① 生產技術輔導:化工安全技術
第二節化工安全技術
石油、化工生產是危險性較大的行業,所處理的物料(原料、中間產物及成品等)大多具有易燃、易爆、毒性和腐蝕性的特性;工藝過程復雜,工藝條件苛刻;作業方式多樣化;生產裝置規模大型化、連續化、自動化。這些特點決定了化工生產具有較高的危險性。
石油、化工生產的潛在的主要危險是火災、爆炸、致人中毒、化學灼傷等。石油、化工生產一旦發生事故,往往會帶來嚴重的後果,造成眾多人員傷亡、巨額的財產損失,還會嚴重污染環境。
一、典型設備安全技術與車間布置
(一)典型設備工藝安全分析
設備運行設計的基本內容主要是在滿足安全運行的條件下,對定型(或標准)設備的選擇和非定型(非標准)設備的工藝計算等。定型設備的選擇除了要符合基本要求外,還要注意根據設計項目規定的生產能力和生產周期確定設備的台數。運轉設備要按其負荷和規定的工藝條件進行選型;靜止設備則要計算其主要參數,如傳熱面積、蒸發面積等,再結合工藝條件進行選型。
l. 泵
泵是化學工業等流程工業運行中的主要流體機械。泵的安全運行涉及流體的平衡、壓力的平衡和物系的正常流動。選用泵要依據流體的物理化學特性,一般溶液可選用任何類型泵輸送;懸浮液可選用隔膜式往復泵或離心泵輸送;黏度大的液體、膠體溶液、膏狀物和糊狀物時可選用齒輪泵、螺桿泵或高黏度泵;毒性或腐蝕性較強的可選用屏蔽泵;輸送易燃易爆的有機液體可選用防爆型電機驅動的離心式油泵等。
2.換熱器
換熱器的運行涉及工藝過程中的熱量交換、熱量傳遞和熱量變化,過程中如果熱量積累,造成超溫就會發生事故。化工生產中換熱器是應用最廣泛的設備之一。選擇換熱器形式時,要根據熱負荷、流量的大小,流體的流動特性和污濁程度,操作壓力和溫度,允許的壓力損失等因素,結合各種換熱器的特徵與使用場所的客觀條件來合理選擇。
目前,國內使用的管殼交換熱器系列標准有:固定管板式換熱器、立式熱虹吸式再沸器、鋼制固定式薄管板列管換熱器、浮頭式換熱器、冷凝器、U形管式換熱器。
3.精蒸餾塔
精餾過程涉及熱源加熱、液體沸騰、氣液分離、冷卻冷凝等過程,熱平衡安全問題和相態變化安全問題是精餾過程安全的關鍵。
精餾設備是應用最廣泛的非定型設備。由於用途不同,操作原理不同,所以塔的結構形式、操作條件差異很大。精餾設備的安全運行主要決定於精餾過程的加熱載體、熱量平衡、氣液平衡、壓力平衡以及被分離物料的熱穩定性以及填料選擇的安全性。精餾設備的形式很多,按塔內部主要部件不同可以分為板式塔與填料塔兩大類型。板式塔又有篩板塔、浮閥塔、泡罩塔、浮動噴射塔等多種形式,而填料塔也有多種填料方式。在精餾設備選型時應滿足生產能力大,分離效率高,體積小:可靠性高,滿脊侍枯足工藝要求,結構櫻洞簡單,塔板壓力較小的要求。
4.反應器
反應器安全問題最為復雜,涉及反應器物系配置、投料速度談虛、投料量、升溫冷卻系統、檢測、顯示、控制系統以及反應器結構、攪拌、安全裝置、泄壓系統等。反應器是化工生、產中的關鍵設備,合理選擇設計好的反應器能夠有效利用原料,提高效率,減少分離裝置的負荷,節省分離所需的能量。
反應器應該滿足反應動力學要求、熱量傳遞的要求、質量傳遞過程與流體動力學過程的要求、工程式控制制的要求、機械工程的要求、安全運行要求。
反應器的種類很多,按基本結構可分為:管式反應器、釜式反應器、固定床反應器和流化床反應器。
5.攪拌器
攪拌器的安全可靠是許多放熱反應、聚合過程等安全運行的必需條件。攪拌器的中斷或突然失效可以造成物料反應停滯、分層、局部過熱等。攪拌器的形式有槳式、渦輪式、推進式、框式(或錨式)、螺桿式及螺帶式等。選擇時,首先根據攪拌器形式與釜內物料容積及黏度的關系進行大致的選擇,攪拌器的材質可根據物料的腐蝕性、黏度及轉數等確定。
6.軸密封裝置
防止反應釜的跑、冒、滴、漏,特別是防止有毒害、易燃介質的泄漏,選擇合理的密封裝置非常重要。密封填料可能選擇錯誤,與反應物反應導致反應器爆炸;機械密封由於安裝缺陷,大量溶劑泄漏發生爆炸。密封裝置主要有如下兩種。
(1)填料密封。優點是結構簡單,填料拆裝方便,造價低。但使用壽命短,密封可靠性差。
(2)機械密封。優點是密封可靠,使用壽命長,適用范圍廣、功率消耗少。但其造價高.安裝精度要求高。
7.蒸發設備
蒸發設備的選型主要考慮被蒸發溶液的性質,如黏度、發泡性、腐蝕性、熱敏性和是否容易結晶或析出結晶等因素。
蒸發熱敏性物料時,應選用膜式蒸發器,以防止物料分解;蒸發黏度大的溶液,為保證物料流速應選用強制循環回轉薄膜式或降膜式蒸發器;蒸發易結垢或析出結晶的物料,可採用標準式或懸筐式蒸發器或管外沸騰式和強制循環型蒸發器;蒸發發泡性溶液時,應選用強制循環型和長管薄膜式蒸發器;蒸發腐蝕性物料時應考慮設備用材;如蒸發廢酸等物料應選用浸沒燃燒蒸發器;處理量小的或採用間歇操作時,可選用夾套或鍋爐蒸發器,以便製造、操作和節約投資。
8.存儲設備
化工生產中需要存儲的有原料、中間產品、成品、副產品以及廢液和廢氣等。常見的存儲設備有罐、桶、池等。有敞口的也有密封的;有常壓的也有高壓的;可根據存儲物的性質,數量和工藝要求選用。
一般固體物料,不受天氣影響的,可以露天存放。大量液體的存儲一般使用圓形或球形儲槽;易揮發的液體,為防物料揮發損失,而選用浮頂儲罐;蒸氣壓高於大氣壓的液體,要視其蒸氣壓大小專門設計儲槽;可燃液體的存儲,要在存儲設備的開口處設置防火裝置。容易液化的氣體,一般經過加壓液化後存儲於壓力儲罐或承壓鋼瓶中,近些年,用低溫法將液化後的物料儲存於常壓低溫儲罐中也得到了應用;難於液化的氣體,大多數經過加壓後存儲於氣櫃高壓球形儲槽或柱形容器中。易受空氣和濕度影響的物料應存儲於密閉的容器內。
(二)車間設備布置的安全分析
l.設備布置
車間設備布置是確定各個設備在車間中的位置;確定場地與建築物的尺寸;確定管理、生產儀表管線、採暖通風管線的走向和位置。
的設備布置應做到:經濟合理,節約投資,操作維修方便、安全,設備排列緊湊,整齊美觀。
設備布置時一般採用流程式布置,以滿足工藝流程路徑,保證工藝流程在水平和垂直方向的連續性。在不影響工藝流程路徑的原則下,將同類型的設備或操作性質相似的有關設備集中布置,可以有效地利用建築面積,便於管理、操作與維修。還可以減少備用設備或互為備用。如塔體集中布置在塔架上,換熱器、泵組成布置在一處等。充分利用位能,盡可能使物料自動流送,一般可將計量設備、高位槽布置在層,主要設備(如反應器等)布置在中層,儲槽、傳動設備等布置在底層。考慮合適的設備間距。設備間距過大會增加建築面積,拉長管道,從而增加建築和管道投資;設備間距過小導致操作、安裝與維修的困難,甚至發生事故。設備間距的確定主要取決於設備管道的安裝、檢修、安全生產以及節約投資等幾個因素。
2.設備布置的安全技術要求設備布置應盡量做到工人背光操作,高大設備避免靠近窗戶布置,以免影響門窗的開啟、通風與採光。
有爆炸危險的設備應露天或半露天布置,室內布置時要加強通風,防止爆炸性氣體的聚集;危險等級相同的設備或廠房應集中在一個區域,這樣可以減少防爆電器的數量和減少防火、防爆建築的面積;將有爆炸危險的設備布置在單層廠房或多層廠房的頂層或廠房的邊沿都有利於防爆泄壓和消防。
加熱爐、明火設備與產生易燃易爆氣體的設備應保持一定的距離(一般不小於18m),易燃易爆車間要採取防止引起靜電現象和著火的措施。
處理酸鹼等腐蝕性介質的設備,如泵、池、罐等分別集中布置在底層有耐蝕鋪砌的圍堤中,不宜放在地下室或樓上。
產生有毒氣體的設備應布置在下風向,儲有毒物料的設備不能放在廠房的死角處;有毒、有粉塵和有氣體腐蝕的設備要集中布置並做通風、排毒或防腐處理,通風措施應根據生產過程中有害物質、易燃易爆氣體的濃度和爆炸極限及廠房的溫度而定。
笨重設備或運轉時產生很大振動的設備,如壓縮機、離心機、真空泵等,應盡可能布置在廠房底層,以減少廠房的荷載與振動。有劇烈振動的設備,其操作台和基礎不得與建築物的柱、牆連在一起,以免影響建築物的安全。廠房內操作平台必須統一考慮,以免平台支柱零亂重復。
3典型設備的布置
(1)塔。塔的布置形式很多,常在室外集中布置,在滿足工藝流程的前提下,可把高度相近的塔相鄰布置。
單塔或特別高大的塔可採用獨立布置,利用塔身設操作平台,供工作人員進出人孔、操作、維修儀表及閥門之用。塔或塔群布置在設備區外側,其操作側面對道路,配管側面對管廊,以便施工安裝、維修與配管。塔頂部常設有吊桿,用以吊裝塔盤等零件。填料塔常在裝料人孔的上方設吊車粱,供吊裝填料。
裝幾個塔的中心排列一條直線,高度相近的塔相鄰布置,通過適當調整安裝高度和操作點就可以採用聯合平台,既方便操作,又節省投資。採用聯合平台時應考慮各塔有不同的伸長量,以防止拉壞平台。相鄰小塔間的距離一般為塔徑的3~4倍。
數量不多、結構與大小相似的塔可成組布置,將四個塔合為一個整體,利用操作台集中布置:如果塔的高度不同,只要求將第一層操作平台取齊,其他各層可另行考慮。這樣,幾個塔組成一個空間體系,增加了塔群的剛度。塔的壁厚就可適當降低。
塔通常安裝在高位換熱器和容器的建築物或框架旁,利用容器或換熱器的平台作為塔的人孔、儀表和閥門的操作與維修的通道。將細而高的或負壓塔的側面固定在建築物或框架的適當高度,這樣可以增加剛度,減少壁厚。
直徑較小(1m以下)的塔常安裝在室內或框架中,平台和管道都支承在建築物上,冷凝器可裝在屋頂上或吊在屋頂梁下,利用位差重力迴流。
(2)換熱器。換熱器的熱量平衡由於涉及到傳熱效果,換熱面積、流動溫差、流動強度等一系列問題,因此,換熱器在運行過程中由於熱量積累、局部過熱、流體結焦或氣化而引起的事故比較多。
化工廠中使用最多的是列管換熱器和再沸器,其布置原理也適用於其他形式的換熱器。
設備布置的主要任務是將換熱器布量在適當的位置,確定支座、安裝結構和管口方位等。必要時在不影響工藝要求的前提下調整原換熱器的尺寸及安裝方式(立式或卧式)。
換熱器的布置原則是順應流程和縮小管道長度,其位置取決於它密切聯系的設備布置。塔的再沸器及冷凝器因與塔以大口徑的管道連接,故應採取近塔布置,通常將它們布置在塔的兩側。熱虹吸式再沸器直接固定在塔上,還要靠近迴流罐和迴流泵。自容器(或塔底)經換熱器抽出液體時,換熱器要靠近容器(或塔底),使泵的吸入管道最短,以改善吸入條件。
(3)容器(罐,槽)。容器按用途可以分為原料儲罐、中間儲罐和成品儲罐;按安裝形式可以分為立式和卧式。容器布置時一般要注意以下事項。
立式儲罐布置時,按罐外壁取齊,卧式儲罐按封頭切線取齊。在室外布置易揮發液體儲罐時,應設置噴淋冷卻設施;易燃、可燃液體儲罐周圍應按規定設置防火堤壩;儲存腐蝕性物料罐區除設圍堰外,其地坪應作防腐處理。液位計、進出料接管、儀表盡可能集中在儲罐的一側,另一側供通道與檢修用。罐與罐之間的距離應符合國家標準的有關規定,以便操作、安裝與檢修。儲罐的安裝高度應根據安管需要和輸送泵的凈正吸人壓頭的要求決定。同時,多台大小不同的卧式儲罐,其底部宣布置在同一標高上。原料儲罐和成品儲罐一般集中布置在儲罐區,而中間儲罐要按流程順序布置在有關設備附近或廠房附近。
(4)反應器。反應器形式很多,可以根據結構形式按類似的設備布置。塔式反應器可按塔的方式布置;固定床催化反應器與容器相類似;火焰加熱的反應器則近似於工業爐:攪拌釜式反應器實質上是設有攪拌器和傳熱夾套的立式容器。
釜式反應器一般用掛耳支承在建(構)築物上或操作台的樑上;對於體積大、質量大或振動大的設備,要用文腳直接支承在地面或樓板上。兩台以上相同的反應器應盡可能排成一直線。反應器之間的距離,根據設備的大小、附屬設備和管道具體情況而定。管道閥門應盡可能集中布置在反應器一側,以便操作。
間歇操作的釜式反應器布置時要考慮便於加料和出料。液體物料通常是經高位槽計量後靠壓差加入釜中;固體物料大多是用吊車從人孔或加料口加入釜內,因此,人孔或加料口離地面、樓面或操作平檯面的高度以800mm為宜。
因多數釜式反應器帶有攪拌器,所以上部要設置安裝及檢修用的起吊設備,並考慮足夠的高度,以便抽出攪拌器軸等。
連接操作釜式反應器有單台和多台串聯式,布置時除考慮前述要求外,由於進料、出料都是連接的,因此在多台串聯時必須特別注意物料進、出口問的壓差和流體流動的阻力損失。
(5)泵與壓縮機。泵應盡量靠近供料設備以保證良好的吸人條件。它們常集中布置在室外、建築物底層或泵房。室外布置的泵一般在路旁或管廊下排成一行或兩行,電機端對齊排在中心通道兩側,吸入與排出端對著工藝罐。泵的排列次序由相關的設備與管道的布置所決定。當面積受限制或泵較小時,可成對布置,使兩泵共用一個基礎,在一根支柱上裝兩個開關。
離心壓縮機的布置原理與離心泵相似,但較為龐大、復雜,特別是一些附屬設備(潤滑油與密封油槽、控制台、冷卻器等)要佔據很大的空間。為電動機或背壓透平帶動的離心壓縮機的常用布置方案。
管道從頂部連接的壓縮機可以安裝在接近地面的基礎上.在拆卸上蓋時要同時拆去上部接管。管道從底部連接的壓縮機拆卸上蓋時比較方便,這種壓縮機要裝在抬高的框架上,支柱靠近機器,環繞機器設懸壁平台,壓縮機的基礎要與建築物的基礎分離。離心壓縮機常布置在敞開式的框架結構(有頂)或壓縮機室內,頂部要設吊車粱或行車以供檢修時起吊零部件。
往復壓縮機的工作原理與往復泵相似,但機器復雜很多,振動及雜訊都很大。往復式壓縮機結構復雜、拆裝時間長,所以都布置在壓縮機室內,並配有起重裝置,其周圍要留出足夠大的空地。
(三)化工生產管路與管系安全技術
化工管路主要由管子、管件和閥件構成,也包括一些附屬於管路的管架、管卡、管撐等輔件。化工生產中輸送的流體是多種多樣的,化工管路也各不相同,以適應不同輸送任務的要求。管路及管件的標志是管系安全生產的基本條件。化工管路的標准化是指制定化工管路主要構件,包括管子、管件、閥件(門)、法蘭、墊片等的結構、尺寸、連接、壓力等的標准並實施的過程。其中,壓力標准與直徑標準是制定其他標準的依據,也是選擇管子、管件、閻件(門)、法蘭、墊片等附件的依據,已由國家標准詳細規定。管子標準的參數包括壓力標准(又分公稱壓力、試驗壓力和工作壓力)、直徑(口徑)標准(也稱公稱直徑或通稱直徑)。
1化工管路布置的原則
(1)應合理安排管路,使管路與牆壁、柱子、場地、其他管路等之間應有適當的距離,並盡量採用標准件,以便於安裝、操作、巡查與檢修。
管道盡量架空敷設,平行成列走直線,少拐彎、少交叉以減少管架的數量;並列管線上的閥門應盡量錯開排列;從主管上引出支管時,氣體管從上方引出,液體管從下方引出。
(2)輸送有毒或有腐蝕性介質的管道,不得在人行道上空設置閥體、伸縮器、法蘭等,若與其他管道並列時應在外側或下方安裝;輸送易燃、易爆介質的管道不應敷設在生活間、樓梯和走廊等處;配置安全閥、防爆膜、阻火器、水封等防火防爆安全裝置,並應採取可靠的接地措施;易燃易爆及有毒介質的放空管應引至室外指定地點或高出層面2 m以上。
(3)管道敷設應有坡度,以免管內或設備內積液,坡度方向要根據介質流動方向和生產工藝特點確定。
(4)對於溫度變化較大的管路要採取熱補償措施,有凝液的管路要安排凝液排出裝置,有氣體積聚的管路要設置氣體排放裝置。長距離輸送蒸氣的管道要在一定距離處安裝疏水閻,以排除冷凝水。
2化工管路的連接
管子與管子、管子與管件、管子與閥件、管子與設備之間連接的方式主要有4種,即螺紋連接、法蘭連接、承插式連接及焊接。
3管路的熱補償
化工管路的兩端是固定的,當溫度發生較大的變化時,管路就會因管材的熱脹冷縮而承受壓力或拉力,嚴重時將造成管子彎曲、斷裂或接頭松脫。因此必須採取措施消除這種應力,這就是管路的熱補償。熱補償的主要方法有兩種:其一是依靠彎管的自然補償,通常,當管路轉角不大於150•時,均能起到一定的補償作用;其二是利用補償器進行補償.主要有方形、波形及填料3種補償器。
4化工管路的試壓與吹掃
化工管路在投入運行之前,必須保證其強度與嚴密性符合設計要求,因此,當管路安裝完畢後,必須進行壓力試驗,稱為試壓,試壓主要採用液壓試驗。少數特殊的也可以採用氣壓試驗。另外,為了保證管路系統內部的清潔,必須對管路系統進行吹掃與清洗,以除去鐵銹、焊渣、土及其他污物,稱為吹洗,管路吹洗根據被輸送介質不同,有水沖洗、空氣吹掃、蒸汽吹洗、酸洗、油清洗和脫脂等。
5化工管路的防靜電措施
當粉塵、液體和氣體電解質在管路中流動,或從容器中抽出或注入容器時,都會產生靜電。這些靜電如不及時消除,很容易產生電火花而引起火災或爆炸。管路的抗靜電措施主要是靜電接地和控制流體的流速。
6管道標志
化工廠中的管路是很多的,為了方便操作者區別各種類型的管路,常常在管外(保護層外或保溫層外)塗上不同的顏色,稱為管路的塗色。有兩種方法,其一是整個管路均塗上一種顏色(塗單色),其二是在底色上每間隔2 m塗上一個50~100 mm的色圈。常見化工管路的顏色可參閱相關手冊。如給水管為綠色,飽和蒸汽為紅色。
【例題】非腐蝕性毒性危險化學品經口引起急性中毒,應迅速用()的高錳酸鉀溶液或1%~2%的碳酸氫鈉溶液洗胃,然後用硫酸鎂溶液導泄。
A. 1/5000
B. 1/1000
C. 1/500
D. 1/100
【答案】A
② 化工企業安全衛生設計規定(一)
1、總則
1.0.1化工建設項目工程設計應貫徹「安全第一、預防為主」的方針,職業安全衛生設施必須遵循與主體工程同時設計、同時施工、同時投產的「三同時」方針,以保證生產安全和適度的勞動條件,提高勞動生產水平,促進企業生產發展。為此,特製訂本規定。
1.0.2本規定適用於一切新建、擴建、改建以及技術改造的化工建設項目。外資、中外合資和引進項目可採用經我方同意的國外相應的安全衛生標准。
1.0.3安全衛生要求應貫徹在各專業設計中,做到安全可靠、技術先進、經濟合理,盡可能做到本質安全化。工此慎程設計的各項設施應符合國家和專業有關安全衛生標准規范。
1.0.4化工建設項目初步設計階段必須編制安全衛生專篇(章),以保證「安全和衛生評價報告書」及其審批意見所確定的各項措施得到落實,安全衛生篇(章)內容見附錄。
1.0.5化工建設項目施工圖設計應根據批準的初步設計文件中安全衛生篇(章)所確定內容和要求進行。
2、一般規定
2.1廠址選擇
2.1.1化工企業的廠址選擇應全面考慮建設地區的自燃環境和社會環境,認真收集擬建地區的地形測量、工程地質、水文、氣象、區域規劃等基礎資料,進行多方案論證、比較,選定技術可靠、經濟合理、交通方便、符合環境和安全衛生要求的建設方案。
2.1.2選擇廠址應充分考慮地震、軟地基、濕陷性黃土、膨脹土等地質因素以及颶風、雷暴、沙暴等氣象危害,採取可靠技術方案,避開斷層、滑波、泥石流、地下溶洞等比較發育的地區。
2.1.3廠址應不受洪水、潮水和內澇的威脅。凡可能受江、河、湖、海或山洪威脅的化工企業場地高程設計,應符合國家《防洪標准》的有關規定,並採取有效的防洪、排澇措施。
2.1.4廠址應避開新舊礦產採掘區、水壩(或大堤)潰決後可能淹設地區、地方病嚴重流行區、國家及省市級文物保護區,並與航空站、氣象站、體育中心、文化中心保持有關標准或規范所規定的安全距離。
2.1.5化工企業之間、化工企業與其它工礦企業、交通線站、港埠之間的距離應符合安全衛生、防火規定。
2.1.6化工企業的廠址應符合當地城鄉規劃,按工廠生產類型及安全衛生要求與城鎮、村莊和工廠居住區保持足夠的間距。
2.1.7工廠的居住區、水源地等環境質量要求較高的設施與各種有害或危險場所應按有關標准規范設置防護距離,並應位於附近不潔水體、廢渣堆場的上風、上游配指位置。
2.1.8化工企業廠址必須考慮當地風向因素,一般應位於城鎮、工廠居住區全年最小頻率風向的上風方向。
2.1.9廠區具體定位應與當地現有和規劃的交通線路、車站、港口進行順捷合理的聯結。廠前區盡量臨靠公路幹道;鐵路、索道和碼頭應在廠後、側部位,避免不同方式的交通線路平面交叉。
2.1.10集中建設的工廠居住區不宜分散在鐵路或公路幹道兩側,鄰近居住區的線路應保持有關規范所規定的距離。
2.2廠區總平面布置
2.2.1化工企業廠區總平面應根據廠內各生產系統及安全、衛生要求進行功能明確合理分區的布置,分區內部和相互之間保持一定的通道和間距。
2.2.2廠區內火災危險較高,散發煙塵、水霧和噪音的生產部分應布置在全年最小風頻率的上風方位,廠前、機、電、儀修和總變配電等部分應位於全年最小風頻率的下風向,廠前區宜面向城鎮和工廠居住區一側。
2.2.3污水處理場、大型物料堆場、倉庫區應分別集中布置在廠區邊緣地帶。
2.2.4廠區面積大於5萬米2的化工企業應有兩個以上的出入口,大型化工廠的人流和貨運應明確分開,大宗危險貨物運輸須有單獨路線,不與人流及其它貨流混行或平交。
2.2.5廠內鐵路線群一般應集中森賣敬布置在後部或側面,避免伸向廠前、中部位,盡量減少與道路和管線交叉。鐵路沿線的建、構築物必須遵守建築限界和有關凈距的規定。
2.2.6廠區道路應根據交通、消防和分區和要求合理布置,力求順通。危險場所應為環行,路面寬度按交通密度及安全因素確定,保證消防、急救車輛暢行無阻。
2.2.6.1街區道路均應考慮消防車通行,道路中心線間距應符合防火規范的有關規定。
2.2.6.2道路兩側和上下接近的建、構築物必須滿足有關凈距和建築限界要求。
2.2.7機、電、儀修等操作人員較多的場所宜布置在廠前附近,避免大量人流經常穿行全廠或化工生產裝置區。
2.2.8循環水冷卻塔不宜布置在室外變配電裝置冬季風向頻率的上風附近,並應與總變電所、道路、鐵路和各種建構築物保持規定的距離。
2.2.9儲存甲、乙類物品的庫房、罐區、液化烴儲罐宜歸類分區布置在廠區邊緣地帶,其儲存量和總平面及交通線路等各項設計內容應符合有關規范的規定。
2.2.10新建化工企業應根據生產性質、地面上下設施和環境特點進行綠化美化設計,其綠化用地系統應按有關規范並與當地環保部門協同商定。
2.3化工裝置安全衛生設計原則
2.3.1生產工藝安全衛生設計必須符合人一機工程的原則,以便限度地降低操作者的勞動強度以及精神緊張狀態。
2.3.2應盡量採用沒有危害或危害較小的新工藝、新技術、新設備。淘汰毒塵嚴重又難以治理的落後的工藝設備,使生產過程本身為本質安全型。
2.3.3對具有危險和有害因素的生產過程應合理地採用機械化、自動化和計算機技術,實現遙控或隔離操作。
2.3.4具有危險和有害因素的生產過程,應設計可靠的監測儀器、儀表,並設計必要的自動報警和自動聯鎖系統。
2.3.5對事故後果嚴重的化工生產裝置,應按冗餘原則設計備用裝置和備用系統,並保證在出現故障時能自動轉換到備用裝置或備用系統。
2.3.6生產過程排放的有毒、有害廢氣、廢(液)和廢渣應符合國家標准和有關規定。
2.3.7應防止工作人員直接接觸具有危險和有害因素的設備、設施、生產原材料、產品和中間產品。
2.3.8化工專用設備設計應進行安全性評價,根據工藝要求、物料性質,按照《生產設備安全衛生設計總則》(GB5083)進行。設備製造任務書應有安全衛生方面內容。選用的通用機械與電氣設備應符合國家或行業技術標准。
3、勞動安全
3.1防火、防爆
3.1.1具有火災、爆炸危險的化工生產過程中的防火、防爆設計應符合《石油化工企業設計防火規范》(BG50160)和《建築設計防火規范》《GBJ16》等規范,火災和爆炸危險場所的電氣裝置的設計應符合《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB50058)。
3.1.2具有易燃易爆的工藝生產裝置、設備、管道,在滿足生產要求的條件下,宜按生產特點,集中聯合布置,採用露天、敞開或半敞開式的建(構)築物。
3.1.3化工生產裝置內的設備、管道、建築(構)築物之間防火距離應符合GB50160和GBJ16中規定。
3.1.4明火設備應集中布置在裝置的邊緣,應遠離可燃氣體和易燃、易爆物質的生產設備及儲槽,並應布置在這類設備的上風向。
3.1.5有可燃氣體和粉塵泄露的封閉作業場所必須設計良好的通風系統,保證作業場所中的危險物質的濃度不超過有關規定,並設計必要的檢測和自動報警裝置。
3.1.6有火災爆炸危險場所的建(構)築物的結構形式以及選用的材料,必須符合防火防爆要求。
3.1.7具有火災爆炸危險的工藝、儲槽和管道,根據介質特點,選用氮氣、二氧化碳、蒸汽、水等介質置換及保護系統。
3.1.8化工生產裝置區內應准確劃定爆炸和火災危險環境區域范圍,並設計和選用相應的儀表、電氣設備。
3.1.9化工生產裝置的露天設備,設施及建(構)築物均應有可靠的防雷電保護措施,防雷電保護系統的設計應符合3.3節及其它有關標准和規范。
3.1.10生產設備、管道的設計應根據生產過程的特點和物料的性質選擇合適的材料。設備和管道的設計、製造、安裝和試壓等應符合國家標准和有關規范要求。
3.1.11具有火災爆炸危險的生產設備和管道應設計安全閥,爆破板等防爆泄壓系統,對於輸送可燃性物料並有可能產生火焰蔓延的放空管和管道間應設置阻火器、水封等阻火設施。
3.1.12危險性的作業場所,必須設計防火牆和安全通道,出入口不應少於兩個,門窗應向外開啟,通道和出入口應保持暢通。
3.1.13消防系統
3.1.13.1化工裝置消防設計必須根據工藝過程特點及火災危險程度、物料性質、建築結構,確定相應的消防設計方案。
3.1.13.2化工企業低壓消防給水設施、消防給水宜與生產或生活給水管道系統合並。高壓消防給水應設計獨立的消防給水管道系統。消防給水管道一般應採用環狀管網。
3.1.13.3化工生產裝置的水消防設計應根據設備布置、廠房面積以及火災危險程度設計相應的消防供水豎管、冷卻噴淋、消防水幕、帶架水槍等消防設施。
3.1.13.4化工生產裝置、罐區、化學品庫應根據生產過程特點、物料性質和火災危險性質設計相應的泡沫消防及惰性氣體滅火設施。
3.1.13.5化工生產裝置區、儲罐區、倉庫除應設置固定式、半固定式滅火設施外,還應按規定設置小型滅火器材。
3.1.13.6重點化工生產裝置、計算機房、控制室、變配電站、易燃物質倉庫、油庫應設置火災自動報警和消防滅火設施。
3.2防靜電
3.2.1化工裝置防靜電設計應符合《防止靜電事故通用導則》(GB12518)以及《化工企業靜電接地設計技術規程》(HGJ28)的規定。
3.2.2化工裝置防靜電設計,應根據生產工藝要求、作業環境特點和物料的性質採取相應的防靜電措施。
3.2.3化工裝置防靜電設計,應根據生產特點和物料性質,合理地選擇工藝條件、設備和管道的材料以及設備結構,以控制靜電的產生,使其不能達到危險程度。
3.2.4化工生產裝置在防爆區域內的所有金屬設備、管道、儲罐等都必須設計靜電接地,不允許設備及設備內部結構,以控制靜電的產生,使其不能達到危險程度。
非導體設備、管道、儲罐等應設計間接接地,或採用靜電屏蔽方法,屏蔽體必須可靠接地。
3.2.5具有火災爆炸危險的場所、靜電對產品質量有影響的生產過程;以及靜電危害人身安全的作業區,所有的金屬用具及門窗零部件、移動式金屬車輛、梯子等均應設計接地。
3.2.6根據靜電序列表選用原料配方和使用材料,使摩擦或接觸兩種物質在序列表中的位置接近,減少靜電產生。
3.2.7非導體如橡膠、塑料、纖維、薄膜、紙張、粉體等生產過程設計,應根據工藝特點、作業環境和非導體性質,設計靜電消除裝置。
3.2.8在生產工藝許可的條件下,當採用空氣增濕、降低親水性靜電非導體的絕緣性能來消除靜電的措施時,應保持作業環境中的空氣相對濕度大於50%.
3.2.9採用抗靜電添加劑增加非導體材料的吸濕性或離子化來消除靜電的措施時,應根據使用對象、目的、物料工藝狀態以及成本、毒性、腐蝕性等具體條件進行選擇。
3.2.10對可能產生靜電危害的工作場所,應配置個人防靜電防護用品。
重點防火、防爆作業區的入口處,應設計人體導除靜電裝置。
3.2.11化工建設項目應根據生產特點配置必要的靜電檢測儀器、儀表。
3.3防雷
3.3.1化工裝置、設備、設施、儲罐以及建(構)築物,應設計可靠的防雷保護裝置,防止雷電對人身、設備及建(構)築物的危害和破壞。防雷設計應符合國家標准和有關規定。
3.3.2化工生產裝置的防雷設計應根據生產性質、環境特點以及被保護設施的類型,設計相應防雷設施。
3.3.3有火災爆炸危險的化工裝置、露天設備、儲罐、電氣設施和建(構)築物應設計防直擊雷裝置。
3.3.4具有易燃、易爆氣體生產裝置和儲罐以及排放易燃易爆氣體的排氣筒的避雷設計,應高於正常事故狀態下氣體排放時所形成的爆炸危險范圍。
3.3.5平行布置的間距小於100mm金屬管道或交叉距離小於100mm的金屬管道,應設計防雷電感應裝置,防雷電感應裝置可與防靜電裝置聯合設置。
3.3.6化工裝置的架空管道以及變配電裝置和低壓供電線路終端,應設計防雷電波侵入的防護措施。
3.4觸電保護
3.4.1正常不帶電而事故時可能帶電的配電裝置及電氣設備外露可導電部分,均應按《工業與民用電力裝置的接地設計規范》(GBJ65)要求設計可靠接地裝置。
3.4.2移動式電氣設備應採用漏電保護裝置。
3.4.3凡應採用安全電壓的場所,應採用安全電壓,安全電壓標准按《安全電壓》(GB3805)。
3.5化學危險品儲運
3.5.1儲存
3.5.1.1化工企業的化工危險品儲存設計必須符合國家標准和有關規定。
3.5.1.2化工危險品儲存設計應根據化學品的性質、危害程度和儲存量,設置專業倉庫、罐區儲存場(所)。並根據生產需要和儲存物品火災危險特徵,確定儲存方式、倉庫結構和選址。
3.5.1.3化學危險品倉庫、罐區、儲存場應根據危險品性質設計相應的防火、防爆、防腐、泄壓、通風、調節溫度、防潮、防雨等設施,並應配備通訊報警裝置和工作人員防護物品。
3.5.1.4化學危險品倉庫消防設計應符合3.1.13條規定。
3.5.1.5化學危險品庫區設計,必須嚴格執行危險物品配置規定。應根據化學性質、火災危險性分類儲存,性質相低觸或消防要求不同的化學危險品,應分開儲存。
3.5.1.6放射性物質儲存,應設計專用倉庫。
3.5.2裝卸運輸
3.5.2.1裝運易燃、劇毒、易燃液體、可燃氣體等化學危險品,應採用專用運輸工具。
3.5.2.2化學危險品運輸線路、中轉站、碼頭應設在郊區或遠離市區。
3.5.2.3化學危險品裝卸應配備專用工具、專用裝卸器具的電器設備,應符合防火、防爆要求。
3.5.3化學危險品包裝
3.5.3.1根據化學物品特性和運輸方式正確選擇容器和包裝材料以及包裝襯墊,使之適應儲運過程中的腐蝕、碰撞、擠壓以及運輸環境的變化。
3.5.3.2化學物品包裝應標記物品名稱、牌號、生產及儲存日期。具有危險或有害化學物品,必須附有合格證、明顯標志和符合規定的包裝。
3.5.3.3易燃和可燃液體、壓縮可燃和助燃氣體、有毒、有害液體的灌裝,應根據物料性質、危害程度,採用敞開或半敞開式建築物。灌裝設施設計應符合有關防火、防爆、防毒要求。
3.5.3.4有毒、有害液體的裝卸應採用密閉操作技術,並加強作業場所通風,配置局部通風和凈化系統以及殘液回收系統。
3.6防機械及墜落等意外傷害
3.6.1化工裝置內有發生墜落危險的操作崗位時應按規定設計便於操作、巡檢和維修作業的扶梯、平台、圍欄等附屬設施。
設計扶梯、平台和欄桿應符合《固定式鋼直梯》(GB4053.1)、《固定式鋼斜梯》(GB4053.2)、《固定式工業防護欄桿》(GB4053.3)、《固定式工業鋼平台》(GB4053.4)的規定。
3.6.2高速旋轉或往復運動的機械零部件應設計可靠的防護設施、擋板或安全圍欄。
3.6.3傳動運輸設備、皮帶運輸線應按規定設計帶有欄桿的安全走道和跨越走道。
3.6.4埋設於建(構)築物上的安裝檢修設備或運送物料用吊鉤、吊梁等,設計時應考慮必要的安全系數,並在醒目處標出許吊的極限荷載量。
3.6.5高大的設備、煙囪或其它建(構)築物的頂部應按有關規定設計紅色障礙標志燈。
4、工業衛生
4.1防塵防毒
4.1.1對塵毒危害嚴重的生產裝置內的設備和管道,在滿足生產工藝要求的條件下,集中布置在半封閉或全封閉建(構)築物內,並設計合理的通風系統。建(構)築物的通風換氣條件,應保證作業環境空氣中的毒塵等有害物質的濃度不超過國家標准和有關規定,並應採取密閉、負壓等綜合措施。
4.1.2在生產過程中,對可能逸出含塵毒氣體的生產過程,應盡量採用自動化操作,並設計可靠排風和凈化回收裝置,保證作業環境和排放的有害物質濃度符合國家標准和有關規定。
4.1.3對於毒性危害嚴重的生產過程和設備,必須設計可靠的事故處理裝置及應急防護措施。
4.1.4在有毒性危害的作業環境中,應設計必要的淋洗器、洗眼器等衛生防護設施,其服務半徑小於15m.並根據作業特點和防護要求,配置事故櫃、急救箱和個人防護用品。
4.1.5毒塵危害嚴重的廠房和倉庫建(構)築物的牆壁、頂棚和地面均應光滑,便於清掃,必要時設計防水、防腐等特殊保護層及專門清洗設施。
4.2防暑降溫與防寒防濕
4.2.1化工裝置的防暑降溫設計應符合《工業企業設計衛生標准》(TJ36)。
4.2.2化工生產裝置熱源在滿足生產條件下,應採取集中露天布置。封閉廠房內的熱源,集中布置在天窗下面,或布置在夏季主導風向的下風向。
4.2.3化工裝置內的各種散發熱量的爐窯、設備和管道應採取有效的隔熱措施。設備及管道的保溫設計應符合《設備及管道保溫技術通則》(GB4272)。
4.2.4產生大量熱的封閉廠房應充分利用自然通風降溫,必要時可以設計排風送風降溫設施,排、送風降溫系統可與塵毒排風系統聯合設計。
高溫作業點可以採用局部通風降溫措施。
4.2.5重要的高溫作業操作室、中央控制室應設計空調裝置。
4.2.6大、中型化工建設項目應設計清涼飲料站。
4.2.7嚴寒地區為防止車間大門長時間或頻繁開啟而受到冷空氣侵襲,應設置門斗、外室或熱空氣幕等。
4.2.8車間的圍護結構應防止雨水滲入,內表面應防止凝結水產生。對用水量較多、產濕量較大的車間,應採取排水防濕設施,防止頂棚滴水和地面積水。
4.3雜訊及振動控制
4.3.1化工建設項目設計與廠區雜訊控制標准應符合《工業企業雜訊控制設計規范》(GBJ87)。
4.3.2化工建設項目雜訊(或振動)控制設計應根據生產工藝特點和設備性質,採取綜合防治措施,採用新工藝、新技術、新設備以及生產過程機械化、自動化和密閉化,實現遠距離或隔離操作。
4.3.3在滿足生產的條件下,總圖布置應結合聲學因素合理規劃,宜將高雜訊區和低雜訊區分開布置,雜訊污染區遠離生活區,並充分利用地形、地物、建(構)築物等自然屏障阻滯雜訊(或振動)的傳播。
4.3.4化工設計中選定的各類機械設備應有雜訊(必要時加振動)指標,設計中應選用低雜訊的機械設備,對單機超標的雜訊源,在設計中應根據雜訊源特性採取有效的防治措施,使雜訊(和振動)符合國家標准和有關規定。
4.3.5化工設計中,由於較強振動或沖擊引起固體聲傳播及振動輻射雜訊的機械設備,或振動對人員、機械設備運行以及周圍環境產生影響與干擾時,應採取防振和隔振設計。
4.3.6在高雜訊作業區工作的操作人員必須配備必要的個人雜訊防護用具,必要時應設置隔音操作室。
4.4防輻射
4.4.1具有電離輻射影響的化工生產過程必須設計可靠的防護措施,電離輻射防護設計應符合《放射性衛生防護基本標准》(GB4792)的規定。
4.4.2具有高頻、微波、激光、紫外線、紅外線等非電離輻射影響的防護設計,應符合相應的國家標准和有關規定。
4.4.3化工裝置設計應根據輻射源性質和危害程度合理布置輻射源。輻射作業區與生活區之間應設置必要的防護距離。
4.4.4化工裝置設計應根據輻射源性質採取相應的屏蔽輻射源措施,必要時設計屏蔽室、屏蔽牆或隔離區。
4.4.5對封閉性的放射源,應根據劑量強度、照射時間以及照射源距離,採取有效的防護措施。
4.4.6對生產過程的內輻射,採取生產過程密閉化,設計可靠的監測儀表、自動報警和自動聯鎖系統,實現自動化和遠距離操作。
4.4.7放射性物料及廢料應設計專用的容器和運輸工具,在指定路線上運送。放射源庫、放射性物料和廢物料處理場必須有安全防護措施。
4.4.8具有輻射作業場所的生產過程應根據危害性質配置必要的監測儀表。操作和使用放射線、放射性同位素儀器和設備的人員應配備個人專用防護器具。
4.5採光照明
4.5.1化工生產裝置的照明設計應符合《工業企業照明設計標准》(GB50034)
4.5.2化工裝置的建(構)築物及生產裝置的布置設計應充分利用自然採光。
4.5.3具有火災爆炸、毒塵危害和人身危害的作業區以及企業的供配電站、供水泵房、消防站、氣防站、救護站、電話站等公用設施,應設計事故狀態時能延續工作的事故照明。
4.5.4化工生產裝置內潮濕和高濕等危害環境以及特殊作業區配置的易觸及和無防觸電措施的固定式或移動式局部照明,應採用安全電壓。
4.6防化學灼傷
4.6.1設計具有化學灼傷危害物質的生產過程時,應合理選擇流程、設備和管道結構及材料,防止物料外泄或噴濺。
4.6.2具有化學灼傷危害作業應盡量採用機械化、管道化和自動化,並安裝必要的信號報警、安全聯鎖和保險裝置,禁止使用玻璃管道、管件、閥門、流量計、壓力計等儀表。
4.6.3具有化學灼傷危險的生產裝置,其設備布置應保證作業場所有足夠空間,並保證作業場所暢通,危險作業點裝設防護措施。
4.6.4具有酸鹼性腐蝕的作業區中的建(構)築物地面、牆壁、設備基礎,應進行防腐處理。
4.6.5具有化學灼傷危險的作業區,應設計必要的洗眼器、淋洗器等安全防護措施,並在裝置區設置救護箱。工作人員配備必要的個人防護用品。
4.7生產生活用室
4.7.1化工企業應按生產特點及實際需要,設置更衣室、廁所、浴室等生活衛生用室。
4.7.2更衣室
4.7.2.1更衣室宜設在職工上下班通道附近。
4.7.2.2車間衛生特徵1級的更衣室,應是工作服、便服分室存放,其它級別的可同室分開存放。
4.7.2.3更衣室的建築面積應按職工人數及車間衛生特徵級別確定。1、2、3、4、級宜分別按每職工1.5m2、1.2m2、1.0m2、0.9m2設計。
4.7.3廁所
4.7.3.1廁所與作業地點的距離不宜過遠。
4.7.3.2小型、人數不多的生產裝置可不單獨設置廁所,可與相鄰車間合並使用。
4.7.3.3廁所宜採用水沖式蹲式大便器。
4.7.3.4大便器數量按使用人數確定,一般按班職工人數93%計。男廁所每100人以下可按25人設一蹲位,女廁所每20人設一蹲位。男廁所內每一蹲位應同時設小便器一具。男女廁所內應增設盥洗水龍頭至少一個。
4.7.4浴室4.7.4.1衛生特徵1、2級的生產裝置應設車間浴室,其它可集中設置。
4.7.4.2淋浴器數量應根據使用人數及衛生特徵級別而定。使用人數可按班職工人數93%計,每個淋浴器的使用人數按衛生特徵級別1、2、3、4級分別為3~4人、5~8人、9~12人、13~14人。洗面器按4~6套淋浴器設置一具。
4.7.4.3浴室建築面積宜按每套淋浴點5.0m2計算確定。
③ 如何做好化工單元操作過程的安全管理工作
、典型化工單元操作過程安全技術
(一)非均相分離
化工生產中的原料、半成品、排放的廢物等大多為混合物,為了進行加工。得到純度較高的產品以及環保的需要等,常常要對混合物進行分離。混合物可分為均相(混合)物系和非均相(混合)物系。非均相物系中,有一相處於分散狀態,稱為分散相,如霧中的小水滴、煙塵中的塵粒、懸浮液中的固體顆粒、乳濁液中分散成小液滴的液相;另一相處於連續狀態,稱為連續相(或分散介質),如霧和煙塵中的氣相、懸浮液中的液相、乳濁液中處於連續狀態的液相。從有毒有害物質處理的角度,非均相分離過程就是這些物質的凈化過程、吸收過程或濃縮分離過程。工業生產中多採用機械方法對兩相進行分離,常見的有沉降分離、過濾分離、靜電分離和濕洗分離等,此外,還有音波除塵和熱除塵等方法。
過濾過程安全措施:
1.若加壓過濾時能散發易燃、易爆、有害氣體,則應採用密閉過濾機。並應用壓縮空氣或惰性氣體保持壓力:取濾渣時,應先釋放壓力。
2.在存在火災、爆炸危險的工藝中,不宜採用離心過濾機,宜採用轉鼓式或帶式等真空過濾機。如必須採用離心過濾機時,應嚴格控制電機安裝質量,安裝限速裝置。注意不要選擇臨界速度操作。
3.離心過濾機應注意選材和焊接質量,轉鼓、外殼、蓋子及底座等應用韌性金屬製造。
(二)加熱及傳熱
傳熱在化工生產過程中的應用主要有創造並維持化學反應需要的溫度條件、創造並維持單元操作過程需要的溫度條件、熱能綜合和回收、隔熱與限熱。
熱量傳遞有熱傳導、熱對流和熱輻射三種基本方式。實際上,傳熱過程往往不是以某種傳熱方式單獨出現,而是以兩種或三種傳熱方式的組合。化工生產中的換熱通常在兩流體之間進行,換熱的目的是將工藝流體加熱(汽化),或是將工藝流體冷卻(冷凝)。
加熱過程安全分析:
加熱過程危險性較大。裝置加熱方法一般為蒸汽或熱水加熱、載熱體加熱以及電加熱等。
1.採用水蒸氣或熱水加熱時,應定期檢查蒸汽夾套和管道的耐壓強度,並應裝設壓力計和安全閥。與水會發生反應的物料,不宜採用水蒸氣或熱水加熱。
2.採用充油夾套加熱時,需將加熱爐門與反應設備用磚牆隔絕,或將加熱爐設於車間外面。油循環系統應嚴格密閉,不準熱油泄漏。
3.為了提高電感加熱設備的安全可靠程度,可採用較大截面的導線,以防過負荷;採用防潮、防腐蝕、耐高溫的絕緣,增加絕緣層厚度。添加絕緣保護層等措施。電感應線圈應密封起來,防止與可燃物接觸。
4.電加熱器的電爐絲與被加熱設備的器壁之間應有良好的絕緣,以防短路引起電火花,將器壁擊穿,使設備內的易燃物質或漏出的氣體和蒸氣發生燃燒或爆炸。在加熱或烘乾易燃物質,以及受熱能揮發可燃氣體或蒸氣的物質,應採用封閉式電加熱器。電加熱器不能安放在易燃物質附近。導線的負荷能力應能滿足加熱器的要求,應採用插頭向插座上連接方式,工業上用的電加熱器,在任何情況下都要設置單獨的電路,並要安裝適合的熔斷器。
5.在採用直接用火加熱工藝過程時,加熱爐門與加熱設備間應用磚牆完全隔離,不使廠房內存在明火。加熱鍋內殘渣應經常清除以免局部過熱引起鍋底破裂。以煤粉為燃料時,料斗應保持一定存量,不許倒空,避免空氣進入,防止煤粉爆炸;制粉系統應安裝爆破片。以氣體、液體為燃料時,點火前應吹掃爐膛,排除積存的爆炸性混合氣體,防止點火時發生爆炸。當加熱溫度接近或超過物料的自燃點時,應採用惰性氣體保護。
(三)蒸餾及精餾
化工生產中常常要將混合物進行分離,以實現產品的提純和回收或原料的精製。對於均相液體混合物,最常用的分離方法是蒸餾。要實現混合液的高純度分離,需採用精餾操作。
蒸餾過程危險性分析:
在常壓蒸餾中應注意易燃液體的蒸餾熱源不能採用明火,而採用水蒸氣或過熱水蒸氣加熱較安全。蒸餾腐蝕性液體,應防止塔壁、塔盤腐蝕,造成易燃液體或蒸氣逸出,遇明火或灼熱的爐壁而產生燃燒。蒸餾自燃點很低的液體,應注意蒸餾系統的密閉,防止因高溫泄漏遇空氣自燃。對於高溫的蒸餾系統,應防止冷卻水突然漏入塔內,這將會使水迅速汽化,塔內壓力突然增高而將物料沖出或發生爆炸。啟動前應將塔內和蒸汽管道內的冷凝水放空,然後使用。在常壓蒸餾過程中,還應注意防止管道、閥門被凝固點較高的物質凝結堵塞,導致塔內壓力升高而引起爆炸。在用直接火加熱燕餾高沸點物料時(如苯二甲酸酐),應防止產生自燃點很低的樹脂油狀物遇空氣而自燃。同時,應防止蒸干,使殘渣焦化結垢,引起局部過熱而著火爆炸。油焦和殘渣應經常清除。冷凝系統的冷卻水或冷凍鹽水不能中斷,否則未冷凝的易燃蒸氣逸出使局部吸收系統溫度增高,或竄出遇明火而引燃。
真空蒸餾(減壓蒸餾)是一種比較安全的蒸餾方法。對於沸點較高、在高溫下蒸餾時能引起分解、爆炸和聚合的物質,採用真空蒸餾較為合適。如硝基甲苯在高溫下分解爆炸、苯乙烯在高溫下易聚合,類似這類物質的蒸餾必須採用真空蒸餾的方法以降低流體的沸點。藉以降低蒸餾的溫度,確保其安全。
(四)氣體吸收與解吸
氣體吸收按溶質與溶劑是否發生顯著的化學反應可分為物理吸收和化學吸收;按被吸收組分的不同,可分為單組分吸收和多組分吸收;按吸收體系(主要是液相)的溫度是否顯著變化,可分為等溫吸收和非等溫吸收。在選擇吸收劑時,應注意溶解度、選擇性、揮發度、黏度。工業生產中使用的吸收塔的主要類型有板式塔、填料塔、湍球塔、噴灑塔和噴射式吸收器等。
解吸又稱脫吸,是脫除吸收劑中已被吸收的溶質,而使溶質從液相逸出到氣相的過程。在生產中解吸過程用來獲得所需較純的氣體溶質,使溶劑得以再生,返回吸收塔循環使用。工業上常採用的解吸方法有加熱解吸、減壓解吸、在惰性氣體中解吸、精餾方法。
(五)乾燥
乾燥按其熱量供給濕物料的方式,可分為傳導乾燥、對流乾燥、輻射乾燥和介電加熱乾燥。乾燥按操作壓強可分為常壓乾燥和減壓乾燥;按操作方式可分為間歇式乾燥與連續式乾燥。常用的乾燥設備有廂式乾燥器,轉筒乾燥器、氣流乾燥器、沸騰床乾燥器、噴霧乾燥器。為防止火災、爆炸、中毒事故的發生,乾燥過程要採取以下安全措施:
1當乾燥物料中含有自燃點很低或含有其他有害雜質時必須在烘乾前徹底清除掉,乾燥室內也不得放置容易自燃的物質。
2乾燥室與生產車間應用防火牆隔絕,並安裝良好的通風設備,電氣設備應防爆或將開關安裝在室外。在乾燥室或乾燥箱內操作時,應防止可燃的乾燥物直接接觸熱源,以免引起燃燒。
3乾燥易燃易爆物質,應採用蒸汽加熱的真空乾燥箱,當烘乾結束後,去除真空時,一定要等到溫度降低後才能放進空氣;對易燃易爆物質採用流速較大的熱空氣乾燥時,排氣用的設備和電動機應採用防爆的;在用電烘箱烘烤能夠蒸發易燃蒸氣的物質時,電爐絲應完全封閉,箱上應加防爆門;利用煙道氣直接加熱可燃物時,在滾筒或乾燥器上應安裝防爆片,以防煙道氣混入一氧化碳而引起爆炸。
4.間歇式乾燥,物料大部分靠人力輸送,熱源採用熱空氣自然循環或鼓風機強制循環,溫度較難控制,易造成局部過熱,引起物料分解造成火災或爆炸。因此,在乾燥過程中,應嚴格控制溫度。
5.在採用洞道式、滾筒式乾燥器乾燥時,主要是防止機械傷害。在氣流於燥,噴霧乾燥、沸騰床乾燥以及滾筒式乾燥中,多以煙道氣、熱空氣為乾燥熱源。
6.乾燥過程中所產生的易燃氣體和粉塵同空氣混合易達到爆炸極限。在氣流乾燥中,物料由於迅速運動相互激烈碰撞、摩擦易產生靜電;滾筒乾燥過程中,刮刀有時和滾筒壁摩擦產生火花,因此,應該嚴格控制乾燥氣流風速,並將設備接地;對於滾筒乾燥,應適當調整刮刀與筒壁間隙,並將刮刀牢牢固定,或採用有色金屬材料製造刮刀,以防產生火花。用煙道氣加熱的滾筒式乾燥器,應注意加熱均勻,不可斷料,滾筒不可中途停止運轉。鬥口有斷料或停轉應切斷煙道氣並通氮。乾燥設備上應安裝爆破片。(六)蒸發
蒸發按其採用的壓力可以為常壓蒸發、加壓蒸發和減壓燕發(真空蒸發)。按其蒸發所需熱量的利用次數可分為單效蒸發和多效蒸發。蒸發過程要注意如下問題:
1蒸發器的選擇應考慮燕發溶液的性質,如溶液的黏度、發泡性、腐蝕性、熱敏性,以及是否容易結垢、結晶等情況。
2在蒸發操作中,管內壁出現結垢現象是不可避免的,尤其當處理易結晶和腐蝕性物料時,使傳熱量下降。在這些蒸發操作中,一方面應定期停車清洗、除垢;另一方面改進蒸發器的結構,如把蒸發器的加熱管加工光滑些,使污垢不易生成,即使生成也易清洗,提高溶液循環的速度,從而可降低污垢生成的速度。
(七)結晶
結晶是固體物質以晶體狀態從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過程。結晶是一個重要的化工單元操作,主要用於制備產品與中間產品、獲得高純度的純凈固體物料。
結晶過程常採用攪拌裝置。攪動液體使之發生某種方式的循環流動,從而使物料混合均勻或促使物理、化學過程加速操作。
結晶過程的攪拌器要注意如下安全問題:
1.當結晶設備內存在易燃液體蒸氣和空氣的爆炸性混合物時,要防止產生靜電,避免火災和爆炸事故的發生。
2,避免攪拌軸的填料函漏油,因為填料函中的油漏入反應器會發生危險。例如硝化反應時,反應器內有濃硝酸,如有潤滑油漏入,則油在濃硝酸的作用下氧化發熱,使反應物料溫度升高,可能發生沖料和燃燒爆炸。當反應器內有強氧化劑存在時,也有類似危險。
3對於危險易燃物料不得中途停止攪拌。因為攪拌停止時,物料不能充分混勻,反應不良,且大量積聚;而當攪拌恢復時,則大量未反應的物料迅速混合,反應劇烈,往往造成沖料,有燃燒、爆炸危險。如因故障而導致攪拌停止時,應立即停止加料,迅速冷卻;恢復攪拌時,必須待溫度平穩、反應正常後方可續加料,恢復正常操作。
4.攪拌器應定期維修,嚴防攪拌器斷落造成物料混合不勻,最後突然反應而發生猛烈沖料,甚至爆炸起火,攪拌器應靈活,防止卡死引起電動機溫升過高而起火。攪拌器應有足夠的機械強度,以防止因變形而與反應器器壁摩擦造成事故。
(八)萃取
萃取時溶劑的選擇是萃取操作的關鍵,萃取劑的性質決定了萃取過程的危險性大小和特點。萃取劑的選擇性、物理性質(密度、界面張力、黏度)、化學性質(穩定性、熱穩定性和抗氧化穩定性)、萃取劑回收的難易和萃取的安全問題(毒性、易燃性、易爆性)是選擇萃取劑時需要特別考慮的問題。工業生產中所採用的萃取流程有多種,主要有單級和多級之分。
萃取設備的主要性能是能為兩液相提供充分混合與充分分離的條件,使兩液相之間具有很大的接觸面積,這種界面通常是將一種液相分散在另一種液相中所形成,兩相流體在萃取設備內以逆流流動方式進行操作。萃取的設備有填料萃取塔、篩板萃取塔、轉盤萃取塔、往復振動篩板塔和脈沖萃取塔。
(九)製冷
冷卻與冷凝的主要區別在於被冷卻的物料是否發生相的改變,若發生相變則成為冷凝,否則,如無相變只是溫度降低則為冷卻。冷卻、冷凝操作在化工生產中十分重要,它不僅涉及到生產,而且也嚴重影響防火安全,反應設備和物料由於未能及時得到應有的冷卻或冷凝,常是導致火災、爆炸的原因。在工業生產過程中,蒸氣、氣體的液化,某些組分的低溫分離,以及某些物品的輸送、儲藏等,常需將物料降到比水或周圍空氣更低的溫度,這種操作稱為冷凍或製冷。
冷凍操作的實質是利用冷凍劑自身通過壓縮—冷卻—蒸發(或節流、膨脹)的循環過程,不斷地由被冷凍物體取出熱量(一般通過冷載體鹽水溶液傳遞熱量),並傳給高溫物質(水或空氣),以使被冷凍物體溫度降低。一般說來,冷凍程度與冷凍操作技術有關,凡冷凍范圍在—100℃以內的稱冷凍;而在— 100~—200℃或更低的,則稱為深度冷凍或簡稱深冷。
冷卻(凝)及冷凍過程的危險控制要點如下:
(1)應根據被冷卻物料的溫度、壓力、理化性質以及所要求冷卻的工藝條件,正確選用冷卻設備和冷卻劑。忌水物料的冷卻不宜採用水做冷卻劑,必需時應採取特別措施。
(2)應嚴格注意冷卻設備的密閉性,防止物料進入冷卻劑中或冷卻劑進入物料中。
(3)冷卻操作過程中,冷卻介質不能中斷,否則會造成積熱,使反應異常,系統溫度、壓力升高,引起火災或爆炸。因此,冷卻介質溫度控制最好採用自動調節裝置。
(4)開車前,首先應清除冷凝器中的積液;開車時,應先通入冷卻介質,然後通入高溫物料;停車時,應先停物料,後停冷卻系統。
(5)為保證不凝可燃氣體安全排空,可充氮進行保護。
(6)高凝固點物料,冷卻後易變得黏稠或凝固,在冷卻時要注意控制溫度,防止物料卡住攪拌器或堵塞設備及管道。
2.冷凍過程的安全措施
(1)對於製冷系統的壓縮機、冷凝器、蒸發器以及管路系統,應注意耐壓等級和氣密性,防止設備、管路產生裂紋、泄漏。此外,應加強壓力表、安全閥等的檢查和維護。
(2)對於低溫部分,應注意其低溫材質的選擇,防止低溫脆裂發生。
(3)當製冷系統發生事故或緊急停車時,應注意被冷凍物料的排空處置。
(4)對於氨壓縮機,應採用不發火花的電氣設備;壓縮機應選用低溫下不凍結且不與製冷劑發生化學反應的潤滑油,且油分離器應設於室外。
(5)注意冷載體鹽水系統的防腐蝕。
(十)篩分及過濾
1.篩分
在工業生產中,為滿足生產工藝的要求,常常需將固體原料、產品進行篩選,以選取符合工藝要求的粒度,這一操作過程稱為篩分。篩分分為人工篩分和機械篩分。篩分所用的設備稱為篩子,通過篩網孔眼控制物料的粒度。按篩網的形狀可分為轉動式和平板式兩類。
篩分過程的危險控制要點。在篩分可燃物時,應採取防碰撞打火和消除靜電措施,防止因碰撞和靜電引起粉塵爆炸和火災事故。
2.過濾
過濾是使懸浮液在重力、真空、加壓及離心的作用下,通過細孔物體,將固體懸浮微粒截留進行分離的操作。按操作方法,過濾分為間歇過濾和連續過濾兩種;按推動力分為重力過濾、加壓過濾、真空過濾和離心過濾。過濾採用的設備為過濾機。
(十一)物料輸送
在工業生產過程中,經常需要將各種原材料、中間體、產品以及副產品和廢棄物從一個地方輸送到另一個地方,這些輸送過程就是物料輸送。在現代化工業企業中,物料輸送是藉助於各種輸送機械設備實現的。由於所輸進的物料形態不同(塊狀、粉態、液態、氣態等),所採取的輸送設備也各異。
l.液態物料輸送
液態物料可借其位能沿管道向低處輸送。而將其由低處輸往高處或由一地輸往另一地(水平輸送),或由低壓處輸往高壓處,以及為保證一定流量克服阻力所需要的壓頭,則需要依靠泵來完成。泵的種類較多,通常有往復泵、離心泵、旋轉泵、流體作用泵等四類。
液態物料輸送危險控制要點如下:
(1)輸送易燃液體宜採用蒸氣往復泵。如採用離心泵,則泵的葉輪應脯色金屬製造,以防撞擊產生火花。設備和管道均應有良好的接地,以防靜電引起火災。由於採用虹吸和自流的輸送方法較為安全,故應優先選擇。
(2)對於易燃液體,不可採用壓縮空氣壓送,因為空氣與易燃液體蒸氣混合,可形成爆炸性混合物,且有產生靜電的可能。對於閃點很低的可燃液體,應用氮氣或二氧化碳等惰性氣體壓送。閃點較高及沸點在130℃以上的可燃液體,如有良好的接地裝置,可用空氣壓送。
(3)臨時輸送可燃液體的泵和管道(膠管)連接處必須緊密、牢固,以免輸送過程中管道受壓脫落漏料而引起火災。
(4)用各種泵類輸送可燃液體時,其管道內流速不應超過安全速度,且管道應有可靠的接地措施,以防靜電聚集。同時要避免吸入口產生負壓,以防空氣進入系統導致爆炸或抽癟設備。
2.氣態物料輸送
氣體物料的輸送採用壓縮機。按氣體的運動方式,壓縮機可分為往復壓縮機和旋轉壓縮機兩類。
氣態物料輸送危險控制要點如下:
(1)輸送液化可燃氣體宜採用液環泵,因液環泵比較安全。但在抽送或壓送可燃氣體時,進氣入口應該保持一定余壓,以免造成負壓吸入空氣形成爆炸性混合物。
(2)為避免壓縮機氣缸、儲氣罐以及輸送管路因壓力增高而引起爆炸,要求這些部分要有足夠的強度。此外,要安裝經核驗准確可靠的壓力表和安全閥(或爆破片)。安全閥泄壓應將危險氣體導至安全的地點。還可安裝壓力超高報警器、自動調節裝置或壓力超高自動停車裝置。
(3)壓縮機在運行中不能中斷潤滑油和冷卻水,並注意冷卻水不能進入氣缸,以防發生水錘。
(4)氣體抽送、壓縮設備上的墊圈易損壞漏氣,應注意經常檢查及時換修。
(5)壓送特殊氣體的壓縮機,應根據所壓送氣體物料的化學性質,採取相應的防火措施。如乙炔壓縮機同乙炔接觸的部件不允許用銅來製造,以防產生具有爆炸危險的乙炔銅。
(6)可燃氣體的管道應經常保持正壓,並根據實際需要安裝逆止閥、水封和阻火器等安全裝置,管內流速不應過高。管道應有良好的接地裝置,以防靜電聚集放電引起火災。
(7)可燃氣體和易燃蒸氣的抽送、壓縮設備的電機部分,應為符合防爆等級要求的電氣設備,否則,應穿牆隔離設置。
(8)當輸送可燃氣體的管道著火時,應及時採取滅火措施。管徑在150 mm以下的管道。一般可直接關閉閘閥熄火;管徑在150 ram以上的管道著火時,不可直接關閉閘閥熄火,應採取逐漸降低氣壓。通入大量水蒸氣或氨氣滅火的措施。但氣體壓力不得低於50~100 Pa.嚴禁突然關閉閘閥或水封。以防回火爆炸。當著火管道被燒紅時,不得用水驟然冷卻。
④ 石油化工工藝管線試壓技術的設計與應用_石油化工工藝管線試壓規范
在石油化工生產中以石油化工工藝管線數量眾多,且在整體裝置中的地位十分重要。在石油加工為主體的生產裝置中,裝置內的各種工藝介質多為易燃、易爆和有毒性的物質。因此,在石油化工裝置施工過程中,各類工藝管道的安裝質量必須嚴格控制,嚴禁其泄漏,否則將造成嚴重後果。本文旨是根據石油化工裝置工藝技術的危險因素,隱患排查方面進行認真的分析與研究。
石油化工;工藝管線;試壓管道
目前,我國的石油化工產品需求不斷增大,可是石油化工裝置是以石油裂解加工為主體生產的產成品,以及是以化工原料為主體的生產裝置的,裝置內存在著各種工藝介質很多都是有毒性的物質,易燃、易爆等大量危險物質。可以說在石油化工裝置施工過程中,各類工藝管道的安裝質量必須嚴格控制,嚴禁其泄漏,否則將造成嚴重後果。工藝管線安裝過程中,為檢驗焊縫的質量及法蘭連接處的密閉性,管線試壓工作具有十分重要的意義,不容一點疏忽。在遼河油田的石油化工企業,安全管理一直是重中之重。從加強HSE體系管理,提升標本兼治的理念水平來看,管線的質量對安全生產有著不可忽視的影響。石油化工裝置設計安全是預防火災爆炸事故發生,實現安全生產的一項重要工作。那麼要如何保證裝置設計安全呢,當然就要嚴格、正確地執行相關法規、標准規范,以保證生產裝置的安全來保證生產安全。1.石油化工生產中管道工藝和技術
管線的設計。石化生產用泵吸入管道設計是確保泵經常處於正常工作狀態的關鍵。當泵人口管系統有變徑時,要採用偏心大小頭以防變徑處氣體積聚,偏心異徑管的安裝方式如下:一般採用項平安裝,肢灶當異徑管與向上彎的彎頭直連的情況下可以採用底平安裝。這種安裝方式可以省去低點排液。泵在布置人口管線時,要重點考慮到幾個方面的因素:
泵的人口管支架的設置。如泵的進口在一側,則泵的入口管支架應是可調式,且人口管及閥門位置在泵的側前方。
氣阻。進泵管線不得有氣阻,這一點很容易被忽視皮緩,某些布置雖符合工藝流程圖,但在局部會產生氣阻現象,從而嚴重影響泵的運行。
管道柔性。泵是同轉機械,管道推力作用在管嘴上會使轉歷握扮軸的定位偏移,因此管道設計要保證泵嘴受力在允許數值內。塔底進泵的高溫管線尤其需要考慮熱補償。冷換設備的管線
設計逆流換熱。冷換設備冷水走管程由下部進入,上部排出。這樣供水發生故障時,換熱器內有存水,不致排空。如作為加熱器時用蒸汽加熱,蒸汽從上部引入,凝結水由下部排出。安裝凈距。為了方便檢修,換熱器進出口管線及閥門法蘭。均應與設備封頭蓋法蘭保持一定距離,為方便拆卸螺栓凈距一般為300mm。熱應力。換熱器的固定點一般是在管箱端,凡連接封頭端管嘴的管道必須考慮因換熱器熱脹而位移的影響。重沸器返回線各段管線長度的分配要恰當,可以防止設備管嘴受力過大。回線各段管線長度的分配要恰當,可以防止設備管嘴受力過大。
塔和容器的管線設計。依據工藝原理合理布置。分餾塔與汽提塔之間的管線布置。通常分餾塔到汽提塔有調節閥組,調節閥組應靠近汽提塔安裝,以保證調節閥前有足夠離的液柱。分餾塔與回餾罐之間的管線布置。當分餾塔的塔頂壓力用熱旁路控制時,熱旁路應盡量短且不得出現袋形,調節閥應設在迴流罐的上部。汽液兩相流的管道布置時,管道上的調節閥應盡量靠近接收介質的容器布置,減少管道壓降,避免管道震動。如圖3所示。由此可見,管線不可隨意布放。
2.裝置管線的試壓工藝技術
技術准備。大型石油化工裝置工藝管線系統多,走向錯綜復雜,為了使試壓工作正常進行,必須預先做好充分的技術准備。試壓前,應根據工藝流程圖編制試壓方案,理清試壓流程,按要求確定試壓介質、方法、步驟及試壓各項安全技術措施等。
管線的完整性檢查。管線的完整性檢查是管線試壓前的必要工作,沒有經過完整性檢查確認合格的系統一律不得進行試壓試驗。完整性檢查的依據是管道系統圖、管道平面圖、管道剖面圖、管道支架圖、管道簡易試壓系統圖等技術文件。完整性檢查的方法一是施工班組對自己施工的管線按設計圖紙自行檢查,二是施工技術人員對試壓的系統每根管線逐條復檢,三是試壓系統中所有管線按設計圖紙均檢查合格後,申報質監、業主進行審檢、質檢。完整性檢查的內容分硬體和軟體兩部分。
前期物資准備。管線試壓介質一般分為兩類:一類是氣體,一類是液體。氣體一般採用空氣、乾燥無油空氣和氮氣等。液體一般採用水、潔凈水和純水等。因此,如果管線沒有特殊的要求,試壓介質一般多採用水。試壓工作是一種比較危險的工作。因此,在此項工作開始前應進行充分的物資准備工作。主要包括試壓設備的維護保養、安全檢查和進場布設;各種試壓用儀器、儀表的校驗、檢查和安裝;試壓臨時管線及配件的安裝布置;試壓用盲板、螺栓、螺母、墊片等材料的准備;設備、儀表、閥門、管件、安全閥、流量計等隔離措施的實施;試壓中各種安全技術措施所需物資的供應及現場的布置等工作。
安全技術規范。管線試壓是非常危險的,應做好各項安全技術措施。液壓試驗管段長度一般不應超過1000米,試驗用的臨時加固措施應經檢查確認安全可靠,並做好標識。試驗用壓力表應在檢定合格期內,精度不低於1.5級,量程是被測壓力的1.5~2倍,試壓系統中的壓力表不得少於2塊。液壓試驗系統注水時,應將空氣排盡,宜在環境溫度5℃以上進行,否則須有防凍措施。合金鋼管道系統,液體溫度不得低於5℃。試驗過程中,如遇泄漏,不得帶壓修理,缺陷消除後,應重新試壓。試壓合格後應及時卸壓,液體試壓時應及時將管內液體排盡。系統試驗完畢後,應及時拆除所有臨時盲板,填寫試壓記錄。試壓過程中,試壓區域要設置警戒線,無關人員不得入內,操作人員必須聽從指揮,不得隨意開關閥門。
壓力試驗。承受內壓管線的試驗壓力為管線設計壓力的1.5倍;當管道的設計溫度高於試驗溫度時,試驗壓力應符合下式Ps=1.51/21/2>6.5時,取6.5值;當Ps在試驗溫度下,產生超過屈服強度應力時,應應將試驗壓力降至管道壓力不超過屈服強度時的最高試驗壓力。氣壓試驗管道的試驗壓力為設計。對於氣壓作強度試驗的管線,當強度試驗合格後,直接將試驗壓力降至氣密性試驗的壓力,穩壓30分鍾,以無泄漏、無壓降為合格。檢驗採用在焊口、發蘭、密封處刷檢漏液的方法。
石油化工的設計方法和手段的不斷進步,是提高石化生產質量保證的基礎。當前,石油化工生產裝置的設計要廣泛推進計算機輔助設計CAD等的有效應用,從而不斷提高石油化工的安全生產水平,使企業更能科學平穩地實現安全生產。
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[2]劉斌章.石油化工裝置管道工藝的設計研究作[J].現代企業文化,2009
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⑤ 化工行業常見的安全隱患都有哪些
化工廠常見的安全隱患,包括設備,儀表,工藝等各個方面,關注化工易(廣化交易),給您更多化工資訊。
一、設備設施
反應釜、反應器
1、存在突發反應,缺乏應對措施及培訓;
2、隨意改變投料量或投料配比;
3、改進工藝或新工藝,未進行安全評估;
4、工藝變更未經過嚴格審訂、批准;
5、工藝過程在可燃氣體爆炸極限內操作;
6、使用高毒物料時,採用敞口操作;
7、未編寫工藝操作規程進行試生產;
8、未編寫所用物料的物性資料及安全使用注意事項;
9、所用材料分解時,產生的熱量未經詳細核算;
10、存在粉塵爆炸的潛在危險性;
11、某種原輔料不能及時投入時,釜內物料暫存時存在危險;
12、原料或中間體在貯存中會發生自燃或聚合或分解危險;
13、工藝中各種參數(溫度、壓力等)接近危險界限;
14、發生異常狀況時,沒有將反應物迅速排放的措施;
15、沒有防止急劇反應和制止急劇反應的措施。