【文章內(nèi)容簡介】 學過程的要求、工程控制的要求、機械工程的要求、安全運行要求。 ? 反應(yīng)器的種類很多，按基本結(jié)構(gòu)可分為 ： 管式反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器 。 45 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 5．攪拌器 331 ? 攪拌器的安全可靠是許多放熱反應(yīng) 、聚合過程等安全運行的必需條件。攪拌器的中斷或突然失效可以造成物料反應(yīng)停滯、分層、局部過熱等。攪拌器的形式有槳式、渦輪式、推進式、框式 (或錨式 )、螺桿式及螺帶式等。選擇時，首先根據(jù)攪拌器形式與釜內(nèi)物料容積及黏度的關(guān)系進行大致的選擇，攪拌器的材質(zhì)可根據(jù)物料的腐蝕性、黏度及轉(zhuǎn)數(shù)等確定。 ? 6．軸密封裝置 ? 防止反應(yīng)釜的跑、冒、滴、漏，特別是防止有毒害、易燃介質(zhì)的泄漏，選擇合理的密封裝置非常重要。密封填料可能選擇錯誤，與反應(yīng)物反應(yīng)導致反應(yīng)器爆炸；機械密封由于安裝缺陷，大量溶劑泄漏發(fā)生爆炸。密封裝置主要有如下兩種。 ? (1)填料密封。 (2)機械密封。 46 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 7．蒸發(fā)設(shè)備 ? 蒸發(fā)設(shè)備的選型主要考慮被蒸發(fā)溶液的性質(zhì)，如黏度、發(fā)泡性、腐蝕性、熱敏性和是否容易結(jié)晶或析出結(jié)晶等因素。 ? 蒸發(fā)熱敏性物料時 ， 應(yīng)選用膜式蒸發(fā)器，以防止物料分解；蒸發(fā)黏度大的溶液， 為保證物料流速應(yīng)選用強制循環(huán)回轉(zhuǎn)薄膜式或降膜式蒸發(fā)器；蒸發(fā)易結(jié)垢或析出結(jié)晶的物料，可采用標準式或懸筐式蒸發(fā)器或管外沸騰式和強制循環(huán)型蒸發(fā)器；蒸發(fā)發(fā)泡性溶液時，應(yīng)選用強制循環(huán)型和長管薄膜式蒸發(fā)器；蒸發(fā)腐蝕性物料時應(yīng)考慮設(shè)備用；如蒸發(fā)廢酸等物料應(yīng)選用浸沒燃燒蒸發(fā)器；處理量小的或采用間歇操作時，可選用夾套或鍋爐蒸發(fā)器，以便制造、操作和節(jié)約投資。 ? 8．存儲設(shè)備 ? 化工生產(chǎn)中需要存儲的有原料、中間產(chǎn)品、成品、副產(chǎn)品以及廢液和廢氣等。常見的存儲設(shè)備有罐、桶、池等。有敞口的也有密封的；有常壓的也有高壓的；可根據(jù)存儲物的性質(zhì)，數(shù)量和工藝要求選用。 47 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? (二 )車間設(shè)備布置的安全分析 ? 1．設(shè)備布置 ? 車間設(shè)備布置是確定各個設(shè)備在車間中的位置；確定場地與建筑物的尺寸；確定管理、 ? 生產(chǎn)儀表管線、采暖通風管線的走向和位置。 ? 最佳的設(shè)備布置應(yīng)做到 ： 經(jīng)濟合理，節(jié)約投資，操作維修方便、安全，設(shè)備排列緊湊，整齊美觀。 48 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 2．設(shè)備布置的安全技術(shù)要求 ? 設(shè)備布置應(yīng)盡量做到 工人背光操作 ，高大設(shè)備避免靠近窗戶布置，以免影響門窗的開啟、通風與采光。 ? 有爆炸危險的設(shè)備 應(yīng)露天或半露天布置 ，室內(nèi)布置時要加強通風，防止爆炸性氣體的聚集；危險等級相同的設(shè)備或廠房 應(yīng)集中在一個區(qū)域，這樣可以減少防爆電器的數(shù)量和減少防火、防爆建筑的面積； 將有爆炸危險的設(shè)備布置在單層廠房或多層廠房的頂層或廠房的邊沿都有利于防爆泄壓和消防。 49 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 3．典型設(shè)備的布置 ? (1)塔。塔的布置形式很多，常在室外集中布置，在滿足工藝流程的前提下，可把高度相近的塔相鄰布置。 ? 單塔或特別高大的塔可采用獨立布置 ，利用塔身設(shè)操作平臺，供工作人員進出人孔、操作、維修儀表及閥門之用。塔或塔群布置在設(shè)備區(qū)外側(cè)，其操作側(cè)面對道路，配管側(cè)面對管廊，以便施工安裝、維修與配管。 50 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? (2)換熱器。換熱器的熱量平衡由于涉及到傳熱效果，換熱面積、流動溫差、流動強度等一系列問題，因此，換熱器在運行過程中由于熱量積累、局部過熱、流體結(jié)焦或氣化而引起的事故比較多。 ? 化工廠中使用最多 的 是列管換熱器和再沸器 ，其布置原理也適用于其他形式的換熱器。 ? 設(shè)備布置的主要任務(wù)是將換熱器布置在適當?shù)奈恢?，確定支座、安裝結(jié)構(gòu)和管口方位等。必要時在不影響工藝要求的前提下調(diào)整原換熱器的尺寸及安裝方式 (立式或臥式 )。 ? 換熱器的布置原則是順應(yīng)流程和縮小管道長度，其位置取決于它密切聯(lián)系的設(shè)備布置。塔的再沸器及冷凝器因與塔以大口徑的管道連接，故應(yīng)采取近塔布置，通常將它們布置在塔的兩側(cè)。 51 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? (3)容器 (罐，槽 )c容器按用途可以分為原料儲罐、中間儲罐和成品儲罐；按安裝形式可以分為立式和臥式。容器布置時一般要注意以下事項。 ? ． 立式儲罐布置時，按罐外壁取齊，臥式儲罐按封頭切線取齊 。 在室外布置易揮發(fā)液體儲罐時，應(yīng)設(shè)置噴淋冷卻設(shè)施 ； 易燃、可燃液體儲罐周圍應(yīng)按規(guī)定設(shè)置防火堤壩 ；儲存腐蝕性物料罐區(qū)除設(shè)圍堰外，其地坪應(yīng)作防腐處理。 52 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? (4)反應(yīng)器 。反應(yīng)器形式很多，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)形式按類似的設(shè)備布置。 塔式反應(yīng)器可按塔的方式布置； 固定床催化反應(yīng)器與容器相類似； 火焰加熱的反應(yīng)器則近似于工業(yè)爐； 攪拌釜式反應(yīng)器實質(zhì)上是設(shè)有攪拌器和傳熱夾套的立式容器。 ? 釜式反應(yīng)器一般用掛耳支承在建 (構(gòu) )筑物上或操作臺的梁上；對于體積大、質(zhì)量大或振動大的設(shè)備，要用文腳直接支承在地面或樓板上。兩臺以上相同的反應(yīng)器應(yīng)盡可能排成一直線。 53 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? (5)泵與壓縮機 。泵應(yīng)盡量靠近供料設(shè)備以保證良好的吸入條件。它們 常集中布置在室外 、建筑物底層或泵房。室外布置的泵一般在路旁或管廊下排成一行或兩行，電機端對齊排在中心通道兩側(cè)，吸人與排出端對著工藝罐。泵的排列次序由相關(guān)的設(shè)備與管道的布置所決定。當面積受限制或泵較小時，可成對布置，使兩泵共用一個基礎(chǔ)，在一根支柱上裝兩個開關(guān)。 ? 離心壓縮機的布置原理與離心泵相似，但較為龐大、復雜，特別是一些附屬設(shè)備 (潤滑油與密封油槽、控制臺、冷卻器等 )要占據(jù)很大的空間。 54 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? (三 )化工生產(chǎn)管路與管系安全技術(shù) ? 化工管路主要 由管子、管件和閥件構(gòu)成，也包括一些附屬于管路的管架、管卡、管撐等輔件 ?；どa(chǎn)中輸送的流體是多種多樣的，化工管路也各不相同，以適應(yīng)不同輸送任務(wù)的要求。管路及管件的標志是管系安全生產(chǎn)的基本條件?；す苈返臉藴驶侵钢贫ɑす苈分饕獦?gòu)件，包括管子、管件、閥件 (門 )、法蘭、墊片等的結(jié)構(gòu)、尺寸、連接、壓力等的標準并實施的過程。其中，壓力標準與直徑標準是制定其他標準的依據(jù)，也是選擇管子、管件、閥件 (門 )、法蘭、墊片等附件的依據(jù)，已由國家標準詳細規(guī)定。管子標準的參數(shù)包括壓力標準(又分公稱壓力、試驗壓力和工作壓力 )、直徑 (口徑 )標準 (也稱公稱直徑或通稱直徑 )。 55 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 1．化工管路布置的原則 ? (1)應(yīng)合理安排管路，使管路與墻壁、柱子、場地、其他管路等之間應(yīng)有適當?shù)木嚯x，并盡量采用標準件，以便于安裝、操作、巡查與檢修。 ? 管道盡量架空敷設(shè)，平行成列走直線，少拐彎、少交叉以減少管架的數(shù)量；并列管線上的閥門應(yīng)盡量錯開排列；從主管上引出支管時，氣體管從上方引出，液體管從下方引出。 ? (2)輸送有毒或有腐蝕性介質(zhì)的管道，不得在人行道上空沒置閥體、伸縮器、法蘭等，若與其他管道并列時應(yīng)在外側(cè)或下方安裝；輸送易燃、易爆介質(zhì)的管道不應(yīng)敷設(shè)在生活間、樓梯和走廊等處；配置安全閥、防爆膜、阻火器、水封等防火防爆安全裝置，并應(yīng)采取可靠的接地措施；易燃易爆及有毒介質(zhì)的放空管應(yīng)引至室外指定地點或高出層面 2 m以上。 ? (3)管道敷設(shè)應(yīng)有坡度，以免管內(nèi)或設(shè)備內(nèi)積液，坡度方向要根據(jù)介質(zhì)流動方向和生產(chǎn)工藝特點確定。 56 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? (4)對于溫度變化較大的管路要采取熱補償措施，有凝液的管路要安排凝液排出裝置，有氣體積聚的管路要設(shè)置氣體排放裝置。長距離輸送蒸氣的管道要在一定距離處安裝疏水閥，以排除冷凝水。 ? 2．化工管路的連接 ? 管子與管子、管子與管件、管子與閥件、管子與設(shè)備之間連接的方式主要有 4種 ， 即螺紋連接、法蘭連接、承插式連接及焊接 。 ? 3．管路的熱補償 ? 化工管路的兩端是固定的，當溫度發(fā)生較大的變化時，管路就會因管材的熱脹冷縮而承受壓力或拉力，嚴重時將造成管子彎曲、斷裂或接頭松脫。因此必須采取措施消除這種應(yīng)力，這就是管路的熱補償。 熱補償?shù)闹饕椒ㄓ袃煞N ： 其一是依靠彎管的自然補償，通常，當管路轉(zhuǎn)角不大于 150。時，均能起到一定的補償作用；其二是利用補償器進行補償，主要有方形、波形及填料 3種補償器。 57 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 4．化工管路的試壓與吹掃 ? 化工管路在投入運行之前，必須保證其強度與嚴密性符合設(shè)計要求，因此， 當管路安裝完畢后，必須進行壓力試驗，稱為 試壓 ， 試壓主要采用液壓試驗。少數(shù)特殊的也可以采用氣壓試驗。 ? 5．化工管路的防靜電措施 ? 當粉塵、液體和氣體電解質(zhì)在管路中流動，或從容器中抽出或注入容器時， 都會產(chǎn)生靜電 。 ? 6．管道標志 ? 化工廠中的管路是很多的，為了方便操作者區(qū)別各種類型的管路，常常在管外 (保護層外或保溫層外 )涂上不同的顏色 ， 稱為管路的涂色 。 58 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 二、 典型化工單元操作過程安全技術(shù) ?（一） 了解 非均相分離、加熱及傳熱、蒸餾及精餾、氣體吸收、干燥、蒸發(fā)、結(jié)晶、萃取、制冷、篩分與過濾、物料輸送等化工單元操作過程； ?（二） 熟悉 這些化工單元操作過程存在的風險和控制技術(shù)。 59 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 二、典型化工單元操作過程安全技術(shù) ? (一 )非均相分離 ? 化工生產(chǎn)中的原料、半成品、排放的廢物等大多為混合物，為了進行加工。得到純度較高的產(chǎn)品以及環(huán)保的需要等，常常要對混合物進行分離。 混合物 可分為均相 (混合 )物系和非均相 (混合 )物系。 非均相物系中，有一相處于分散狀態(tài) ，稱為 分散相 ， 60 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 過濾過程安全措施： ? 1．若加壓過濾時能散發(fā)易燃、易爆、有害氣體，則應(yīng)采用密閉過濾機，并應(yīng)用壓縮空氣或惰性氣體保持壓力。取濾渣時，應(yīng)先釋放壓力。 ? 2．在存在火災(zāi)、爆炸危險的工藝中，不宜采用離心過濾機，宜采用轉(zhuǎn)鼓式或帶式等真空過濾機。如必須采用離心過濾機時，應(yīng)嚴格控制電機安裝質(zhì)量，安裝限速裝置。注意不要選擇臨界速度操作。 ? 3．離心過濾機應(yīng)注意選材和焊接質(zhì)量，轉(zhuǎn)鼓、外殼、蓋子及底座等應(yīng)用韌性金屬制造。 ? 61 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? (二 )加熱及傳熱 336 ? 傳熱在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用主要有創(chuàng)造并維持化學反應(yīng)需要的溫度條件、創(chuàng)造并維持單元操作過程需要的溫度條件、熱能綜合和回收、隔熱與限熱。 ? 熱量傳遞 有 熱傳導、熱對流和熱輻射 三種基本方式 。實際上，傳熱過程往往不是以某種傳熱方式單獨出現(xiàn)，而是以兩種或三種傳熱方式的組合。 化工生產(chǎn)中的換熱通常在兩流體之間進行， 換熱的目的是將工藝流體加熱 (汽化 )，或是將工藝流體冷卻 (冷凝 )。 62 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 加熱過程安全分析： ? 加熱過程危險性較大。 裝置加熱方法一般 為 蒸汽或熱水加熱 、載熱體加熱以及電加熱 等。 ? I_采用水蒸氣或熱水加熱 時，應(yīng)定期檢查蒸汽夾套和管道的耐壓強度，并應(yīng)裝設(shè)壓力計和安全閥。與水會發(fā)生反應(yīng)的物料，不宜采用水蒸氣或熱水加熱。 ? 2．采用充油夾套加熱 時，需將加熱爐門與反應(yīng)設(shè)備用磚墻隔絕，或?qū)⒓訜釥t設(shè)于車間外面。油循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)嚴格密閉，不準熱油泄漏。 ? 3．為了 提高電感加熱設(shè)備的安全可靠程度 ，可采用較大截面的導線，以防過負荷；采用防潮、防腐蝕、耐高溫的絕緣，增加絕緣層厚度，掭加絕緣保護層等措施。電感應(yīng)線圈應(yīng)密封起來，防止與可燃物接觸。 ? 4．電加熱器的電爐絲與被加熱 設(shè)備的器壁之間應(yīng)有良好的絕緣，以防短路引起電火花，將器壁擊穿，使設(shè)備內(nèi)的易燃物質(zhì)或漏出的氣體和蒸氣發(fā)生燃燒或爆炸。 63 上海應(yīng)用技術(shù)學院 劉英學 13817682948 ? 5．在采用直接用火加熱工藝過程時，加熱爐門與加熱設(shè)備間應(yīng)用磚墻完全隔離，不使廠房內(nèi)存在明火。加熱鍋內(nèi)殘渣應(yīng)經(jīng)常清