第三章化工单元操作安全技术

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 安全技术安全技术 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 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技术2 传热单元操作安全技术3 概 述1 第三章 化工单元操作安全技术 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 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 干燥单元操作安全技术7 萃取单元的安全操作技术8 吸收单元操作安全技术6 第三章 化工单元操作安全技术 其它化工单元安全操作技术9 典型事故案例及分析10 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和基本特点, 重点学习化工单元

2、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 教学目标 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第一节 概述 1 2 化工单元操作及其分类化工单元操作及其分类 化工单元操作基本安全注意事项化工单元操作基本安全注意事项 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、化工单元操作及其分类 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、

3、结晶、过滤、筛分、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。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 二、化工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.防止不稳定物质的积聚或浓缩。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第二节 流体输送单元操作安全技术 1 2 固体物料的输送固体物料的输送 液体物料的输送液体物料的输送 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 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、固体物料的输送 1.1.常见输送设

4、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)皮带、刮板、螺旋输送机、斗式提升机等输送设备 (2)气力输送 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 二、液体物料的输送 1.1.液体物料输送设备分类液体物料输送设备分类 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）离心泵 (2）往复泵 (3）旋转泵 (4）酸蛋和空气升液器 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

5、安全阀（或爆破片）。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。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第三节 传热单元操作安全技术 1 2 加加 热热 冷却、冷凝冷却、冷凝 3 换热器安全运行技术换热器安全运行技术 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、加热 1.1.加热剂与加热方法加热剂与加热方法 (1)水蒸气 (2)热水 (3)高温有机物 (4)无机熔盐 2.2.加热过程危险性分析加热过程危险性分析 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 二、冷却、冷凝 1.冷却、冷凝 2.冷却与冷凝的安全技术 表表3-13-1

6、冷却介质温度表冷却介质温度表 序号冷却介质冷却温度/ 1冷却水0 220%的盐水0-15 3碎冰或雪与盐类混合0-45 4氨34 5烯70100 6氟利昂-80 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 三、换热器安全运行技术 1.1.换热器设备换热器设备 管式冷却、冷凝器 板式冷却、冷凝器 混合式冷却、冷凝设备 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)管程介质 (2)壳程介质 (3)介质流向 (4)若换热器壳侧的设计压力比管侧的设计压力低 (5)釜式换热器 (6)操作控制 (7)泄压与放净 (8)其他 化工安全与环境保护

7、化工安全与环境保护 三、换热器安全运行技术 3-23-2蒸发器的工艺安全设计流程图蒸发器的工艺安全设计流程图 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第四节 冷冻单元操作安全技术 1 2 冷冻及常用方法冷冻及常用方法 冷冻剂的选择及应用冷冻剂的选择及应用 3 冷冻机安全技术冷冻机安全技术 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、冷冻及常用方法 化工生产中常用的冷冻方法如下： 低沸点液体的蒸发。 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。 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。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 二、冷冻剂的选择及应用 1.1.冷冻剂分类

8、及选择冷冻剂分类及选择 2.2.冷冻剂的性质和应用冷冻剂的性质和应用 氨。 氟利昂。 乙烯、丙烯。 3.3.载冷体载冷体 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 三、冷冻机安全技术 采用防爆型电气设备； 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、管 路产生裂纹和泄漏，加强安全阀、压力表等检查、维护； 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 三、冷冻机安全技术 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，应注意其低温材质的选择， 防止金属的低温脆裂

9、。 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安全技术 1 2 蒸蒸 发发 蒸蒸 馏馏 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、蒸发 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 3.3.安全运行操作安全运行操作 （1）合理选择蒸发器 （2）提高加热蒸汽压力 （3）提高传热系数K （4）提高传热量 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 二、蒸馏 1.1.蒸馏过程原理及分类蒸馏过程原理及分类 2.2.不同蒸馏过程危险性分析不同蒸馏过程危险性分析 （1）常压蒸馏 （2）减压蒸馏 （3）加压蒸馏 化工安全与环境保护化工安全

10、与环境保护 第六节 吸收单元操作安全技术 1 2 工业气体吸收过程工业气体吸收过程 吸收过程危险性分析与安全运行吸收过程危险性分析与安全运行 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（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。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 二、吸收过程危险性分析与安全运行 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

11、的材料； 在进口气流速、组成、温度和压力的设计条件下操作； 避免吸收剂蒸气排出。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第七节 干燥单元操作安全技术 1 2 干燥的分类及应用干燥的分类及应用 工业上常用的干燥设备工业上常用的干燥设备 3 4 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 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、干燥的分类及应用 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）传导干燥 （2）对流干燥 （3）辐射干燥 （4）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 化工安

12、全与环境保护化工安全与环境保护 二、工业上常用的干燥设备 干燥设备可分为间歇式和连续式干燥器两大类。 间歇式干燥器可分为常压和减压干燥器两种。 连续式干燥器可分为常压和减压干燥器两种。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 三、干燥过程危险性分析 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、 摩擦易产生静电。 滚筒式干燥。 真空干燥。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 四、干燥过程安全控制 1.1.干燥过程影响因素干燥过程影响因素 （1）物料的性质和形状 （2）物料的湿度 （3）物料的含水量 （4）干燥介质的温度和湿度 （5）干燥介

13、质的流速和流向 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 四、干燥过程安全控制 2.2.安全运行操作条件安全运行操作条件 (1)干燥介质进口温度调节 (2)干燥介质出口温度调节 (3)干燥介质流量调节 (4)干燥介质出口相对湿度调节 (5)干燥介质出口温度与相对湿度调节关系 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第八节 萃取单元的安全操作技术 1 2 萃取过程及危险性分析萃取过程及危险性分析 萃取剂的安全选择萃取剂的安全选择 3 萃取设备的安全选择萃取设备的安全选择 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、萃取过程及危险性分析 1.1.萃取过程萃取过程 萃取是指在欲分离的液体混合物中加入一种合适

14、溶剂， 使其形成两相，利用液体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相中从而实现混 合液的分离。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、萃取过程及危险性分析 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 离等所需的一系列过程及设备完成。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 二、萃取剂的安全选择 1.萃取剂的选择性 2.萃取剂的物理性质 3.萃取剂的化学性质 4.萃取剂回收的难易 5.萃取的安全问题 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 三、萃取设备的安全选择 1.按原料液性质选择萃取器 2.按级数选择萃取器 3.按生产

15、能力选择萃取器 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第九节 其他化工单元安全操作技术 1 2 过滤单元安全操作技术过滤单元安全操作技术 混合单元操作安全技术混合单元操作安全技术 3 4 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 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、过滤单元安全操作技术 1.1.过滤方法及应用过滤方法及应用 （1）重力过滤 （2）加压过滤 （3）真空过滤 （4）离心过滤 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 一、过滤单元安全操作技术 2

16、2过滤材料的分类及选择过滤材料的分类及选择 (1)常用过滤材料的分类 (2)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）加压过滤 （2）真空过滤 （3）离心过滤 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 二、混合单元操作安全技术 1.1.混合过程混合过程 2.2.混合过程危险性及安全技术混合过程危险性及安全技术 (1）气-液混合 (2）液-液混合 (3）固-液混合 (4）气-气混合 (5）固-固混合 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 三、熔融单元操作安全技术 1.1.熔融过程熔融过程 2.2.熔融过程危险性分析与安全技术熔融过程危险性分析与安全技术 (1)熔融物料的

17、危险性质 (2)熔融物中的杂质 (3)物质的黏稠程度 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 四、粉碎单元操作安全技术 1.粉碎方法 2.粉碎过程危险性与安全控制技术 3.粉碎机械的一般安全设计 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 五、筛分单元操作安全技术 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、产品进行颗粒分级。 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 官和皮肤都有很大危害。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 六、贮存单元操作安全技术 一些贮存场所易燃易爆物料的场所如数量巨

18、大、存放 集中，一旦燃烧、爆炸，火势猛烈，极易蔓延扩大。 不少物品在存放时，因露天曝晒、库房漏雨、地面积 水、通风不良等，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。 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、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

19、具、 开启密封容器时撞击摩擦、违规堆垛、野蛮装卸、可燃 粉尘飞扬等，可能引发火灾爆炸。 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 1995年11月4日21时50分，某市造漆厂树脂车间工段B反应 釜加料口突然发生爆炸，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2176kg松香，松香被 火熔化后，向四周及一楼流散，使火势顷刻间扩大。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第十节 典型事故案例及分析 2.2.事故原因事故原因 造成这起火灾事故的直接原因，是

20、B反应釜内可燃气体受 热媒加温到引燃温度，被引燃后冲出加料口而蔓延成灾。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第十节 典型事故案例及分析 案例案例2 2：加热事故案例分析（爆炸）：加热事故案例分析（爆炸） 1.1.事故经过事故经过 1995年1月13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。 2.2.事故原因分析事故原因分析 （2）间接原因 （1）直接原因 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第十节 典型事故案例及分析 案例案例3 3：蒸发事故案例分析（烫伤）：蒸发事故案例分析（烫伤） 1.1.事故经过事故经过 2004年9月9日晨7点半左右，江苏省某化工厂四车间蒸发 岗位

21、，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4人上塔处理。 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， 只一味地想看个究竟，位置站得太靠前。当法兰撬开时， 反应迟钝、躲闪慢，是导致他烫伤的直接原因。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第十节 典型事故案例及分析 案例案例4 4：蒸馏事故案例分析（爆炸）：蒸馏事故案例分析（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。 化工安全与环境保护化工安全与环境保护 第十节 典型事故案例及分析 2.2.事故原因事故原因 （1）逼干釜连续加热，造成系统温度异常升高 （2）仪表检测误差和反应迟缓，使系