az3化工工艺安全工程

2020年1月28日13化工工艺安全工程3.1工艺装置安全工程3.2工艺参数的安全控制2020年1月28日3化工工艺安全工程2/403.1工艺装置安全工程3.1.1对工艺装置设计的安全要求符合以下基本要求。①全面分析原料、成品、加工过程、设备装置等各种危险因素，以确定安全的工艺路线，选用可靠的设备装置，并设置有效的安全装置和设施。②能有效地控制和防止火灾爆炸的发生。③有效地控制化学反应中的超温、超压和爆聚等不正常情况，并采取相应的控制措施。2020年1月28日3化工工艺安全工程3/40④对使用物料的毒害性进行全面的分析，并采取有效的密闭、隔离、遥探及通风排毒等措施。⑤对于有潜在危险、可能使大量设备和装置遭受毁坏或可能泄放出大量有毒物料，可能造成多人中毒死亡的工艺过程和生产装置，必须采取可靠的安全防护系统。2020年1月28日3化工工艺安全工程4/403.1.2设计的基本程序和审核项目1.设计的基本程序工艺过程和装置设备的安全是构成化工生产过程中安全的重要部分。工艺过程安全是指在化工单元过程中，所进行的氧化、还原、硝化、裂化、聚合等过程，以及化工单元操作蒸馏、冷凝、干燥、粉碎等操作过程的安全；生产装置的安全是指构成装置的各种机器设备、塔、罐、槽、泵等的耐腐蚀、耐疲劳性等有关材质和强度等方面的安全。2020年1月28日3化工工艺安全工程5/40在设计阶段，首先对工艺过程的危险性、设备的危险性及人的危险因素进行全面的分析，在此基础上分别对装置的总的危险性、各个机器设备输送过程和维修中的危险性，采取综合的技术预防设施和手段。2020年1月28日3化工工艺安全工程6/40设计安全的基本程序，如图所示。2020年1月28日3化工工艺安全工程7/40在进行有关安全方面的设计时，可按下列步骤考虑。①保障工艺过程的安全。主要是为防止火灾爆炸事故，对工艺参数尤其是温度、压力、流量、组分进行有效的控制，建立起完善的安全推测与控制系统。②考虑在发生异常情况时，设置防止事故及机器设备破坏的装置，如安全泄压装置和抑制爆炸装置等。2020年1月28日3化工工艺安全工程8/40③考虑在不能有效阻止事故发生的情况下，设置防止事故扩大的局限设施，如防火墙、防爆墙、防护堤等。④考虑防止发生次生灾害，即设置防止事故发生后引起二次或三次灾害的设施，如安全距离、疏散出口及人身保护等设施。2020年1月28日3化工工艺安全工程9/402.审核设计的项目对设计项目，逐项地研究、审核，如表所列。2020年1月28日3化工工艺安全工程10/403.1.3安全装置的设计1.对安全装置设计的要求①能及时、准确和全面地对过程的各种参数进行检测、调节和控制，在出现异常状况时，能迅速显示报警或调节，使之恢复正常安全运行。②能保证预定的工艺指标和安全控制界限的要求，对火灾、爆炸危险性大的工艺过程和装置，应采用综合性的安全装置和控制系统，以保证其可靠性。2020年1月28日3化工工艺安全工程11/40③能有效地对装置、设备进行保护，防止过负荷或超限而引起破坏和失效。④正确选择安全装置与控制系统所使用的动力，确保在发生各种突然事件时仍然能够正常工作。⑤要考虑安全装置本身的故障或误操作而导致的危险，必要时应设置两套或三套备用装置。2020年1月28日3化工工艺安全工程12/402.安全装置的选择和配置因反应物料爆聚、分解造成超温、超压，可能引起火灾爆炸危险的设备应设置报警信号系统及自动、手动紧急泄压排放措施。有突然超压或瞬间分解爆炸危险物料的设备应装爆破片、导爆筒，并应根据需要，采取防止二次爆炸、火灾的措施。2020年1月28日3化工工艺安全工程13/40生产和贮存不稳定的烯烃和二烯烃等，应采取防止生成过氧化物或自聚物的措施。可燃气体压缩机的吸入管道应有防止产生负压的措施。有段间回流、气液分离设备减压排液至低压系统设备时，应有防止串压、超压的安全措施。2020年1月28日3化工工艺安全工程14/403.1.4隔离、露天安装、远距离操纵1.分区隔离在总体设计时，应慎重考虑危险车间的布置位置。按照国家有关规定，危险车间与其他车间或装置应保持一定的间距，充分估计到相邻车间建、构筑物可能引起的相互影响，采用合适的建筑材料和结构形式等。2020年1月28日3化工工艺安全工程15/40在同一车间的各个工段，应视其生产性质和危险程度不同而分别予以隔离；各种原料成品、半成品的贮藏，亦应按其性质、贮量不同而进行隔离；个别有危险的工艺过程，也可采用隔离操作和防护屏的方法，使操作人员和生产设备隔离。2020年1月28日3化工工艺安全工程16/402.露天安装为了方便有害气体的散发，减少因设备泄漏造成易燃气体在厂房中积聚的危险性，可将这类设备和装置露天或半露天放置，如氮肥厂的煤气发生炉及其附属设备、加热炉、气柜、精馏塔等。石油化工生产的大多数设备都具有一定的危险性，一般都采用露天布置。露天安装的设备应考虑气象条件对生产设备、工艺参数及操作人员健康的影响。注意冬季防冻保温，夏季防暑降温，防潮气腐蚀等，并应有合理的夜间照明。2020年1月28日3化工工艺安全工程17/403.远距离操纵对大多数连续生产过程，主要是根据反应进行情况和程度来调节各种阀门。对那些操作人员难以接近、开启较费力的阀门，或要求迅速启闭的阀门，都应该进行远距离操纵。操作人员只需在操纵室进行操作，记录有关数据。对于辐射严重的设备或某些危险性大的反应装置，也应采用远距离操纵。远距离操纵也和自动调节一样，可以通过机动、气动、液动、电动和联动等方式来传递动作。2020年1月28日3化工工艺安全工程18/403.1.5溢料和泄漏的控制在化学反应中，不少物料容易起泡，从而发生溢料。若溢出的是易燃物，遇到明火则会引起燃烧，其至爆炸。物料的组成、反应温度、加料速度以及消泡剂用量、质量的影响：加料速度过快，产生的气泡大量逸出，同时夹带走大量物料。加热速度太快，也易产生这种现象。物料粘度大也容易产生气泡。采取措施：通过提高温度、降低粘度等方法来减少泡沫，也可以喷入少量的消泡剂降低其表面张力。在设备结构方面要加以考虑，如采用能打散泡沫的打泡桨等。2020年1月28日3化工工艺安全工程19/40物料泄漏还可能由于设备损坏、管道破裂、人为操作错误和反应失去控制等原因。采取措施：在工艺指标控制、设备结构形式等方面采取相应措施。有时，为了防止大量物料泄漏，重要的阀门还要采取两级控制。对于危险性较大的装置应设置远距离遥控断路阀，一旦装置异常，能立即安全地与其他装置隔离。为了防止误操作，重要控制阀的管线上应涂色以示区别，或挂标志、加锁等。仪表配管也要以各种颜色加以区别，各管道上的阀门要保持一定的距离。2020年1月28日3化工工艺安全工程20/40振动的影响：振动往往导致管道焊缝破裂。从而造成泄漏。通常，振动是由于力学性能原因和流体的脉动造成的。也可能是由于气液相变造成。如蒸汽管路的水锤冲击，指的是因蒸汽凝缩使体积缩小、流速加快，高速运动的流体推动凝缩了的冷凝水冲击管壁的现象。2020年1月28日3化工工艺安全工程21/40物料性质的影响：两种性质相抵触的物质如果因泄漏而混合，也容易发生危险。如硫化碱由于包装质量差遇酸生成大量硫化氢气体、遇火则发生爆炸，保险粉、硫化蓝、硫化黑染料泄漏遇水或潮湿空气产生激烈反应，导致燃烧；硝酸等氧化剂泄漏后遇到稻草、木箱之类物质便燃烧。2020年1月28日3化工工艺安全工程22/40物料排放采取的措施：工艺过程中某些有机物，例如硝基苯、硝基甲苯、甲萘胺、苯胺、苯酐、硬脂酸等蒸馏残液的排放，不仅污染环境，而且容易扩散形成爆炸性混合物，甚至引起自爆。因此，对于易燃的有机物排渣时，应采用氮气或水蒸气保护。2020年1月28日3化工工艺安全工程23/40保温采取的措施：由于保温材料的不密闭而渗入易燃物，在高温下达到一定的浓度或遇到明火时，也会发生燃烧。因此，对那些可能接触易燃物的保温材料，要采取可靠的防渗透措施，需要采用金属薄板包敷或塑料涂层，以避免上述事故的发生。2020年1月28日3化工工艺安全工程24/403.2工艺参数的安全控制主要指温度、压力、流量、液位及物料配比等。3.2.1温度控制温度控制的意义：每个化学反应都有其最适宜的反应温度，正确控制反应温度不但对保证产品质量、产量、降低消耗有重要意义，而且也是防火防爆所必须的。2020年1月28日3化工工艺安全工程25/40超温，反应物有可能分解着火，造成压力升高，导致爆炸；也可能因温度过高产生副反应，生成新的危险物或反应物。升温过快、过高或冷却降温设施发生故障，还可能引起剧烈反应发生冲料或爆炸。温度过低有时会造成反应速度减慢或停滞，而一旦反应温度恢复正常时，则往往会因为未反应的物料过多而发生剧烈反应而引起爆炸。温度过低还会使某些物料冻结，造成管路堵塞或破裂，致使易燃物泄漏而发生火灾爆炸。2020年1月28日3化工工艺安全工程26/40控制反应温度时，常可采取以下措施。移除反应热防止搅拌中断正确选择传热介质2020年1月28日3化工工艺安全工程27/403.2.2投料速度和配比控制1．物料配比控制普通化学反应，保证反应进程和产品质量。例如，松香钙皂的生产，是把松香投入反应釜内，加热至240℃，缓慢加入氢氧化钙，生成目的产物和水。反应生成水在高温下变成蒸气。投入的氢氧化钙如果过量，水的生成量也相应增加，生成的水蒸气量过多而容易造成跑锅。2020年1月28日3化工工艺安全工程28/40对于能形成爆炸性混合物的生产，物料配比应严格控制在爆炸极限以外。如果工艺条件允许，可以添加水蒸气、氮气等惰性气体稀释。催化剂对化学反应速率影响很大，如果催化剂过量，就有可能发生危险。可燃或易燃物料与氧化剂的反应，要严格控制氧化剂的投料速率和投料量。2020年1月28日3化工工艺安全工程29/402．投料速率控制对于放热反应，投料速率不能超过设备的传热能力，否则，物料温度将会急剧升高，引起物料的分解、突沸，造成事故。加料时如果温度过低，往往造成物料的积累、过量，温度一旦适宜反应加剧，加之热量不能及时导出，温度和压力都会超过正常指标，导致事故。如某农药厂“保棉丰’’反应釜，按工艺要求，在不低于75℃的温度下，4h内加完100kg双氧水。但由于投料温度为70℃，开始反应速率慢加之投入冷的双氧水使温度降至52℃，因此将投料速度加快，在1h20min投入双氧水80kg，造成双氧水与原油剧烈反应，反应热来不及导出而温度骤升，仅在6s内温度就升至200℃以上，使釜内物料气化引起爆炸。2020年1月28日3化工工艺安全工程30/40投料速度太快，除影响反应速度外，还可能造成尾气吸收不完全，引起毒性或可燃性气体外逸。如某农药厂乐果生产硫化岗位，由于投料速度太快．硫化氢尾气来不及吸收而外逸，引起中毒事故。当反应温度不正常时，首先要判明原因，不能随意采用补加反应物的办法提高反应温度，更不能采用先增加投料量而后补热的办法。2020年1月28日3化工工艺安全工程31/40在投料过程中，注意投料顺序的问题。例如，氯化氢合成应先加氢后加氯；三氯化磷合成应先投磷后加氯；磷酸酯与甲胺反应时，应先投磷酸酯，再滴加甲胺等。反之就有可能发生爆炸。投料过少也可能引起事故。加料过少，使温度计接触不到料面，温度计显示出的不是物料的真实温度，导致判断错误，引起事故。2020年1月28日3化工工艺安全工程32/403.2.3杂质超标和副反应的控制反应物料中危险杂质的增加可能会导致副反应或过反应，引发燃烧或爆炸事故。对于化工原料和产品，纯度和成分是质量要求的重要指标，对生产和管理安全也有着重要影响。比如，乙炔和氯化氢合成氯乙烯，氯化氢中游离氯不允许超过0.005％，因为过量的游离氯与乙炔反应生成四氯乙烷会立即起火爆炸。又如在乙炔生产中，电石中含磷量不得超过0.08％．因为磷在电石中主要是以磷化钙的形式存在，磷化钙遇水生成磷化氢，遇空气燃烧，导致乙炔和空气混合物的爆炸。2020年1月28日3化工工艺安