第三章--化工单元操作安全技术电子版本

1、化工安全与环境保护化工安全与环境保护第三章第三章 化工单元操作化工单元操作 安全安全(nqun)(nqun)技术技术 化工化工(hugng)(hugng)安全与安全与环境保护环境保护 第一页，共60页。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(nqun)技术2传热单元操作安全(nqun)技术3概 述1第三章 化工单元操作(cozu)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第二页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护干燥(gnzo)单元操作安全技术7萃取单元的安全(nqun)操作技术8吸收单元操作(cozu)安全技术6第三章 化工单元操作安全技术其它化

2、工单元安全操作技术9典型事故案例及分析10第三页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护熟悉化工单元操作类型(lixng)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。知识目标知识目标教学(jio xu)目标第四页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第一节 概述(i sh)12化工单元操作化工单元操作(cozu)(cozu)及其分类及其分类化工单元化工单元(dnyun)(dnyun)操作基本安全注意事项操作基本安全注意事项

3、第五页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、化工(hugng)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(shi fn)、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。第六页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护二、化工(hugng)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(wndng

4、)物质的积聚或浓缩。第七页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第二节 流体输送单元(dnyun)操作安全技术12固体物料固体物料(w lio)(w lio)的输送的输送液体液体(yt)(yt)物料的输送物料的输送3气体物料输送过程的安全技术气体物料输送过程的安全技术第八页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、固体物料(w lio)的输送1.1.常见输送设备及输送方式常见输送设备及输送方式2.2.不同输送方式的危险性分析及安全控制不同输送方式的危险性分析及安全控制(1)(1)皮带皮带(p di)(p di)、刮板、螺旋输送机、斗式提升机等输送设、刮板、螺旋输送机、斗式提

5、升机等输送设备备(2)(2)气力输送气力输送 第九页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护二、液体(yt)物料的输送1.1.液体物料输送设备分类液体物料输送设备分类(fn li)(fn li)2.2.液体输送过程危险性分析及安全控制液体输送过程危险性分析及安全控制(1(1）离心泵）离心泵 (2(2）往复泵）往复泵 (3(3）旋转泵）旋转泵 (4(4）酸蛋和空气升液器）酸蛋和空气升液器 第十页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护三、气体物料输送过程的安全(nqun)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

6、爆破(bop)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。第十一页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第三节 传热(chun r)单元操作安全技术12加加 热热冷却冷却(lngqu)(lngqu)、冷凝、冷凝3换热器安全运行换热器安全运行(ynxng)(ynxng)技术技术第十二页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、加热(ji r)1.1.加热剂与加热方法加热剂与加热方法(1)(1)水蒸气水蒸气(2)(2)热水热水(3)(3)高温高温(gown)(gown)有机物有机物(4)(4)无机熔盐无

7、机熔盐2.2.加热过程危险性分析加热过程危险性分析 第十三页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护二、冷却(lngqu)、冷凝1.冷却、冷凝(lngnng)2.冷却与冷凝(lngnng)的安全技术表表3-13-1冷却冷却(lngqu)(lngqu)介质温度表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701006氟利昂-80第十四页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护三、换热器安全运行(ynxng)技术1.1.换热器设备换热器设备管式冷却管式冷却(lngqu)(lngqu)、冷凝器、冷凝器板式冷却板式冷却(lng

8、qu)(lngqu)、冷凝器、冷凝器 混合式冷却混合式冷却(lngqu)(lngqu)、冷凝设备、冷凝设备第十五页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护三、换热器安全(nqun)运行技术2 2换热器的工艺安全设计换热器的工艺安全设计(1)(1)管程介质管程介质(2)(2)壳程介质壳程介质(3)(3)介质流向介质流向(4)(4)若换热器壳侧的设计压力若换热器壳侧的设计压力(yl)(yl)比管侧的设计压力比管侧的设计压力(yl)(yl)低低(5)(5)釜式换热器釜式换热器(6)(6)操作控制操作控制(7)(7)泄压与放净泄压与放净(8)(8)其他其他第十六页，共60页。化工安全与环境保护

9、化工安全与环境保护三、换热器安全(nqun)运行技术3-23-2蒸发器的工艺蒸发器的工艺(gngy)(gngy)安全设计流程图安全设计流程图第十七页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第四节 冷冻单元操作安全(nqun)技术12冷冻及常用冷冻及常用(chn yn)(chn yn)方法方法冷冻剂的选择冷冻剂的选择(xunz)(xunz)及应用及应用3冷冻机安全技术冷冻机安全技术第十八页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、冷冻(lngdng)及常用方法化工生产中常用的冷冻方法如下：低沸点(fidin)液体的蒸发。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

10、。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。第十九页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护二、冷冻剂的选择(xunz)及应用1.1.冷冻剂分类及选择冷冻剂分类及选择(xunz)(xunz)2.2.冷冻剂的性质和应用冷冻剂的性质和应用氨。氨。氟利昂。氟利昂。乙烯、丙烯。乙烯、丙烯。3.3.载冷体载冷体第二十页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护三、冷冻机安全(nqun)技术采用防爆型电气设备(shbi)；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。易于污染空气的油分离器应装于室外。制冷系统应注意其耐压程度和气密性，防止设备(shb

11、i)、管路产生裂纹和泄漏，加强安全阀、压力表等检查、维护；第二十一页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护三、冷冻机安全(nqun)技术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；装有冷料的设备及容器(rngq)，应注意其低温材质的选择，防止金属的低温脆裂。第二十二页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第五节 蒸发与蒸馏单元操作(cozu)安全技术12蒸蒸 发发蒸蒸 馏馏第二十三页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、蒸发(zhngf)1.1.蒸发过程的特点与分类蒸发过程的特点与分类2.2.蒸发过程的危险性分析蒸发过程的危险性分析(fnx)(fnx

12、)3.3.安全运行操作安全运行操作（1 1）合理选择蒸发器）合理选择蒸发器（2 2）提高加热蒸汽压力）提高加热蒸汽压力（3 3）提高传热系数）提高传热系数K K （4 4）提高传热量）提高传热量 第二十四页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护二、蒸馏(zhngli)1.1.蒸馏蒸馏(zhngli)(zhngli)过程原理及分类过程原理及分类2.2.不同蒸馏不同蒸馏(zhngli)(zhngli)过程危险性分析过程危险性分析（1 1）常压蒸馏）常压蒸馏(zhngli)(zhngli)（2 2）减压蒸馏）减压蒸馏(zhngli)(zhngli)（3 3）加压蒸馏）加压蒸馏(zhngli

13、) (zhngli) 第二十五页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第六节 吸收(xshu)单元操作安全技术12工业气体吸收工业气体吸收(xshu)(xshu)过程过程吸收吸收(xshu)(xshu)过程危险性分析与安全运行过程危险性分析与安全运行第二十六页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、工业气体吸收(xshu)过程气体吸收的分类：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。按吸收组分的不同，分为单组分吸收和多组分吸收。按吸收体系(tx)（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。第二十七页，共60页。化工安全与环境保护化工安全

14、与环境保护二、吸收过程危险性分析与安全(nqun)运行控制吸收剂的流量和组成。在设计限度内控制入口气流，检测其组成；控制出口气的组成；选择适于与溶质和吸收剂的混合物接触的材料；在进口气流速、组成、温度和压力的设计条件下操作；避免(bmin)吸收剂蒸气排出。第二十八页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第七节 干燥(gnzo)单元操作安全技术12干燥的分类干燥的分类(fn li)(fn li)及应用及应用工业工业(gngy)(gngy)上常用的干燥设备上常用的干燥设备34干燥过程危险性分析干燥过程危险性分析干燥过程安全控制干燥过程安全控制第二十九页，共60页。化工安全与环境保护化工安

15、全与环境保护一、干燥(gnzo)的分类及应用1.1.干燥的基本分类干燥的基本分类2.2.干燥按加热量供给方式的分类干燥按加热量供给方式的分类（1 1）传导干燥）传导干燥（2 2）对流干燥）对流干燥（3 3）辐射）辐射(fsh)(fsh)干燥干燥（4 4）电加热干燥）电加热干燥3.3.干燥在生产过程中的作用干燥在生产过程中的作用第三十页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护二、工业(gngy)上常用的干燥设备干燥设备可分为(fn wi)间歇式和连续式干燥器两大类。间歇式干燥器可分为(fn wi)常压和减压干燥器两种。连续式干燥器可分为(fn wi)常压和减压干燥器两种。第三十一页，共6

16、0页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护三、干燥(gnzo)过程危险性分析1.1.间歇式干燥间歇式干燥2.2.连续干燥连续干燥在气流干燥中，物料由于迅速运动，相互激烈碰撞、摩擦易在气流干燥中，物料由于迅速运动，相互激烈碰撞、摩擦易产生静电产生静电(jngdin)(jngdin)。滚筒式干燥。滚筒式干燥。真空干燥。真空干燥。第三十二页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护四、干燥(gnzo)过程安全控制1.1.干燥过程影响干燥过程影响(yngxing)(yngxing)因素因素（1 1）物料的性质和形状）物料的性质和形状（2 2）物料的湿度）物料的湿度（3 3）物料的含水量）物料的含

17、水量（4 4）干燥介质的温度和湿度）干燥介质的温度和湿度（5 5）干燥介质的流速和流向）干燥介质的流速和流向 第三十三页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护四、干燥(gnzo)过程安全控制2.2.安全运行操作条件安全运行操作条件 (1)(1)干燥介质进口温度调节干燥介质进口温度调节(tioji)(tioji)(2)(2)干燥介质出口温度调节干燥介质出口温度调节(tioji)(tioji)(3)(3)干燥介质流量调节干燥介质流量调节(tioji)(tioji)(4)(4)干燥介质出口相对湿度调节干燥介质出口相对湿度调节(tioji)(tioji)(5)(5)干燥介质出口温度与相对湿度

18、调节干燥介质出口温度与相对湿度调节(tioji)(tioji)关系关系第三十四页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第八节 萃取单元(dnyun)的安全操作技术12萃取萃取(cuq)(cuq)过程及危险性分析过程及危险性分析萃取萃取(cuq)(cuq)剂的安全选择剂的安全选择3萃取设备的安全选择萃取设备的安全选择第三十五页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、萃取过程(guchng)及危险性分析1.1.萃取过程萃取过程萃取是指在欲分离的液体萃取是指在欲分离的液体(yt)(yt)混合物中加入一种合混合物中加入一种合适溶剂，使其形成两相，利用液体适溶剂，使其形成两相，利用

19、液体(yt)(yt)混合物中各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。相中从而实现混合液的分离。第三十六页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、萃取(cuq)过程及危险性分析2.2.萃取操作危险性分析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所需的一系列过程及设备(shbi)(shbi)完成。完成。第三十七页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护二、萃取剂的安全(nqun)选择1.萃

20、取剂的选择性2.萃取剂的物理性质3.萃取剂的化学性质(huxu xngzh)4.萃取剂回收的难易5.萃取的安全问题第三十八页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护三、萃取设备的安全(nqun)选择1.按原料液性质选择萃取(cuq)器2.按级数选择萃取(cuq)器3.按生产能力选择萃取(cuq)器第三十九页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第九节 其他化工(hugng)单元安全操作技术12过滤单元安全过滤单元安全(nqun)(nqun)操作技术操作技术混合单元操作混合单元操作(cozu)(cozu)安全技术安全技术34熔融单元操作安全技术熔融单元操作安全技术粉碎单元操作安

21、全技术粉碎单元操作安全技术5筛分单元操作安全技术筛分单元操作安全技术4 6贮存单元操作安全技术贮存单元操作安全技术第四十页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、过滤单元安全(nqun)操作技术1.1.过滤方法及应用过滤方法及应用（1 1）重力）重力(zhngl)(zhngl)过滤过滤（2 2）加压过滤）加压过滤 （3 3）真空过滤）真空过滤 （4 4）离心过滤）离心过滤第四十一页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护一、过滤单元安全操作(cozu)技术2 2过滤材料的分类及选择过滤材料的分类及选择(1)(1)常用过滤材料的分类常用过滤材料的分类(2)(2)过滤材料选择的

22、基本条件过滤材料选择的基本条件3.3.过滤过程安全技术过滤过程安全技术（1 1）加压过滤）加压过滤 （2 2）真空）真空(zhnkng)(zhnkng)过滤过滤 （3 3）离心过滤）离心过滤 第四十二页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护二、混合单元(dnyun)操作安全技术1.1.混合过程混合过程2.2.混合过程危险性及安全混合过程危险性及安全(nqun)(nqun)技术技术(1(1）气）气- -液混合液混合(2(2）液）液- -液混合液混合 (3(3）固）固- -液混合液混合(4(4）气）气- -气混合气混合(5(5）固）固- -固混合固混合 第四十三页，共60页。化工安全与环

23、境保护化工安全与环境保护三、熔融单元操作安全(nqun)技术1.1.熔融过程熔融过程(guchng)(guchng)2.2.熔融过程熔融过程(guchng)(guchng)危险性分析与安全技术危险性分析与安全技术(1)(1)熔融物料的危险性质熔融物料的危险性质(2)(2)熔融物中的杂质熔融物中的杂质 (3)(3)物质的黏稠程度物质的黏稠程度 第四十四页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护四、粉碎单元(dnyun)操作安全技术1.粉碎方法2.粉碎过程危险性与安全(nqun)控制技术3.粉碎机械的一般安全(nqun)设计第四十五页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护五、筛分

24、单元操作(cozu)安全技术1.1.筛分操作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、在化工生产中，为满足生产工艺要求，常常将固体原材料、产品进行颗粒产品进行颗粒(kl)(kl)分级。分级。2.2.筛分过程危险性分析及安全技术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。皮肤都有很大危害。第四十六页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护六、贮存单元操作(cozu)安全技术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。不

25、少物品在存放时，因露天曝晒、库房漏雨、地面积水、通风不良(bling)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。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。第四十七页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护六、贮存单元操作(cozu)安全技术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。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(lu din)、静电、雷击等，都可能形成火源。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

26、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。第四十八页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第十节 典型事故(shg)案例及分析案例案例1 1：物料输送事故案例分析（火灾）：物料输送事故案例分析（火灾）1.1.事故经过事故经过19951995年年1111月月4 4日日2121时时5050分，某市造漆厂树脂车间工段分，某市造漆厂树脂车间工段B B反应反应釜加料口突然釜加料口突然(trn)(trn)发生爆炸，并喷出火焰，烧着了加料发生爆炸，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口的帆布套，并迅速引燃堆放在加料口旁的2176kg2176kg松香，松香，

27、松香被火熔化后，向四周及一楼流散，使火势顷刻间扩大。松香被火熔化后，向四周及一楼流散，使火势顷刻间扩大。第四十九页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第十节 典型(dinxng)事故案例及分析2.2.事故原因事故原因造成造成(zo chn)(zo chn)这起火灾事故的直接原因，是这起火灾事故的直接原因，是B B反应釜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。口而蔓延成灾。第五十页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第十节 典型事故案例(n l)及分析案例案例2 2：加热事故案例分析（爆炸）：加热

28、事故案例分析（爆炸）1.1.事故经过事故经过19951995年年1 1月月1313日陕西省某化肥厂铜氨液再生由回流塔、再生器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。和还原器完成。2.2.事故原因事故原因(yunyn)(yunyn)分析分析（2 2）间接原因）间接原因(yunyn) (yunyn) （1 1）直接原因）直接原因(yunyn) (yunyn) 第五十一页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第十节 典型(dinxng)事故案例及分析案例案例(n l)3(n l)3：蒸发事故案例：蒸发事故案例(n l)(n l)分析（烫伤）分析（烫伤）1.1.事故经过事故经

29、过20042004年年9 9月月9 9日晨日晨7 7点半左右，江苏省某化工厂四车间蒸发岗位，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某迅速调集维修工4 4人上塔处理。人上塔处理。第五十二页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第十节 典型事故案例(n l)及分析2.2.事故原因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，位置一味地想看个究竟，位置(wi zhi)(wi zhi)站得

30、太靠前。当法兰撬站得太靠前。当法兰撬开时，反应迟钝、躲闪慢，是导致他烫伤的直接原因。开时，反应迟钝、躲闪慢，是导致他烫伤的直接原因。第五十三页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第十节 典型(dinxng)事故案例及分析案例案例(n l)4(n l)4：蒸馏事故案例：蒸馏事故案例(n l)(n l)分析（爆炸）分析（爆炸）1.1.事故经过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。品的阻燃剂、抗氧化剂的原料。第五十四页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第十节 典型事故案例(n l)及分析2.2.事故原因事故原因（1 1）逼干釜连续）逼干釜连续(linx)(linx)加热，造成系统温度异常升高加热，造成系统温度异常升高（2 2）仪表检测误差和反应迟缓，使系统高温不能及时觉察）仪表检测误差和反应迟缓，使系统高温不能及时觉察 第五十五页，共60页。化工安全与环境保护化工安全与环境保护第十节 典型(dinxng)事故案例及分析案例案例5 5：过滤事故案例分析（爆炸）：过滤事故案例分析（爆炸）1.1.事故经过