《工艺流程安全分析》PPT课件.ppt

2、工艺流程安全分析 1 工艺流程：主要是针对生产，为合理使用 各种机械，提高机械使用率，提高总体生 产力的一个工艺技术安排。 工艺流程安全运行关系着工艺过程的技术 成熟性和平衡性，涉及工艺过程中多种控 制参数的平衡和正常。 2 2.1 基础资料 各种生产方法的技术资料 物料衡算资料 热量衡算资料 设计计算资料 车间布置资料 管道设计资料 非工艺设计计料 3 2.2 工艺流程解析 2.2.1工艺流程内容 整个流程的组成 工艺流程反映了由原料到产品的全过程，应确定采 用多少生产过程或工序来构成全过程，并确定每个 单元过程的具体任务，以及每个生产过程或工序之 间如何连接、如何平衡、如何实现安全运行。 每个过程或工序的组成 应采用多少和由哪些设备来完成这一生产过程，各 设备之间如何连接，明确每台设备的作用和主要工 艺参数。 4 操作条件 明确整个生产工序或每台设备的各个不同部位要达 到和保持的操作条件。 控制方案 确定正确的控制方案、选用合适的控制仪表和控制 技术。 安全生产措施 如设置防火、防爆措施（设置安全阀等）。 5 2.2.2 工艺运行条件分析 操作方式 连续操作或间歇操作 确定主要生产过程 同一生产过程可用几种不同的方法来实现 同一过程且同一方法也可用不同设备来实现 在确定主要过程时，抓住流程的核心反应过程，由此入手 来逐个建立与之相关的生产过程。 合理利用物料和能量 分析整个工艺流程中可以回收利用的能量：热能、们能、净压 能。 6 确定安全操作条件 压力、温度等 安全控制系统的选择 整个流程的各个过程及设备确定后，全面分析，确 定安全控制系统 工艺流程的优化 总结安全经验，完善和简化工艺流程 7 2.3 工艺流程中规范代号 2.3.1 物料代号 2.3.2 管道压力及材质代号 2.3.3 隔热及隔声代号 2.3.4 阀门与管件表示 2.3.5 仪表与控制点表示 流程图中应绘制出全部计量仪表及其检测点， 并且表示出全部自持控制方案。 8 101.空气过滤器102、电动调节阀103、鼓风机104、加热器（电、汽、油、气、煤） 105、料槽106、清水槽107、稳压管108、管道过滤器 109、高压泵110、双门卸料阀111、高效旋风分离器112、喷雾干燥塔 113、雾化器114、二级捕集器（干式、湿式）115、尾气烟囱116、引风机 聚合氯化铝压力喷雾干燥工艺流程图 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2.5 工艺过程必要的安全衡算 2.5.1 物料衡算 物料衡算是在工艺流程确定后进行的； 物料衡算的目的：根据原料与产品之间的 定量转化关系，计算原料的消耗量，各种 中间产品、产品和副产品的产量、生产过 程中各阶段的消耗量以及组成，进而为热 量衡算、其他工艺计算及设备计算打基础 。 21 物料衡算以质量守恒定侓为基础。 物料平衡：在单位时间内进入系统的全部 物料质量必定等于离开该系统的全部物料 质量再加上损失掉的和积累起来的物料质 量。 单位时间内进入系 统的全部物料质量 单位时间内离开系 统的全部物料质量 单位时间内过 程中的损失量 单位时间内系 统内的积累量 22 热量衡算：以能量守恒定侓为基础，即在 稳定的条件下，进入系统的能量必然等于 离开系统的能量和损失能量之和 单位时间内进入系 统的全部物料能量 单位时间内离开系 统的全部物料能量 单位时间内过 程中的损失量 稳定的条件下能量守恒公式 23 通过热量衡算，可以： 确定加热剂或冷却剂的消耗量； 计算传热面积以决定换热设备的工艺尺寸； 确定合理利用热量的方案以提高热量综合利用 效率； 24 热量衡算的两种情况： 对单元设备做热量衡算：当各个单元设备之间 没有交换时； 对整个过程的热量衡算：当各工序或单元操作 之间有热量交换时； 25 例：用连续精馏塔分离流量 F为30kmol/h的苯和甲苯的 混合液，进料中的苯的摩尔 分数为0.35（以下同），要 求馏出液中苯不小于0.98， 残液中苯不大于0.03，试由 全塔物料衡算求馏出液D与 残液W的流量。 26 解： 30DW 300.350.98D0.03W D10.11kmol/h W19.9kmol/h 27 例:已知原料液流量为1000kg/h，含20KNO3，进入蒸 发器，蒸出水分W kg/h，浓缩液为S kg/h，含KNO350 进入结晶器，结晶产品为P kg/h，含96KNO3，循环母 液R kg/h，含37.5KNO3，回到蒸发器再循环，求 W,S,P,R各为多少kg/h？ 蒸发器结晶器 1000kg/h 20KNO3 W kg/h S kg/h 50KNO3 P kg/h 96KNO3 R kg/h 37.5KNO3 IIIII I 解：1.绘简图： 2.定基准：1h 3.划范围：范围I，II，III见图 28 4.列算式： 方框I：总物料：1000=W+P KNO3组:10000.2=W0+P0.96 蒸发器结晶器 1000kg/h 20KNO3 W kg/h S kg/h 50KNO3 P kg/h 96KNO3 R kg/h 37.5KNO3 IIIII I W=791.7 kg/h P=208.3 kg/h 方框II：总物料：S=P+R KNO3组分:S0.5=P0.96+R0.375 S=974.8 kg/h R=766.5 kg/h 29 例:在换热器中将平均比热为3.56kJ/(kg.)的某种溶液自 25加热到80，溶液流量为1.0kg/s。加热介质为 120的饱和水蒸汽，其消耗量为0.065kg/s，蒸汽冷凝 成同温度的饱和水后排出。试计算换热器的热损失占水 蒸汽所提供热量的百分数。 换热器 25溶液 1.0kg/s 80溶液 1.0kg/s 120饱和水蒸汽 0.095kg/s 120饱和水 0.095kg/s 解：1.绘简图 2.定基准：1s，0，液体 3.划范围：以换热器为衡算范围 30 4.列算式：120饱和水蒸汽H=2708.9kJ/kg，120饱和水 H=503.67kJ/kg，则： 1.03.56(25-0)+0.0952708.9=1.03.56(80-0)+0.095503.67+QL 换热器 25