化工单元操作安全技术420

1化工单元操作安全技术概述任务一加热操作的安全技术任务二冷却冷凝与冷冻操作的安全技术任务三筛分、过滤操作的安全技术任务四粉碎、混合操作的安全技术任务五输送操作的安全技术任务六干燥蒸发与蒸馏操作的安全技术任务七其它单元操作的安全技术（吸收、萃取）任务八化工单元设备操作的安全技术（反应器、容器）2化工生产过程化工生产过程可归纳为“三传一反”。原料1预处理2化学反应3后处理（精制）产品循环化工单元操作——指生产中具有共同物理变化特点的基本操作。化工单元反应——指生产中具有共同化学变化特点的基本过程。图1化工生产过程33任务一加热操作的安全技术问：下图中哪些设备存在加热操作？4任务一：加热操作的安全技术一、知识回顾1.传热——指热量传递的过程。加热——指将热能传给较冷物体而使其变热的过程。问1：传热的基本方式有哪3种？哪种传热方式不需要媒介？答：热传导、热对流、热辐射。热辐射可在真空中传递。问2：生产中常用的换热方式有哪些？答：有3种，即间壁式换热、混合式换热、蓄热式换热。问3：列管式换热器有几种？答：主要有3种，即固定管板式、U型管式、浮头式换热器。5U型管式换热器浮头式换热器6案例【事故经过】1995年，陕西某化肥厂发生再生器爆炸事故，造成4人死亡，多人受伤。该化肥厂铜氨液再生由回流塔、再生器和还原器组成。7时，再生系统清洗置换后打开再生器人孔和顶部排气孔。14:00采样分析，14:30用蒸汽对再生器下部的加热器试漏，因温度高，所以用消防车向再生器充水降温。15:40，用空气试漏，合成车间主任熊某等二人戴面具从再生器人孔进入检查。17:20，在未对再生器内采样分析的情况下，车间主任李某决定用0.12MPa蒸汽第三次试漏，并四人一起进入，李某用哨声对外联系关停蒸汽，工艺主任王某在人孔处进行监护。17:40再生器内混合气发生爆炸。除一人负重伤从器内爬出外，其余三人均死在器内，人孔处王某被爆炸气浪冲击到氨洗塔平台死亡。生产副厂长赵某、安全员蔡某和机械员魏某均被烧伤。7事故原因分析在再生器系统清洗、置换不彻底的情况下，用蒸汽对再生器下部的加热器进行试漏（等于用加热器加热），使残留和附着在器壁等部件上的铜氨液（或沉积物）解析或分解，析出的一氧化碳、氨气等可燃气与再生器内空气形成混合物达到爆炸极限范围，遇再生器内试漏作业产生的机械火花（不排除内衣摩擦静电火花）引起爆炸。8二、加热操作的安全技术要点生产中常用的加热方式——直接火加热（包括烟道气加热）、蒸汽或热水加热、有机或无机载体加热、电加热等。注意：①加热温度＜100℃，采用热水或蒸汽加热；②加热温度在100～180℃（1MPa），采用水蒸气加热；③加热温度180～350℃，采用加热炉或热载体加热；载体种类：矿物油、联苯、二苯醚、二苯混合物、无机盐等。④加热温度＞250℃，采用盐浴（可达500℃）、电加热（＞1000℃）或烟道气（500～1000℃）加热。9二、加热操作的安全技术要点1.直接火加热——指采用直接火焰式烟道气加热的方法，其加热温度可达1030℃。视频-加热炉（1）加热炉内残渣应经常清除，以免局部过热引起：①引起设备破裂；②引起分解爆炸、易燃液体蒸汽的燃烧爆炸。（2）挡加热温度接近物料自燃点时，采用惰性气体保护。若加热温度接近分解温度，必须改进该危险工艺的条件，如负压或加压操作。（3）使用液体或气体燃烧的炉子，点火前应吹扫炉膛，排出可能积存的爆炸性混合气体，以免点火时发生爆炸。10二、加热操作的安全技术要点2.水蒸气、热水加热特点：对于易燃、易爆物质，采用水蒸气或热水加热是比较安全的。但在处理可与水反应的物料时，不能采用此法。加热温度在100℃以下的，常用热水或蒸汽加热；100℃～180℃（1MPa）用蒸汽加热。注意：（1）高压水蒸气加热的设备和管道应很好保温，避免烤着易燃物品及发生烫伤事故。（2）用水蒸气或热水加热时，应定期检查蒸汽夹套、管道的耐压强度，严防泄漏或与物料混合造成事故。（3）加热操作时，先冷后热，保持适宜的升温速度，避免发生冲料、过热燃烧等事故。要注意设备的压力变化，以免超压爆炸。1111吉林双苯厂爆炸事故（视频）对松花江造成污染。12吉林双苯厂爆炸事故13【事故经过】2005年11月13日，中石油吉林石化公司双苯厂硝基苯精馏塔发生5次爆炸，造成6人死亡。11月13日，因苯胺二车间硝基苯精馏塔塔釜蒸发量不足、循环不畅，班长组织停硝基苯初馏塔和硝基苯精馏塔进料，排放硝基苯精馏塔塔釜残液，降低塔釜液位。10时10分，徐某组织人员进行排残液操作。在进行该项操作前，错误地停止了硝基苯初馏塔T101进料，没有按照规程要求关闭硝基苯进料预热器E102加热蒸汽阀，导致进料温度升高，在15分钟时间内温度超过150℃量程上限，徐某回控制室发现超温，关闭了硝基苯进料预热器蒸汽阀，硝基苯初馏塔进料温度开始下降至正常值。14【事故经过】（续）13时21分，在组织T101进料时，操作工再一次错误操作，没有按照“先冷后热”的原则进行操作，而是先开启进料预热器的加热蒸汽阀→7分钟后，进料预热器温度再次超过150℃量程上限→13时34分启动了硝基苯初馏塔进料泵向进料预热器输送粗硝基苯，当温度26℃粗硝基苯进入超温的进料预热器后由于温差较大，加之物料急剧气化，造成预热器及进料管线法兰松动，导致系统密封不严，空气被吸入到系统内（T101塔为负压操作），与T101塔内可燃气体形成爆炸性气体混合物→硝基苯初馏塔和硝基苯精馏塔相继发生爆炸T101塔、T102塔发生爆炸→与T101、T102塔相连的两台硝基苯储罐及附属设备相继爆炸，随着火势增强→装置区内的两台硝酸储罐爆炸，并导致与该车间相邻的55#灌区内的一台硝基苯储罐、两台苯储罐发生燃烧。15二、加热操作的安全技术要点3.载体加热载热体：矿物油、联苯（沸点255℃）、二苯醚（沸点259℃）、二苯混合物（二苯醚73.5%、联苯26.5%）、无机盐（加热温度可达350~500℃。分盐浴如亚硝酸钠和亚硝酸钾的混合物、金属浴如铅、锡、锑等低熔点的金属。①防止热载体循环系统堵塞，热油喷出，定期检查和清除油锅、油管上的沉积物。操作时必须严格控制进出口温度，定期排污、放空、过滤或更换导热油。②使用联苯和二苯醚作载体加热时，不得混入低沸点杂质（如水等）和易燃易爆杂质，否则含水的二苯混合物当200℃以上水迅速汽化，压力骤增导致爆炸。③采用无机载体时，防止泄露发生爆炸、金属蒸汽对人伤害。过滤介质滤饼滤浆滤液16二、加热操作的安全技术要点4.电加热特点：T＞1000℃，电加热比较安全，且易控制和调节温度，缺点是成本高。注意：采用电炉加热易燃物质时，应采用封闭式电炉，电炉丝与被加热的器壁应有良好的绝缘，以防短路击穿器壁，使设备内易燃物质漏出产生气体或蒸气着火、爆炸。17任务二冷却、冷凝和冷冻一、知识回顾问1：冷却与冷凝的区别？答：区别在于被冷却的物料是否发生相变化，发生相变（如气相变为液相）称为冷凝，无相变只是温度降低则成为冷却。1.冷却与冷凝介质冷却温度℃0～150～-150～-45冷却介质空气、水NaCI盐水CaCI2盐水18一、知识回顾2.冷冻冷冻——冷冻也称制冷，指将物料降到比水或空气更低的温度（＜-100℃）的单元操作。深度冷冻（深冷）——指物料降到-100～-200℃的冷冻过程。目前化学工业广泛使用的冷冻剂是氨。在石油化学工业中，常用石油裂解产品乙烯、丙烯作制冷剂。19低压液体冷冻机冷冻机构成：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。压缩机以氨压缩机最为多见。20什么叫设备的“跳车”答：设备一般都设定了专门的保护程序，如果超温超压了，该程序会让设备自动停车，被称为“跳车”。动设备（压缩机、泵、风机等）因自身原因自动跳停，也称“跳车”案例【事故经过】2001年，某公司大化肥装置氨冷器氨侧压力降到120kPa左右，水侧流量无指示。经分析氨冷器在上次停运后，水侧的积水没有及时排掉，由于氨侧压力控制较低，温度过低导致水结冰并冻裂1根水管。2002年，发生第二次事故现象同上，但其原因是由于空分装置膨胀机跳车，导致整个合成氨全部跳车，造成氨冷器出口压力过低，而此时气氨压力调节阀处于自调状态，因阀门动作滞后，压力一直下降，引起水侧温度跟着降到冰点，操作人员未及时发现，最终导致氨冷器冻堵事故。【事故原因分析】？21（1）正确选用冷却设备和冷却剂：根据被冷物料的T、p、理化性质及冷却工艺条件。（2）腐蚀性物料的冷却，选用耐腐蚀材料的冷却设备。如石墨、塑料、高硅铁、陶瓷套管冷却器和钛材冷却器。（3）严格注意冷却设备的密闭性，不允许串料。二、冷却冷凝与冷冻的安全技术要点-8点22（4）冷却介质（如水）不能中断，否则会造成积热，后面工序温度、压力骤增，引起爆炸。要根据季节变换调节水和空气用量，用水冷却时，需要定期清洗。（5）开车前清除冷凝器中的积液，先冷后热；停车时，应先停物料，后停冷却系统，即先热后冷。（6）为保证不凝可燃气体排空安全可充氮保护。（7）检修冷凝、冷却器，应彻底清洗、置换，切勿带料焊接。（8）冷冻盐水冷却：需严格控制进出口温度防止结晶堵塞管道，要定期放空和排污。二、冷却冷凝与冷冻的安全技术要点（续）23看图回答问：1.下面图形是什么设备？2.说说当夹套中通入蒸汽、冷却水、热水时的流向？24任务四粉碎、混合操作的安全技术一、粉碎基本知识粉碎——指将大块物料变成小块物料的操作。粉碎分类：湿法、干法。2525二、粉碎的安全技术要点（1）粉碎机必须符合的安全条件（4点见书）。（2）各类粉碎机必须有紧急制动装置，必要时可超速停车。运转中的粉碎机严禁检查、清理、检修。如粉碎机加料口与地面齐平或低于地面1m均应设安全格子。（3）对各类粉碎、研磨设备要密闭，操作室要有良好通风，以减少空气中粉尘含量。必要时，室内可装设喷淋设备。（4）加料斗需用耐磨材料制成，应严密、防沉积。（5）对于能产生可燃粉尘的研磨设备，要有可靠的接地装置和爆破片。要注意设备润滑，防止摩擦发热。（6）为确保安全，对于初次研磨的物料，应事先在研钵中进行试验，了解是否粘结、着火，然后正式进行机械研磨。（7）对于球磨必须具有一个带抽风管的严密外壳。如研磨具有爆炸性的物质，则内部需衬以橡皮或其他柔软材料，同时尚需采用青铜球。（8）发现粉碎系统中粉末阴燃或燃烧时，须立即停止送料，并采取措施断绝空气来源，必要时充入氮气、二氧化碳以及水蒸气等惰性气体。但不宜使用加压水流或泡沫进行扑救，以免可燃粉尘飞扬，引起事故扩大。26防止尘肺病尘肺病是由于在职业活动中长期吸入生产性粉尘并在肺内潴留而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病。2627三、混合的安全技术要点混合——指使两种以上物料相互分散，而达到温度、浓度以及组成一致的操作。混合是加工制造业广泛应用的操作，要根据物料性质正确选用设备。机械搅拌桨叶制造要符合强度要求，安装要牢固，不允许产生摆动。在修理或改造桨叶时，应重新计算其坚牢度。搅拌器不可随意提高转速，对于搅拌黏稠物料，最好采用推进式及透平式搅拌机。为防止超负荷造成事故，应安装超负荷停车装置。对于混合操作的加、出料应实现机械化、自动化。对于混合能产生易燃、易爆或有毒物质，混合设备应很好密闭，并充入惰性气体加以保护。在安装机械搅拌的同时，还要辅以气流搅拌，或增设冷却装置防局部过热。有危险的气流搅拌尾气应加以回收处理。对于混合可燃粉料，设备应很好接地以导除静电，并应在设备上安装爆破片。混合设备不允许落入金属物件。进入大型机械搅拌设备检修，其设备应切断电源或开关加锁，绝对不允许任意启动。28三、混合基本知识1.液体混合设备液体混合设备分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌——用压缩空气或蒸汽以及氮气通入液体介质中进行鼓泡混合的一种方式。特别适用于化学腐蚀性强的液体。2.固体、糊状物混合设备固体介质的混合包括固体粉末捏合和固体粉末与糊状物的捏合。此类设备常用于化学工业中的有三类：①捏合机②螺旋混合器③干粉混合器29三、混合的安全技术要点3.混合的安全技术要点③（1）液-液混合···应依据液体的黏度和所进行的过程，如分散、反应、除热、溶