第三章--化工单元操作安全技术

化工安全与环境保护第三章化工单元操作安全技术化工安全与环境保护化工安全与环境保护流体输送单元操作安全技术2传热单元操作安全技术3概述1第三章化工单元操作安全技术冷冻单元操作安全技术4蒸发与蒸馏单元操作安全技术5化工安全与环境保护干燥单元操作安全技术7萃取单元的安全操作技术8吸收单元操作安全技术6第三章化工单元操作安全技术其它化工单元安全操作技术9典型事故案例及分析10化工安全与环境保护熟悉化工单元操作类型和基本特点,重点学习化工单元操作的危险性分析和安全控制技术,掌握常用化工单元操作（如流体输送、传热、蒸馏、干燥、吸收、混合等）的安全技术,培养学生具有运用安全控制技术稳定生产、预防事故发生的工作能力。知识目标教学目标化工安全与环境保护第一节概述12化工单元操作及其分类化工单元操作基本安全注意事项化工安全与环境保护一、化工单元操作及其分类化工单元操作是化工生产中具有共同的物理变化特点的基本操作，是由各种化工生产操作概括得来的。基本化工单元操作包括：物料输送、传热、冷冻、蒸馏、吸收、干燥、萃取、结晶、过滤、筛分、吸附、混合、贮存等。化工生产装置是各化工单元的组合，涉及泵、换热器、反应器、蒸发器、塔等一系列化工设备。化工安全与环境保护二、化工单元操作基本安全注意事项1.防止易燃气体形成爆炸性混合物2.防止易燃固体或可燃固体物料形成爆炸性粉尘混合体系。3.防止不稳定物质的积聚或浓缩。化工安全与环境保护第二节流体输送单元操作安全技术12固体物料的输送液体物料的输送3气体物料输送过程的安全技术化工安全与环境保护一、固体物料的输送1.常见输送设备及输送方式2.不同输送方式的危险性分析及安全控制(1)皮带、刮板、螺旋输送机、斗式提升机等输送设备(2)气力输送化工安全与环境保护二、液体物料的输送1.液体物料输送设备分类2.液体输送过程危险性分析及安全控制(1）离心泵(2）往复泵(3）旋转泵(4）酸蛋和空气升液器化工安全与环境保护三、气体物料输送过程的安全技术气体物料的输送采用压缩机。压缩机汽缸、储气罐及输送管路应按压力容器、压力管道要求，要安装压力表和安全阀（或爆破片）。安全阀泄压应将其危险气体输送到安全排气系统，根据危险等级可安装压力超高报警器、自动调节装置或压力超高自动停车装置。化工安全与环境保护第三节传热单元操作安全技术12加热冷却、冷凝3换热器安全运行技术化工安全与环境保护一、加热1.加热剂与加热方法(1)水蒸气(2)热水(3)高温有机物(4)无机熔盐2.加热过程危险性分析化工安全与环境保护二、冷却、冷凝1.冷却、冷凝2.冷却与冷凝的安全技术表3-1冷却介质温度表序号冷却介质冷却温度/℃1冷却水0220%的盐水0～-153碎冰或雪与盐类混合0～-454氨－345烯－70～－1006氟利昂-80化工安全与环境保护三、换热器安全运行技术1.换热器设备①管式冷却、冷凝器②板式冷却、冷凝器③混合式冷却、冷凝设备化工安全与环境保护三、换热器安全运行技术2．换热器的工艺安全设计(1)管程介质(2)壳程介质(3)介质流向(4)若换热器壳侧的设计压力比管侧的设计压力低(5)釜式换热器(6)操作控制(7)泄压与放净(8)其他化工安全与环境保护三、换热器安全运行技术3-2蒸发器的工艺安全设计流程图化工安全与环境保护第四节冷冻单元操作安全技术12冷冻及常用方法冷冻剂的选择及应用3冷冻机安全技术化工安全与环境保护一、冷冻及常用方法化工生产中常用的冷冻方法如下：①低沸点液体的蒸发。②冷冻剂于膨胀机中膨胀，气体对外做功，致使内能减少而获得低温。③利用气体或蒸汽在节流时所产生的温度降而获取低温的方法。化工安全与环境保护二、冷冻剂的选择及应用1.冷冻剂分类及选择2.冷冻剂的性质和应用①氨。②氟利昂。③乙烯、丙烯。3.载冷体化工安全与环境保护三、冷冻机安全技术①采用防爆型电气设备；②在压缩机出口方向，汽缸与排气阀间设一个能使氨通到吸入管的安全装置，以防超压。③易于污染空气的油分离器应装于室外。④制冷系统应注意其耐压程度和气密性，防止设备、管路产生裂纹和泄漏，加强安全阀、压力表等检查、维护；化工安全与环境保护三、冷冻机安全技术⑤制冷系统因事故或停电而紧急停车时，被冷物料需排空处理；⑥装有冷料的设备及容器，应注意其低温材质的选择，防止金属的低温脆裂。化工安全与环境保护第五节蒸发与蒸馏单元操作安全技术12蒸发蒸馏化工安全与环境保护一、蒸发1.蒸发过程的特点与分类2.蒸发过程的危险性分析3.安全运行操作（1）合理选择蒸发器（2）提高加热蒸汽压力（3）提高传热系数K（4）提高传热量化工安全与环境保护二、蒸馏1.蒸馏过程原理及分类2.不同蒸馏过程危险性分析（1）常压蒸馏（2）减压蒸馏（3）加压蒸馏化工安全与环境保护第六节吸收单元操作安全技术12工业气体吸收过程吸收过程危险性分析与安全运行化工安全与环境保护一、工业气体吸收过程气体吸收的分类：①按溶质与溶剂是否发生显著的化学反应，可分为物理吸收和化学吸收。②按吸收组分的不同，分为单组分吸收和多组分吸收。③按吸收体系（主要是液相）的温度是否显著变化，分为等温吸收和非等温吸收。化工安全与环境保护二、吸收过程危险性分析与安全运行①控制吸收剂的流量和组成。②在设计限度内控制入口气流，检测其组成；③控制出口气的组成；④选择适于与溶质和吸收剂的混合物接触的材料；⑤在进口气流速、组成、温度和压力的设计条件下操作；⑥避免吸收剂蒸气排出。化工安全与环境保护第七节干燥单元操作安全技术12干燥的分类及应用工业上常用的干燥设备34干燥过程危险性分析干燥过程安全控制化工安全与环境保护一、干燥的分类及应用1.干燥的基本分类2.干燥按加热量供给方式的分类（1）传导干燥（2）对流干燥（3）辐射干燥（4）电加热干燥3.干燥在生产过程中的作用化工安全与环境保护二、工业上常用的干燥设备干燥设备可分为间歇式和连续式干燥器两大类。间歇式干燥器可分为常压和减压干燥器两种。连续式干燥器可分为常压和减压干燥器两种。化工安全与环境保护三、干燥过程危险性分析1.间歇式干燥2.连续干燥①在气流干燥中，物料由于迅速运动，相互激烈碰撞、摩擦易产生静电。②滚筒式干燥。③真空干燥。化工安全与环境保护四、干燥过程安全控制1.干燥过程影响因素（1）物料的性质和形状（2）物料的湿度（3）物料的含水量（4）干燥介质的温度和湿度（5）干燥介质的流速和流向化工安全与环境保护四、干燥过程安全控制2.安全运行操作条件(1)干燥介质进口温度调节(2)干燥介质出口温度调节(3)干燥介质流量调节(4)干燥介质出口相对湿度调节(5)干燥介质出口温度与相对湿度调节关系化工安全与环境保护第八节萃取单元的安全操作技术12萃取过程及危险性分析萃取剂的安全选择3萃取设备的安全选择化工安全与环境保护一、萃取过程及危险性分析1.萃取过程萃取是指在欲分离的液体混合物中加入一种合适溶剂，使其形成两相，利用液体混合物中各组分分配系数差异的性质，易溶组分较多地进入溶剂相中从而实现混合液的分离。化工安全与环境保护一、萃取过程及危险性分析2.萃取操作危险性分析萃取操作过程系由混合、分层、萃取相分离、萃余相分离等所需的一系列过程及设备完成。化工安全与环境保护二、萃取剂的安全选择1.萃取剂的选择性2.萃取剂的物理性质3.萃取剂的化学性质4.萃取剂回收的难易5.萃取的安全问题化工安全与环境保护三、萃取设备的安全选择1.按原料液性质选择萃取器2.按级数选择萃取器3.按生产能力选择萃取器化工安全与环境保护第九节其他化工单元安全操作技术12过滤单元安全操作技术混合单元操作安全技术34熔融单元操作安全技术粉碎单元操作安全技术5筛分单元操作安全技术46贮存单元操作安全技术化工安全与环境保护一、过滤单元安全操作技术1.过滤方法及应用（1）重力过滤（2）加压过滤（3）真空过滤（4）离心过滤化工安全与环境保护一、过滤单元安全操作技术2．过滤材料的分类及选择(1)常用过滤材料的分类(2)过滤材料选择的基本条件3.过滤过程安全技术（1）加压过滤（2）真空过滤（3）离心过滤化工安全与环境保护二、混合单元操作安全技术1.混合过程2.混合过程危险性及安全技术(1）气-液混合(2）液-液混合(3）固-液混合(4）气-气混合(5）固-固混合化工安全与环境保护三、熔融单元操作安全技术1.熔融过程2.熔融过程危险性分析与安全技术(1)熔融物料的危险性质(2)熔融物中的杂质(3)物质的黏稠程度化工安全与环境保护四、粉碎单元操作安全技术1.粉碎方法2.粉碎过程危险性与安全控制技术3.粉碎机械的一般安全设计化工安全与环境保护五、筛分单元操作安全技术1.筛分操作在化工生产中，为满足生产工艺要求，常常将固体原材料、产品进行颗粒分级。2.筛分过程危险性分析及安全技术人工筛分操作者劳动强度大、直接接触粉尘，对呼吸器官和皮肤都有很大危害。化工安全与环境保护六、贮存单元操作安全技术①一些贮存场所易燃易爆物料的场所如数量巨大、存放集中，一旦燃烧、爆炸，火势猛烈，极易蔓延扩大。②不少物品在存放时，因露天曝晒、库房漏雨、地面积水、通风不良等，未能满足一定的温度、压力、湿度等必要的贮存条件，可能出现受潮、变质、发热、自燃等危险。③多种性质相抵触的物品禁止混存，例如可燃物与强氧化剂、酸与碱等混放或间距不足，可能发生激烈反应而起火爆炸。化工安全与环境保护六、贮存单元操作安全技术④危险化学品容器破坏、包装不合要求，可能发生泄漏，引发火灾爆炸事故。⑤周边烟囱飞火、机动车辆排气管火星、明火作业，贮存场所电气系统漏电、静电、雷击等，都可能形成火源。⑥在贮存场所装卸、搬运过程中，违规使用铁器工具、开启密封容器时撞击摩擦、违规堆垛、野蛮装卸、可燃粉尘飞扬等，可能引发火灾爆炸。化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析案例1：物料输送事故案例分析（火灾）1.事故经过1995年11月4日21时50分，某市造漆厂树脂车间工段B反应釜加料口突然发生爆炸，并喷出火焰，烧着了加料口的帆布套，并迅速引燃堆放在加料口旁的2176kg松香，松香被火熔化后，向四周及一楼流散，使火势顷刻间扩大。化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析2.事故原因造成这起火灾事故的直接原因，是B反应釜内可燃气体受热媒加温到引燃温度，被引燃后冲出加料口而蔓延成灾。化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析案例2：加热事故案例分析（爆炸）1.事故经过1995年1月13日陕西省某化肥厂铜氨液再生由回流塔、再生器和还原器完成。2.事故原因分析（2）间接原因（1）直接原因化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析案例3：蒸发事故案例分析（烫伤）1.事故经过2004年9月9日晨7点半左右，江苏省某化工厂四车间蒸发岗位，由于蒸汽压力波动，导致造粒喷头堵塞，当班车间值班主任王某迅速调集维修工4人上塔处理。化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析2.事故原因李某防护技能差。在他上塔查看维修工的检修进度时，只一味地想看个究竟，位置站得太靠前。当法兰撬开时，反应迟钝、躲闪慢，是导致他烫伤的直接原因。化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析案例4：蒸馏事故案例分析（爆炸）1.事故经过亚磷酸二甲酯（以下简称二甲酯）属于有机磷化合物，广泛应用于生产草甘磷、氧化乐果、敌百虫农药产品，也可作纺织产品的阻燃剂、抗氧化剂的原料。化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析2.事故原因（1）逼干釜连续加热，造成系统温度异常升高（2）仪表检测误差和反应迟缓，使系统高温不能及时觉察化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析案例5：过滤事故案例分析（爆炸）1.事故经过1998年5月30日，黑龙江省某化工厂，发生一起氧气压缩机（简称氧压机）过滤器爆炸事故，操作人员突然听到一声巨响，并伴有大量浓烟从氧压机防爆间内冒出。化工安全与环境保护第十节典型事故案例及分析2.事故原因从现场检查发现，被烧毁的过滤器外壳呈颗粒状，系燃烧引起的爆炸，属化学爆炸。经分析最后确定为铁锈和焊渣在氧气管道中受氧气气流冲刷，积聚在中间冷却器过滤网处，反复摩擦产生静电，当电荷积聚至一定量时发生火化放电，引燃了过滤器发生