化工工艺基础安全设计

化工平安设计-化工工艺根底平安设计1概述化工工艺平安设计的主要设计文件:根底工艺设计工艺说明界区条件表工艺设备表物料流程图(PFD)公用物料流程图(UFD)工艺管道及仪表流程图(PID)管道特性表1.1根底平安设计1.2工艺概述化学反响概述工艺设计的指导思想工艺控制需要重点说明的工艺问题流程表达工艺物流数据共用工程表1.3平安运行操作内容绪论(建厂目的等)工艺概述工艺控制说明开车前的准备工作投料试车正常操作正常停车紧急停车平安措施主要设备的操作要领附属资料工艺平安分析①确定在偏离设计条件下的工艺操作条件；②在各种操作条件下的动态模拟情况；③非正常操作工况时的动态模拟；④确定运行初期和运行后期工艺操作条件；⑤紧急状态时工艺的动态模拟。操作说明书的编制2动设备工艺平安设计泵压缩机2.1泵的工艺平安设计离心泵--往复泵--小流量、高压强计量泵--流量准确且便于调节齿轮泵--输送粘稠的液体一般平安设计(1)泵为机械运行装置，通常都要有备用;(2)泵的出、入口均需设置切断阀;(3)为了防止离心泵未启动时物料倒流，在其出口处应安装止回阀;(4)为便于止逆阀拆卸前的泄压，止逆阀上方应加装一个泄液阀或者3/4″带闸阀的旁路。(5)压力显示和控制是泵平安的主要参数，在泵的出口处应安装压力表。(6)入口管道比出口管道的管径通常也大一等级，以有利于平安运行。保护系统管道1)暖泵及防凝管道--输送介质温度230℃以上，或者介质的凝点高于环境温度的泵，为了防止泵在启动时因温变过快而产生应力问题。暖泵管道防凝管道2)小流量旁路管道--当泵的流量低到一定的程度，泵的工作效率很低，而且还会出现发热、空转等平安问题，引起泵运转的事故状态。小流量旁路管道3〕平衡管道--输送常温下饱和蒸汽压高于大气压的液体或处于闪蒸状态的液体时，为防止蒸汽进入泵体产生汽蚀等平安问题，应设平安平衡管道。平衡管道4〕高扬程旁通管道--为了防止阀板因单向受压太大而使阀门不易翻开，造成流体突然中断的危险，高扬程的备用泵应在切断阀前后设置旁通管道。高扬程旁通管道特殊平安要求1)乙烯装置中的急冷油泵系统,其泵体、管道等都要伴热，防止介质凝结堵塞2〕对于安装在冬季月平均气温低于零度地区输送水的泵，液体会积存在不动的局部都应采用伴热，其他局部采用保温措施，3〕低温泵应注甲醇防冻，而介质温度高于80℃的泵那么需要用冷却水冷却2.2压缩机的工艺平安设计

气体压送机械按其出口压力--真空泵

通风机

鼓风机按其工作原理--离心式

往复式

旋转式往复式压缩机一般工艺平安设计离心压缩机工艺平安设计汽轮机工艺平安设计1)汽轮机以蒸汽为动力，可用作压缩机、泵、发电机。汽轮机的蒸汽人口管上安装过滤器、疏水器或其他凝液别离装置。2)蒸汽压力过高会造成汽轮机转速过快或外壳超压损坏，在蒸汽进口管道上要设调压阀和平安阀，以保持恒定的转速。3)汽轮机启动时，加热太快会造成振动或机械的热膨胀太快，应设暖泵线。开车前，应先使少量蒸汽进入汽轮机暖机。4)汽轮机外壳的底部要设连续排水的疏水器，以排出汽轮冷凝液。5)小型间歇操作的汽轮机，可直排户外高空，必要时设消声器。连续运行的汽轮机，其乏汽(透平排气)，可接往装置的低一级或几级压力的蒸汽系统，6)汽轮机入口的蒸汽管道上安装过滤器时，过滤器应当尽量靠近汽轮机入口。7)背压式汽轮机乏汽管道上应设置切断阀，并应紧靠透平出口。8)背压式汽轮机乏汽管道的低点应设疏水装置。9)凝汽式汽轮机的乏汽管道上均应设置全量泄放的平安阀。通常把阀装在冷凝器上。平安阀的设置乙烯装置中丙烯制冷压缩机的设计示意汽轮机的流程示意3静设备工艺平安设计3.1容器的工艺平安设计1)与容器相接的空气、蒸汽及氮气等公用物料管道，在靠近容器管口处应设切断阀，假设物料是易燃的还应在切断阀前设止逆阀，输送粘度大的流体，管道应坡向容器，以防止流体积塞。2)容器顶部气相出口应设调节阀保证压力控制；容器的液相出口一般应设切断阀，多为液位控制。3)容器顶部设放空口保证容器压力平衡，底部设放净口，以供开停车或检修时容器的放空、排净、吹扫及清洗之用。4)容器液位显示与控制是容器平安的重要指标。需控制液位容器应设液位(变送)指示控制甚至液位报警、联锁等装置；5)除放净口外，容器底部的液相出口都应设置约150mm的溢流管，以防固体杂质流入及堵塞管口;6)气相里有可能夹带液体的，可在容器内增设破沫网加以别离;7)带压容器上部气相区域应设压力指示及平安阀或放空;8)当容器对标高有具体要求时，应标出最小安装高度;9)为防止轻烃液体由容器顶部形成自由流进入容器内而产生静电，轻烃需沉着器底部引入或从上部引入液面以下，但不包括混相物料;10)容器应进行必要的隔热〔保温、保冷等〕保护，特别是液相局部，必要时可进行局部伴热或内部加热。卧式容器的平安设计图装有搅拌装置的立式容器3.3换热器的工艺平安设计管壳式换热器平安设计条件：1管程介质1)容易结垢和腐蚀性的介质应走管程，以便于清洗和检修。2)有毒的流体宜走管程，使泄漏时机减少。3)与环境温度相比，一般温度或很低的流体宜走管程，以减少热或冷损失及降低对壳体的材质要求。4)压力高的流体宜走管程侧，可降低换热器外壳的强度要求。2.壳程介质1)饱和蒸汽宜走壳程，有利于蒸汽凝液的排出，且蒸汽较洁净，以免污染壳程。2)被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果。3)假设两流体温差较大，宜将对流传热系数大的流体走壳程，以减小管壁和壳壁的温差。3.介质流向(1)换热器进出口通常给出介质的流向，一般冷流体下进上出，热流体那么上进下出。一旦发生故障，热介质首先撤出对设备有利。(2)使用蒸汽作热源时(冷凝)，蒸汽宜从上部引入，凝液应从下部排出。这样调节换热器里的凝液液位，就可改变传热面积，控制加热量。(3)假设换热的两个介质都是液体，采用逆流比顺流有利。因为在其他条件相同的情况下，逆流的温差大，对传热有利。4.换热器壳侧的设计压力比管侧的设计压力低，且满足以下条件：(1)换热器低压侧设计压力≤2/3高压侧的操作压力；(2)换热器高压侧的操作压P>7MPa(G)，或者低压侧的介质是能闪蒸的液体或介质是含有蒸汽、会汽化的液体，那么换热器的低压侧就应该设置平安阀，且设计平安阀时，平安阀的排放介质应取高压侧的流体。5.釜式换热器(1)冷剂及水的完全汽化，宜选用釜式换热器且走壳程，下部细管道进，上部粗管道(或对称双管道)出。假设进料为混相，一般应直接进入上部的气相空间，在汽化之前首先进行气液两相的别离。(2)CIK(英文“CoreInKettle〞的缩写)是一种具有类似于釜式换热器的外壳和板翅式换热器的内芯的高通量换热器)。换热器的温度检测换热器的管道仪表冷却器的工艺平安设计废热锅炉蒸发器的工艺平安设计蒸汽加热的工艺平安设计带高位槽蒸发器的工艺平安设计3.4塔的工艺平安设计(5)塔顶馏出线上一般不设阀门，直接接往塔顶冷凝器。(6)有结焦、堵塞等现象的再沸器，应设置备用再沸器。再沸器入口可由塔的一根总管引出，然后分支，但再沸器出口一般应分别返塔。互为备用的再进出管道都要设切断阀及“8〞字盲板，以便于切换。在再沸器出口到“8〞字盲板间，还应设置平安阀，以防再沸器备用时加热介质漏入引起汽化超压。(7)再沸器入口为液相，出口为气相或混相，所以返回管道一般比入口管道直径大一个等级以上，卧式再沸器常设两个出口，管口对称布置。(8)热虹吸再沸器进出口一般都不设控制阀。再沸器强制循环及侧线再沸器控制采出的入口管道除外。(9)热虹吸再沸器与塔之间有相对安装高度要求。塔釜正常操作时的液面与立式热虹吸再沸器的上管板一样高或高出25～40mm。塔的根本工艺控制塔的工艺平安设计流程图3.5反响器的工艺平安设计反响器的工艺流程图3.6枯燥器的工艺平安设计1)枯燥器的进口、出口或者枯燥剂床层下部，通常要设置水分探测仪，以确定进口物料的水分含量以及监测出口的含水量是否合格。应注意水分分析管道上的伴热防冻。2)在设置人孔和手孔的问题上，要充分考虑枯燥剂周期性装卸的方便。支撑与限位格栅的设置，即要考虑枯燥时的情况，又要考虑再生时的情况。3)枯燥器再生系统可以单设，也可几组枯燥器共用。应包括再生气加热器和冷却器以及再生气分配系统。4)枯燥器都应设置再生管道，再生时的流向与枯燥的流向相反。5)枯燥管道与再生管道的操作压力通常相差较大，所以都应设置双阀，而且枯燥管道与再生管道上的阀门严禁同时翻开，必要时联锁加以控制。一般再生管道的压力较低，所以再生管道上还应设置止逆阀。6)枯燥器的下部都应设置泄压管道，双阀控制，第一闸阀，第二截止阀。泄压出的物料应适当收集处理，乙烯装置中乙烯枯燥器的平安设计3.7过滤器的工艺平安设计管道过滤器特殊过滤器油雾消除器1.管道过滤器1)管道过滤器分类有T形和Y形之分，一般2"及其以下的管道用Y形过滤器，2"以上的管道用T形过滤器。2)Y形过滤器如乙烯装置中的硫注入泵、碱液注射泵、去急冷区各泵的冲洗油管道、消泡剂泵、中和剂泵、喷射油泵、聚合抑制剂泵等，都为小的计量泵或隔膜泵，管道多在1/2～2"之间，通常采用Y形小过滤器。3)T过滤器离心泵一般流量都较大，故多采用T形过滤器。冷箱入口一般应用T型过滤器,离心压缩机入口采用T形过滤器。对阻力降要求苛刻的地方(如裂解气一、二段入口，丙烯制冷压缩机一段入口等处)，采用临时TS过滤器吹扫干净之后撤除。2.特殊过滤器乙烯装置中设置特殊过滤器的地方，主要是可能含固体颗粒的物料，如界外来的裂解原料、急冷油泵前后的急冷油、裂解泵的出口、冲洗油泵的出口等处。这些地方用的特殊过滤器多为篮式、较大，进出口可设计成平口。过滤下的溶渣，当过滤器有备用时可停车清理，无备用也可用机械刮刀在线清理，这时一般要再设置一台小的辅助过滤器，滤下的溶渣要再进一步处理。特殊过滤器要有放空、排净口，调质油或冲洗油口(或吹扫蒸汽口)气或装置风口，清渣口及公用工程口等，以便于过滤器的清洗。过滤器的前后应加压差计(带仪表冲洗油)，以确定过滤器的堵塞情况。要注意这些管道的防凝伴热。特殊过滤器的平安设计1-过滤器冲洗口;2-出口;3-放净口;4-入口;5-放空口;6-一开一备过滤器;7一压差计4隔热系统平安设计1.绝热分类与符号分类

符号说明

分类

符号

说明1A或D防潮保温8R或C保冷2E电伴热9S特殊用途3F全部热保温或防火10T蒸汽伴热(低压蒸汽)4H正常热保温11TMS蒸汽伴