化工单元操作安全生产技术版本ppt课件.ppt

1、化工单元操作安全生产技术,王罗强,湖南化工职业技术学院化学工程系,化工单元操作过程安全生产技术,单元操作在不同化工产品 生产过程中，发生同样物理 变化，遵循共同物理学规律， 使用相似设备，具有相同功能 的基本物理操作。 流体流动 传热 传质 热力过程：液化、冷冻等 机械过程：输送、粉碎等,化工单元操作过程安全生产技术,第一节 物料输送过程的安全,1.1 液态物料输送：一般采用泵和管道输送。输送的液体物料性质各异（例如高粘性溶液、悬浮液、腐蚀性溶液等），且温度、压强又有高低之分。,Case 离心机安全事故分析,1996柳州地区某糖厂榨季中期发生过一例事故: 甲糖上悬式离心分蜜机运转时转鼓突然断裂

2、, 碎片飞出机外, 将砖墙打成一个深坑, 幸亏没有击中现场工人, 否则后果不堪设想。 事后对该离心机进行剖析, 发现其转鼓壁断裂处由于糖蜜的腐蚀已变薄至只有11mm (新机转鼓壁厚16mm , 该机已使用第九个榨季)。这样的壁厚是不能维持安全运行的。 运行700 1400 小时之后应进行小修; 运行3000 4000 小时后进行中修; 当轴损伤或转鼓腐蚀, 轮圈断裂或轮壳与转鼓配合松动时则应进行大修。,1.2 气体物料输送的安全,1.抽送或压送可燃性气体时，进气口应保持一定余压，以免造成负压吸入空气形成爆炸性混合物。 2. 压缩机汽缸、贮气罐以及管路要有足够强度。 3.要安装经校验准确可靠的压

3、力表和安全阀。 4.压缩机在运行中不能中断润滑油和冷却水。 5. 特殊安全措施。如在乙炔压缩机中与乙炔接触的部件不能使用铜材质，以避免产生比较危险的乙炔铜等等。,1.3 固体块状物料与粉料输送的安全,皮带输送机 螺旋输送器 刮板输送机 链斗输送机 斗式提升机 气力输送,1.3.1 皮带、刮板、链斗、螺旋、斗式提升机等输送设备,（1） 传动部分 皮带传动 皮带同皮带轮接触部位是极其危险部位，对操作者存在极大危害甚至危及生命安全。应安装防护罩。 齿轮传动 齿轮与齿轮、齿条、链带相啮合部位极其危险，该处连同它的端面应采取防护措施，防止发生重大人身伤亡事故。,1.3.1 皮带、刮板、链斗、螺旋、斗式提

4、升机等输送设备,（2） 输送设备的开、停车 安装超负荷、超行程停车装置。 紧急事故停车开关安装在操作者经常停留部位。 停车检修，开关应上锁或撤掉电源。 长距离输送系统应安装开停车联系信号、自动联锁装置或程序控制系统。 （3） 输送设备的日常维修,1.3.2 气力输送,依靠真空泵或风机产生的气流动力输送物料。 （1） 吸送式系统 （2） 压送式系统,Eg:HNNT公司从美国进口的35000t/a 粉剂设备,1.3.2 气力输送,1.堵塞 引起堵塞的主要因素： 粘性物料粘附。 管道连接不同心，有错偏或焊渣突起等障碍。 大管径长距离输送。 输料管径突然扩大，突然停车。 措施： 设计时应确定合适输送速

5、度，选择管系合理结构和布置形式。尽量减少弯管数量，尤其要少用由水平向垂直过渡的弯管。严禁两个弯管挨近连接等。,第二节 过滤过程的安全,连续过滤较间歇式过滤安全：连续过滤机循环周期短，能自动洗涤卸料，过滤速度较高，且操作人员脱离有毒物料接触。 间歇式过滤机需要经常重复卸料、装合、加料等各项辅助操作，较连续式过滤周期长，人工操作劳动强度大，直接接触毒物。,过滤的安全技术,过滤中能散发有害或爆炸性气体时，对于加压过滤不能采用敞开式过滤操作，应采用密闭式过滤操作，并用压缩空气或惰性气体保持压力。 在取滤渣时应先放压力，否则会发生事故。,过滤的安全技术,离心过滤机： （1）转鼓、盖子、外壳及底座应用韧性

6、金属制造。 （2）处理腐蚀性物料，转鼓需要衬里； （3）盖子应与启动机链锁； （4）应有限速装置； （5）离心机开关应装在近旁； （6）楼上离心机要有减振装置，防止谐振； （7）对离心机内、外部及负荷应定期进行检查。,第三节 除尘过程的安全,机械除尘器、电除尘器、过滤除尘器和洗涤除尘器等。 3.1 惯性（离心）力除尘器故障和预防 由于粉尘附着、堆积，器壁磨损及气体泄漏等原因会引起除尘器性能下降。,3.1.1 粉尘附着与堆积,附着的原因：气体中水分凝聚，物质粘合，粉尘热沉降等等。 措施：采取保温措施防止粉尘结块；粉尘颗粒越细引起沉降的可能性越大。,3.1.2 器壁磨损：采用内衬碳化硅或氮化硅防范

7、。 3.1.3 气体泄漏：漏入空气，粉尘飞散，除尘器内部气流状态恶化。,3.2 电除尘器故障和防治措施 电除尘器故障过去主要是高压电源部分和电极断路事故；静电除尘结构对于微米以下的微粒粉尘的除尘比任何除尘方式都有效，相反对粗大颗粒的粉尘却收效甚微。,7-含尘气体进口；8-干净气体出口,3.3某除尘系统检修安全事故分析,事故原因： 1.运行人员停电操作存在严重的随意性。 2.检修人员违反电业安全工作规程的规定，在没有监护的情况下单人在带电场所作业，且安全措施不全，造成触电。 3.运行班长在检修人员触电后，应急处理和救援不当。不是立即对所有电场停电救人，而是打电话逐级汇报，延误了抢救时间。 防范措

8、施： 1.紧急缺陷处理时，必须待安全措施完成后检修人员方可进行作业。并执行监护制度。 2.对可能发生的触电危险情况，事前开展危险点分析。 3.对职工加强 应急处理和救援的教育。,第四节 粉碎过程的安全,4.1 破碎过程安全技术 大块物料破碎成小块物料称为破碎； 小块物料磨成细粉称为粉磨。 破碎机安全条件： 最好连续化、自动化加料、出料； 具有防止损坏的安全装置； 产生粉末应尽可能少； 发生事故能迅速停车。,球磨机,冲击式破碎机,鄂式破碎机,圆锥破碎机工作原理,4.1 破碎过程安全技术,颚式、圆锥式破碎机应装设防护板。 球磨机研磨具有爆炸性物质，需用橡皮或其它柔软材料衬里，同时采用青铜磨球。 粉

9、碎机必须有紧急制动装置； 运转中的破碎机严禁检查、清理、调节和检修； 破碎机加料口应设安全栅格。 初次研磨的物料应先在研钵中试验。 可燃物料研磨后应先冷却，后装桶，防止发热引起燃烧。 粉末燃烧，立即停料，切断空气，必要时充入惰性气体。,4.2 粉碎过程安全事故案例分析,2004年9月16日13时30分，苏州高新区某复合肥厂发生了一幕惊心动魄的惨剧，1名年仅36岁的李姓安徽民工在操作中，左脚不慎一滑，滑进了正在运转中的用来搅碎结块化肥的粉碎机里，顿时，整条腿被机器上碗口粗的钢刺绞住碾碎，且又卡在粉碎机里不能动弹，鲜血淋漓，生命垂危。经过千方百计解救，直到16时45分左右才将这位民工那条血淋淋的左

10、脚从粉碎机中拉了出来。然而遗憾的是，由于这位民工的大腿全部被机器碾碎，大动脉失血过多，因此，在救出前他已经不治身亡。 主要原因：粉碎机设计问题，粉碎机的挡板不科学。 次要原因：当事人的自我安全防范意识不强，操作时未能小心谨慎。,第五节 筛分过程的安全,（1）如果粉尘具有可燃性，必须注意因碰撞和静电而引起粉尘燃烧、爆炸。如粉尘具有毒性、吸水性、腐蚀性，须注意呼吸器官及皮肤保护，防止引起中毒或皮肤伤害。 （2）筛分操作扬尘量很大，在不妨碍操作、检查的前提下，应将筛分设备最大限度密闭； （3）要加强检查，注意筛网磨损、筛孔堵塞、卡料，以防筛网损坏和混料； （4）筛分设备运转部分应加防护罩； （5）采

11、用隔离等消声措施。,筛分机故障种类,（1） 往复运动筛筛网破损 （2） 球形物料堵眼 （3） 因附着造成堵眼 （4） 异物混入,故障防止措施,（1） 筛网选定：常用正方形网眼，开孔率可通过公称网目和线径（或开孔）选择。 （2） 筛分物料：应了解所处理物料特性，包括粒子形状、比重、硬度、磁性等。从加工方法和环境条件来看包括分散性、水含量、带电性、破碎性、附着性等。粒度。 （3） 堵眼： 敲打；刷光网面；用振动器振动网面；用消除静电除去堵塞（如增湿法）；超声波振动（适于微粉）；增加机械本身的振动力；网线加热。,知识拓展：筛子目数,筛网在1英寸（25.4mm）线段内的孔数即定义为目数。目数越大，说明

12、物料粒度越细。常用的泰勒制是以每英寸长的孔数为筛号,如100目的筛子表示每英寸筛网上有100个筛孔。,筛孔尺寸与标准目数对应,筛孔尺寸：4.75mm 标准目数：4目 筛孔尺寸：4.00mm 标准目数：5目 筛孔尺寸：3.35mm 标准目数：6目 筛孔尺寸：0.180mm标准目数：80目 筛孔尺寸：0.150mm标准目数：100目 筛孔尺寸：0.125mm标准目数：120目 筛孔尺寸：0.090mm标准目数：170目 筛孔尺寸：0.0750mm标准目数：200目 筛孔尺寸：0.0630mm标准目数：230目 筛孔尺寸：0.0530mm标准目数：270目 筛孔尺寸：0.0450mm标准目数：325

13、目 筛孔尺寸：0.0374mm标准目数：400目,第六节 混合与搅拌过程的安全,液体混合设备 （a）机械搅拌 （b）气体搅拌：用压缩空气或蒸汽以及氮气通入液体介质中鼓泡达到混合目的。,搅拌装置 桨式搅拌,混合安全技术,桨叶要牢固安装，不允许产生摆动； 防止电机超负荷以及桨叶折断； 搅拌机不可随意提高转速，尤其搅拌粘稠物质，造成电机超负荷、桨叶断裂以及物料溅出； 安装超负荷停车装置； 加料、出料机械化、自动化。,搅拌机安全事故案例分析,2009年11月21日，石家庄市某动物药品厂发生的一起搅拌机挤压事故，造成1人死亡。当日上午10时20分左右，操作工赵某在未关闭搅拌机电源的情况下，用小笤帚清扫余

14、料，手指被搅拌机的转轮挤住，并将身体上部带入，使胸部被转轮挤压，导致窒息，经抢救无效死亡。 事故的主要原因： 一是因为作业时违反安全操作规程，清扫余料时未关闭搅拌机电源。 二是安全教育培训不够，落实安全规章制度不到位。,第八节 换热过程的安全,热源：烟道气、电力、空气 中间热载体： 液体热载体：水、石油、润滑油、甘油、联苯混合剂、有机硅液体和易熔金属熔体等； 气体热载体：过热水蒸汽、空气，固体、液体和气体燃料的燃烧产物等。,8.1 加热过程的安全,为了使设备和原料逐步加热必须缓慢提高炉温，可燃液体迅速加热可能导致进入系统中的水分剧烈沸腾、压力急剧升高和导致发生事故。 工厂常发生燃烧室和烟道爆炸

15、事故以及燃烧室火焰外喷事故，事故原因由于气体从循环系统中泄漏、火焰脱离喷嘴以及暂时停止向喷嘴供应燃料等引起。 燃料泄漏是管式炉操作中经常发生火灾原因。,8.2 换热器的安全,事故案例： 1994年2月17日，湖南省某氮肥厂，因金属垫片选型不符合规范、法兰螺栓紧固不均匀，投入使用前，换热器未按要求进行试压及气密性试验，在检修完甲胺分厂合成低温U形管换热器重新开车后，封头法兰处的金属垫片被冲开发生泄漏，大量液氨并带有部分甲醇、甲胺喷出，造成3人中毒死亡。,8.2 换热器的安全,1.换热器的构造：管内是高压流体。,图4-21 U形管式换热器 1-中间挡板； 2-U形管；3-内导流筒,1.换热器的构造

16、,1.换热器的构造,1.换热器的构造,8.2 换热器的安全,2.故障和防止措施 管子裂缝或穿孔、管板和管子接缝开裂等。 长期使用导致管子内表面腐蚀、磨损，严重的必须拆换。 因松动而产生的泄漏主要发生在螺栓拧紧部位，如浮头式换热器的浮头盖处容易泄漏，因漏出的液体流不出来，很难发现；必须将滞留物排出，拆下封头拧紧螺栓。,8.2.故障和防止措施,冷却冷凝事故预防 (1) 根据被冷却物料的温度、压力、理化性质以及工艺条件，正确选用冷却设备和冷却剂； (2) 对于腐蚀性物料的冷却，最好选用耐腐蚀材料的冷却设备。如石墨冷却器、塑料冷却器，以及用高硅铁管、陶瓷管制成的套管冷却器和钛材冷却器等等。 (3) 严

17、格注意冷却设备的密闭性。,8.2.故障和防止措施,(4) 冷却设备所用的冷却水不能中断。以冷却水控制温度，最好采用自动调节装置。 (5) 开车前首先清除冷凝器中的积液，再打开冷却水、然后通入高温物料。 (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。,8.2 换热器的安全,3.气密性试验 试验压力一般用正常工作（或设计）压力的1.11.5倍。 4.换热器运转 使用前准备：了解设备使用目的、运转条件、设计条件，然后检查、确认筒口和阀门安装是否正确，阀门是否已完全关闭，温度计、压力表安装是否正确。,8.2 换热器的安全,开始运转操作：关出口

18、阀，打开冷流体出口排放阀将流体导入；全开出口阀门；按同样方法将热流体导入。如果热流体是蒸汽要把排放阀切断，由于温度迅速升降，可能使管子膨胀或收缩，所以要密切注意。进入正常状态后再次检查各处有无泄漏。 停止运转的操作：按热流体入口、出口，冷流体入口、出口顺序关闭阀门，再打开筒体及管子的排放阀，排出内部流体，必要时用蒸汽或惰性气净化。,第九节 干燥过程的安全,9.1 干燥分类 常压和减压干燥 间歇式与连续式干燥,9.1 干燥分类与安全,9.1.1 间歇式干燥：靠人力输送物料，温度较难控制，易造成局部过热，使物料分解或引起火灾爆炸。易燃蒸汽或粉尘与空气混合达到爆炸极限后。安装温度计、温度自动调节装置

19、、自动报警装置以及防爆泄压装置。 9.1.2 连续干燥：易燃气体或粉尘同空气混合易达到爆炸极限，要注意通风安全；在气流干燥中易产生静电。,9.2 典型干燥过程的安全,9.2.1 接触式干燥：如果热载体温度过高，则某些物质可能自动闪燃、起火，引起干燥器和相邻设备爆炸。可采用减少物质在高温带停留时间或导出热气体调节。,9.2.2 真空干燥,在干燥易燃、易爆物料时采用连续式或间歇式真空干燥比较安全， 适当降低干燥温度，防止由于高温引起物料局部过热和分解；大大降低火灾、爆炸危险性。,9.2.3 喷雾干燥,图4-22 喷雾干燥流程图 1-空气过滤器；2-送风机；3-预热器；4-干燥室；5-热空气分散器；

20、6-雾化器； 7-产品输送及冷却管道；8-1号分离器；9-2号分离器； 10-气流输送用的风机；11-抽风机,9.2.3 喷雾干燥,9.2.3 喷雾干燥,缺点是干燥室体积大，需要粉尘回收设备，热载体气流量大。含尘气体净化装置也十分笨重。 有效防止喷雾干燥器爆炸的措施可用惰性气体使热载体（空气）稀释至安全范围，并使热载体循环利用；惰性气体可使用烟道气、过热水蒸汽和氮气等。 旋风分离器、贮料斗、加热器、热载体加热机组一般应安置在露天场所，并安装相应隔热墙和自动控制装置。,9.2.3 喷雾干燥,事故案例： 某工厂在饲用酵母干燥过程中，曾发生酵母爆炸起火事件，喷雾机械的减速器齿轮被折断。 爆炸原因：设

21、备内形成易爆粉尘-空气混合气，在设备壁、底部沉积的饲用酵母过热，饲用酵母在高温条件下滞留开始腐败和自燃，故而引起爆炸。,9.3 干燥器安全事故案例分析,1991年，某制药厂一分厂干燥器内烘干的过氧化苯甲酰发生化学分解强力爆炸。 事故原因分析： 没有按照干燥器安全操作法要求“在停机抽真空之前，应提前一个小时关闭蒸汽”的规定执行。在没有关严两道蒸汽阀门的情况下，下午2点通知停抽真空，造成干燥内温度急剧上升，致使过氧化苯甲酰过热引起剧烈分解爆炸。 该厂在试生产前对其工艺设计、生产设备、操作规程等未按化学危险物品规定报经安全管理部门鉴定验收。 该厂用的干燥器是仿照某制药厂的干燥器自制的，该干燥器适用于

22、干燥一般物品，但干燥化学危险物品过氧化苯甲酰就不一定适用。,9.3 干燥器安全事故案例分析,事故整改措施： 严格按照国家对化学危险物品安全管理条例的要求来设计、生产、储存。 投产前要请有关部门对现有厂房、设备、工艺规程等进行论证、鉴定验收同意后再投产。 企业要加强技术培训，提高于部、职工业务技术素质和安全意识。特种作业工人必须经过培训、持证上岗。,第十节 蒸馏过程的安全,10.1 蒸馏的类型 蒸馏是借液体混合物各组间分挥发度不同使其分离为纯组分的操作。,板式塔整体结构 具有整块塔盘板式塔,10.1.1 常压蒸馏,1.易燃液体蒸馏不能采用明火作热源。 2. 蒸馏腐蚀性液体： 3.蒸馏自燃点很低的

23、液体应注意：蒸馏系统密闭，防止因高温泄漏遇空气而自燃。 4.对于高温蒸馏系统应防止冷却水渗入塔内： 5.开车前应将塔内和蒸汽管道内冷凝水放尽，然后使用。,10.1.1 常压蒸馏,6. 防止管道堵塞使塔内压力增高而引起爆炸。 7.对于蒸馏高沸点物料应防止产生自燃点很低的树脂油状物遇空气自燃； 8.应防止蒸干残渣脂化结垢，引起局部过热而着火、爆炸；油焦和残渣应经常清除。 9.冷凝器中冷却水或冷冻盐水不能中断，否则未冷凝的易燃蒸汽逸出使后部系统温度增高，或窜出遇明火而引燃。,10.1.2 真空蒸馏,1.沸点较高而高温蒸馏又能引起分解、爆炸或聚合的物质，采用真空蒸馏较为合适。 如硝基甲苯高温易分解爆炸

24、，苯乙烯高温易聚合。 2.真空蒸馏设备密闭性很重要。如硝基化合物吸入空气有引爆或着火的危险。真空泵应安装单向阀，防止突然停泵造成空气倒入。 3. 易燃易爆物质蒸馏完毕，冷却充入氮气后，再停止真空泵运转，防止空气进入热的蒸馏锅引起燃烧或爆炸。,10.1.3 加压蒸馏,1. 加压蒸馏易泄漏，极易造成燃烧、中毒。设备应严格进行气密性和耐压试验检查，并安装安全阀和控制仪表。 2. 安全阀排气管与火炬系统相接。 3. 注意系统的静电消除。 4.室外蒸馏塔应安装可靠的避雷装置。 5. 对易燃易爆物质，蒸馏厂房、电机、照明等电气设备均应符合防爆要求。,2020/10/19,63,案例分析,2008年10月2

25、2日20时15分，某助剂厂酒精蒸馏釜因超压发生爆炸，造成4人死亡，3人重伤。 该厂某车间酒精蒸馏的工艺过程，是把生产过程中产生的废酒精(主要是水、酒精和少量氯化苄等的混合液)回收，再用于生产。,案例分析,工艺过程：将母渣(废酒精)储罐中的母液抽至酒精蒸馏釜，关闭真空阀并打开蒸馏釜出料阀，使釜内呈常压状，然后开启蒸汽升温，并将冷凝塔塔下冷却水打开。待釜内母液沸腾时，及时控制进汽量，保持母液处于沸腾状态。馏出的酒精蒸气经冷凝塔凝结为液态经出料阀流出。通过釜上的视镜看母液下降的位置是否趋于蒸完。,案例分析,酒精蒸馏釜容积为20000 L，夹套加热工作压力为0.25 MPa (额定压力为0.6 MPa

26、)，事故前夹套蒸汽压力估算为0.5 MPa左右。酒精蒸馏釜釜体与釜盖由46个橄榄螺栓连接，其破坏强度为1.38x10620.3x106 N。当时釜内有约1 m3酒精，当夹套蒸汽压力达0.5MPa、釜内酒精蒸气作用力为172x106N时，便可把釜盖炸开(查当班锅炉送汽压力为0.85MPa)。,2020/10/19,66,案例分析,原因分析： 酒精蒸馏釜出料阀没有开启是造成这起事故的直接原因。由于出料阀未打开，当开通蒸汽升温后酒精蒸发，使蒸馏釜从常压状态变为受压状态；当釜内酒精蒸气压力超过釜盖螺栓的密封力时，将釜盖冲开，大量酒精蒸气冲出后与空气迅速混合，形成爆炸混合物，遇火源瞬间发生化学爆炸。,1

27、0.2 精馏过程的安全,1.管道管件连接处容易泄漏，可燃易爆蒸汽和气液混合物与空气接触具有着火的可能。 2.气密性破坏的原因可能是系统内压力过高、腐蚀、机械损伤和振动。 3.分离装置的孔、设备和管道被堵塞可能导致塔内压力升高，可能引起设备破坏。 4.精馏塔须安装压力和温度自动调节器、自动连锁装置以及安全阀或防爆膜，向大气或火矩系统的排放管线。,10.3 精馏塔安全事故案例分析,案例1 1995年1月6日，南京化工厂一车间硝基苯工段发生爆炸。 事故起因：精制岗位初馏塔进料不通，导致岗位停车。直接原因是精馏塔釜下面密封失效，导致再沸器下封头局部化学爆炸；另一原因可能是再沸器列管上部分暴露于气相中，

28、硝基酚、二硝基苯等烘烤过热，引起分解爆炸。事故造成7人灼烧受伤。,10.3 精馏塔安全事故案例分析,案例2：1996年江苏某化工厂硝基苯爆炸，事故原因是精馏塔釜在排放焦油时，由于釜壁和再沸器列管积碳，焦油没有排净；精馏塔填料中冷凝的硝基苯回流到塔釜中；初馏塔内物料抽入到精馏塔釜。由于精馏塔釜和再沸器残余物料还没有得到充分的冷却，又因拆开上封头时塔内还处于高真空状态，使大量空气吸入，与釜壁和列管内壁积碳氧化燃烧，急剧加热物料，最终导致硝基苯热分解爆炸。这次事故当场炸死2人，再沸器的下封头炸开并插人地下约0.6米深，爆炸的气浪和冲击波使远离现场80米处的办公楼门、窗玻璃大部分被冲碎。,案例3：甲醇

29、精馏塔爆炸事故,1991年6月26日，日本狮子株式会社千叶工场，在 “-磺基脂肪酸酯”生产中，由于甲醇和过氧化氢反应生成微量的甲基过氧化物，并在精馏塔停止运转过程中，在局部从0.1%浓缩到百分之几十而发热，导致精馏塔发生爆炸。 -磺基脂肪酸酯生产设备于1991年1月完成，2月进入正常运行。6月19日21时35分，磺化反应装置启动，20日2时46分，回收甲醇开始供给甲醇精馏塔。26日8时9分，磺化反应装置停车；9时06分，停止向精馏塔供给回收甲醇，同时减小再沸器的蒸气量，将精制甲醇的馏出量从正常的350kg/h降至150kg/h，之后保持“待机状态”（回流比12）；,案例3：甲醇精馏塔爆炸事故,9时55分