三、化工单元操作(10课时)

1、 3.1 化工单元操作简介3.2 物料输送危险特性及安全措施3.3 熔融和干燥危险特性及安全措施3.4 蒸发和蒸馏危险特性及安全措施3.5 冷却、冷凝和冷冻危险特性及安全措施3.6 筛分和过滤危险特性及安全措施3.7 粉碎和混合危险特性及安全措施 2021-12-292化工单元操作的特点：化工单元操作的特点：3.1化工单元操作简介化工单元操作简介 2021-12-293动量传递：流体输送、沉降、过滤、搅拌动量传递：流体输送、沉降、过滤、搅拌热量传递：加热、冷却、冷凝、蒸发热量传递：加热、冷却、冷凝、蒸发质量传递：蒸馏、吸收、吸附、萃取质量传递：蒸馏、吸收、吸附、萃取同时遵循热质传递规律：结晶、

2、干燥同时遵循热质传递规律：结晶、干燥单元操作的分类：单元操作的分类：根据各单元操作所遵循的基本规律分类： 2021-12-294 常见单元操作基本原理常见单元操作基本原理单元操作单元操作 目的目的 物态物态 原理原理 传递过程传递过程流体输送流体输送 输送输送 液或气液或气 输入机械能输入机械能 动量传递动量传递 搅拌搅拌 混合或分离混合或分离 气气- -液液 输入机械能输入机械能 动量传递动量传递 液液- -液液, ,固固- -液液 过滤过滤 非均相混合物分离非均相混合物分离 气气- -固固, ,固固- -液液 尺度不同的截留尺度不同的截留 动量传递动量传递 沉降沉降 非均相混合物分离非均相

3、混合物分离 气气- -固固, ,固固- -液液 密度差引起的密度差引起的 动量传递动量传递 沉降运动沉降运动 加热加热, , 升温升温, ,降温降温, ,改变改变 气或液气或液 利用温差传入利用温差传入 热量传递热量传递 冷却冷却 相态相态 或移出热量或移出热量 蒸发蒸发 溶剂与不挥发性溶剂与不挥发性 液液 供热汽化溶剂供热汽化溶剂 热量传递热量传递 溶质的分离溶质的分离 2021-12-295 2021-12-296物料输送 化工生产过程中，将各种原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物，由前一工序输往后一工序，或由一个车间输往另一个车间，以及输往储运地点。依据输送机械设备；物料形态分类：u

4、固体物料输送u 液体物料输送u 气体物料输送 2021-12-297分为固体直接输送和固体流化输送 固体直接输送主要设备皮带、刮板、链斗、螺旋、斗式提升机等固体物料的输送 2021-12-298通用固定式带式输送机通用固定式带式输送机 2021-12-299刮板输送机刮板输送机 2021-12-2910螺旋输送机螺旋输送机 2021-12-2911链斗式提升机链斗式提升机 2021-12-2912特点：连续往返运转，可连续加料，连续卸载。 (1) 传动部分 皮带传动 皮带适应输送物料的性质、负荷情况、运转速度及传动马力大小。 皮带要有足够的强度，胶接应平滑，并要根据负荷调整松紧度。 要防止因高

5、温物料烧坏皮带，或因斜偏刮挡撕裂皮带的事故发生。 皮带同皮带轮接触部位可造成操作者断肢伤害甚至危及生命安全，应安装防护罩。 2021-12-2914 齿轮传动 要求齿轮同齿轮、以及齿轮同齿条、链条的很好啮合啮合，以及具有足够的强度。此外，要严密注意负荷的均匀，物料的粒度以及混入其中的杂物。防止因卡料而拉断链条、链板，甚至拉毁整个输送设备机架。 对于斗式提升机应有因链带拉断而坠落的防护装置。 2021-12-2915 对于链斗输送机还应注意下料器的操作：防止下料过多、料面过高造成链带拉断；同时注意下料器摇把反转伤人。 对于螺旋输送器，要注意螺旋导叶与壳体间隙、物料粒度和混入杂物(如铁筋、铁块等)

6、，防止挤坏螺旋导叶与壳体。同样，齿轮与齿轮、齿条、链带相啮合的部位，连同它的端面均应采取防护措施，防止发生人身伤亡事故。 2021-12-2916 轴、联轴节、联轴器、键及固定螺钉。这些部位表面光滑程度有限、有突起。特别是固定螺钉不准超长，否则在高速旋转中易将人刮倒。因此这些部位要安装防护罩，并不得随意拆卸。 2021-12-2917 (2) 输送设备的开、停车 装设自动开停和手动开停系统。 事故性故障； 超负荷、超行程停车装置； 紧急事故停车开关应设在操作者经常停留的部位。停车检修，开关应上锁或撤掉电源。 对于长距离输送系统，应安装开停车联系信号(声、光信号或通话装置），以及给料、输送、中转

7、系统的自动联锁装置或程序控制系统。 2021-12-2918(3) 输送设备的日常维护。 主要是润滑、加油和清扫工作，是操作者致伤的主要机会。 安装自动注油和清扫装置 2021-12-2919固体直接输送操作事故应急救援固体直接输送操作事故应急救援 事故模式理论分析（两类危险源，流变-突变理论） 中毒事故 1）迅速停车 2）恢复物料密闭状态 机械伤害事故 1）设备迅速停车 2）人员的迅速救治 燃爆事故 1）设备迅速停车，断电 2）根据物料性质，选择适当灭火剂灭火 2021-12-2920固体流化输送：气力输送(风力输送) 动力：真空泵或风机产生的气流动力 (1) 吸送式系统 该系统的风机或真空

8、泵安装在系统的尾部，靠机泵形成的吸力将空气与物料一起吸入，经分离器将物料与空气分离，由分离器底部排出。空气则由除尘器净化后排入大气或循环使用。 2021-12-2921真空泵真空泵在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，离心力的作用使水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0为起点，那么叶轮在旋转前180时小腔的容积由小变

9、大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。 2021-12-2922 2021-12-2923 (2) 压送式系统。 风机是装在系统的前端，风机启动后，管道压力高于大气压，从料斗下来的物料通过喉管与空气混合送至分离器。被分离出的物料经卸料器卸出，空气经除尘器净化后排入大气。 低压输送，0.2MPa以下； 高压输送，27MPa之间。 该系统加料器结构复杂，且加料装置需一定的高度，适宜于长距离输送。 气力输送系统密封性好、物料损失少、构造简单、操作简便，易实现自动化且输送距离远(

10、达数百米)。但能量消耗大、管道磨损大，不适于输送湿度大、易粘结的物料。 气力输送系统除设备本身因故障损坏外，应关注系统堵塞和由静电引起的粉尘爆炸。 2021-12-2925堵塞堵塞：粘性或湿度过高的物料较易在供料处、转弯处粘附管壁造成堵塞；管道连结不同心，有错偏或焊渣突起等障碍处易堵塞；大管径长距离输送管比小管径短距离输送管，更易发生堵塞；输料管径突然扩大，物料在输送状态中突然停车易造成堵塞。 2021-12-2926 静电：静电：粉料在气力输送系统中同管壁摩擦而使系统产生静电。 粉料输送应选用导电性材料制造管道，并应有良好的接地，如采用绝缘材料管道，且能产生静电时，管外应采取接地措施； 应对

11、粉料的粒度、形状，物料与输送管道材料的匹配，管道直径大小问题等进行试验，优选产生静电小的进行配置； 输送管道直径要尽量大些，管路弯曲和变径应缓慢，弯曲和变径处要少，管内壁应平滑、不要装设网格之类的部件； 输送速度不应超过规定风速值，输送量不应有急剧的变化； 粉料不要堆积管内，要定期使用空气进行管壁清扫。 2021-12-2928 主要事故形态是粉尘爆炸 1）停止输送，防止粉尘进一步进入空气，形成混合爆炸体系； 2）杜绝环境中点火源出现，防止次生事故； 3）根据物料是否具有毒性，进一步采取适当的洗消工作。气力输送操作事故预防应急救援气力输送操作事故预防应急救援 2021-12-2929液体物料的

12、输送将液态物料由低处输往高处；或由一地输往另地(水平输送)；或由低压处输往高压处，以及为保证一定流量克服阻力所需要的压头。四类泵设备：往复泵、离心泵、旋转泵、流体作用泵。往复泵 往复泵主要由泵体、活塞(或活柱)和两个单向活门构成。依靠活塞的往复运动将外能以静压力形式直接传给液态物料，借以输送。 2021-12-2930往复泵往复泵 2021-12-2931 蒸汽往复泵是以蒸汽为驱动力，不用电和其他动力。因此可以避免产生火花，特别适用于输送易燃液体。当输送酸性和悬浮液时，选用隔膜往复泵较为安全。因为用耐磨、耐腐蚀的橡胶和特种金属制成的隔膜将物料与活塞隔开，使其不受损坏。 往复泵开动前，观其活塞、

13、缸套是否磨损、吸液管上的垫片是否适合法兰大小，以防泄漏。各注油处应适当加润滑油。 开车时，将泵体内壳充满水，排除缸中空气。若出口装有阀门，必须将出口阀门打开。严禁用出口阀门调节流量，否则将造成事故。 2021-12-2933离心泵离心泵 离心泵是将机械能通过泵体内高速旋转的叶片给液体以动能，再由动能转化成静压能，然后排出泵外。由于离心力的作用，使叶轮通道内的液体被排出，此时叶轮进口处呈负压，液体则被吸入。 离心泵在开动前，泵内和吸入管必须用液体充满，或采取其他措施以防气缚现象发生。如在吸液管装单向阀门，使泵在停止工作时，泵内液体不致流空，或将泵置于吸入液面之下，或采用自引式离心泵都可将泵内空气

14、排尽。使用后放净泵与管道内积液，以防冬季冻坏设备、管道。 在输送可燃液体时，其管道内流速不应大于安全流速，且管道应有可靠地接地措施以防静电。 2021-12-2935离心泵离心泵 2021-12-2936旋转泵旋转泵 旋转泵同往复泵一样，同属于正位移泵。同往复泵的主要区别是泵中没有活门，只有在泵中旋转着的转子。它就是依靠旋转时排送液体，留出空间形成低压将液体连续吸入和排出。 常见的旋转泵有：齿轮泵、转子泵、螺旋泵、偏心旋转泵和叶片泵等。 2021-12-2937齿轮泵螺杆泵 2021-12-2938 在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。 喷射

15、泵系用工作流体流动时发生静压能与动能的相互转换，以吸入和排出液体。此泵压头小，效率低，输送物料会被工作流体稀释。 对于易燃液体不能采用压缩空气压送。因为空气与易燃液体蒸气混合，可形成爆炸性混合物，且有产生静电的可能。 2021-12-2939 旋转泵的流量仅与转子的转速转子的转速有关，用改变转子转速或装回流支路调节流量,几乎不随压强而变化，较往复泵更均匀。旋转泵压头大、流量小，因为它无活门，故宜输送粘度大的液体，如油类物料等。除特殊结构外，由于缝隙小不宜输送含固体的悬浮液。耐腐蚀材料制造的转子泵，则可用于输送腐蚀性流体。 旋转泵结构简单、紧凑、操作可靠，管理和使用方便，且转速较高可与电动机直接

16、相联，因此常用于化工生产。 2021-12-2940流体运动作用泵流体运动作用泵 这类泵的特点为无活动部分。液体物料的输送主要靠空气的压力，或运动着的流体本身。这类泵无活动部分且结构简单，可衬以耐酸或耐腐蚀材料。 2021-12-2941喷射泵喷射泵 液态物料输送危险控制要点液态物料输送危险控制要点 (1)输送易燃液体宜采用蒸气往复泵。如采用离心泵，则泵的叶轮应脯色金属制造，以防撞击产生火花。设备和管道均应有良好的接地，以防静电引起火灾。由于采用虹吸和自流的输送方法较为安全，故应优先选择。 (2)对于易燃液体，不可采用压缩空气压送，因为空气与易燃液体蒸气混合，可形成爆炸性混合物，且有产生静电的

17、可能。对于闪点很低的可燃液体，应用氮气或二氧化碳等惰性气体压送。闪点较高及沸点在130以上的可燃液体，如有良好的接地装置，可用空气压送。 (3) 临时输送可燃液体的泵和管道(胶管)连接处必须紧密、牢固，以免输送过程中管道受压脱落漏料而引起火灾。 (4) 用各种泵类输送可燃液体时，其管道内流速不应超过安全速度，且管道应有可靠的接地措施，以防静电聚集。同时要避免吸入口产生负压，以防空气进入系统导致爆炸或抽瘪设备。 2021-12-2945气体物料的输送气体与液体不同之处是气体具可压缩性，因此在其输送过程中，当气体压强发生变化，其体积和温度也随之变化。往复压缩机利用气缸内活塞的往复运动，使气体压缩。

18、旋转压缩机利用机壳中一个或两个转子的不断旋转，与机壳间间歇地形成一种密闭的空间将气体吸入。在连续旋转时，空间缩小将气体压缩，最后排入压出导管 2021-12-2946旋转压缩机旋转压缩机 2021-12-2947 压缩机气缸、贮气罐以及输送管路要有足够的强度。要安装压力表和安全阀(或爆破片)，还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。压缩机在运行中不能中断润滑油和冷却水，但冷却水不能进入气缸，以防发生水锤。 氧压机严禁与油类接触，一般采用含10以下甘油的蒸馏水作为润滑剂，水的含量应以气缸壁充分润滑而不产生水锤为准(80100滴/分钟)。气体抽送、压缩设备上的垫圈易损坏漏气，应

19、经常检查及时修换。 2021-12-2949 可燃气体的输送管道，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。易燃气体、液体管道不允许同电缆一起敷设。而可燃气体管道同氧气管一同敷设时，氧气管道应设在旁边，并保持250毫米的净距。管内可燃气体流速不应过高。管道应良好接地。以防止静电引起事故。对于易燃、易爆气体或蒸气的抽送、压缩设备的电机部分，应采用防爆型。否则，应穿墙隔离设置。 2021-12-2950气体输送事故预防气体输送事故预防 形成爆炸性混合物 由于设备老化，年久失修，可燃性气体通过缸体连接处、吸、排气阀门、轴封处、设备和管道的法兰焊口和密封等缺陷部位泄漏，或设备外

20、壳局部腐蚀穿孔、疲劳断裂等，导致高压可燃性气体喷出，与空气形成爆炸性气体混合物，遇火源引起空间的爆炸或火灾。 压缩之前的设备发生故障或停电、误操作等事故，而压缩输送设备未能及时随之停车，使其入口处发生抽负现象，较轻时使管道抽瘪，严重时致使空气从不严密处进入设备系统内部，形成爆炸性气体混合物。此时如果在操作维护或检修过程中操作不当或检修不合理，达到爆炸极限浓度的混合物遇到火源或经压缩升温增压，就会发生异常激烈燃烧甚至引起爆炸事故。 2021-12-2952设备内温度超高导致危险 气体经压缩后温度会迅速提高，如果设备内循环冷却水水质差，冷却效果不好，冷却系统不能有效地运行，会使设备内温度过高。高温

21、会使润滑油粘度降低，推动润滑作用，使设备的运行部件摩擦加剧，进一步造成设备内温度超高；同时，高温能使某些介质发生聚合、分解以至自燃引起火灾。 2021-12-2953产生积炭发生燃烧爆炸 压缩机的气缸润滑油是一种可燃物，呈悬浮状存在的润滑油分子在高温高压条件下被氧化，特别是附着在排气阀、排气管道灼热金属壁面上的油膜，氧化性更为加剧，生成酸、沥青及其他化合物。它们与气体中的粉尘、机械摩擦产生的金属微粒结合在一起，在气缸盖、活塞杯槽、气阀、排气管道、缓冲罐、油水分离器和储气罐中沉积下来形成积炭。 预防：气缸滑润油选择不当、润滑油牌号不符、加油量过多、油质不佳、会使气体温度剧升；或系统混入铁锈等杂质

22、，导致发热；或过滤器污垢严重，吸入气体含尘量大等。 积炭危险性：一种易燃物，在高温过热、意外机械撞击、气流冲击电器短路、外部火灾等引燃条件下都有可能燃烧。积炭燃烧后产生大量的一氧化碳，当压缩机系统中一氧化碳的含量达到1575时就会发生爆炸，在爆炸的瞬时释放出大量热量并产生强烈的冲击波；由于气体的压力和温度急剧升高，燃烧产物的急速膨胀，冲击波沿压缩气体流动方向传播蔓延，引起压缩机的爆炸。 2021-12-2956气体带液造成压力升高 由于压缩机气缸的余隙很小，而液体是不可压缩的，大量油水或其他液体进入气缸之内，会造成很高的压力，呈现“液击”现象，使设备损坏，导致可燃气体泄漏。 2021-12-2

23、957案例 2007年辽宁钢水包整体脱落事故 2007年4月18日7时45分左右，辽宁铁岭市清河特殊钢有限公司发生钢水包整体脱落事故，装有吨钢水的钢包整体平移到铸锭台上方时突然滑落，钢水倾泻，冲进车间内5米远的一个房间，造成正在交接班的人全部死亡，另有人受伤。直接经济损失866.2万元。 2021-12-2959熔融熔融 背景： 在化工生产中，常常需将某些固体物料(如苛性钠、苛性钾等)熔融之后进行化学反应。 主要危险性：来源于被熔融物料的化学性质、固体质量，熔融时的粘稠程度、熔融中副产物的生成、熔融设备、加热方式以及被熔物料的破碎等方面。 1 1 熔融物料的危险性质熔融物料的危险性质 如碱熔过

24、程中的碱，它可使蛋白质变为胶状碱蛋的化合物，又可使脂肪变为胶状皂化物质。所以碱比酸具有更强的渗透能力，且深入组织较快，因此碱灼伤要比酸灼伤更为严重。尤其在固碱粉碎、熔融过程中，碱屑或碱液飞溅至眼部其更具危险性，不仅使眼角膜、结膜立即坏死糜烂，同时向深部渗入损坏眼球内部，致使视力严重减退、失明或眼球萎缩。 2021-12-29612 2 熔融物的杂质熔融物的杂质 在碱熔过程中，碱和磺酸盐的纯度是该过程中影响安全的最重要因素之一。假如碱和磺酸盐中含有无机盐杂质，应尽量除去。否则，其无机盐杂质不熔融、而是呈块状残留于反应物内，块状杂质的存在，妨碍反应物质的混合，并能使其局部过热、烧焦，致使熔融物喷出

25、烧伤操作人员。因此必须经常消除锅垢。 2021-12-2962 3 3 物质的粘稠程度物质的粘稠程度 反应物质流动性越大，熔融过程就越安全。 为使熔融物具有较大的流动性，可用水将碱适当稀释。当苛性钠或苛性钾有水存在时，其熔点就显著降低，从而使熔融过程可以在危险性较小的低温下进行。 2021-12-2963 4 4 融熔设备融熔设备 两种：常压操为铸铁锅；加压操作为钢制设备。 在搅拌下进行的，使之加热均匀，以免局部过热。对液体熔融物可用桨式搅拌。对于非常粘稠的糊状熔融物，则可采用锚式搅拌。 熔融过程是在150350下进行，一般采用烟道气加热，也可采用油浴或金属浴加热。使用煤气加热，应注意煤气的泄

26、漏引起爆炸或中毒。 对于加压熔融的操作设备，应安装压力表、安全阀和排放装置。 2021-12-2964熔盐炉熔盐炉 熔盐是由硝酸钾（KNO3）、亚硝酸钠（NaNO2）及硝酸钠（NaNO3）的混合物。热载体炉将粉状的熔盐加热到熔点142以上，使其在熔融流动状态下循环使用。最高工作温度可达600的高温。 将粉状的深盐放入熔融糟，通过糟内安装的高压蒸汽加热管或电加热管进行加热融化，直加热到糟内的熔盐的粘度可以用循环泵打循环，使整个系统成为流动可循环状态后，泵送到热载体炉进一步循环升温，达到可以使用的温度。 2021-12-2965熔盐炉熔盐炉 2021-12-2966案例案例山东魏桥创业山东魏桥创业

27、“8.19”铝液外溢铝液外溢爆炸重大事故爆炸重大事故 2007年8月19日20时10分左右，位于山东省滨州市邹平县境内的山东魏桥创业集团下属的铝母线铸造分厂发生铝液外溢爆炸重大事故，造成16人死亡、59人受伤(其中13人重伤)，初步估算事故直接经济损失665万元。这起事故是多年来有色行业铝液外溢爆炸造成的罕见重大伤亡事故，经济损失惨重，社会负面影响较大，教训十分深刻。 2021-12-2968事故原因事故原因 直接原因：8月19日1600山东魏桥创业集团所属铝母线铸造分厂生产乙班接班组织生产，当班在岗人员27人，因铝母线铸造机的结晶器漏铝，岗位工人堵住混合炉炉眼后停止铸造工作。至19时45分左

28、右，混合炉的炉眼出现跑铝，铝液溢出流槽流到地面，并有部分铝液流回水坑内，熔融铝液与水发生反应形成大量水蒸气，体积急剧膨胀，能量大量聚集无法释放发生剧烈爆炸。 事故发生后，现场的应急处置存在不当。当班人员发现漏铝后，20分钟左右未处理好，当班人员不但未撤离，反而更多人员涌入，这也是导致事故伤亡扩大的重要原因。 2021-12-2970干燥干燥 在化工生产中，将固体与液体分离可采用过滤的方法。要进一步除去固体中的液体就得采用干燥的方法。分类 压强：常压和减压干燥； 干燥方式：间歇式与连续式干燥； 干燥介质：空气、烟道气或其他； 干燥介质与物料流动方式：并流、逆流和错流干燥。 并流：沿传热面平行而同

29、向的流动。 逆流：沿传热面平行而反向的流体。 错流：两种流体的流向垂直交叉。 干燥设备分类： 间歇式常压干燥器，如箱式干燥器； 间歇式减压干燥器，如减压干燥厨、附有搅拌器的减压干燥器； 连续式常压干燥器； 连续式减压干燥器，如减压滚筒式干燥器等。 2021-12-2973 1 间歇式干燥 间歇式干燥，物料大部分靠人力输送，热源采用热空气自然循环或鼓风机强制循环。温度较难控制，易造成局部过热物料分解，引起火灾或爆炸。干燥过程中散发出来的易燃蒸气或粉尘同空气混合达到爆炸极限，遇明火、炽热表面和高温即燃烧爆炸。 因此，在干燥过程中，应严格控制干燥温度。根据具体情况，安装温度计、温度自动调节装置、自动

30、报警装置以及防爆泄压装置。上述装置必须有专人负责，保证灵敏好用。 2021-12-2974 一切非防爆的电气设备开关均应装在室外或箱外。电热设备应搞好隔离措施。干燥室内不得存放易燃物，并要定期清除墙壁积灰。 干燥物料中含有自燃点很低及其他有害杂质，必须在烘烤前彻底消除。 利用电热烘箱烘物料能蒸发出可燃气体时，应将电热丝完全封闭，箱上加防爆安全门。 2021-12-2975 2 连续干燥 连续干燥采用机械化操作，干燥过程连续进行，因此物料过热的危险性较小，且操作人员脱离了有害环境，所以连续干燥较间歇干燥为安全。在洞道式、滚筒式干燥器干燥时，主要防止机械伤害。为此，应有联系信号及各种防护装置。 在

31、气流干燥、喷雾干燥、沸腾床干燥以及滚筒式干燥中，多以烟道气、热空气为干燥热源。干燥过程中所产生的易燃气体和粉尘同空气混合易达到爆炸极限。在气流干燥中，物料由于迅速运动相互激烈碰撞、磨擦易产生静电。滚筒干燥中的刮刀有时同滚筒壁摩擦产生火花，这些都是很危险的。 2021-12-2977 因此应严格控制干燥气流风速，并将设备接地；对于滚筒干燥应适当调整刮刀与筒壁间隙，并将刮刀牢牢固定，或采用有色金属材料制造刮刀，以防产生火花。用烟道气加热的滚筒式干燥器，应注意干燥的均匀，不可断料，滚筒不可中途停止运转。如有断料或停转应切断烟道气并通氮。 在干燥中注意采取措施，防止易燃物料与明火直接接触。干燥设备上应

32、安装爆破片，并定期清理设备中的积灰。 2021-12-2978 3 真空干燥 在干燥易燃、易爆的物料时，最好采用连续式或间歇式真空干燥比较安全。因为在真空条件下，易燃液体蒸发速度快、并且干燥温度可适当控制低一些，从而防止由于高温引起物料局部过热和分解。因此，大大降低了火灾、爆炸危险性。 当真空干燥后消除真空时，一定要使温度降低后方能放入空气。否则，空气过早放入，会引起干燥物着火或爆炸。 事故案例河南某制药厂过氧化苯甲酰干燥器爆炸事事故案例河南某制药厂过氧化苯甲酰干燥器爆炸事故分析故分析 一、事故概况及经过 1991年12月6日14时15分，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

33、力爆炸，死亡4人，重伤1人，轻伤2人，直接经济损失15万元。 该厂的最终产品是面粉改良剂，过氧化苯甲酰是主要配入药品。这种药品属化学危险物品，遇过热、摩擦、撞击等会引起爆炸，为避免外购运输中发生危险，故自已生产。 1991年12月4日8时，工艺车间干燥器烘干第五批过氧化苯甲酰105公斤。按工艺要求，需干燥8个小时，至下午停机。由化验室取样化验分析，因含量不合格，需再次干燥。次日9时，将干燥不合格的过氧化苯甲酰装进干燥器。恰遇5日停电，一天没开机。6日上午8时，当班干燥工马某对干燥器进行检查后，由干燥工苗某和化验员胡某二人去锅炉房通知锅炉工杨某送热汽，又到制冷房通知王某开真空，后胡、苗二人又回到

34、干燥房。9时左右，张某喊胡其去化验。下午2时停抽真空，在停抽真空后15分钟左右，干燥器内的干燥物过氧化苯甲酰发生化学爆炸，共炸毁车间上下两层5间、粉碎机1台、干燥器1台，定干燥器内蒸汽排管在屋内向南移动约3米，外壳撞倒北墙飞出85米左右，楼房倒塌，造成重大人员伤亡。 二、事故原因分析 1第一分蒸汽阀门没有关，第二分蒸汽阀门差一圈没关严，显示第二分蒸汽阀门进汽量的压力表是01MPa。据此判断干燥工马某、苗某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，造成停抽后干燥内温度急剧上升，致使干燥物过氧化苯甲酰因

35、遇过热引起剧烈分解发生爆炸。 2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。 3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。 2021-12-2982蒸发蒸发 蒸发是借加热作用使溶液中所含溶剂不断气化、不断被除去，以提高溶液中溶质浓度，或使溶质析出，即使挥发性溶剂与不挥发性溶质分离挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的物理操作过程的物理操作过程。 蒸发按其操作压力可分为常压蒸发，加压蒸发和减压蒸发(真空蒸发)。按蒸发所需热量的利用次数可分为单效蒸发和多效蒸发。 2021-12-29

36、83 蒸发器一般由加热室和蒸发室两部分组成。所依据溶液循环原理可分为： (1) 溶液在设备内的循环是在加热情况下，由于各部分溶液比重的不一致，以及蒸气流在运动过程中带动液体运动，使溶液得以循环的蒸发器称为自然循环蒸发器。 (2)在处理高粘度、易结垢或易结晶的溶液时溶液在设备内的循环主要是依靠外界加入动力所导致的强制运动，这种蒸发器称为强制循环蒸发器。 2021-12-2984自然循环蒸发器自然循环蒸发器 2021-12-2985 2021-12-2986 溶质在浓缩过程中有结晶、沉淀和污垢生成的可能性。这些将导致传热效率的降低，并产生局部过热。对加热部分需经常清洗。 对具有腐蚀性溶液的蒸发，考

37、虑设备的腐蚀问题。为了防腐，有的设备需要采用特种钢材制造。 对于热敏性溶液的蒸发，考虑温度的控制问题，特别是由于溶液的蒸发产生结晶和沉淀，而这些物质又是不稳定的，局部过热可使其分解变质或燃烧、爆炸，则更应注意严格控制蒸发温度。 为防止热敏性物质的分解，可采用真空蒸发的方法，降低蒸发温度。或者使溶液在蒸发器内停留时间和与加热面接触时间尽量缩短。例如，采用单程循环、高速蒸发等等。 某氧化铝厂蒸发车间烫伤事件某氧化铝厂蒸发车间烫伤事件 2006年7月7日早8时，某氧化铝厂蒸发车间清理班检修人员正在更换蒸发组蒸发器管道考克闸门。 8时40分，操作工人将老蒸发组蒸发器停下后进行水洗。 9时30分，检修作

38、业负责人石某带领检修人员霍某到现场查看需要清理和更换的考克闸门，到现场后两人对考克闸门进行了初步清理，但考克闸门没有清理到位。2021-12-2988 某氧化铝厂蒸发车间烫伤事件某氧化铝厂蒸发车间烫伤事件 9时45分，工段长郑某得知老蒸发组蒸发器水洗快结束了，便安排车间工作票签发人签发设备检修、清理作业安全交底、确认综合工作票(以下简称工作票)，并通知检修班人员前去办理工作票现场确认手续，而此时石某于9时40分再次带领检修人员霍某到现场清理考克闸门。9时50分，清理班班长王某接到办理检修确认手续任务后，没有见到石某，自己就接收了工段签发的工作票，和岗位操作人员任某一起到生产现场去办理安全确认手

39、续。此时，检修人员石某和霍某已在检修现场开始工作，两人已打开了考克闸门，在拆卸考克闸门内芯时，蒸发器管道内未放完的热水突然喷出，将检修人员石某腿部和脚部烫伤。2021-12-2989 直接原因： 1、蒸发器水洗过程没有完全结束，管道内热水没有完全放完，存有热水，埋下了事故隐患，是本次事故发生的直接原因。 2、检修人员石某在未接到工作票和未到岗位确认热水是否放完的情况下，就带领霍某到现场清理考克，违反了氧化铝厂检修清理“四联单”实施办法(以下简称实施办法)第五条第四款“现场作业之前，检修人员必须持四联单和相关人员一起到现场安全确认，通过看、听、敲、摸等多种方法进行确认(料、汽、水、风是否采取隔离

40、措施加插板或断开)”之规定和分厂安全操作及设备检修清理安全规程中蒸发器清理工安全细则第2条“到岗位上清理蒸发器、疏通管道、更换考克闸门时，必须首先和岗位人员联系，允许后方能进行工作”的规定，属于严重的违章作业，这是造成本次人身伤害事故的直接原因，也是本次事故的主要原因。2021-12-2990 间接原因： 1、检修人员在未接到“四联单”任务的前提下，就开始了作业，暴露出车间在日常安全管理上规章制度执行不力，特别是在检修工作票的执行上不严格。 2、检修班班长王某，在接到办理安全确认的工作任务后，没有找到检修工作负责人石某，自己就代替了石某前去办理确认手续，而对石某的去向没有过多考虑，暴露出车间在

41、检修规章制度方面对“检修负责人、检修方接受人和安全确认人”规定不明确。 3、检修人员的安全意识和自我保护意识不强，在未接到检修工作票的情况下就开始工作，对存在的隐患和可能发生的事故认识不足，在检修过程当中没有执行“无料当有料对待”的检修要求，站位不当，存在侥幸心理。2021-12-2991 2021-12-2992蒸馏蒸馏 蒸馏是借液体混合物各组分挥发度的不同，使其分离为纯组分的操作。 常压蒸馏(一般蒸馏，物料在常压下沸点100左右)； 减压蒸馏(真空蒸馏，物料在常压下沸点150以上)； 加压蒸馏(高压蒸馏，物料在常压下沸点低于30)； 特殊蒸馏。如蒸汽蒸馏，萃取蒸馏、恒沸蒸馏和分子蒸馏等等。

42、 用于蒸馏的设备称为蒸馏塔。蒸馏塔按其塔板结构可分为填料塔、筛板塔、浮阀塔，泡罩塔、舌形塔、哨旋塔以及管式塔等多种形式塔器。 2021-12-2994 2021-12-2995 2021-12-2996 常压蒸馏 在常压蒸馏中应注意，易燃液体的蒸馏不能采用明火作热源，而应采用水蒸汽或过热水蒸汽加热较为安全。 对于蒸馏腐蚀性液体，应防止塔壁、塔盘腐蚀，使易燃液体或蒸气逸出，遇明火或灼热的炉壁而产生燃烧。 对于蒸馏自燃点很低的液体，应注意蒸馏系统的密闭，防止因高温泄漏遇空气而自燃。 2021-12-2997 对于高温的蒸馏系统，应防止冷却水突然漏入塔内。否则水迅速汽化致使塔内压力突然增高而将物料冲

43、出或发生爆炸。开车前应将塔内和蒸汽管道内的冷凝水放尽，然后使用。 在常压蒸馏系统中，还应注意防止管道被凝固点较高的物质凝结堵塞，使塔内压力增高而引起爆炸。 冷凝器中的冷却水或冷冻盐水不能中断。否则，未冷凝的易燃蒸气逸出使后部系统温度增高，或窜出遇明火而引燃。 2021-12-2998真空蒸馏(减压蒸馏) 对于沸点较高、而在高温下蒸馏时又能引起分解、爆炸或聚合的物质，采用真空蒸馏较为合适。如硝基甲苯在高温下易分解爆炸，而苯乙烯在高温下则易聚合，类似这类物质的蒸馏，必须采用真空蒸馏的方法降低液体的沸点，借以降低蒸馏温度，确保其安全。 密闭性：设备中温度很高，一旦吸入空气，对于某些易爆物质(硝基化合

44、物)有引起爆炸或着火的危险。所用真空泵应安装单向阀。 2021-12-2999 当易燃易爆物质蒸馏完毕，待其蒸馏锅冷却，充入氮气后，再停止真空泵运转。以防空气进入热的蒸馏锅引起燃烧或爆炸。 真空蒸馏应注意其操作顺序。先打开真空活门，然后开冷却器活门，最后打开蒸汽阀门。否则，物料会被吸入真空泵、并引起冲料，使设备受压甚至产生爆炸。真空蒸馏易燃物质的排气管应通至厂房外，管道上应安装阻火器。 2021-12-29100 加压蒸馏 在加压蒸馏中，气体或蒸气更容易从装置的不严密处泄漏，极易造成燃烧、中毒的危险。因此，设备应严格地进行气密性和耐压试验检查。并应安装安全阀和温度、压力调节、控制装置，严格控制

45、蒸馏温度与压力。在石油产品的蒸馏中，应将安全阀的排气管与火炬系统相接。安全阀起跳即可将物料排入火炬烧掉。 2021-12-29101 系统的静电消除。特别是苯、丙酮、汽油等不易导电液体的蒸馏，更应将蒸馏设备、管道良好接地。室外蒸馏塔应安装可靠的避雷装置。蒸馏设备应经常检查、维修，认真搞好停车后、开车前的系统清洗、置换，避免发生事故。 对易燃易爆物质的蒸馏，厂房要符合防爆要求，有足够的泄压面积，室内电机、照明等电气设备均应符合场所的防爆要求。 2021-12-29102案例案例 某年10月22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

46、，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。 其工艺过程是：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。 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)，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

47、.3x106 N。当时釜内有约1 m3(789.3 kg)的酒精，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)。 2021-12-29105 原因： 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。 2021-12-29106热源热源(1) 直接火加热 处理易燃、易爆物质时，直接火加热危险性最大。温度不易控制，可能

48、造成局部过热烧坏设备。由于加热不均匀易引起易燃液体蒸气的燃烧爆炸。所以，在处理易燃易爆物质时，一般不采用此法。当使用该法时应注意：将加热炉门同加热设备间用砖墙完全隔离，不使厂房内存在明火。 加热锅内残渣应经常清除，以免局部过热引起锅底破裂。 容量大的加热锅发生漏料时，可将锅内物料及时转移。 2021-12-29107使用煤粉为燃料的炉子，应防止煤粉爆炸，在制粉系统上应安装爆破片，煤粉漏斗应保持一定贮量，不许倒空，避免因空气进入形成爆炸性混合物。使用液体、气体燃料的炉子、点火前应吹扫炉膛可能积存的爆炸性混合气体，以免点火时发生爆炸。 (2) 水蒸汽、热水加热 对于易燃、易爆物质，采用水蒸汽或热水

49、加热是比较安全的。用水蒸汽或热水加热时，应定期检查蒸汽夹套和管道的耐压强度。 在处理与水会发生反应的物料时，不宜用水蒸汽或热水加热，高压水蒸汽(过热)加热的设备和管道应很好保温，避免烤着可燃、易燃物品以及产生烫伤事故。 2021-12-29109 (3) 载体加热 载体加热中所用载热体种类很多，通常应用的有油类、联苯、二苯醚、无机盐等等。 (1) 用直接火通过充油夹套进行加热。 (2) 最有实用价值的是使用联苯73.5和二苯醚26.5的低熔点混合物作为载热体进行加热。这种加热方法温度易控制，且比较稳定。对普通金属材料(钢、生铁、铜等)均不腐蚀。 2021-12-29110 (3) 使用无机载热

50、体加热，其加热温度可达350500。无机载热体加热可分为盐浴(如亚硝酸钠和亚硝酸钾的混合物)和金属浴(如铅、锡、锑等低熔点的金属)。在熔融的硝酸盐浴中，如加热温度过高，或硝酸盐漏入加热炉燃烧室中，或有机物落入硝酸盐浴内，均能发生燃烧或爆炸。水及酸类流入高温盐浴或金属浴中，同样会产生爆炸危险。采用金属浴加热，操作时应防止其蒸气对人体的危害。 2021-12-29111 (4) 电加热 电加热此较安全，且易控制和调节温度，一旦发生事故，尚可迅速切断电源。 普通采用的电加热方法是用电炉加热。采用电炉加热易燃物质时，应采用封闭式电炉。电炉丝与被加热的器壁应有良好的绝缘，以防短路击穿器壁，使设备内易燃物

51、质漏出产生气体或蒸气着火、爆炸。 2021-12-29112 电感加热是一种新型加热设备。它是在钢制容器或管道上缠绕绝缘导线，通入交流电，利用容器或管道的器壁由电感涡流产生的温度而加热物料。 如果电感线圈绝缘破坏、受潮，发生漏电、短路、产生电火花、电弧，或接触不良发热，均能引起易燃、易爆物质着火、爆炸。 2021-12-29113冷却和冷凝冷却和冷凝 冷却与冷凝主要区别在于被冷却的物料是否发生相的改变。发生相变(如气相变为液相)则称为冷凝；无相变只是温度降低则称为冷却。 直接冷却法 直接冷却法，可直接向所需冷却的物料加入冷水或冰；也可将物料置入敞口槽中或喷洒于空气中，使之自然气化而达到冷却的目

52、的。在直接冷却中常用的冷却剂为水。般采用自来水，依季节不同其温度变化为425左右，而地下水温度较低，平均为815。直接冷却法的缺点是物料被稀释。 2021-12-29114 间接冷却法 间接冷却通常是在具有间壁式的换热器(冷却器)中进行的。壁的一边为低温载体。如冷水、盐水、冷冻混合物以及固体二氧化碳等。而壁的另一边为所需冷却的物料。 一般冷却水所达到的冷却效果不能低于0，浓度约20的盐水，其冷却效果可达0-15；冷冻混合物(以压碎的冰或雪与盐类混合制成)，依其成分不同，冷却效果可达0-45。间接冷却法在化工生产中使用较为广泛。 2021-12-29115间壁式换热器的类型间壁式换热器的类型一、

53、夹套式一、夹套式用于反应器的加热或冷却，加热剂或冷却剂在夹套内通过间壁与反应器内的物料进行换热。用蒸汽进行加热时，蒸汽高进低出。当冷却时，冷却水从下部进入，而由上部流出。为提高器内物料一侧的给热系数，可在器内设置搅拌器，使容器内的流体作强制对流。 2021-12-29116 2021-12-291171.蛇管式换热器蛇管式换热器1）沉浸式蛇管换热器）沉浸式蛇管换热器结构：由肘管连接的直管，或由盘成螺旋状的弯管所组成。蛇管形状主要决定于容器形状。将蛇管浸没于容器中，即构成蛇管式换热器。当管内通入液体载热体时，应从蛇管的下部通入，当管内通入蒸汽加热时，应从蛇管的顶部通入，冷凝水经蛇管下部的疏水器排

54、出。优点：结构简单，能承受高压；缺点：管外流体给热系数小，为强化传热，可在器内安装搅拌器。 2021-12-29118 2021-12-291192）喷淋式换热器）喷淋式换热器用作冷却器。将蛇管成排地固定在钢架上，被冷却流体在管内流动，冷却水由管上方的喷淋装置通过齿型堰板均匀喷洒在蛇管表面而流下，最后收集于排管的底盘内。喷淋式换热器的最大优点最大优点是便于检修和清洗，对冷却水水质可以适当降低。 2.套管式换热器套管式换热器 结构：直径不同的金属管装配成的同心套管。可根据换热要求串联使用。程数可依传热面积的大小而增减，并可数排并列。冷、热流体一般呈逆流流动，平均传热温差大，并可达到较高的流速，形

55、成湍流，具有较高的传热系数。 优点：构简单，能承受较高压力，应用灵活； 缺点：耗材多，占地面积大，难以构成很大的传热面积，故一般适合于流体流量不大、传热负荷较小的场合。 2021-12-29121 2021-12-29122 冷却冷凝事故预防冷却冷凝事故预防(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。 2021-12-29123 (3) 严格注意冷却设备的密闭性，不允许物料窜入冷却剂中。也不允许冷却剂窜入被冷却的物

56、料中(特别是酸性气体)。 (4) 冷却设备所用的冷却水不能中断。否则，反应热不能及时导出，致使反应异常，系统压力增高，甚至产生爆炸。另一方面冷凝、冷却器如断水，会使后部系统温度增高，未凝的危险气体外逸排空，可能导致燃烧或爆炸。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。 冷冻冷冻 冷冻操作其实质是不断地由低温物体(被冷冻物)取出热量、并传给高温物质(水或空气)，以使被冷冻的物料温度降低。热量由低温物体到高温物体这一传递过

57、程是借助于冷冻剂实现的。适当选择冷冻剂及其操作过程，几乎可以获得由摄氏零度至接近于绝对零度的任何程度的冷冻。一般说来，冷冻程度与冷冻操作的技术有关，凡冷冻范围在-100以内的称冷冻，而在-100-210或更低的温度，则称为深度冷冻或简称深冷。 冷冻方法 (1) 低沸点液体的蒸发 如液氨在2个绝对大气压下蒸发，可以获得-15的低温，若在0.4119绝对大气压下蒸发，则可达-50。液态乙烷在0.5354绝对大气压下蒸发可达-100，而液态氮蒸发可达-210等等。 (2) 冷冻剂于膨胀机中膨胀，气体对外做功，致使内能减少而获取低温。该法主要用于那些难以液化气体(空气、氢等)的液化过程。 (3) 利用

58、气体或蒸气在节流时所产生的温度降而获取低温的方法。 冷冻剂 冷冻剂的气化潜热应尽可能的大，以便在固定冷冻能力要求下，尽量减少冷冻剂的循环量； 冷冻剂在蒸发温度下的比容以及与该比容相应的压强均不宜太大，以减低动能的消耗，同时，在冷凝器中与冷凝温度相应的压强亦不应太大，否则将增加设备费用； 冷冻剂需具有化学稳定性，同时，对它循环所经过设备的任何部分，不应有显著的腐蚀破坏作用。此外，应选择无毒(或刺激性)或低毒的冷冻剂，以免因泄漏而使操作者受害； 冷冻剂最好不具有易燃性或爆炸性； 冷冻剂应价廉而易于购得。 (1) 氨 氨在大气压下沸点为-33.4，冷凝压力不高。它的气化潜热和单位重量冷冻能力均远超过

59、其他冷冻剂，因此，所需氨的循环量少。它的操作压力同其他冷冻剂相比也不高。即使冷却水温较高时，在冷凝器中也不超过16绝对大气压。而当蒸发器温度低至-34时，其压力也不低于1绝对大气压。因此，空气不会漏入以致防碍冷冻机正常操作。 氨几乎不溶于油，但易溶于水。氨对于铁、铜不起反应，但若氨中含水时，则对铜及铜的合金具有强烈的腐蚀作用。因此，在氨压缩机中不能使用铜及其合金的零件。 氨有强烈的刺激性臭味，在空气中超过30mm/m3，长期作业即会对人体产生危害。氨属易燃、易爆物质，其爆炸下限为15.5，当空气中氨浓度达到其爆炸下限时，遇火源即会产生爆炸危险。氨于130始明显分解，至890时全部分解。 (2)

60、 氟里昂 氟里昂冷冻剂有氟里昂11(CCI3F)、氟里昂12(CCl2F2)以及氟里昂13(CClF3)等多种。这类冷冻剂的沸点，是随其氟原子数的增加而升高，在常温下其沸点范围为-82.240。 氟里昂冷冻剂无味不燃，同空气混合无爆炸危险，同时对金属无腐蚀，因此是一种比较安全的冷冻剂。其缺点是气化潜热比氨小。对于提供一定的冷冻能力，则用量大、循环量大、实际耗量大且价格昂贵。 (3) 乙烯、丙烯 乙烯沸点较低，能在高压(3MPa)下于较高的温度(-25)冷凝，又能在低压下(0.0272MPa)于较低的温度(-123)蒸发。其标准沸点下的蒸发潜热为125kcalkg，低于氨(328kcalkg)，