典型化工單元操作過程安全技術(shù)

蒸發(fā)按其采用的壓力可以為常壓蒸發(fā)、加壓蒸發(fā)和減壓蒸發(fā)(真空蒸發(fā))。按其蒸發(fā)所需熱量的利用次數(shù)可分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。蒸發(fā)過程要注意如下問題：

1.蒸發(fā)器的選擇應(yīng)考慮蒸發(fā)溶液的性質(zhì)，如溶液的黏度、發(fā)泡性、腐蝕性、熱敏性，以及是否容易結(jié)垢、結(jié)晶等情況。

2.在蒸發(fā)操作中，管內(nèi)壁出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象是不可避免的，尤其當(dāng)處理易結(jié)晶和腐蝕性物料時(shí)，使傳熱量下降。在這些蒸發(fā)操作中，一方面應(yīng)定期停車清洗、除垢；另一方面改進(jìn)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，如把蒸發(fā)器的加熱管加工光滑些，使污垢不易生成，即使生成也易清洗，提高溶液循環(huán)的速度，從而可降低污垢生成的速度。

(七)結(jié)晶

　　結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過程。結(jié)晶是一個(gè)重要的化工單元操作，主要用于制備產(chǎn)品與中間產(chǎn)品、獲得高純度的純凈固體物料。
　　結(jié)晶過程常采用攪拌裝置。攪動(dòng)液體使之發(fā)生某種方式的循環(huán)流動(dòng)，從而使物料混合均勻或促使物理、化學(xué)過程加速操作。
　　結(jié)晶過程的攪拌器要注意如下安全問題：
　　1．當(dāng)結(jié)晶設(shè)備內(nèi)存在易燃液體蒸氣和空氣的爆炸性混合物時(shí)，要防止產(chǎn)生靜電，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。
　　2，避免攪拌軸的填料函漏油，因?yàn)樘盍虾械挠吐┤敕磻?yīng)器會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。例如硝化反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)有濃硝酸，如有潤滑油漏入，則油在濃硝酸的作用下氧化發(fā)熱，使反應(yīng)物料溫度升高，可能發(fā)生沖料和燃燒爆炸。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)有強(qiáng)氧化劑存在時(shí)，也有類似危險(xiǎn)。
　　3對(duì)于危險(xiǎn)易燃物料不得中途停止攪拌。因?yàn)閿嚢柰Ｖ箷r(shí)，物料不能充分混勻，反應(yīng)不良，且大量積聚；而當(dāng)攪拌恢復(fù)時(shí)，則大量未反應(yīng)的物料迅速混合，反應(yīng)劇烈，往往造成沖料，有燃燒、爆炸危險(xiǎn)。如因故障而導(dǎo)致攪拌停止時(shí)，應(yīng)立即停止加料，迅速冷卻；恢復(fù)攪拌時(shí)，必須待溫度平穩(wěn)、反應(yīng)正常后方可續(xù)加料，恢復(fù)正常操作。
　　4．?dāng)嚢杵鲬?yīng)定期維修，嚴(yán)防攪拌器斷落造成物料混合不勻，最后突然反應(yīng)而發(fā)生猛烈沖料，甚至爆炸起火，攪拌器應(yīng)靈活，防止卡死引起電動(dòng)機(jī)溫升過高而起火。攪拌器應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以防止因變形而與反應(yīng)器器壁摩擦造成事故。
　　(八)萃取

　萃取時(shí)溶劑的選擇是萃取操作的關(guān)鍵，萃取劑的性質(zhì)決定了萃取過程的危險(xiǎn)性大小和特點(diǎn)。萃取劑的選擇性、物理性質(zhì)(密度、界面張力、黏度)、化學(xué)性質(zhì)(穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性)、萃取劑回收的難易和萃取的安全問題(毒性、易燃性、易爆性)是選擇萃取劑時(shí)需要特別考慮的問題。工業(yè)生產(chǎn)中所采用的萃取流程有多種，主要有單級(jí)和多級(jí)之分。
　　萃取設(shè)備的主要性能是能為兩液相提供充分混合與充分分離的條件，使兩液相之間具有很大的接觸面積，這種界面通常是將一種液相分散在另一種液相中所形成，兩相流體在萃取設(shè)備內(nèi)以逆流流動(dòng)方式進(jìn)行操作。萃取的設(shè)備有填料萃取塔、篩板萃取塔、轉(zhuǎn)盤萃取塔、往復(fù)振動(dòng)篩板塔和脈沖萃取塔。
　　(九)制冷

　冷卻與冷凝的主要區(qū)別在于被冷卻的物料是否發(fā)生相的改變，若發(fā)生相變則成為冷凝，否則，如無相變只是溫度降低則為冷卻。冷卻、冷凝操作在化工生產(chǎn)中十分重要，它不僅涉及到生產(chǎn)，而且也嚴(yán)重影響防火安全，反應(yīng)設(shè)備和物料由于未能及時(shí)得到應(yīng)有的冷卻或冷凝，常是導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的原因。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，蒸氣、氣體的液化，某些組分的低溫分離，以及某些物品的輸送、儲(chǔ)藏等，常需將物料降到比水或周圍空氣更低的溫度，這種操作稱為冷凍或制冷。
　　冷凍操作的實(shí)質(zhì)是利用冷凍劑自身通過壓縮—冷卻—蒸發(fā)(或節(jié)流、膨脹)的循環(huán)過程，不斷地由被冷凍物體取出熱量(一般通過冷載體鹽水溶液傳遞熱量)，并傳給高溫物質(zhì)(水或空氣)，以使被冷凍物體溫度降低。一般說來，冷凍程度與冷凍操作技術(shù)有關(guān),凡冷凍范圍在—100℃以內(nèi)的稱冷凍；而在—100～—200℃或更低的，則稱為深度冷凍或簡稱深冷。
　　冷卻（凝）及冷凍過程的危險(xiǎn)控制要點(diǎn)如下：
　　(1)應(yīng)根據(jù)被冷卻物料的溫度、壓力、理化性質(zhì)以及所要求冷卻的工藝條件，正確選用冷卻設(shè)備和冷卻劑。忌水物料的冷卻不宜采用水做冷卻劑，必需時(shí)應(yīng)采取特別措施。
　　(2)應(yīng)嚴(yán)格注意冷卻設(shè)備的密閉性，防止物料進(jìn)入冷卻劑中或冷卻劑進(jìn)入物料中。
　　(3)冷卻操作過程中，冷卻介質(zhì)不能中斷，否則會(huì)造成積熱，使反應(yīng)異常，系統(tǒng)溫度、壓力升高，引起火災(zāi)或爆炸。因此，冷卻介質(zhì)溫度控制最好采用自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
　　(4)開車前，首先應(yīng)清除冷凝器中的積液；開車時(shí)，應(yīng)先通入冷卻介質(zhì)，然后通入高溫物料；停車時(shí)，應(yīng)先停物料，后停冷卻系統(tǒng)。
　　(5)為保證不凝可燃?xì)怏w安全排空，可充氮進(jìn)行保護(hù)。
　　(6)高凝固點(diǎn)物料，冷卻后易變得黏稠或凝固，在冷卻時(shí)要注意控制溫度，防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。
　　2．冷凍過程的安全措施
　　(1)對(duì)于制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路系統(tǒng)，應(yīng)注意耐壓等級(jí)和氣密性，防止設(shè)備、管路產(chǎn)生裂紋、泄漏。此外，應(yīng)加強(qiáng)壓力表、安全閥等的檢查和維護(hù)。
　　(2)對(duì)于低溫部分，應(yīng)注意其低溫材質(zhì)的選擇，防止低溫脆裂發(fā)生。
　　(3)當(dāng)制冷系統(tǒng)發(fā)生事故或緊急停車時(shí)，應(yīng)注意被冷凍物料的排空處置。
　　(4)對(duì)于氨壓縮機(jī)，應(yīng)采用不發(fā)火花的電氣設(shè)備；壓縮機(jī)應(yīng)選用低溫下不凍結(jié)且不與制冷劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的潤滑油，且油分離器應(yīng)設(shè)于室外。
　　(5)注意冷載體鹽水系統(tǒng)的防腐蝕。

(十)篩分及過濾
　　1．篩分
　　在工業(yè)生產(chǎn)中，為滿足生產(chǎn)工藝的要求，常常需將固體原料、產(chǎn)品進(jìn)行篩選，以選取符合工藝要求的粒度，這一操作過程稱為篩分。篩分分為人工篩分和機(jī)械篩分。篩分所用的設(shè)備稱為篩子，通過篩網(wǎng)孔眼控制物料的粒度。按篩網(wǎng)的形狀可分為轉(zhuǎn)動(dòng)式和平板式兩類。
　　篩分過程的危險(xiǎn)控制要點(diǎn)。在篩分可燃物時(shí)，應(yīng)采取防碰撞打火和消除靜電措施，防止因碰撞和靜電引起粉塵爆炸和火災(zāi)事故。
　　2．過濾
　　過濾是使懸浮液在重力、真空、加壓及離心的作用下，通過細(xì)孔物體，將固體懸浮微粒截留進(jìn)行分離的操作。按操作方法，過濾分為間歇過濾和連續(xù)過濾兩種；按推動(dòng)力分為重力過濾、加壓過濾、真空過濾和離心過濾。過濾采用的設(shè)備為過濾機(jī)。
　　(十一)物料輸送
　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要將各種原材料、中間體、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方，這些輸送過程就是物料輸送。在現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中，物料輸送是借助于各種輸送機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。由于所輸進(jìn)的物料形態(tài)不同(塊狀、粉態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等)，所采取的輸送設(shè)備也各異。
　　l．液態(tài)物料輸送
　　液態(tài)物料可借其位能沿管道向低處輸送。而將其由低處輸往高處或由一地輸往另一地(水平輸送)，或由低壓處輸往高壓處，以及為保證一定流量克服阻力所需要的壓頭，則需要依靠泵來完成。泵的種類較多，通常有往復(fù)泵、離心泵、旋轉(zhuǎn)泵、流體作用泵等四類。
　　液態(tài)物料輸送危險(xiǎn)控制要點(diǎn)如下：
　　(1)輸送易燃液體宜采用蒸氣往復(fù)泵。如采用離心泵，則泵的葉輪應(yīng)用有色金屬制造，以防撞擊產(chǎn)生火花。設(shè)備和管道均應(yīng)有良好的接地，以防靜電引起火災(zāi)。由于采用虹吸和自流的輸送方法較為安全，故應(yīng)優(yōu)先選擇。
　　(2)對(duì)于易燃液體，不可采用壓縮空氣壓送，因?yàn)榭諝馀c易燃液體蒸氣混合，可形成爆炸性混合物，且有產(chǎn)生靜電的可能。對(duì)于閃點(diǎn)很低的可燃液體，應(yīng)用氮?dú)饣蚨趸嫉榷栊詺怏w壓送。閃點(diǎn)較高及沸點(diǎn)在130℃以上的可燃液體，如有良好的接地裝置，可用空氣壓送。
　　(3)臨時(shí)輸送可燃液體的泵和管道(膠管)連接處必須緊密、牢固，以免輸送過程中管道受壓脫落漏料而引起火災(zāi)。
　　(4)用各種泵類輸送可燃液體時(shí)，其管道內(nèi)流速不應(yīng)超過安全速度，且管道應(yīng)有可靠的接地措施，以防靜電聚集。同時(shí)要避免吸入口產(chǎn)生負(fù)壓，以防空氣進(jìn)入系統(tǒng)導(dǎo)致爆炸或抽癟設(shè)備。
　　2氣態(tài)物料輸送
　　氣體物料的輸送采用壓縮機(jī)。按氣體的運(yùn)動(dòng)方式，壓縮機(jī)可分為往復(fù)壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)兩類。
　　氣態(tài)物料輸送危險(xiǎn)控制要點(diǎn)如下：
　　(1)輸送液化可燃?xì)怏w宜采用液環(huán)泵，因液環(huán)泵比較安全。但在抽送或壓送可燃?xì)怏w時(shí)，進(jìn)氣入口應(yīng)該保持一定余壓，以免造成負(fù)壓吸入空氣形成爆炸性混合物。
　　(2)為避免壓縮機(jī)氣缸、儲(chǔ)氣罐以及輸送管路因壓力增高而引起爆炸，要求這些部分要有足夠的強(qiáng)度。此外，要安裝經(jīng)核驗(yàn)準(zhǔn)確可靠的壓力表和安全閥(或爆破片)。安全閥泄壓應(yīng)將危險(xiǎn)氣體導(dǎo)至安全的地點(diǎn)。還可安裝壓力超高報(bào)警器、自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置或壓力超高自動(dòng)停車裝置。
　　(3)壓縮機(jī)在運(yùn)行中不能中斷潤滑油和冷卻水，并注意冷卻水不能進(jìn)入氣缸，以防發(fā)生水錘。
　　(4)氣體抽送、壓縮設(shè)備上的墊圈易損壞漏氣，應(yīng)注意經(jīng)常檢查及時(shí)換修。
　　(5)壓送特殊氣體的壓縮機(jī)，應(yīng)根據(jù)所壓送氣體物料的化學(xué)性質(zhì)，采取相應(yīng)的防火措施。如乙炔壓縮機(jī)同乙炔接觸的部件不允許用銅來制造，以防產(chǎn)生具有爆炸危險(xiǎn)的乙炔銅。
　　(6)可燃?xì)怏w的管道應(yīng)經(jīng)常保持正壓，并根據(jù)實(shí)際需要安裝逆止閥、水封和阻火器等安全裝置，管內(nèi)流速不應(yīng)過高。管道應(yīng)有良好的接地裝置，以防靜電聚集放電引起火災(zāi)。
　　(7)可燃?xì)怏w和易燃蒸氣的抽送、壓縮設(shè)備的電機(jī)部分，應(yīng)為符合防爆等級(jí)要求的電氣設(shè)備，否則，應(yīng)穿墻隔離設(shè)置。
　　(8)當(dāng)輸送可燃?xì)怏w的管道著火時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取滅火措施。管徑在150 mm以下的管道。一般可直接關(guān)閉閘閥熄火；管徑在150 ram以上的管道著火時(shí)，不可直接關(guān)閉閘閥熄火，應(yīng)采取逐漸降低氣壓。通入大量水蒸氣或氨氣滅火的措施。但氣體壓力不得低于50～100 Pa。嚴(yán)禁突然關(guān)閉閘閥或水封。以防回火爆炸。當(dāng)著火管道被燒紅時(shí)，不得用水驟然冷卻。