1、学习情境三化工操作岗位风险限制及预防措施任务2：化工装置运行风险限制及预防措施化工工艺参数的平安限制一、工艺参数的平安限制化学生产过程中的工艺参数主要包括温度、压力、流量及物料配比等。实现这些参数的自动调整和限制室保证化工平安生产的重要措施。1 .反应温度限制温度是化学工业生产的主要限制参数之一。各种化学反应都有其最相宜的温度范围，正确限制反应温度不但可以保证产品的质址，而且也是防火防爆所必需的。假如超温，反应物有可能分解起火，造成压力上升，甚至导致爆炸；也可能因温度过高而产生副反应，生成危急的副产物或过反应物。升温过快、过高或冷却设施发生故障，可能会引起猛烈反应，乃至冲料或爆炸.湿度过低会造
2、成反应速度减慢或停滞，温度一旦复原正常，往往会因为未反应物料过多而使反应加剧,有可能引起爆炸。温度过低还会使某些物料冻结，造成管道堵塞或裂开，致使易燃物料泄漏引发火灾或爆炸。(1)限制反应温度(除去反应热)化学反应一般都伴随着热效应，放出或汲取一定热量.例如基本有机合戊中的的各种氧化反应、氯化反应、水合和聚合反应等均是放热反应：而各种裂解反应、脱氢反应,脱水反应等则是吸热反应。为使反应在肯定温度下进行,必需在反应系统中加入或移去肯定的热量，以防因过热而发生危急.例如乙烯辄化制环辄乙烷是一个典型的放热反应。环氧乙烷沸点低(10.7-C),爆炸范国极宽(3100%),没有氧气存在也能发生分解爆炸。
3、此外，杂质存在易引起自聚并放出热量，使湿度上升，遇水进行水合反应，也放出热量。假如反应热不刚好导出，湿度过高会使乙烯完全燃烧而放出更多热量，使温度急剧上升，导致爆炸.因此，在离湿下是很危急的。详细方法有：a夹套冷却、内蛇管冷却、或两者兼用：b.稀择剂回流冷却：C.惰性气体循环冷却：d采纳些特殊结构的反应器或在工艺上实行些措施。合成甲醇是强放热反应，在反应器内装配热交换器，混合合成气分两路，其中一路限制流量以限制反应温度：。.加入其他介质，如通入水蒸气带走部分反应热.如乙醇氧化制取乙羟就是采纳乙醉蒸气、空气和水蒸气的混合气体，将其送入氧化炉，在催化剂作用下生成乙酸。利用水蒸气的吸热作用将多余的反
4、应热带走。(2)防止搅拌中断搅拌可以加速热量的传递。有的生产过程假如搅拌中断，可能会造成散热不良或局部反应过于猛烈而发生危急。例如，苯与浓硫酸进行磺化反应时，物料加入后由于迟开搅拌，造成物料分层。搅拌开动后，反应猛烈，冷却系统不能刚好地将大量的反应热移去，导致热量积累，温度上升，未反应完的苯很快受热气化,造成设备、管线超压爆裂.所以，加料前必需开动搅拌，防止物料积存。生产过程中，若由于停电、搅拌机械发生故障等造成搅拌中断时，加料应马上停止，并I1.应当实行有效的降温措施。对因搅拌中断可能引起事故的反应装置，应当实行防止搅拌中断的措施，例如，采纳双路供电。(3)正确选择传热介质传热介质，即热载体
5、常用的有水、水蒸气、碳氮化合物、熔盐、汞和熔歌金属、烟道气等。避开运用性质与反应物料相抵触的介质。应尽量避开运用性质与反应物料相抵触的物质作冷却介质“例如，环氧乙烷很简洁与水猛烈反应，甚至极微垃的水分渗入液态环氧乙烷中、也会引发自聚放热产生爆炸。又如，金屈钠遇水猛烈反应而爆炸。所以在加工过程中，这些物料的冷却介质不得用水,一般采纳液体石蜡.防止传热面结垢。在化学工业中，设备传热面结垢是普遍现象。传热面结垢不仅会影响传热效率，更危急的是在结垢处易形成局部过热点，造成物料分解而引发爆炸。结垢的缘由有，由于水质不好而结成水垢：物料粘结在传热面上：特殊是因物料聚合、缩合、凝合、炭化而引起结垢，极具危
6、急性。换热器内传热流体宜采纳较高流速，这样既可以提而传热效率，又可以削减污垢在传热表面的沉机传热介侦运用平安。传热介版在运用过程中处于高温状态，平安问题非常盘要。高温传热介质，如联素混合物（73.5%联策酸和26.5%联茶）在运用过程中要防止低沸点液体（如水或其他液体）进入，低沸点液体进入高温系统，会马上气化超压而引起爆炸“传热介质运行系统不得有死角，以免容器试压时积存水或其他低沸点液体。传热介质运行系统在水压试验后，肯定要有牢靠的脱水措施，在运行前应进行干燥吹扫处理。2 .投料限制（1）投料速度限制对于放热反应，投料速率不能超过设备的传热实力，否则，物料温度将会急剧上升，引起物料的分解、突沸
7、造成事故。加料时假如温度过低，往往造成物料的积累、过量，温度一旦相宜反应加剧，加之热量不能刚好导出，温度和压力都会超过正常指标，导致事故.如某农药厂“保棉车”反应釜，按工艺要求，在不低于75C的温度下，4h内加完100kg双氧水。但由于投料温度为70C,起先反应速率慢加之投入冷的双氧水使温度降至52C,因此将投料速度加快,在1.h20min投入双氧水80kg,造成双氧水与原油猛烈反应，反应热来不及导出而温度骤升，仅在6s内温度就升至20（C以上，使釜内物料气化引起爆炸。投料速度太快，除影响反应速度外，还可能造成尾气汲取不完全，引起毒性或可燃性气体外逸。如某农药厂乐果生产施化岗位，由于投料速度
8、太快.硫化氢尾气来不及汲取而外逸，引起中毒事故。当反应湿度不正常时，首先要判明缘由，不能随意采纳补加反应物的方法提高反应温度，更不能采纳先增加投料址而后补热的方法。（2）投料配比反应物料的配比要严格限制，影响配比的因素都要精酹的分析和计量。例如，反应物料的浓度、含量、潦量、重量等。对连续化程度较高,危急性较大的生产，在刚开车时要特殊留意投料的配比。例如，在环氯乙烷生产中，乙烯和氧混合进行反应，其配比接近爆炸极限，为保证平安，应常常分析气体含量，严格限制配比，并尽fit削减开停车次数。催化剂对化学反应的速度影响很大，假如配料失误，多加催化剂，就可能发生危急。可燃物与氧化剂进行的反应，要严格限制氧
9、化剂的投料量。在某比例下能形成爆炸性混合物的物料，生产时其投料量应尽量限制在爆炸范围之外，暇如工艺条件允许，可以添加水、水蒸气或惰性气体进行稀糅爱护。(3)投料依次在涉及危急品的生产中，必需依据肯定的依次进行投料。例如，弧化狙的合成.应先向合成塔通入氢气,然后通入氯气：生产三氯化磷，应先投磷，后投氯，否则可能发生爆炸.又如，用2,4二氯酚和对硝基氯苯加碱生产除草酸，3种原料必需同时加入反应罐，在190C卜进行缩合反应。假如忘加硝基筑苯，只加2,4二氯酚和碱，结果生成二氯酚钠盐，在240C下能分解爆炸。假如只加硝基观茶与喊反应，则能生成对硝塘氯酚钠耗，在200C下也会分解爆炸。为了防止误操作，造
10、成顺倒程序投料，可将进料阀门进行联锁动作。(4)原料纯度反应物料中危急杂质的增加可能会导致副反应或过反应，引发燃烧或爆炸事故。对于化工原料和产品，纯度和成分是痂量要求的重要指标，对生产和管理平安也有若重要影响比如，乙烘和氯化匈合成氯乙烯,氯化城中游离氯不允许超过0.005%,因为过量的游离氯与乙块反应生成四氯乙烷会马上起火爆炸。又如在乙烘生产中，电石中含磷量不得超过0.08%。因为磷在电石中主要是以磷化钙的形式存在，磷化钙遇水生成磷化氢，遇空气燃烧，导致乙烘和空气混合物的爆炸。反应原料气中，假如其中含有的有害气体不清除干净，在物料循环过程中会不断积累，最终会导致燃烧或爆炸等事故的发生。清除有击
11、气体，可以采纳汲取的方法，也可以在工艺上实行措施，使之无法积累。例如高J长法合成甲醇，在甲醉分别器之后的气体管道上设置放空管，通过限制放空量以保证系统中有用气体的比例。有时有害杂质来自未清除干净的设备。例如在六六六生产中，合成塔可能招有少量的水，通氟后水与氯反应生成次氯酸，次氯酸受光照耀产生氧气，与米混合发生爆炸。所以这类设备肯定要清理干净，符合要求后才能投料。反应原料中的少量有宙成分，在生产的初始阶段可能无明显影晌，但在物料循环运用过程中，有害成分越枳越多，以致影响生产正常进行，造成严峻问题.所以在生产过程中，需定期排放有需成分。有时在物料的贮存和处理中加入肯定员的稳定剂，以防止某些杂质引起
12、事故。如能化狙在常温下星液态，贮存时水分含量必需低于1%,置于低温密闭容蹲中。假如有水存在，可生.成氨，作为催化剂引起聚合反应，聚合热使蒸气压力上升，导致爆炸事故的发生.为了提高辄化氢的稳定性，常加入浓度为0001%0.5%的硫酸、磷酸或甲酸等酸性物质作为稳定剂或吸附在活性炭上加以保存。（5）投料量化工反应设备或贮罐都有肯定的平安容积，带有搅拌器的反应设备耍考虑搅拌开动时的液面上升：贮城、气瓶要考虑温度上升后液面或压力的上升。若投料过多，超过平安容积系数,往往会引起溢料或超压。投料过少，也可能发生事故，投料量过少，可能使温度计接触不到液面，导致温度出现假象，由于推断错误而发生事故：投料量过少，
13、也材大难用使加热设备的加热面物料的气相，使易于分解的物料分解，从而引起爆炸.6）过反应的限制很多过反应的生成物是不秘定的，简洁造成事故。所以在反应过程中要防止过反应的发生.如三氯化磷合成是把氯气通入黄磷中，产物一氯化磷沸点为75匕,很简洁从反应釜中移出。但假如反应过头,则生成固体五氯化磷，100C时才升华。五氯化磷比三氯化瞬的反应活性高得多，由于黄磷的过氧化而发生爆炸的事故时有发生。对于这一类反应，往往保留一部分未反应物，使过反应不至于发生。在某些化工过程中，耍防止物料与空气中的氧反应生成不稔定的过班化物.有些物料，如乙酸、异丙S1.四氢映喃等，假如在蒸懒时有过氧化物存在，极易发生爆炸。3 .
14、流料和泄漏的限制溢科主要是指化学反应过程中由于加料、加热速度较快产生液沫引起的物料溢出，以及在配料等操作过程中，由于泡沫夹带而引起的物料溢出。由于溢料时相界面不消，给液面的调整限制带来困难。反应过程中，溢料使反应物料外泄，简洁发生事故。在连续封闭的牛产过程中，溢流又简洁引起冲浆、液泛等操作事故。为J削减泡沫，防止出现溢料现象，首先应当稳定加料量，平稔操作.其次，在工艺上可实行真空消泡的措施，通过调整合理的真空差来消退泡沫。如在橡胶生产的脱除挥发物的操作中可通过调整脱挥塔塔顶与塔釜的真空度差来削减脱气过程的泡沫，以防止冲浆。第三是在工艺允许的状况下加入消泡剂消减泡沫，第四是在配料操作中可通过调整
15、配料温度和配料糟的搅拌强度，削减泡沫和溢料。化工生产中还存在着物料的跑、目、滴、漏的现象，简洁引起火灾爆炸事故。造成跑、冒、滴、漏一般有以下三种状况：(1)操作不细心或误操作，例如，收料过程中的槽满胞料，分别涔液面限制不桎，开错排污同等：(2)设备管线和机泵的结合面不严密；(3)设备管线被腐蚀，未刚好检修更换。为确保平安生产，杜绝跑、冒、滴、漏，必需加强操作人i和修理人员的责任心和技术培训，稳定工艺操作，提高检修质量，保证设备完好率，降低泄漏率。为防止误操作，对比较重要的各种管线应涂以不同颜色以示区分，对重要的阀门要实行挂牌、加锁等措施。不同管道上的阀门应相隔肯定的间距，以免启闭错误。4 .自
16、动限制与平安爱护装置(1)自动限制自动限制系统按其功能分为以下四类：自动检测系统：对机械、设备或过程进行连续检测，把检测对软的参数如温度、压力、流量、液位、物料成分等讯号，由自动装置转换为数字，并显示或记录出来的系统.自动调整系统：通过自动装置的作用，使工艺参数保持在设定值的系统。自动操纵系统：对机械、设备或过程的启动、停止及交换、接通等，由自动装置.进行悚纵的系统。自动讯号、联锁和爱护系统：机械、设备或过程出现不正常状况时，会发出警报并自动实行措施，以防事故的平安系统.（2）平安爱护装置信号报警装置。在化学工业生产中，可配置信号报警装置,状况失常时发出警告，以便刚好实行措施消退隐患。报警装置
17、与测量仪表连接，用声、光或颜色示警。例如在硝化反应中，硝化器的冷却水为负压，为了防止器壁泄漏造成事故，在冷却水排出口装有带铃的导电性测量仪，若冷却水中混有酸，导电率提高.则会响铃示警。随着化学工业的发展，警报信号系统的自动化程度不断提高.例如反应塔温度上升的自动报警系统可分为两级，急剧升温检测系统，以及与进出口流量相时应的温差检测系统。警报的传送方式按故障的轻重设置倍号。信号报警装置只能提示操作者留意已发生的不正常状况或故障，但不能自动解除故障。保险装置。保险装置在危急状态卜自动消退危急或不正常状态。例如氨的林化反应是在氨和空气混合物爆作极限边缘进行的，在气体输送管路上应当安装保险装巴，以便在
18、紧急状态下切断气体的输入。在反应过程中，空气的压力过低或氨的温度过低，都有可能使混合气体中氨的浓度提高，达到爆作下限.在这种状况下，保险装理就会切断氨的输送，只允许空气流过，因而可以防止爆炸事故的发生。平安然锁装置。联锁就是利用机械或电气限制依次接通各个仪器和设备，使之彼此发生联系，达到平安运行的目的。平安联锁装置是对悚作依次有特定平安要求、防止误操作的一种平安装置，有机械联锁和电气联锁。例如硫酸与水的混合操作，必需先把水加入设备，再注入硫酸，否则将会发生喷溅和灼伤事故.把注水阀门和注酸阀门依次联锁起来，就可以达到此目的。某些须要常常打开孔i的带压反应容器，在开盖之前必需卸压。常见的操作简洁疏
19、忽出现差错,假如把卸掉锻内压力和打开孔盖联锁起来，就可以平安无误.常见的平安联锁装置有以卜.几种状况：a.同时或依次放两种液体或气体时：b.在反应终止须要怕性气体爱护时；c.打开设备前预先解除压力或须要降温时：d打开两个或多个部件、设备、机器由手操作错误简洁引起事故时：e.当工艺限制参数达到某极限值，开启处理装置时:R某危急区域或部位禁止人员入内时。二、火灾及爆炸扩散的限制1.隔离、露天布置、远距离操纵（1）分区隔离在总体设计时，应慎重考虑危急车间的布厘位置。危急车间与其他车间或装置应保持肯定的间距，充分估计相邻乍间建（构）筑物可能引起的相互影响。对个别危急性大的设备，可采纳隔离操作和防护屏的
20、方法使操作人员与生产设备隔离。在同一车间的各个工段，应视其生产性质和危急程度而予以隔离，各种原料成品、半成品的忆：藏，也应按其性质、贮量不同而进行隔高。（2）露天布置为便丁有害气体的散发，削减因设备泄漏而造成易燃气体在厂房内积聚的危急性，宜将此类设备和装置布置在露天或半露天场所。如石化企业的大多数设备都是露天安装的。对于露天安装的设备，应考虑气象条件对设备、工艺参数、操作人员健康的影响，并应有合理的夜间照明。（3）远距离操纵在化工生产中，大多数的连续生产过程，主要是依据反应进行状况和程度来调整各种阀门，而某些阀门操作人员难以接近，开闭又较费劲，或要求快速启闭,这些状况都应进行远距离操纵。对热辐
21、射高的设备及危急性大的反应装置，也应实行远Sn离操纵“远距离操纵主要由机械传2.防火与防爆平安装置（1）阻火装置阻火设备包括阻火器、平安液封和单向阀等，其作用是防止外部火焰岗入有燃烧爆炸危急的设备、容器和管道，或阻挡火焰在设备和管道间扩散和扩散。阻火器.阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻挡火焰在设备、管道间扩散。阻火器是应用火焰通过热导体的狭小孔隙时，由于热量损失而熄灭的原理设计制造。在易燃易爆物料生产设备与输送管道之间，或易燃液体、可燃气体容器、管道的排气管上，多采纳阻火器用火。阻火器有金属网、砾石、水纹金属片等形式。金属网阻火器。阻火层用金属网段加组成的阻火器
22、砾石阻火器。用砂粒、卵石、坡璃球等作为填料。水纹金属片R1.火罂。壳体由铝合金铸造而成，阳火层由0.1-0.2mm不锈钢压制而成水纹型。平安液封。平安液封的阻火原理是液体封在进出口之间，一旦液封的-例若火，火焰都将在液封处被熄灭，从而阻挡火焰扩散，般安装在气体管道与生产设备或气柜之间，一般用水作为阻火介质。常用的平安液封有放开式和封闭式两种。水封井.水封井是平安液封的一种，运用在散发可燃气体和易燃液体蒸气等油污的污水管网上，可防止燃烧、爆炸沿污水管网扩散扩展，水封井的水封液柱高度，不宜小于25On1.nU留意：当生产污水能产生.引起爆炸或火灾的气体时，其管道系统中必需设置水封井，水封井位置应
23、设在产生上述污水的排出口处及其干管上每隔适当距离处。水封深度应采纳025m,井上宜设通风设施，井底应设沉泥槽.水封井以及同一管道系统中的其它检查井，均不应设在车行道和行人众多的地段，并应适当远离产生明火的场地.堆向阀。亦称止逆阀、止回阀。生.产中常用于只允许流体在肯定的方向流淌.阻挡在流体压力下降时返回生产流程。如向易燃易爆物质生产的设备内通人氮气置换，置换作业中氮气管网故障压力下降，在赳气管道通人设备前设一单向阀，既可防止物料倒入氮气管网。单向阀的用途很广，液化石油气钢瓶上的减压阀就是起着单向阀作用的“生产中常用的单向阀有升降式、摇板式、球式等.装置中的协助管线（水、蒸汽、空气、狙气等）与可
24、燃气体、液体设备、管道连接的生产系统，均可采纳单向阀来防止发生宙料危急。阻火闸门。阻火闸门是为f阻挡火焰沿通风管道扩散而设置的阻火装置在正常状况卜.，阳火间门受制于成环状或条状的易熔元件的限制，处于开启状态，旦着火，温度上升，易熔元件熔化，阳火闸门失去限制，闸门自动关闭，阻断火的扩散，易熔元件通常用低熔点合金或有机材料制成（秘、铅、锡、珞、汞等金属）制成。也有的阻火伸1门是手动的，即在遇火警时由人快速关闭。火星熄灭器“火星熄灭器也叫防火帽，一般安装在产生火花（星）设备的挎空系统上，以防飞出的火星引热四周的易燃物料，火星熄灭器的种类很多，结构各不相同，大致可分为以下几种形式。a降压减速：便带有火
25、星的烟气由小容积进入大容积，造成压力降低，气潦减慢。b变更方向：设置障碍变更气流方向，使火星沉降，如旋风分别器。c网孔过滤：设置网格、叶轮等，将较大的火星拦住或将火星分散开，以加速火星的熄灭。d.冷却：用喷水或蒸汽熄灭火星，如锅炉烟囱.（2）防爆泄压装置防爆泄压设施包括采纳平安阀、爆破片、防爆门和放空管等。平安阀主要用于防止物理性爆炸，爆破片主要用T防止化学性爆炸：防爆门和防爆球脚主要用于加热炉上：放空管用来紧急持泄有超温、超压、爆聚和分解爆炸的物料。有的化学反应设备除设置紧急放空管（包括火炬）外还宜设置平安阀、爆破片或事故贮槽，有时只设置其中一种。平安阀。平安阀的动用，一是泄压，即受压设备内
26、部压力超过正常压力时。平安阀白动开启，把容器内的介质快速排放出去，以降低压力，防止设备超压爆炸，当压力降低至正常值时，自行关闭。二是报警，即当设法超压，平安阀开启向外排放介质时，产生气体动力声响.起到报警作用。按平安阀阀解开启高度可分为微肩式平安阀和全启式平安脚，微启式平安阀的开启行程高度为：W0.05d0（最小排放喉部口径）：全启式平安阀开启高度为0.25d0（最小排放喉部口径）平安阀按结构形式来分，要分为垂锤式、杠杆式、弹黄式和先导式（脉冲式）；按阀体构造来分，可分为封闭式和不封闭式两种。封闭式平安阀即解除的介侦不外泄，全部沿若出口排泄到指定地点，一般用在有毒和腐蚀性介历中。对于空气和蒸汽
27、用平安阀，多采纳不封闭式平安阀。对于平安阀产品的选用，应按实际密封乐力来确定。对于弹簧式平安阀，在一种公称乐力（PN范用内，具有几种工作压力级的弹筱，选择时除留意平安阀型号、名称、介质和温度外，尚应留意阀体密封压力。爆破片.爆破片也称防爆片、防爆膜。爆破片通常设置在密闭的压力容器或管道系统上.当设备内物料发生异样.反应超过规定压力时，爆破片便自动裂开.从而防止设备爆炸。其特点是放出物料多，泄压快，构造简洁。可在设备耐压试脸压力下裂开.适用于物料粘度高或腐蚀性强的设备以及不允许有任何泄漏的场所。爆破片可与平安阀组合安装。在弹簧平安阀入口处设置爆破片，可以防止弹簧平安阀受腐蚀、异物侵入及泄漏。爆破
28、片的平安牢靠性取决于爆破片的材料、厚度和泄压面积。防爆门。为了防止炉和烟道风压过高，引起爆炸和再次燃烧，并引起炉墙和烟道开裂、倒塌、尾部变热而烧坏，目前常用的方法就是在锅炉墙上装设防爆门。防爆门主要利用自身的盘量或强度，当它大于或和炉膛在正常压力作用在其上的总压力相平衡时，防爆门处于关闭状态。当炉膛压力发生交化，使作用在防爆门上的总压力超过防爆门本身的重量或强度时，防爆门就会被冲开或冲破，炉膘内就会有一部分烟气泄出，而达到泄压目的。防爆门般设置在燃油、燃气和燃烧煤粉的燃烧室外壁匕以防燃烧室发生爆燃或爆炸时设备遭到破坏。防爆门应设巴在人们不常到的地方，高度最好不低于2米（m）o放空管.在某些极其危急的化工生产设备上。为防止可能出观的超温、超压、爆炸等恶件事故的发牛，比设置自动或就地手控紧急放空管瞥。由于紧急放空管和平安阀的放空口高出建筑物顶.有较高的气柱，简洁遭遇需击.因此.放空门应在防雷爱护范围内。为防静电，放空管应有良好的接地设施。
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