工廠的大致布局要求 工廠布局也是一種工廠內(nèi)部組件之間相對(duì)位置的定位問(wèn)題，其基本任務(wù)是結(jié)合廠區(qū)的內(nèi)外條件確定生產(chǎn)過(guò)程中各種機(jī)器設(shè)備的空間位置，獲得最合理的物料和人員的流動(dòng)路線?；S布局普遍采用留有一定間距的區(qū)塊化的方法。工廠廠區(qū)一般可劃分為以下六個(gè)區(qū)塊：工藝裝置區(qū)；罐區(qū)；公用設(shè)施區(qū)；運(yùn)輸裝卸區(qū)；輔助生產(chǎn)區(qū)；管理區(qū)。對(duì)各個(gè)區(qū)塊的安全要求4 如下。 工藝裝置區(qū) 加工單元可能是工廠中最危險(xiǎn)的區(qū)域。加工單元應(yīng)該離開工廠邊界一定的距離，應(yīng)該是集中而不是分散的分布。后者有助于加工單元作為危險(xiǎn)區(qū)的識(shí)別，杜絕或減少無(wú)關(guān)車輛的通過(guò)。要注意廠區(qū)內(nèi)主要的火源和主要的人口密集區(qū)，由于易燃或毒性物質(zhì)釋放的可能性，加工單元應(yīng)該置于上述兩者的下風(fēng)區(qū)。過(guò)程區(qū)和主要灌區(qū)有交互危險(xiǎn)性，兩者最好保持相當(dāng)?shù)木嚯x 。 罐區(qū) 罐區(qū)和辦公室、輔助生產(chǎn)區(qū)之間要保持足夠的安全距離。罐區(qū)和工藝裝置區(qū)、公路之間要留出有效的間距。罐區(qū)應(yīng)設(shè)在地勢(shì)比工藝裝置區(qū)略低的區(qū)域，決不能設(shè)在高坡上。還有通路問(wèn)題。每一罐體至少可以在 一邊由通路到達(dá)，最好是可以在相反的兩邊由通路到達(dá)。每個(gè)這樣的容器都是巨大的能量或毒性物質(zhì)的貯存器。在人員、操作單元和貯罐之間保持盡可能遠(yuǎn)的距離是明智的。這樣的容器能夠釋放出大量的毒性或易燃性的物質(zhì)，所以務(wù)必將其置于工廠的下風(fēng)區(qū)域。 公用設(shè)施區(qū) 公用設(shè)施區(qū)應(yīng)該遠(yuǎn)離工藝裝置區(qū)、罐區(qū)和其他危險(xiǎn)區(qū)，以便遇到緊急情況
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