① 生产技术辅导:化工安全技术
第二节化工安全技术
石油、化工生产是危险性较大的行业,所处理的物料(原料、中间产物及成品等)大多具有易燃、易爆、毒性和腐蚀性的特性;工艺过程复杂,工艺条件苛刻;作业方式多样化;生产装置规模大型化、连续化、自动化。这些特点决定了化工生产具有较高的危险性。
石油、化工生产的潜在的主要危险是火灾、爆炸、致人中毒、化学灼伤等。石油、化工生产一旦发生事故,往往会带来严重的后果,造成众多人员伤亡、巨额的财产损失,还会严重污染环境。
一、典型设备安全技术与车间布置
(一)典型设备工艺安全分析
设备运行设计的基本内容主要是在满足安全运行的条件下,对定型(或标准)设备的选择和非定型(非标准)设备的工艺计算等。定型设备的选择除了要符合基本要求外,还要注意根据设计项目规定的生产能力和生产周期确定设备的台数。运转设备要按其负荷和规定的工艺条件进行选型;静止设备则要计算其主要参数,如传热面积、蒸发面积等,再结合工艺条件进行选型。
l. 泵
泵是化学工业等流程工业运行中的主要流体机械。泵的安全运行涉及流体的平衡、压力的平衡和物系的正常流动。选用泵要依据流体的物理化学特性,一般溶液可选用任何类型泵输送;悬浮液可选用隔膜式往复泵或离心泵输送;黏度大的液体、胶体溶液、膏状物和糊状物时可选用齿轮泵、螺杆泵或高黏度泵;毒性或腐蚀性较强的可选用屏蔽泵;输送易燃易爆的有机液体可选用防爆型电机驱动的离心式油泵等。
2.换热器
换热器的运行涉及工艺过程中的热量交换、热量传递和热量变化,过程中如果热量积累,造成超温就会发生事故。化工生产中换热器是应用最广泛的设备之一。选择换热器形式时,要根据热负荷、流量的大小,流体的流动特性和污浊程度,操作压力和温度,允许的压力损失等因素,结合各种换热器的特征与使用场所的客观条件来合理选择。
目前,国内使用的管壳交换热器系列标准有:固定管板式换热器、立式热虹吸式再沸器、钢制固定式薄管板列管换热器、浮头式换热器、冷凝器、U形管式换热器。
3.精蒸馏塔
精馏过程涉及热源加热、液体沸腾、气液分离、冷却冷凝等过程,热平衡安全问题和相态变化安全问题是精馏过程安全的关键。
精馏设备是应用最广泛的非定型设备。由于用途不同,操作原理不同,所以塔的结构形式、操作条件差异很大。精馏设备的安全运行主要决定于精馏过程的加热载体、热量平衡、气液平衡、压力平衡以及被分离物料的热稳定性以及填料选择的安全性。精馏设备的形式很多,按塔内部主要部件不同可以分为板式塔与填料塔两大类型。板式塔又有筛板塔、浮阀塔、泡罩塔、浮动喷射塔等多种形式,而填料塔也有多种填料方式。在精馏设备选型时应满足生产能力大,分离效率高,体积小:可靠性高,满脊侍枯足工艺要求,结构樱洞简单,塔板压力较小的要求。
4.反应器
反应器安全问题最为复杂,涉及反应器物系配置、投料速度谈虚、投料量、升温冷却系统、检测、显示、控制系统以及反应器结构、搅拌、安全装置、泄压系统等。反应器是化工生、产中的关键设备,合理选择设计好的反应器能够有效利用原料,提高效率,减少分离装置的负荷,节省分离所需的能量。
反应器应该满足反应动力学要求、热量传递的要求、质量传递过程与流体动力学过程的要求、工程控制的要求、机械工程的要求、安全运行要求。
反应器的种类很多,按基本结构可分为:管式反应器、釜式反应器、固定床反应器和流化床反应器。
5.搅拌器
搅拌器的安全可靠是许多放热反应、聚合过程等安全运行的必需条件。搅拌器的中断或突然失效可以造成物料反应停滞、分层、局部过热等。搅拌器的形式有桨式、涡轮式、推进式、框式(或锚式)、螺杆式及螺带式等。选择时,首先根据搅拌器形式与釜内物料容积及黏度的关系进行大致的选择,搅拌器的材质可根据物料的腐蚀性、黏度及转数等确定。
6.轴密封装置
防止反应釜的跑、冒、滴、漏,特别是防止有毒害、易燃介质的泄漏,选择合理的密封装置非常重要。密封填料可能选择错误,与反应物反应导致反应器爆炸;机械密封由于安装缺陷,大量溶剂泄漏发生爆炸。密封装置主要有如下两种。
(1)填料密封。优点是结构简单,填料拆装方便,造价低。但使用寿命短,密封可靠性差。
(2)机械密封。优点是密封可靠,使用寿命长,适用范围广、功率消耗少。但其造价高.安装精度要求高。
7.蒸发设备
蒸发设备的选型主要考虑被蒸发溶液的性质,如黏度、发泡性、腐蚀性、热敏性和是否容易结晶或析出结晶等因素。
蒸发热敏性物料时,应选用膜式蒸发器,以防止物料分解;蒸发黏度大的溶液,为保证物料流速应选用强制循环回转薄膜式或降膜式蒸发器;蒸发易结垢或析出结晶的物料,可采用标准式或悬筐式蒸发器或管外沸腾式和强制循环型蒸发器;蒸发发泡性溶液时,应选用强制循环型和长管薄膜式蒸发器;蒸发腐蚀性物料时应考虑设备用材;如蒸发废酸等物料应选用浸没燃烧蒸发器;处理量小的或采用间歇操作时,可选用夹套或锅炉蒸发器,以便制造、操作和节约投资。
8.存储设备
化工生产中需要存储的有原料、中间产品、成品、副产品以及废液和废气等。常见的存储设备有罐、桶、池等。有敞口的也有密封的;有常压的也有高压的;可根据存储物的性质,数量和工艺要求选用。
一般固体物料,不受天气影响的,可以露天存放。大量液体的存储一般使用圆形或球形储槽;易挥发的液体,为防物料挥发损失,而选用浮顶储罐;蒸气压高于大气压的液体,要视其蒸气压大小专门设计储槽;可燃液体的存储,要在存储设备的开口处设置防火装置。容易液化的气体,一般经过加压液化后存储于压力储罐或承压钢瓶中,近些年,用低温法将液化后的物料储存于常压低温储罐中也得到了应用;难于液化的气体,大多数经过加压后存储于气柜高压球形储槽或柱形容器中。易受空气和湿度影响的物料应存储于密闭的容器内。
(二)车间设备布置的安全分析
l.设备布置
车间设备布置是确定各个设备在车间中的位置;确定场地与建筑物的尺寸;确定管理、生产仪表管线、采暖通风管线的走向和位置。
的设备布置应做到:经济合理,节约投资,操作维修方便、安全,设备排列紧凑,整齐美观。
设备布置时一般采用流程式布置,以满足工艺流程路径,保证工艺流程在水平和垂直方向的连续性。在不影响工艺流程路径的原则下,将同类型的设备或操作性质相似的有关设备集中布置,可以有效地利用建筑面积,便于管理、操作与维修。还可以减少备用设备或互为备用。如塔体集中布置在塔架上,换热器、泵组成布置在一处等。充分利用位能,尽可能使物料自动流送,一般可将计量设备、高位槽布置在层,主要设备(如反应器等)布置在中层,储槽、传动设备等布置在底层。考虑合适的设备间距。设备间距过大会增加建筑面积,拉长管道,从而增加建筑和管道投资;设备间距过小导致操作、安装与维修的困难,甚至发生事故。设备间距的确定主要取决于设备管道的安装、检修、安全生产以及节约投资等几个因素。
2.设备布置的安全技术要求设备布置应尽量做到工人背光操作,高大设备避免靠近窗户布置,以免影响门窗的开启、通风与采光。
有爆炸危险的设备应露天或半露天布置,室内布置时要加强通风,防止爆炸性气体的聚集;危险等级相同的设备或厂房应集中在一个区域,这样可以减少防爆电器的数量和减少防火、防爆建筑的面积;将有爆炸危险的设备布置在单层厂房或多层厂房的顶层或厂房的边沿都有利于防爆泄压和消防。
加热炉、明火设备与产生易燃易爆气体的设备应保持一定的距离(一般不小于18m),易燃易爆车间要采取防止引起静电现象和着火的措施。
处理酸碱等腐蚀性介质的设备,如泵、池、罐等分别集中布置在底层有耐蚀铺砌的围堤中,不宜放在地下室或楼上。
产生有毒气体的设备应布置在下风向,储有毒物料的设备不能放在厂房的死角处;有毒、有粉尘和有气体腐蚀的设备要集中布置并做通风、排毒或防腐处理,通风措施应根据生产过程中有害物质、易燃易爆气体的浓度和爆炸极限及厂房的温度而定。
笨重设备或运转时产生很大振动的设备,如压缩机、离心机、真空泵等,应尽可能布置在厂房底层,以减少厂房的荷载与振动。有剧烈振动的设备,其操作台和基础不得与建筑物的柱、墙连在一起,以免影响建筑物的安全。厂房内操作平台必须统一考虑,以免平台支柱零乱重复。
3典型设备的布置
(1)塔。塔的布置形式很多,常在室外集中布置,在满足工艺流程的前提下,可把高度相近的塔相邻布置。
单塔或特别高大的塔可采用独立布置,利用塔身设操作平台,供工作人员进出人孔、操作、维修仪表及阀门之用。塔或塔群布置在设备区外侧,其操作侧面对道路,配管侧面对管廊,以便施工安装、维修与配管。塔顶部常设有吊杆,用以吊装塔盘等零件。填料塔常在装料人孔的上方设吊车粱,供吊装填料。
装几个塔的中心排列一条直线,高度相近的塔相邻布置,通过适当调整安装高度和操作点就可以采用联合平台,既方便操作,又节省投资。采用联合平台时应考虑各塔有不同的伸长量,以防止拉坏平台。相邻小塔间的距离一般为塔径的3~4倍。
数量不多、结构与大小相似的塔可成组布置,将四个塔合为一个整体,利用操作台集中布置:如果塔的高度不同,只要求将第一层操作平台取齐,其他各层可另行考虑。这样,几个塔组成一个空间体系,增加了塔群的刚度。塔的壁厚就可适当降低。
塔通常安装在高位换热器和容器的建筑物或框架旁,利用容器或换热器的平台作为塔的人孔、仪表和阀门的操作与维修的通道。将细而高的或负压塔的侧面固定在建筑物或框架的适当高度,这样可以增加刚度,减少壁厚。
直径较小(1m以下)的塔常安装在室内或框架中,平台和管道都支承在建筑物上,冷凝器可装在屋顶上或吊在屋顶梁下,利用位差重力回流。
(2)换热器。换热器的热量平衡由于涉及到传热效果,换热面积、流动温差、流动强度等一系列问题,因此,换热器在运行过程中由于热量积累、局部过热、流体结焦或气化而引起的事故比较多。
化工厂中使用最多的是列管换热器和再沸器,其布置原理也适用于其他形式的换热器。
设备布置的主要任务是将换热器布量在适当的位置,确定支座、安装结构和管口方位等。必要时在不影响工艺要求的前提下调整原换热器的尺寸及安装方式(立式或卧式)。
换热器的布置原则是顺应流程和缩小管道长度,其位置取决于它密切联系的设备布置。塔的再沸器及冷凝器因与塔以大口径的管道连接,故应采取近塔布置,通常将它们布置在塔的两侧。热虹吸式再沸器直接固定在塔上,还要靠近回流罐和回流泵。自容器(或塔底)经换热器抽出液体时,换热器要靠近容器(或塔底),使泵的吸入管道最短,以改善吸入条件。
(3)容器(罐,槽)。容器按用途可以分为原料储罐、中间储罐和成品储罐;按安装形式可以分为立式和卧式。容器布置时一般要注意以下事项。
立式储罐布置时,按罐外壁取齐,卧式储罐按封头切线取齐。在室外布置易挥发液体储罐时,应设置喷淋冷却设施;易燃、可燃液体储罐周围应按规定设置防火堤坝;储存腐蚀性物料罐区除设围堰外,其地坪应作防腐处理。液位计、进出料接管、仪表尽可能集中在储罐的一侧,另一侧供通道与检修用。罐与罐之间的距离应符合国家标准的有关规定,以便操作、安装与检修。储罐的安装高度应根据安管需要和输送泵的净正吸人压头的要求决定。同时,多台大小不同的卧式储罐,其底部宣布置在同一标高上。原料储罐和成品储罐一般集中布置在储罐区,而中间储罐要按流程顺序布置在有关设备附近或厂房附近。
(4)反应器。反应器形式很多,可以根据结构形式按类似的设备布置。塔式反应器可按塔的方式布置;固定床催化反应器与容器相类似;火焰加热的反应器则近似于工业炉:搅拌釜式反应器实质上是设有搅拌器和传热夹套的立式容器。
釜式反应器一般用挂耳支承在建(构)筑物上或操作台的梁上;对于体积大、质量大或振动大的设备,要用文脚直接支承在地面或楼板上。两台以上相同的反应器应尽可能排成一直线。反应器之间的距离,根据设备的大小、附属设备和管道具体情况而定。管道阀门应尽可能集中布置在反应器一侧,以便操作。
间歇操作的釜式反应器布置时要考虑便于加料和出料。液体物料通常是经高位槽计量后靠压差加入釜中;固体物料大多是用吊车从人孔或加料口加入釜内,因此,人孔或加料口离地面、楼面或操作平台面的高度以800mm为宜。
因多数釜式反应器带有搅拌器,所以上部要设置安装及检修用的起吊设备,并考虑足够的高度,以便抽出搅拌器轴等。
连接操作釜式反应器有单台和多台串联式,布置时除考虑前述要求外,由于进料、出料都是连接的,因此在多台串联时必须特别注意物料进、出口问的压差和流体流动的阻力损失。
(5)泵与压缩机。泵应尽量靠近供料设备以保证良好的吸人条件。它们常集中布置在室外、建筑物底层或泵房。室外布置的泵一般在路旁或管廊下排成一行或两行,电机端对齐排在中心通道两侧,吸入与排出端对着工艺罐。泵的排列次序由相关的设备与管道的布置所决定。当面积受限制或泵较小时,可成对布置,使两泵共用一个基础,在一根支柱上装两个开关。
离心压缩机的布置原理与离心泵相似,但较为庞大、复杂,特别是一些附属设备(润滑油与密封油槽、控制台、冷却器等)要占据很大的空间。为电动机或背压透平带动的离心压缩机的常用布置方案。
管道从顶部连接的压缩机可以安装在接近地面的基础上.在拆卸上盖时要同时拆去上部接管。管道从底部连接的压缩机拆卸上盖时比较方便,这种压缩机要装在抬高的框架上,支柱靠近机器,环绕机器设悬壁平台,压缩机的基础要与建筑物的基础分离。离心压缩机常布置在敞开式的框架结构(有顶)或压缩机室内,顶部要设吊车粱或行车以供检修时起吊零部件。
往复压缩机的工作原理与往复泵相似,但机器复杂很多,振动及噪声都很大。往复式压缩机结构复杂、拆装时间长,所以都布置在压缩机室内,并配有起重装置,其周围要留出足够大的空地。
(三)化工生产管路与管系安全技术
化工管路主要由管子、管件和阀件构成,也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。化工生产中输送的流体是多种多样的,化工管路也各不相同,以适应不同输送任务的要求。管路及管件的标志是管系安全生产的基本条件。化工管路的标准化是指制定化工管路主要构件,包括管子、管件、阀件(门)、法兰、垫片等的结构、尺寸、连接、压力等的标准并实施的过程。其中,压力标准与直径标准是制定其他标准的依据,也是选择管子、管件、阎件(门)、法兰、垫片等附件的依据,已由国家标准详细规定。管子标准的参数包括压力标准(又分公称压力、试验压力和工作压力)、直径(口径)标准(也称公称直径或通称直径)。
1化工管路布置的原则
(1)应合理安排管路,使管路与墙壁、柱子、场地、其他管路等之间应有适当的距离,并尽量采用标准件,以便于安装、操作、巡查与检修。
管道尽量架空敷设,平行成列走直线,少拐弯、少交叉以减少管架的数量;并列管线上的阀门应尽量错开排列;从主管上引出支管时,气体管从上方引出,液体管从下方引出。
(2)输送有毒或有腐蚀性介质的管道,不得在人行道上空设置阀体、伸缩器、法兰等,若与其他管道并列时应在外侧或下方安装;输送易燃、易爆介质的管道不应敷设在生活间、楼梯和走廊等处;配置安全阀、防爆膜、阻火器、水封等防火防爆安全装置,并应采取可靠的接地措施;易燃易爆及有毒介质的放空管应引至室外指定地点或高出层面2 m以上。
(3)管道敷设应有坡度,以免管内或设备内积液,坡度方向要根据介质流动方向和生产工艺特点确定。
(4)对于温度变化较大的管路要采取热补偿措施,有凝液的管路要安排凝液排出装置,有气体积聚的管路要设置气体排放装置。长距离输送蒸气的管道要在一定距离处安装疏水阎,以排除冷凝水。
2化工管路的连接
管子与管子、管子与管件、管子与阀件、管子与设备之间连接的方式主要有4种,即螺纹连接、法兰连接、承插式连接及焊接。
3管路的热补偿
化工管路的两端是固定的,当温度发生较大的变化时,管路就会因管材的热胀冷缩而承受压力或拉力,严重时将造成管子弯曲、断裂或接头松脱。因此必须采取措施消除这种应力,这就是管路的热补偿。热补偿的主要方法有两种:其一是依靠弯管的自然补偿,通常,当管路转角不大于150•时,均能起到一定的补偿作用;其二是利用补偿器进行补偿.主要有方形、波形及填料3种补偿器。
4化工管路的试压与吹扫
化工管路在投入运行之前,必须保证其强度与严密性符合设计要求,因此,当管路安装完毕后,必须进行压力试验,称为试压,试压主要采用液压试验。少数特殊的也可以采用气压试验。另外,为了保证管路系统内部的清洁,必须对管路系统进行吹扫与清洗,以除去铁锈、焊渣、土及其他污物,称为吹洗,管路吹洗根据被输送介质不同,有水冲洗、空气吹扫、蒸汽吹洗、酸洗、油清洗和脱脂等。
5化工管路的防静电措施
当粉尘、液体和气体电解质在管路中流动,或从容器中抽出或注入容器时,都会产生静电。这些静电如不及时消除,很容易产生电火花而引起火灾或爆炸。管路的抗静电措施主要是静电接地和控制流体的流速。
6管道标志
化工厂中的管路是很多的,为了方便操作者区别各种类型的管路,常常在管外(保护层外或保温层外)涂上不同的颜色,称为管路的涂色。有两种方法,其一是整个管路均涂上一种颜色(涂单色),其二是在底色上每间隔2 m涂上一个50~100 mm的色圈。常见化工管路的颜色可参阅相关手册。如给水管为绿色,饱和蒸汽为红色。
【例题】非腐蚀性毒性危险化学品经口引起急性中毒,应迅速用()的高锰酸钾溶液或1%~2%的碳酸氢钠溶液洗胃,然后用硫酸镁溶液导泄。
A. 1/5000
B. 1/1000
C. 1/500
D. 1/100
【答案】A
② 化工企业安全卫生设计规定(一)
1、总则
1.0.1化工建设项目工程设计应贯彻“安全第一、预防为主”的方针,职业安全卫生设施必须遵循与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”方针,以保证生产安全和适度的劳动条件,提高劳动生产水平,促进企业生产发展。为此,特制订本规定。
1.0.2本规定适用于一切新建、扩建、改建以及技术改造的化工建设项目。外资、中外合资和引进项目可采用经我方同意的国外相应的安全卫生标准。
1.0.3安全卫生要求应贯彻在各专业设计中,做到安全可靠、技术先进、经济合理,尽可能做到本质安全化。工此慎程设计的各项设施应符合国家和专业有关安全卫生标准规范。
1.0.4化工建设项目初步设计阶段必须编制安全卫生专篇(章),以保证“安全和卫生评价报告书”及其审批意见所确定的各项措施得到落实,安全卫生篇(章)内容见附录。
1.0.5化工建设项目施工图设计应根据批准的初步设计文件中安全卫生篇(章)所确定内容和要求进行。
2、一般规定
2.1厂址选择
2.1.1化工企业的厂址选择应全面考虑建设地区的自燃环境和社会环境,认真收集拟建地区的地形测量、工程地质、水文、气象、区域规划等基础资料,进行多方案论证、比较,选定技术可靠、经济合理、交通方便、符合环境和安全卫生要求的建设方案。
2.1.2选择厂址应充分考虑地震、软地基、湿陷性黄土、膨胀土等地质因素以及飓风、雷暴、沙暴等气象危害,采取可靠技术方案,避开断层、滑波、泥石流、地下溶洞等比较发育的地区。
2.1.3厂址应不受洪水、潮水和内涝的威胁。凡可能受江、河、湖、海或山洪威胁的化工企业场地高程设计,应符合国家《防洪标准》的有关规定,并采取有效的防洪、排涝措施。
2.1.4厂址应避开新旧矿产采掘区、水坝(或大堤)溃决后可能淹设地区、地方病严重流行区、国家及省市级文物保护区,并与航空站、气象站、体育中心、文化中心保持有关标准或规范所规定的安全距离。
2.1.5化工企业之间、化工企业与其它工矿企业、交通线站、港埠之间的距离应符合安全卫生、防火规定。
2.1.6化工企业的厂址应符合当地城乡规划,按工厂生产类型及安全卫生要求与城镇、村庄和工厂居住区保持足够的间距。
2.1.7工厂的居住区、水源地等环境质量要求较高的设施与各种有害或危险场所应按有关标准规范设置防护距离,并应位于附近不洁水体、废渣堆场的上风、上游配指位置。
2.1.8化工企业厂址必须考虑当地风向因素,一般应位于城镇、工厂居住区全年最小频率风向的上风方向。
2.1.9厂区具体定位应与当地现有和规划的交通线路、车站、港口进行顺捷合理的联结。厂前区尽量临靠公路干道;铁路、索道和码头应在厂后、侧部位,避免不同方式的交通线路平面交叉。
2.1.10集中建设的工厂居住区不宜分散在铁路或公路干道两侧,邻近居住区的线路应保持有关规范所规定的距离。
2.2厂区总平面布置
2.2.1化工企业厂区总平面应根据厂内各生产系统及安全、卫生要求进行功能明确合理分区的布置,分区内部和相互之间保持一定的通道和间距。
2.2.2厂区内火灾危险较高,散发烟尘、水雾和噪音的生产部分应布置在全年最小风频率的上风方位,厂前、机、电、仪修和总变配电等部分应位于全年最小风频率的下风向,厂前区宜面向城镇和工厂居住区一侧。
2.2.3污水处理场、大型物料堆场、仓库区应分别集中布置在厂区边缘地带。
2.2.4厂区面积大于5万米2的化工企业应有两个以上的出入口,大型化工厂的人流和货运应明确分开,大宗危险货物运输须有单独路线,不与人流及其它货流混行或平交。
2.2.5厂内铁路线群一般应集中森卖敬布置在后部或侧面,避免伸向厂前、中部位,尽量减少与道路和管线交叉。铁路沿线的建、构筑物必须遵守建筑限界和有关净距的规定。
2.2.6厂区道路应根据交通、消防和分区和要求合理布置,力求顺通。危险场所应为环行,路面宽度按交通密度及安全因素确定,保证消防、急救车辆畅行无阻。
2.2.6.1街区道路均应考虑消防车通行,道路中心线间距应符合防火规范的有关规定。
2.2.6.2道路两侧和上下接近的建、构筑物必须满足有关净距和建筑限界要求。
2.2.7机、电、仪修等操作人员较多的场所宜布置在厂前附近,避免大量人流经常穿行全厂或化工生产装置区。
2.2.8循环水冷却塔不宜布置在室外变配电装置冬季风向频率的上风附近,并应与总变电所、道路、铁路和各种建构筑物保持规定的距离。
2.2.9储存甲、乙类物品的库房、罐区、液化烃储罐宜归类分区布置在厂区边缘地带,其储存量和总平面及交通线路等各项设计内容应符合有关规范的规定。
2.2.10新建化工企业应根据生产性质、地面上下设施和环境特点进行绿化美化设计,其绿化用地系统应按有关规范并与当地环保部门协同商定。
2.3化工装置安全卫生设计原则
2.3.1生产工艺安全卫生设计必须符合人一机工程的原则,以便限度地降低操作者的劳动强度以及精神紧张状态。
2.3.2应尽量采用没有危害或危害较小的新工艺、新技术、新设备。淘汰毒尘严重又难以治理的落后的工艺设备,使生产过程本身为本质安全型。
2.3.3对具有危险和有害因素的生产过程应合理地采用机械化、自动化和计算机技术,实现遥控或隔离操作。
2.3.4具有危险和有害因素的生产过程,应设计可靠的监测仪器、仪表,并设计必要的自动报警和自动联锁系统。
2.3.5对事故后果严重的化工生产装置,应按冗余原则设计备用装置和备用系统,并保证在出现故障时能自动转换到备用装置或备用系统。
2.3.6生产过程排放的有毒、有害废气、废(液)和废渣应符合国家标准和有关规定。
2.3.7应防止工作人员直接接触具有危险和有害因素的设备、设施、生产原材料、产品和中间产品。
2.3.8化工专用设备设计应进行安全性评价,根据工艺要求、物料性质,按照《生产设备安全卫生设计总则》(GB5083)进行。设备制造任务书应有安全卫生方面内容。选用的通用机械与电气设备应符合国家或行业技术标准。
3、劳动安全
3.1防火、防爆
3.1.1具有火灾、爆炸危险的化工生产过程中的防火、防爆设计应符合《石油化工企业设计防火规范》(BG50160)和《建筑设计防火规范》《GBJ16》等规范,火灾和爆炸危险场所的电气装置的设计应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058)。
3.1.2具有易燃易爆的工艺生产装置、设备、管道,在满足生产要求的条件下,宜按生产特点,集中联合布置,采用露天、敞开或半敞开式的建(构)筑物。
3.1.3化工生产装置内的设备、管道、建筑(构)筑物之间防火距离应符合GB50160和GBJ16中规定。
3.1.4明火设备应集中布置在装置的边缘,应远离可燃气体和易燃、易爆物质的生产设备及储槽,并应布置在这类设备的上风向。
3.1.5有可燃气体和粉尘泄露的封闭作业场所必须设计良好的通风系统,保证作业场所中的危险物质的浓度不超过有关规定,并设计必要的检测和自动报警装置。
3.1.6有火灾爆炸危险场所的建(构)筑物的结构形式以及选用的材料,必须符合防火防爆要求。
3.1.7具有火灾爆炸危险的工艺、储槽和管道,根据介质特点,选用氮气、二氧化碳、蒸汽、水等介质置换及保护系统。
3.1.8化工生产装置区内应准确划定爆炸和火灾危险环境区域范围,并设计和选用相应的仪表、电气设备。
3.1.9化工生产装置的露天设备,设施及建(构)筑物均应有可靠的防雷电保护措施,防雷电保护系统的设计应符合3.3节及其它有关标准和规范。
3.1.10生产设备、管道的设计应根据生产过程的特点和物料的性质选择合适的材料。设备和管道的设计、制造、安装和试压等应符合国家标准和有关规范要求。
3.1.11具有火灾爆炸危险的生产设备和管道应设计安全阀,爆破板等防爆泄压系统,对于输送可燃性物料并有可能产生火焰蔓延的放空管和管道间应设置阻火器、水封等阻火设施。
3.1.12危险性的作业场所,必须设计防火墙和安全通道,出入口不应少于两个,门窗应向外开启,通道和出入口应保持畅通。
3.1.13消防系统
3.1.13.1化工装置消防设计必须根据工艺过程特点及火灾危险程度、物料性质、建筑结构,确定相应的消防设计方案。
3.1.13.2化工企业低压消防给水设施、消防给水宜与生产或生活给水管道系统合并。高压消防给水应设计独立的消防给水管道系统。消防给水管道一般应采用环状管网。
3.1.13.3化工生产装置的水消防设计应根据设备布置、厂房面积以及火灾危险程度设计相应的消防供水竖管、冷却喷淋、消防水幕、带架水枪等消防设施。
3.1.13.4化工生产装置、罐区、化学品库应根据生产过程特点、物料性质和火灾危险性质设计相应的泡沫消防及惰性气体灭火设施。
3.1.13.5化工生产装置区、储罐区、仓库除应设置固定式、半固定式灭火设施外,还应按规定设置小型灭火器材。
3.1.13.6重点化工生产装置、计算机房、控制室、变配电站、易燃物质仓库、油库应设置火灾自动报警和消防灭火设施。
3.2防静电
3.2.1化工装置防静电设计应符合《防止静电事故通用导则》(GB12518)以及《化工企业静电接地设计技术规程》(HGJ28)的规定。
3.2.2化工装置防静电设计,应根据生产工艺要求、作业环境特点和物料的性质采取相应的防静电措施。
3.2.3化工装置防静电设计,应根据生产特点和物料性质,合理地选择工艺条件、设备和管道的材料以及设备结构,以控制静电的产生,使其不能达到危险程度。
3.2.4化工生产装置在防爆区域内的所有金属设备、管道、储罐等都必须设计静电接地,不允许设备及设备内部结构,以控制静电的产生,使其不能达到危险程度。
非导体设备、管道、储罐等应设计间接接地,或采用静电屏蔽方法,屏蔽体必须可靠接地。
3.2.5具有火灾爆炸危险的场所、静电对产品质量有影响的生产过程;以及静电危害人身安全的作业区,所有的金属用具及门窗零部件、移动式金属车辆、梯子等均应设计接地。
3.2.6根据静电序列表选用原料配方和使用材料,使摩擦或接触两种物质在序列表中的位置接近,减少静电产生。
3.2.7非导体如橡胶、塑料、纤维、薄膜、纸张、粉体等生产过程设计,应根据工艺特点、作业环境和非导体性质,设计静电消除装置。
3.2.8在生产工艺许可的条件下,当采用空气增湿、降低亲水性静电非导体的绝缘性能来消除静电的措施时,应保持作业环境中的空气相对湿度大于50%.
3.2.9采用抗静电添加剂增加非导体材料的吸湿性或离子化来消除静电的措施时,应根据使用对象、目的、物料工艺状态以及成本、毒性、腐蚀性等具体条件进行选择。
3.2.10对可能产生静电危害的工作场所,应配置个人防静电防护用品。
重点防火、防爆作业区的入口处,应设计人体导除静电装置。
3.2.11化工建设项目应根据生产特点配置必要的静电检测仪器、仪表。
3.3防雷
3.3.1化工装置、设备、设施、储罐以及建(构)筑物,应设计可靠的防雷保护装置,防止雷电对人身、设备及建(构)筑物的危害和破坏。防雷设计应符合国家标准和有关规定。
3.3.2化工生产装置的防雷设计应根据生产性质、环境特点以及被保护设施的类型,设计相应防雷设施。
3.3.3有火灾爆炸危险的化工装置、露天设备、储罐、电气设施和建(构)筑物应设计防直击雷装置。
3.3.4具有易燃、易爆气体生产装置和储罐以及排放易燃易爆气体的排气筒的避雷设计,应高于正常事故状态下气体排放时所形成的爆炸危险范围。
3.3.5平行布置的间距小于100mm金属管道或交叉距离小于100mm的金属管道,应设计防雷电感应装置,防雷电感应装置可与防静电装置联合设置。
3.3.6化工装置的架空管道以及变配电装置和低压供电线路终端,应设计防雷电波侵入的防护措施。
3.4触电保护
3.4.1正常不带电而事故时可能带电的配电装置及电气设备外露可导电部分,均应按《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65)要求设计可靠接地装置。
3.4.2移动式电气设备应采用漏电保护装置。
3.4.3凡应采用安全电压的场所,应采用安全电压,安全电压标准按《安全电压》(GB3805)。
3.5化学危险品储运
3.5.1储存
3.5.1.1化工企业的化工危险品储存设计必须符合国家标准和有关规定。
3.5.1.2化工危险品储存设计应根据化学品的性质、危害程度和储存量,设置专业仓库、罐区储存场(所)。并根据生产需要和储存物品火灾危险特征,确定储存方式、仓库结构和选址。
3.5.1.3化学危险品仓库、罐区、储存场应根据危险品性质设计相应的防火、防爆、防腐、泄压、通风、调节温度、防潮、防雨等设施,并应配备通讯报警装置和工作人员防护物品。
3.5.1.4化学危险品仓库消防设计应符合3.1.13条规定。
3.5.1.5化学危险品库区设计,必须严格执行危险物品配置规定。应根据化学性质、火灾危险性分类储存,性质相低触或消防要求不同的化学危险品,应分开储存。
3.5.1.6放射性物质储存,应设计专用仓库。
3.5.2装卸运输
3.5.2.1装运易燃、剧毒、易燃液体、可燃气体等化学危险品,应采用专用运输工具。
3.5.2.2化学危险品运输线路、中转站、码头应设在郊区或远离市区。
3.5.2.3化学危险品装卸应配备专用工具、专用装卸器具的电器设备,应符合防火、防爆要求。
3.5.3化学危险品包装
3.5.3.1根据化学物品特性和运输方式正确选择容器和包装材料以及包装衬垫,使之适应储运过程中的腐蚀、碰撞、挤压以及运输环境的变化。
3.5.3.2化学物品包装应标记物品名称、牌号、生产及储存日期。具有危险或有害化学物品,必须附有合格证、明显标志和符合规定的包装。
3.5.3.3易燃和可燃液体、压缩可燃和助燃气体、有毒、有害液体的灌装,应根据物料性质、危害程度,采用敞开或半敞开式建筑物。灌装设施设计应符合有关防火、防爆、防毒要求。
3.5.3.4有毒、有害液体的装卸应采用密闭操作技术,并加强作业场所通风,配置局部通风和净化系统以及残液回收系统。
3.6防机械及坠落等意外伤害
3.6.1化工装置内有发生坠落危险的操作岗位时应按规定设计便于操作、巡检和维修作业的扶梯、平台、围栏等附属设施。
设计扶梯、平台和栏杆应符合《固定式钢直梯》(GB4053.1)、《固定式钢斜梯》(GB4053.2)、《固定式工业防护栏杆》(GB4053.3)、《固定式工业钢平台》(GB4053.4)的规定。
3.6.2高速旋转或往复运动的机械零部件应设计可靠的防护设施、挡板或安全围栏。
3.6.3传动运输设备、皮带运输线应按规定设计带有栏杆的安全走道和跨越走道。
3.6.4埋设于建(构)筑物上的安装检修设备或运送物料用吊钩、吊梁等,设计时应考虑必要的安全系数,并在醒目处标出许吊的极限荷载量。
3.6.5高大的设备、烟囱或其它建(构)筑物的顶部应按有关规定设计红色障碍标志灯。
4、工业卫生
4.1防尘防毒
4.1.1对尘毒危害严重的生产装置内的设备和管道,在满足生产工艺要求的条件下,集中布置在半封闭或全封闭建(构)筑物内,并设计合理的通风系统。建(构)筑物的通风换气条件,应保证作业环境空气中的毒尘等有害物质的浓度不超过国家标准和有关规定,并应采取密闭、负压等综合措施。
4.1.2在生产过程中,对可能逸出含尘毒气体的生产过程,应尽量采用自动化操作,并设计可靠排风和净化回收装置,保证作业环境和排放的有害物质浓度符合国家标准和有关规定。
4.1.3对于毒性危害严重的生产过程和设备,必须设计可靠的事故处理装置及应急防护措施。
4.1.4在有毒性危害的作业环境中,应设计必要的淋洗器、洗眼器等卫生防护设施,其服务半径小于15m.并根据作业特点和防护要求,配置事故柜、急救箱和个人防护用品。
4.1.5毒尘危害严重的厂房和仓库建(构)筑物的墙壁、顶棚和地面均应光滑,便于清扫,必要时设计防水、防腐等特殊保护层及专门清洗设施。
4.2防暑降温与防寒防湿
4.2.1化工装置的防暑降温设计应符合《工业企业设计卫生标准》(TJ36)。
4.2.2化工生产装置热源在满足生产条件下,应采取集中露天布置。封闭厂房内的热源,集中布置在天窗下面,或布置在夏季主导风向的下风向。
4.2.3化工装置内的各种散发热量的炉窑、设备和管道应采取有效的隔热措施。设备及管道的保温设计应符合《设备及管道保温技术通则》(GB4272)。
4.2.4产生大量热的封闭厂房应充分利用自然通风降温,必要时可以设计排风送风降温设施,排、送风降温系统可与尘毒排风系统联合设计。
高温作业点可以采用局部通风降温措施。
4.2.5重要的高温作业操作室、中央控制室应设计空调装置。
4.2.6大、中型化工建设项目应设计清凉饮料站。
4.2.7严寒地区为防止车间大门长时间或频繁开启而受到冷空气侵袭,应设置门斗、外室或热空气幕等。
4.2.8车间的围护结构应防止雨水渗入,内表面应防止凝结水产生。对用水量较多、产湿量较大的车间,应采取排水防湿设施,防止顶棚滴水和地面积水。
4.3噪声及振动控制
4.3.1化工建设项目设计与厂区噪声控制标准应符合《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87)。
4.3.2化工建设项目噪声(或振动)控制设计应根据生产工艺特点和设备性质,采取综合防治措施,采用新工艺、新技术、新设备以及生产过程机械化、自动化和密闭化,实现远距离或隔离操作。
4.3.3在满足生产的条件下,总图布置应结合声学因素合理规划,宜将高噪声区和低噪声区分开布置,噪声污染区远离生活区,并充分利用地形、地物、建(构)筑物等自然屏障阻滞噪声(或振动)的传播。
4.3.4化工设计中选定的各类机械设备应有噪声(必要时加振动)指标,设计中应选用低噪声的机械设备,对单机超标的噪声源,在设计中应根据噪声源特性采取有效的防治措施,使噪声(和振动)符合国家标准和有关规定。
4.3.5化工设计中,由于较强振动或冲击引起固体声传播及振动辐射噪声的机械设备,或振动对人员、机械设备运行以及周围环境产生影响与干扰时,应采取防振和隔振设计。
4.3.6在高噪声作业区工作的操作人员必须配备必要的个人噪声防护用具,必要时应设置隔音操作室。
4.4防辐射
4.4.1具有电离辐射影响的化工生产过程必须设计可靠的防护措施,电离辐射防护设计应符合《放射性卫生防护基本标准》(GB4792)的规定。
4.4.2具有高频、微波、激光、紫外线、红外线等非电离辐射影响的防护设计,应符合相应的国家标准和有关规定。
4.4.3化工装置设计应根据辐射源性质和危害程度合理布置辐射源。辐射作业区与生活区之间应设置必要的防护距离。
4.4.4化工装置设计应根据辐射源性质采取相应的屏蔽辐射源措施,必要时设计屏蔽室、屏蔽墙或隔离区。
4.4.5对封闭性的放射源,应根据剂量强度、照射时间以及照射源距离,采取有效的防护措施。
4.4.6对生产过程的内辐射,采取生产过程密闭化,设计可靠的监测仪表、自动报警和自动联锁系统,实现自动化和远距离操作。
4.4.7放射性物料及废料应设计专用的容器和运输工具,在指定路线上运送。放射源库、放射性物料和废物料处理场必须有安全防护措施。
4.4.8具有辐射作业场所的生产过程应根据危害性质配置必要的监测仪表。操作和使用放射线、放射性同位素仪器和设备的人员应配备个人专用防护器具。
4.5采光照明
4.5.1化工生产装置的照明设计应符合《工业企业照明设计标准》(GB50034)
4.5.2化工装置的建(构)筑物及生产装置的布置设计应充分利用自然采光。
4.5.3具有火灾爆炸、毒尘危害和人身危害的作业区以及企业的供配电站、供水泵房、消防站、气防站、救护站、电话站等公用设施,应设计事故状态时能延续工作的事故照明。
4.5.4化工生产装置内潮湿和高湿等危害环境以及特殊作业区配置的易触及和无防触电措施的固定式或移动式局部照明,应采用安全电压。
4.6防化学灼伤
4.6.1设计具有化学灼伤危害物质的生产过程时,应合理选择流程、设备和管道结构及材料,防止物料外泄或喷溅。
4.6.2具有化学灼伤危害作业应尽量采用机械化、管道化和自动化,并安装必要的信号报警、安全联锁和保险装置,禁止使用玻璃管道、管件、阀门、流量计、压力计等仪表。
4.6.3具有化学灼伤危险的生产装置,其设备布置应保证作业场所有足够空间,并保证作业场所畅通,危险作业点装设防护措施。
4.6.4具有酸碱性腐蚀的作业区中的建(构)筑物地面、墙壁、设备基础,应进行防腐处理。
4.6.5具有化学灼伤危险的作业区,应设计必要的洗眼器、淋洗器等安全防护措施,并在装置区设置救护箱。工作人员配备必要的个人防护用品。
4.7生产生活用室
4.7.1化工企业应按生产特点及实际需要,设置更衣室、厕所、浴室等生活卫生用室。
4.7.2更衣室
4.7.2.1更衣室宜设在职工上下班通道附近。
4.7.2.2车间卫生特征1级的更衣室,应是工作服、便服分室存放,其它级别的可同室分开存放。
4.7.2.3更衣室的建筑面积应按职工人数及车间卫生特征级别确定。1、2、3、4、级宜分别按每职工1.5m2、1.2m2、1.0m2、0.9m2设计。
4.7.3厕所
4.7.3.1厕所与作业地点的距离不宜过远。
4.7.3.2小型、人数不多的生产装置可不单独设置厕所,可与相邻车间合并使用。
4.7.3.3厕所宜采用水冲式蹲式大便器。
4.7.3.4大便器数量按使用人数确定,一般按班职工人数93%计。男厕所每100人以下可按25人设一蹲位,女厕所每20人设一蹲位。男厕所内每一蹲位应同时设小便器一具。男女厕所内应增设盥洗水龙头至少一个。
4.7.4浴室4.7.4.1卫生特征1、2级的生产装置应设车间浴室,其它可集中设置。
4.7.4.2淋浴器数量应根据使用人数及卫生特征级别而定。使用人数可按班职工人数93%计,每个淋浴器的使用人数按卫生特征级别1、2、3、4级分别为3~4人、5~8人、9~12人、13~14人。洗面器按4~6套淋浴器设置一具。
4.7.4.3浴室建筑面积宜按每套淋浴点5.0m2计算确定。
③ 如何做好化工单元操作过程的安全管理工作
、典型化工单元操作过程安全技术
(一)非均相分离
化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物,为了进行加工。得到纯度较高的产品以及环保的需要等,常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。非均相物系中,有一相处于分散状态,称为分散相,如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的液相;另一相处于连续状态,称为连续相(或分散介质),如雾和烟尘中的气相、悬浮液中的液相、乳浊液中处于连续状态的液相。从有毒有害物质处理的角度,非均相分离过程就是这些物质的净化过程、吸收过程或浓缩分离过程。工业生产中多采用机械方法对两相进行分离,常见的有沉降分离、过滤分离、静电分离和湿洗分离等,此外,还有音波除尘和热除尘等方法。
过滤过程安全措施:
1.若加压过滤时能散发易燃、易爆、有害气体,则应采用密闭过滤机。并应用压缩空气或惰性气体保持压力:取滤渣时,应先释放压力。
2.在存在火灾、爆炸危险的工艺中,不宜采用离心过滤机,宜采用转鼓式或带式等真空过滤机。如必须采用离心过滤机时,应严格控制电机安装质量,安装限速装置。注意不要选择临界速度操作。
3.离心过滤机应注意选材和焊接质量,转鼓、外壳、盖子及底座等应用韧性金属制造。
(二)加热及传热
传热在化工生产过程中的应用主要有创造并维持化学反应需要的温度条件、创造并维持单元操作过程需要的温度条件、热能综合和回收、隔热与限热。
热量传递有热传导、热对流和热辐射三种基本方式。实际上,传热过程往往不是以某种传热方式单独出现,而是以两种或三种传热方式的组合。化工生产中的换热通常在两流体之间进行,换热的目的是将工艺流体加热(汽化),或是将工艺流体冷却(冷凝)。
加热过程安全分析:
加热过程危险性较大。装置加热方法一般为蒸汽或热水加热、载热体加热以及电加热等。
1.采用水蒸气或热水加热时,应定期检查蒸汽夹套和管道的耐压强度,并应装设压力计和安全阀。与水会发生反应的物料,不宜采用水蒸气或热水加热。
2.采用充油夹套加热时,需将加热炉门与反应设备用砖墙隔绝,或将加热炉设于车间外面。油循环系统应严格密闭,不准热油泄漏。
3.为了提高电感加热设备的安全可靠程度,可采用较大截面的导线,以防过负荷;采用防潮、防腐蚀、耐高温的绝缘,增加绝缘层厚度。添加绝缘保护层等措施。电感应线圈应密封起来,防止与可燃物接触。
4.电加热器的电炉丝与被加热设备的器壁之间应有良好的绝缘,以防短路引起电火花,将器壁击穿,使设备内的易燃物质或漏出的气体和蒸气发生燃烧或爆炸。在加热或烘干易燃物质,以及受热能挥发可燃气体或蒸气的物质,应采用封闭式电加热器。电加热器不能安放在易燃物质附近。导线的负荷能力应能满足加热器的要求,应采用插头向插座上连接方式,工业上用的电加热器,在任何情况下都要设置单独的电路,并要安装适合的熔断器。
5.在采用直接用火加热工艺过程时,加热炉门与加热设备间应用砖墙完全隔离,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。以煤粉为燃料时,料斗应保持一定存量,不许倒空,避免空气进入,防止煤粉爆炸;制粉系统应安装爆破片。以气体、液体为燃料时,点火前应吹扫炉膛,排除积存的爆炸性混合气体,防止点火时发生爆炸。当加热温度接近或超过物料的自燃点时,应采用惰性气体保护。
(三)蒸馏及精馏
化工生产中常常要将混合物进行分离,以实现产品的提纯和回收或原料的精制。对于均相液体混合物,最常用的分离方法是蒸馏。要实现混合液的高纯度分离,需采用精馏操作。
蒸馏过程危险性分析:
在常压蒸馏中应注意易燃液体的蒸馏热源不能采用明火,而采用水蒸气或过热水蒸气加热较安全。蒸馏腐蚀性液体,应防止塔壁、塔盘腐蚀,造成易燃液体或蒸气逸出,遇明火或灼热的炉壁而产生燃烧。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自燃。对于高温的蒸馏系统,应防止冷却水突然漏入塔内,这将会使水迅速汽化,塔内压力突然增高而将物料冲出或发生爆炸。启动前应将塔内和蒸汽管道内的冷凝水放空,然后使用。在常压蒸馏过程中,还应注意防止管道、阀门被凝固点较高的物质凝结堵塞,导致塔内压力升高而引起爆炸。在用直接火加热燕馏高沸点物料时(如苯二甲酸酐),应防止产生自燃点很低的树脂油状物遇空气而自燃。同时,应防止蒸干,使残渣焦化结垢,引起局部过热而着火爆炸。油焦和残渣应经常清除。冷凝系统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局部吸收系统温度增高,或窜出遇明火而引燃。
真空蒸馏(减压蒸馏)是一种比较安全的蒸馏方法。对于沸点较高、在高温下蒸馏时能引起分解、爆炸和聚合的物质,采用真空蒸馏较为合适。如硝基甲苯在高温下分解爆炸、苯乙烯在高温下易聚合,类似这类物质的蒸馏必须采用真空蒸馏的方法以降低流体的沸点。借以降低蒸馏的温度,确保其安全。
(四)气体吸收与解吸
气体吸收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;按被吸收组分的不同,可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,可分为等温吸收和非等温吸收。在选择吸收剂时,应注意溶解度、选择性、挥发度、黏度。工业生产中使用的吸收塔的主要类型有板式塔、填料塔、湍球塔、喷洒塔和喷射式吸收器等。
解吸又称脱吸,是脱除吸收剂中已被吸收的溶质,而使溶质从液相逸出到气相的过程。在生产中解吸过程用来获得所需较纯的气体溶质,使溶剂得以再生,返回吸收塔循环使用。工业上常采用的解吸方法有加热解吸、减压解吸、在惰性气体中解吸、精馏方法。
(五)干燥
干燥按其热量供给湿物料的方式,可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥。干燥按操作压强可分为常压干燥和减压干燥;按操作方式可分为间歇式干燥与连续式干燥。常用的干燥设备有厢式干燥器,转筒干燥器、气流干燥器、沸腾床干燥器、喷雾干燥器。为防止火灾、爆炸、中毒事故的发生,干燥过程要采取以下安全措施:
1当干燥物料中含有自燃点很低或含有其他有害杂质时必须在烘干前彻底清除掉,干燥室内也不得放置容易自燃的物质。
2干燥室与生产车间应用防火墙隔绝,并安装良好的通风设备,电气设备应防爆或将开关安装在室外。在干燥室或干燥箱内操作时,应防止可燃的干燥物直接接触热源,以免引起燃烧。
3干燥易燃易爆物质,应采用蒸汽加热的真空干燥箱,当烘干结束后,去除真空时,一定要等到温度降低后才能放进空气;对易燃易爆物质采用流速较大的热空气干燥时,排气用的设备和电动机应采用防爆的;在用电烘箱烘烤能够蒸发易燃蒸气的物质时,电炉丝应完全封闭,箱上应加防爆门;利用烟道气直接加热可燃物时,在滚筒或干燥器上应安装防爆片,以防烟道气混入一氧化碳而引起爆炸。
4.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,引起物料分解造成火灾或爆炸。因此,在干燥过程中,应严格控制温度。
5.在采用洞道式、滚筒式干燥器干燥时,主要是防止机械伤害。在气流于燥,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。
6.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、摩擦易产生静电;滚筒干燥过程中,刮刀有时和滚筒壁摩擦产生火花,因此,应该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,应注意加热均匀,不可断料,滚筒不可中途停止运转。斗口有断料或停转应切断烟道气并通氮。干燥设备上应安装爆破片。(六)蒸发
蒸发按其采用的压力可以为常压蒸发、加压蒸发和减压燕发(真空蒸发)。按其蒸发所需热量的利用次数可分为单效蒸发和多效蒸发。蒸发过程要注意如下问题:
1蒸发器的选择应考虑燕发溶液的性质,如溶液的黏度、发泡性、腐蚀性、热敏性,以及是否容易结垢、结晶等情况。
2在蒸发操作中,管内壁出现结垢现象是不可避免的,尤其当处理易结晶和腐蚀性物料时,使传热量下降。在这些蒸发操作中,一方面应定期停车清洗、除垢;另一方面改进蒸发器的结构,如把蒸发器的加热管加工光滑些,使污垢不易生成,即使生成也易清洗,提高溶液循环的速度,从而可降低污垢生成的速度。
(七)结晶
结晶是固体物质以晶体状态从蒸气、溶液或熔融物中析出的过程。结晶是一个重要的化工单元操作,主要用于制备产品与中间产品、获得高纯度的纯净固体物料。
结晶过程常采用搅拌装置。搅动液体使之发生某种方式的循环流动,从而使物料混合均匀或促使物理、化学过程加速操作。
结晶过程的搅拌器要注意如下安全问题:
1.当结晶设备内存在易燃液体蒸气和空气的爆炸性混合物时,要防止产生静电,避免火灾和爆炸事故的发生。
2,避免搅拌轴的填料函漏油,因为填料函中的油漏入反应器会发生危险。例如硝化反应时,反应器内有浓硝酸,如有润滑油漏入,则油在浓硝酸的作用下氧化发热,使反应物料温度升高,可能发生冲料和燃烧爆炸。当反应器内有强氧化剂存在时,也有类似危险。
3对于危险易燃物料不得中途停止搅拌。因为搅拌停止时,物料不能充分混匀,反应不良,且大量积聚;而当搅拌恢复时,则大量未反应的物料迅速混合,反应剧烈,往往造成冲料,有燃烧、爆炸危险。如因故障而导致搅拌停止时,应立即停止加料,迅速冷却;恢复搅拌时,必须待温度平稳、反应正常后方可续加料,恢复正常操作。
4.搅拌器应定期维修,严防搅拌器断落造成物料混合不匀,最后突然反应而发生猛烈冲料,甚至爆炸起火,搅拌器应灵活,防止卡死引起电动机温升过高而起火。搅拌器应有足够的机械强度,以防止因变形而与反应器器壁摩擦造成事故。
(八)萃取
萃取时溶剂的选择是萃取操作的关键,萃取剂的性质决定了萃取过程的危险性大小和特点。萃取剂的选择性、物理性质(密度、界面张力、黏度)、化学性质(稳定性、热稳定性和抗氧化稳定性)、萃取剂回收的难易和萃取的安全问题(毒性、易燃性、易爆性)是选择萃取剂时需要特别考虑的问题。工业生产中所采用的萃取流程有多种,主要有单级和多级之分。
萃取设备的主要性能是能为两液相提供充分混合与充分分离的条件,使两液相之间具有很大的接触面积,这种界面通常是将一种液相分散在另一种液相中所形成,两相流体在萃取设备内以逆流流动方式进行操作。萃取的设备有填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、往复振动筛板塔和脉冲萃取塔。
(九)制冷
冷却与冷凝的主要区别在于被冷却的物料是否发生相的改变,若发生相变则成为冷凝,否则,如无相变只是温度降低则为冷却。冷却、冷凝操作在化工生产中十分重要,它不仅涉及到生产,而且也严重影响防火安全,反应设备和物料由于未能及时得到应有的冷却或冷凝,常是导致火灾、爆炸的原因。在工业生产过程中,蒸气、气体的液化,某些组分的低温分离,以及某些物品的输送、储藏等,常需将物料降到比水或周围空气更低的温度,这种操作称为冷冻或制冷。
冷冻操作的实质是利用冷冻剂自身通过压缩—冷却—蒸发(或节流、膨胀)的循环过程,不断地由被冷冻物体取出热量(一般通过冷载体盐水溶液传递热量),并传给高温物质(水或空气),以使被冷冻物体温度降低。一般说来,冷冻程度与冷冻操作技术有关,凡冷冻范围在—100℃以内的称冷冻;而在— 100~—200℃或更低的,则称为深度冷冻或简称深冷。
冷却(凝)及冷冻过程的危险控制要点如下:
(1)应根据被冷却物料的温度、压力、理化性质以及所要求冷却的工艺条件,正确选用冷却设备和冷却剂。忌水物料的冷却不宜采用水做冷却剂,必需时应采取特别措施。
(2)应严格注意冷却设备的密闭性,防止物料进入冷却剂中或冷却剂进入物料中。
(3)冷却操作过程中,冷却介质不能中断,否则会造成积热,使反应异常,系统温度、压力升高,引起火灾或爆炸。因此,冷却介质温度控制最好采用自动调节装置。
(4)开车前,首先应清除冷凝器中的积液;开车时,应先通入冷却介质,然后通入高温物料;停车时,应先停物料,后停冷却系统。
(5)为保证不凝可燃气体安全排空,可充氮进行保护。
(6)高凝固点物料,冷却后易变得黏稠或凝固,在冷却时要注意控制温度,防止物料卡住搅拌器或堵塞设备及管道。
2.冷冻过程的安全措施
(1)对于制冷系统的压缩机、冷凝器、蒸发器以及管路系统,应注意耐压等级和气密性,防止设备、管路产生裂纹、泄漏。此外,应加强压力表、安全阀等的检查和维护。
(2)对于低温部分,应注意其低温材质的选择,防止低温脆裂发生。
(3)当制冷系统发生事故或紧急停车时,应注意被冷冻物料的排空处置。
(4)对于氨压缩机,应采用不发火花的电气设备;压缩机应选用低温下不冻结且不与制冷剂发生化学反应的润滑油,且油分离器应设于室外。
(5)注意冷载体盐水系统的防腐蚀。
(十)筛分及过滤
1.筛分
在工业生产中,为满足生产工艺的要求,常常需将固体原料、产品进行筛选,以选取符合工艺要求的粒度,这一操作过程称为筛分。筛分分为人工筛分和机械筛分。筛分所用的设备称为筛子,通过筛网孔眼控制物料的粒度。按筛网的形状可分为转动式和平板式两类。
筛分过程的危险控制要点。在筛分可燃物时,应采取防碰撞打火和消除静电措施,防止因碰撞和静电引起粉尘爆炸和火灾事故。
2.过滤
过滤是使悬浮液在重力、真空、加压及离心的作用下,通过细孔物体,将固体悬浮微粒截留进行分离的操作。按操作方法,过滤分为间歇过滤和连续过滤两种;按推动力分为重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤。过滤采用的设备为过滤机。
(十一)物料输送
在工业生产过程中,经常需要将各种原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物从一个地方输送到另一个地方,这些输送过程就是物料输送。在现代化工业企业中,物料输送是借助于各种输送机械设备实现的。由于所输进的物料形态不同(块状、粉态、液态、气态等),所采取的输送设备也各异。
l.液态物料输送
液态物料可借其位能沿管道向低处输送。而将其由低处输往高处或由一地输往另一地(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,则需要依靠泵来完成。泵的种类较多,通常有往复泵、离心泵、旋转泵、流体作用泵等四类。
液态物料输送危险控制要点如下:
(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。
2.气态物料输送
气体物料的输送采用压缩机。按气体的运动方式,压缩机可分为往复压缩机和旋转压缩机两类。
气态物料输送危险控制要点如下:
(1)输送液化可燃气体宜采用液环泵,因液环泵比较安全。但在抽送或压送可燃气体时,进气入口应该保持一定余压,以免造成负压吸入空气形成爆炸性混合物。
(2)为避免压缩机气缸、储气罐以及输送管路因压力增高而引起爆炸,要求这些部分要有足够的强度。此外,要安装经核验准确可靠的压力表和安全阀(或爆破片)。安全阀泄压应将危险气体导至安全的地点。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。
(3)压缩机在运行中不能中断润滑油和冷却水,并注意冷却水不能进入气缸,以防发生水锤。
(4)气体抽送、压缩设备上的垫圈易损坏漏气,应注意经常检查及时换修。
(5)压送特殊气体的压缩机,应根据所压送气体物料的化学性质,采取相应的防火措施。如乙炔压缩机同乙炔接触的部件不允许用铜来制造,以防产生具有爆炸危险的乙炔铜。
(6)可燃气体的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,管内流速不应过高。管道应有良好的接地装置,以防静电聚集放电引起火灾。
(7)可燃气体和易燃蒸气的抽送、压缩设备的电机部分,应为符合防爆等级要求的电气设备,否则,应穿墙隔离设置。
(8)当输送可燃气体的管道着火时,应及时采取灭火措施。管径在150 mm以下的管道。一般可直接关闭闸阀熄火;管径在150 ram以上的管道着火时,不可直接关闭闸阀熄火,应采取逐渐降低气压。通入大量水蒸气或氨气灭火的措施。但气体压力不得低于50~100 Pa.严禁突然关闭闸阀或水封。以防回火爆炸。当着火管道被烧红时,不得用水骤然冷却。
④ 石油化工工艺管线试压技术的设计与应用_石油化工工艺管线试压规范
在石油化工生产中以石油化工工艺管线数量众多,且在整体装置中的地位十分重要。在石油加工为主体的生产装置中,装置内的各种工艺介质多为易燃、易爆和有毒性的物质。因此,在石油化工装置施工过程中,各类工艺管道的安装质量必须严格控制,严禁其泄漏,否则将造成严重后果。本文旨是根据石油化工装置工艺技术的危险因素,隐患排查方面进行认真的分析与研究。
石油化工;工艺管线;试压管道
目前,我国的石油化工产品需求不断增大,可是石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产的产成品,以及是以化工原料为主体的生产装置的,装置内存在着各种工艺介质很多都是有毒性的物质,易燃、易爆等大量危险物质。可以说在石油化工装置施工过程中,各类工艺管道的安装质量必须严格控制,严禁其泄漏,否则将造成严重后果。工艺管线安装过程中,为检验焊缝的质量及法兰连接处的密闭性,管线试压工作具有十分重要的意义,不容一点疏忽。在辽河油田的石油化工企业,安全管理一直是重中之重。从加强HSE体系管理,提升标本兼治的理念水平来看,管线的质量对安全生产有着不可忽视的影响。石油化工装置设计安全是预防火灾爆炸事故发生,实现安全生产的一项重要工作。那么要如何保证装置设计安全呢,当然就要严格、正确地执行相关法规、标准规范,以保证生产装置的安全来保证生产安全。1.石油化工生产中管道工艺和技术
管线的设计。石化生产用泵吸入管道设计是确保泵经常处于正常工作状态的关键。当泵人口管系统有变径时,要采用偏心大小头以防变径处气体积聚,偏心异径管的安装方式如下:一般采用项平安装,肢灶当异径管与向上弯的弯头直连的情况下可以采用底平安装。这种安装方式可以省去低点排液。泵在布置人口管线时,要重点考虑到几个方面的因素:
泵的人口管支架的设置。如泵的进口在一侧,则泵的入口管支架应是可调式,且人口管及阀门位置在泵的侧前方。
气阻。进泵管线不得有气阻,这一点很容易被忽视皮缓,某些布置虽符合工艺流程图,但在局部会产生气阻现象,从而严重影响泵的运行。
管道柔性。泵是同转机械,管道推力作用在管嘴上会使转历握扮轴的定位偏移,因此管道设计要保证泵嘴受力在允许数值内。塔底进泵的高温管线尤其需要考虑热补偿。冷换设备的管线
设计逆流换热。冷换设备冷水走管程由下部进入,上部排出。这样供水发生故障时,换热器内有存水,不致排空。如作为加热器时用蒸汽加热,蒸汽从上部引入,凝结水由下部排出。安装净距。为了方便检修,换热器进出口管线及阀门法兰。均应与设备封头盖法兰保持一定距离,为方便拆卸螺栓净距一般为300mm。热应力。换热器的固定点一般是在管箱端,凡连接封头端管嘴的管道必须考虑因换热器热胀而位移的影响。重沸器返回线各段管线长度的分配要恰当,可以防止设备管嘴受力过大。回线各段管线长度的分配要恰当,可以防止设备管嘴受力过大。
塔和容器的管线设计。依据工艺原理合理布置。分馏塔与汽提塔之间的管线布置。通常分馏塔到汽提塔有调节阀组,调节阀组应靠近汽提塔安装,以保证调节阀前有足够离的液柱。分馏塔与回馏罐之间的管线布置。当分馏塔的塔顶压力用热旁路控制时,热旁路应尽量短且不得出现袋形,调节阀应设在回流罐的上部。汽液两相流的管道布置时,管道上的调节阀应尽量靠近接收介质的容器布置,减少管道压降,避免管道震动。如图3所示。由此可见,管线不可随意布放。
2.装置管线的试压工艺技术
技术准备。大型石油化工装置工艺管线系统多,走向错综复杂,为了使试压工作正常进行,必须预先做好充分的技术准备。试压前,应根据工艺流程图编制试压方案,理清试压流程,按要求确定试压介质、方法、步骤及试压各项安全技术措施等。
管线的完整性检查。管线的完整性检查是管线试压前的必要工作,没有经过完整性检查确认合格的系统一律不得进行试压试验。完整性检查的依据是管道系统图、管道平面图、管道剖面图、管道支架图、管道简易试压系统图等技术文件。完整性检查的方法一是施工班组对自己施工的管线按设计图纸自行检查,二是施工技术人员对试压的系统每根管线逐条复检,三是试压系统中所有管线按设计图纸均检查合格后,申报质监、业主进行审检、质检。完整性检查的内容分硬件和软件两部分。
前期物资准备。管线试压介质一般分为两类:一类是气体,一类是液体。气体一般采用空气、干燥无油空气和氮气等。液体一般采用水、洁净水和纯水等。因此,如果管线没有特殊的要求,试压介质一般多采用水。试压工作是一种比较危险的工作。因此,在此项工作开始前应进行充分的物资准备工作。主要包括试压设备的维护保养、安全检查和进场布设;各种试压用仪器、仪表的校验、检查和安装;试压临时管线及配件的安装布置;试压用盲板、螺栓、螺母、垫片等材料的准备;设备、仪表、阀门、管件、安全阀、流量计等隔离措施的实施;试压中各种安全技术措施所需物资的供应及现场的布置等工作。
安全技术规范。管线试压是非常危险的,应做好各项安全技术措施。液压试验管段长度一般不应超过1000米,试验用的临时加固措施应经检查确认安全可靠,并做好标识。试验用压力表应在检定合格期内,精度不低于1.5级,量程是被测压力的1.5~2倍,试压系统中的压力表不得少于2块。液压试验系统注水时,应将空气排尽,宜在环境温度5℃以上进行,否则须有防冻措施。合金钢管道系统,液体温度不得低于5℃。试验过程中,如遇泄漏,不得带压修理,缺陷消除后,应重新试压。试压合格后应及时卸压,液体试压时应及时将管内液体排尽。系统试验完毕后,应及时拆除所有临时盲板,填写试压记录。试压过程中,试压区域要设置警戒线,无关人员不得入内,操作人员必须听从指挥,不得随意开关阀门。
压力试验。承受内压管线的试验压力为管线设计压力的1.5倍;当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力应符合下式Ps=1.51/21/2>6.5时,取6.5值;当Ps在试验温度下,产生超过屈服强度应力时,应应将试验压力降至管道压力不超过屈服强度时的最高试验压力。气压试验管道的试验压力为设计。对于气压作强度试验的管线,当强度试验合格后,直接将试验压力降至气密性试验的压力,稳压30分钟,以无泄漏、无压降为合格。检验采用在焊口、发兰、密封处刷检漏液的方法。
石油化工的设计方法和手段的不断进步,是提高石化生产质量保证的基础。当前,石油化工生产装置的设计要广泛推进计算机辅助设计CAD等的有效应用,从而不断提高石油化工的安全生产水平,使企业更能科学平稳地实现安全生产。
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⑤ 化工行业常见的安全隐患都有哪些
化工厂常见的安全隐患,包括设备,仪表,工艺等各个方面,关注化工易(广化交易),给您更多化工资讯。
一、设备设施
反应釜、反应器
1、存在突发反应,缺乏应对措施及培训;
2、随意改变投料量或投料配比;
3、改进工艺或新工艺,未进行安全评估;
4、工艺变更未经过严格审订、批准;
5、工艺过程在可燃气体爆炸极限内操作;
6、使用高毒物料时,采用敞口操作;
7、未编写工艺操作规程进行试生产;
8、未编写所用物料的物性资料及安全使用注意事项;
9、所用材料分解时,产生的热量未经详细核算;
10、存在粉尘爆炸的潜在危险性;
11、某种原辅料不能及时投入时,釜内物料暂存时存在危险;
12、原料或中间体在贮存中会发生自燃或聚合或分解危险;
13、工艺中各种参数(温度、压力等)接近危险界限;
14、发生异常状况时,没有将反应物迅速排放的措施;
15、没有防止急剧反应和制止急剧反应的措施。