化工操作原理与安全讲义课件.ppt

1、第六章 化工操作原理与安全,内容提要：主要介绍生产岗位安全操作的基本概念，包括典型化工单元操作过程安全技术、化工生产岗位安全操作规程；介绍开车安全操作及管理，包括装置开车前安全检查、装置开车；介绍停车安全操作及管理，包括停工条件检查确认、装置停车安全措施、吹扫与置换、抽加盲板；介绍化工装置维护与管理，包括化工维护的必要性、预防维护、非常规运行和有关作业的维护、设备的维护。 基本要求：（1）掌握典型化工单元操作过程安全技术,熟悉化工生产岗位安全操作规程；（2）了解开车安全操作及管理；（3）了解停车安全操作及管理；（4）了解化工装置维护与管理。,化工单元操作 整个化工生产中普遍采用的、遵循共同的操

2、作原理，所用设备相近，具有相同作用的一些基本的物理性操作，称为“化工单元操作”。如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、萃取、吸附以及干燥等。,6.1生产岗位安全操作,6.1.1典型化工单元操作过程安全技术 筛分及分离 筛分分为人工筛分和机械筛分。通过筛网孔眼控制物料的粒度。非均相分离过程是物质的净化过程及浓缩分离过程。常见的有沉降分离、过滤分离、静电分离和湿洗分离等，此外，还有音波除尘和热除尘等方法。 筛分过程的危险控制要点 在筛分可燃物时，应采取防碰撞打火和消除静电措施，防止因碰撞和静电引起粉尘爆炸和火灾事故。 过滤分离过程安全措施： 若过滤时能散发易燃、易爆、有害气

3、体，则应采用密闭过滤机。并用惰性气体保持压力，取滤渣时，应先释放压力。 在存在火灾、爆炸危险的工艺中，应采用转鼓式或带式等真空过滤机。,加热及传热： 加热的方法一般有直接火加热、蒸气或热水加热、载体加热以及电加热等。 直接火加热的危险性： 温度不容易控制，可能造成局部过热烧坏设备； 加热不均匀容易造成液体蒸汽的燃烧爆炸。 直接火加热的安全要点： 采取隔离措施，不使厂房内存在明火； 加热锅内残渣应经常清除； 加热锅的烟囱、烟道等灼热部位应经常维修； 漏料要及时转移； 使用煤粉作为燃料时，在制粉系统上要安装爆破片； 使用液体或气体作燃料时，点火前应吹扫炉膛，以免积存爆炸性混合气体。,水蒸气、热水加

4、热的危险性： 利用水蒸汽、热水加热相对较安全，主要危险在于设备或管道超压爆炸，升温过快引发事故。 水蒸气、热水加热的安全要点： 定期检查蒸汽夹套和管道的耐压强度； 严密监视设备的压力变化； 保持适当的升温速度； 高温水蒸气加热的设备要注意保温。 载体加热的危险性： 主要在于载体物质本身的危险性。 载体加热的安全要点： 油类作载体：油循环系统要严格封闭； 二苯混合物作载体：不得混入低沸点杂质(如水等)，也不 得混入易燃易爆杂质； 无机物作载体：易燃易爆物混入的爆炸危险；金属蒸汽对人体的伤害。,电加热的危险性： 主要危险是电炉丝绝缘受到破坏，受潮后短路以及接点不良而产生电火花电弧，电线发热等引燃物

5、料；物料过热分解爆炸。 电加热的安全要点： 电炉加热易燃物料时，应采用封闭式电炉； 用电感加热时，应保证设备的安全可靠程度； 注意被加热物料的危险特性； 加强通风以防止形成爆炸性混合物。,蒸馏 蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其挥发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。 蒸馏的安全要点： 蒸馏涉及到加热、冷凝、冷却等单元操作，是一个比较复杂的过程，危险性大。蒸馏过程的主要危险有： 易燃液体蒸汽与空气形成爆炸混合物； 塔釜复杂的残留物在高温下发生热分解、自聚及自燃； 不稳定杂质分解爆炸； 低沸点杂质瞬间产生大量蒸汽发生爆炸； 腐蚀泄漏发生火灾； 物料堵

6、塞引起超压爆炸； 温度控制不当引起液泛、冲料、超压、自燃及淹塔的危险； 加料量控制不当，有沸溢的危险； 回流量控制不当，使蒸馏温度发生异常。,蒸发 蒸发是借加热作用使溶液中所含溶剂不断气化，以提高溶液中溶质的浓度，或使溶质析出的物理过程。例如，氯碱工业中的碱液提浓、海水的淡化等。蒸发过程的实质就是一个传热过程。 蒸发按其操作压力不同可分为常压、加压和减压蒸发。 蒸发的安全要点 凡蒸发的溶液皆具有一定的特性。如溶质在浓缩过程中可能有结晶、沉淀和污垢生成，这些都能导致传热效率的降低，并产生局部过热，促使物料分解、燃烧和爆炸，因此要控制蒸发温度； 对热敏性物料必须考虑温度控制。为防止热敏性物质的分解

7、，可采用真空蒸发的方法，降低蒸发温度，或采用高效蒸发器，增加蒸发面积，减少停留时间； 溶液蒸发产生结晶和沉淀，针对这些物质的稳定性，必须严格控制蒸发温度。,干燥 干燥是利用热能使固体物料中的水分(或溶剂)除去的单元操作。干燥的热源有热空气、过热蒸汽、烟道气和明火等。干燥所用的介质有空气、烟道气、氮气或其它惰性气体。 干燥的安全要点 易燃易爆物料干燥时，采用真空干燥比较安全； 易燃易爆及热敏性物料的干燥要严格控制温度及时间； 正压操作的干燥器应密闭良好； 干燥前必须彻底清除物料中含有的杂质； 在操作洞道式、滚筒式干燥器时，须防止机械伤害； 在气流干燥中，应严格控制干燥气流风速。,结晶 结晶是固体

8、物质以晶体状态从蒸气、溶液或熔融物中析出的过程。结晶是一个重要的化工单元操作，主要用于制备产品与中间产品、获得高纯度的纯净固体物料。 当结晶设备内存在易燃液体蒸气和空气的爆炸性混合物时，要防止产生静电，避免火灾和爆炸事故的发生。 避免搅拌轴的填料函漏油，因为填料函中的油漏入反应器会发生危险。例如硝化反应时，反应器内有浓硝酸，如有润滑油漏入，则油在浓硝酸的作用下氧化发热，使反应物料温度升高，可能发生冲料和燃烧爆炸。当反应器内有强氧化剂存在时，也有类似危险。 对于危险易燃物料不得中途停止搅拌。因为搅拌停止时，物料不能充分混匀，反应不良，且大量积聚；而当搅拌恢复时，则大量未反应的物料迅速混合，反应剧

9、烈，往往造成冲料，有燃烧、爆炸危险。如因故障而导致搅拌停止时，应立即停止加料，迅速冷却；恢复搅拌时，必须待温度平稳、反应正常后方可续加料，恢复正常操作。,萃取 萃取时溶剂的选择是萃取操作的关键，萃取剂的性质决定了萃取过程的危险性大小和特点。萃取剂的选择性、物理性质(密度、界面张力、黏度)、化学性质(稳定性、热稳定性和抗氧化稳定性)、萃取剂回收的难易和萃取的安全问题(毒性、易燃性、易爆性)是选择萃取剂时需要特别考虑的问题。工业生产中所采用的萃取流程有多种，主要有单级和多级之分。萃取设备的主要性能是能为两液相提供充分混合与充分分离的条件，使两液相之间具有很大的接触面积，这种界面通常是将一种液相分散

10、在另一种液相中所形成，两相流体在萃取设备内以逆流流动方式进行操作。萃取的设备有填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、往复振动筛板塔和脉冲萃取塔。,制冷 冷却、冷凝的安全要点 正确选用冷却剂和冷却设备； 冷却设备的密闭性要求； 冷却操作时，冷却介质不能中断，否则会造成积热，系统温度、压力骤增，引起爆炸； 开车时，应先通冷却介质；停车时，应先停物料，后停冷却系统； 有些凝固点较高的物料，遇冷易变得黏稠或凝固，在冷却时要注 意控制温度，防止物料卡住搅拌器或堵塞设备及管道； 不凝缩可燃气体排空时，要充惰性气体保护； 检修设备必须彻底清洗、置换。,冷冻操作安全要点 注意冷冻剂的危险:氨、氟里昂、乙烯、丙烯

11、的危险特性； 对于制冷系统的压缩机、冷凝器、蒸发器以及管路系统，应注意耐压等级和气密性，防止设备、管路产生裂纹、泄漏。此外，应加强压力表、安全阀等的检查和维护。 对于低温部分，应注意其低温材质的选择，防止低温脆裂发生。 当制冷系统发生事故或紧急停车时，应注意被冷冻物料的排空处置。 对于氨压缩机，应采用不发火花的电气设备；压缩机应选用低温下不冻结且不与制冷剂发生化学反应的润滑油，且油分离器应设于室外。 注意冷载体盐水系统的防腐蚀。,熔融 熔融是将固体物料通过加热使其熔化为液态的操作 熔融安全要点 从安全技术角度出发，熔融的主要危险在于熔融物料的危险性、熔融时的粘稠程度、中间副产物的生成、熔融设备

12、、加热方式等方面。 避免物料熔融时对人体的伤害； 注意熔融物中杂质的危害； 降低物质的粘稠程度； 防止溢料事故； 选择适宜加热方式和加热温度； 避免熔融设备事故； 注意熔融过程的搅拌。,物料输送 固体物料输送安全注意事项 防止人身伤害事故： 在输送设备的日常维护中，润滑、加油和清扫工作是操作者致伤的主要机会； 特别关注设备对操作者严重危险的部位，如皮带同皮带轮接触的部位； 注意链斗输送机下料器的摇把反转伤人； 不得随意拆卸设备突起部位的防护罩，避免设备高速运转时突起部位将人刮到。 防止设备事故： 防止皮带运行过程中，因高温物料烧坏皮带； 严密注意齿轮负荷的均匀，物料的粒度以及混入其中的杂物，防

13、止因为卡料，拉断链条，甚至拉毁整个输送设备的机架； 防止链斗输送机下料器下料过多，料面过高造成链带拉断。,气力输送系统的安全注意事项 气流输送系统除本身会产生故障之外，最大的问题是系统的堵塞和由静电引起的粉尘爆炸。粉料气流输送系统应保持良好的严密性。其管道材料应选择导电性材料并有良好的接地，如采用绝缘材料管道，则管外应采取接地措施。输送速度不应超过该物料允许的流速，粉料不要堆积管内，要及时清理管壁。 输送有爆炸性或燃烧性物料时，要采用氮、二氧化碳等惰性气体代替空气，以防造成燃烧或爆炸。,液态物料输送 液态物料可借其位能沿管道向低处输送。而将其由低处输往高处或由一地输往另一地(水平输送)，或由低

14、压处输往高压处，以及为保证一定流量克服阻力所需要的压头，则需要依靠泵来完成。泵的种类较多，通常有离心泵、往复泵、旋转泵、流体作用泵等。 离心泵的安全要点 避免物料泄漏引发事故； 避免空气吸入导致爆炸； 防止静电引起燃烧； 避免轴承过热引起燃烧； 防止绞伤。,往复泵、旋转泵的安全要点 往复泵和旋转泵（齿轮泵、螺杆泵）用于流量不大、扬程较高或对扬程要求变化较大的场合，齿轮泵一般用于输送油类等黏性较大的液体。 往复泵和旋转泵均属正位移泵，开车时必须把出口阀门打开，严禁采用关闭出口阀门的方法进行流量调节，否则造成泵内压力升高，引发爆炸事故。这一点与离心泵不同，离心泵是可以采用关闭出口阀门的方法进行流量

15、调节的。,流体作用泵的安全要点 流体作用泵是依靠压缩气体的压力或运动着的流体本身来进行流体的输送，如空气升液器、喷射泵等。这类泵无活动部件且结构简单，在化工生产中有着特殊的用途，常用于输送腐蚀性流体。 空气升液器等是以空气为动力的设备，必须有足够的耐压强度，必须有良好的接地装置。输送易燃液体时，不能采用压缩空气压送，要用氮气、二氧化碳等惰性气体代替空气，以防止空气与易燃液体的蒸气形成爆炸性混合物，遇点火源造成爆炸事故。,气态物料输送 （1）气体输送设备分类 通风机：起输送气体之用，所产生的表压0.0147MPa； 鼓风机：起输送气体之用，产生的表压（0.0147-0.294）MPa； 压缩机：

16、压缩机的表压0.294MPa，对气体有较显著的压缩作用。 （2）气体物料输送安全要点 气体与液体不同，气体具有可压缩性，因此，气体输送机械与液体输送机械不尽相同。用于输送液体的机械称为泵，用于输送气体的机械称为风机及压缩机。 气体物料输送中，气体压强发生变化，体积和温度也相应发生变化。对气体物料的输送必须特别重视在操作条件下气体的燃烧爆炸危险。,通风机和鼓风机安全要点 保持其防护罩完好，避免人身伤亡事故； 必要时安装消音装置。 真空泵安全要点 严格密封； 输送易燃气体，尽可能采用液环式真空泵。 压缩机安全要点 保证散热良好； 严防泄漏； 严禁空气与易燃性气体在压缩机内形成爆炸性混合物； 防止静

17、电； 预防禁忌物的接触； 避免操作失误。,压送特殊气体的压缩机，应根据所压送气体物料的化学性质，采取相应的防火措施。如乙炔压缩机同乙炔接触的部件不允许用铜来制造，以防产生具有爆炸危险的乙炔铜。 可燃气体的管道应经常保持正压，并根据实际需要安装逆止阀、水封和阻火器等安全装置，管内流速不应过高。管道应有良好的接地装置，以防静电聚集放电引起火灾。 可燃气体和易燃蒸气的抽送、压缩设备的电机部分，应为符合防爆等级要求的电气设备，否则，应穿墙隔离设置。 当输送可燃气体的管道着火时，应及时采取灭火措施。管径在150mm以下的管道。一般可直接关闭闸阀熄火；管径在150mm以上的管道着火时，不可直接关闭闸阀熄火

18、，应采取逐渐降低气压。通入大量水蒸气或氨气灭火的措施。但气体压力不得低于50100Pa。严禁突然关闭闸阀或水封。以防回火爆炸。当着火管道被烧红时，不得用水骤然冷却。,6.1.2化工生产岗位安全操作规程 化工生产岗位安全操作规程是生产企业各岗位如何遵守有关规定完成本岗位工作任务的具体操作程序和要求，是职工必须遵守的企业规章。 化工生产岗位安全技术操作规程编制要点： 明确使用范围及条件。 针对岗位操作人员，要求内容具体，针对性强，可操作性强。 编制依据： 国家、地方、行业有关标准、规范。 技术部门提供的工艺规程中有关安全内容。 参照同类行业或岗位多年总结出的经验教训和曾经发生过的事故案例。,设备技

19、术说明书中规定必须遵守的操作注意事项。 具体内容应包括： 物料的危险特性及安全注意事项。 设备操作的安全要求和注意事项。 必要的个人防护要求和使用方法。 岗位必须了解的防火防爆及灭火器使用方面的内容。 职业卫生和环境保护对作业环境方面的基本要求。 岗位操作的具体程序、动作等安全内容。 可根据本单位的具体情况，管理模式编制岗位安全技术操作规程。也可以利用作业指导书的形式，但以上内容不能缺少。,例：气焊气割安全操作规程 一般安全要求： 乙炔使用时最高工作压力禁止超过147KPa。 禁止使用紫铜、银或含铜量超过70%的铜合金制造与乙炔接触的仪表、管子等零件。 乙炔发生器、回火防止器、氧气和液化石油气

20、瓶、减压器等均采取防止冻结措施，一旦冻结应用热水或水蒸气解冻，禁止采用明火烘烤或用铁器敲打解冻。 气瓶、容器、管道、仪表等连接部位应采用涂抹肥皂水方法检漏，严禁使用明火检漏。 气瓶、溶解乙炔瓶等均应稳固竖立或装在专用胶轮车上使用。 禁止使用电磁吸盘钢绳，链条等吊运各类焊接与切割用气瓶。 气瓶、溶解乙炔瓶均应避免放在受阳光曝晒或受热源直接辐射及易电击的地方。,氧气、溶解乙炔等气瓶不应放空，气瓶内必须留有余气，如气瓶内应留有不小于0.1MPa表压的余气，乙炔气瓶必须留有0.05-0.1MPa表压的余气。 气瓶漆色的标志应符合国家颁发的气瓶安全监察规程的规定，禁止改动，严禁充装与气瓶漆色标志不符的气

21、体。 气瓶应配置手轮或专用搬手启闭瓶阀。 工作完毕，工作间隙，工作点转移之前都应关闭瓶阀，载上瓶冒。 禁止使用气瓶作为登高支撑重物的衬垫。 留有余气需要重新作为灌装的气瓶，应关闭瓶阀，旋紧瓶冒，标明空瓶字样或记号。 氧气、乙炔的管道，均应涂相应气瓶漆色规定的颜色和标明名称，便于识别。,溶解乙炔的使用： 溶解乙炔气瓶的充装、检验、运输、储存等均应符合原国家劳动部颁布的溶解乙炔气瓶安全监察规程和气瓶安全监察规定。 乙炔瓶搬运、装卸、使用时都应竖立放稳，严禁在地面上卧放并直接使用。一旦要使用已卧放的乙炔气瓶，必须先直立后，静止20分钟再连接乙炔减压器使用。 开启乙炔气瓶阀时应缓慢，不要超过一转半，一

22、般情况，只开启四分之三转。 禁止在乙炔瓶上放置物件、工具或缠绕悬挂橡胶管及焊割炬等。,氧气瓶的使用： 使用氧气瓶前，应稍打开瓶阀，吹出瓶阀上粘附的细屑或脏污后立即关闭，然后接上减压表再使用。 开启瓶阀，操作者应站在瓶阀气体喷出方向的侧面，并缓慢开启。避免氧气流朝向人体、易燃气体或火源喷出。 禁止在带压力的氧气瓶上以拧紧瓶阀的垫圈、螺母的地方，消除泄漏。 严禁让粘有油脂手套、棉纱和工具等，同氧气瓶、瓶阀、减压器及管路等接触。 禁止单人肩扛氧气瓶。气瓶无防震圈或在气温-10以下时，禁止用滚动方式搬运氧气瓶。 操作中氧气瓶距离乙炔发生器、明火或热源应大于5米。 禁止用手托瓶冒来移动氧气瓶。 氧气瓶不

23、允许放在人行道上，如电梯间、楼梯间附近，防止被重物件撞击，碰倒。,禁止使用氧气代替压缩空气吹净工作服，乙炔管道，或用作试压和气动工具的气源。 禁止用氧气对局部焊接部位通风换气。 气焊、气割用胶管： 按现行标准焊接与气割中使用的氧气胶管为蓝色乙炔管为红色。 乙炔、氧气胶管不能相互换用，不得用其它胶管代替。 乙炔胶管段连接，应使用含铜70%以下的铜管，低合金钢或不锈钢管。 工作前应吹净胶管内的残余气体，再开始工作。 焊接、切割工作前，应检查胶管有无磨损、扎伤、刺孔、老化、裂纹等情况，并及时修理或更换。,减压器的安全使用： 各种气体专用的减压器。禁止换用替用。 减压器在专用气瓶上应安装牢固，采用螺扣

24、连接时，应拧足5个螺扣以上，采用专门夹具压紧时，装卡应平整牢靠。 同时使用两种不同气体进行焊接时，不同气瓶减压器的出口端应各自装有单向阀，防止倒灌。 减压器接通气源后，如发现表盘指针迟滞不动或有误差，应由劳动安全计量部门批准的专业部门修理，禁止自行调整。 禁止用麻绳或一般橡胶等易燃物作为氧气减压器密封垫圈。 液化石油气和乙炔气瓶，二氧化碳气瓶等用减压器必须保证减压器位于最高部位，防止瓶内液体流出。 减压器卸压的顺序是先关闭气瓶的瓶阀，然后放出减压器内的全部余气，最后放松压力调节杆使表针降到0位。 不准在高压气瓶或集中供气的汇流导管的减压器上挂放任何物件，如焊炬、电焊钳、胶管、电焊电缆等。,6.

25、2开车安全操作及管理 装置开车前安全检查 生产装置经过停工检修后，在开车运行前要进行一次全面的安全检查验收。目的是检查检修项目是否全部完工，质量全部合格，劳动保护安全设施是否全部恢复完善，设备、容器、管道内部是否全部吹扫干净、封闭，盲板是否按要求抽加完毕，确保无遗漏，检修现场是否工完料尽场地清，检修人员、工具是否撤出现场，达到了安全开工条件。,装置开车 必须办理开车操作票，检查并确认水、电、汽（气）必须符合开车要求，备种原料、材料、辅助材料的供应必须齐备、合格。投料前必须进行分析验证。 检查阀门开闭状态及盲板抽加情况，保证装置流程畅通，各种机电设备及电气仪表等均应处在完好状态。 保温、保压及洗

26、净的设备要符合开车要求，必要时应重新置换、清洗和分析，使之合格。 安全、消防设施完好，通讯联络畅通，危险性较大的生产装置开车，应通知消防、气防及医疗卫生部门的人员到场。岗位应备有个人防护用品。 装置开车要在开车负责人的领导下，统一安排，并由装置所属的负责人指挥开车。 岗位操作工人要严格按工艺的要求和操作规程操作。 进料前，在升温、预冷等工艺调整操作中，检修工与操作工配合做好螺栓紧固部位的热把、冷把工作，防止物料泄漏。,油系统要加强脱水操作，深冷系统要加强干燥操作，为投料奠定基础。 装置进料前、要关闭所有的放空、排污、倒淋等阀门，然后按规定流程，经操作工、装置负责人检查无误，启动机泵进料。进料过

27、程中，操作工沿管线进行检查，防止物料泄漏或物料走错流程；装置开车过程中，严禁乱排乱放各种物料。 装置升温、升压、加量，按规定缓慢进行。操作调整阶段，应注意检查阀门开度是否合适，逐步提高处理量，使其达到正常生产为止。开车过程中要严密注意工艺的变化和设备运行的情况，加强与有关岗位和部门的联系，发现异常现象应及时处理，情况紧急时应中止开车，严禁强行开车。,6.3停车安全操作及管理 停工条件检查确认 在装置停工前，利用安全检查分析表对停工条件进行检查分析，根据分析结果，制定停工条件确认表，对其内容进行检查确认，只有当所有的内容都满足要求后，方可进行下一步的停工操作，避免由于条件不具备而盲目停工带来的风

28、险。必须强调的是检查标准在此应为具体的、可以操作的，以后各状态确认表中的确认标准有相同要求。 企业必须编制停车方案，正常停车必须按停车方案中的步骤进行。用于紧急处理的自动停车联锁装置，不应用于正常停车，加强与有关岗位和部门的联系。,装置停车安全措施 停车方案一经确定，应严格按照停车方案确定的时间、停车步骤、工艺变化幅度，以及确认的停车操作顺序图表，有秩序地进行。 装置停车时，操作人员要在较短的时间内开关很多阀门和仪表，密切注意各部位温度、压力、流量、液位等参数变化，劳动强度大，精神紧张。为了避免出现差错，停车时必须按确定的方案进行。,吹扫与置换 石油化工设备、管线的抽净、吹扫、排空作业的好坏，是关系到检修工作能否顺利进行和人身、设备安全的重要条件之一。当