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1、过程装备安全管理,08石油化工单元操作及安全分析,授课教师：胡坤 Tel：15378180240 qq：89603797,-2-,主要内容,物料输送过程的安全 过滤过程的安全 除尘过程的安全 粉碎过程的安全 筛分过程的安全 混合与搅拌过程的安全 造粒过程的安全 换热过程的安全 干燥过程的安全 蒸馏过程的安全,-3-,化工单元操作简介,属于物理过程，不改变物料的性质，只改变物料的状态（温度、压力等） 是化工生产中所共有的操作 设备可以通用,化工单元操作的特点：,化工单元操作在不同化工产品生产过程中，发生同样物理变化，遵循共同物理学规律，使用相似设备，具有相同功能的基本物理操作。,-4-,动量传递
2、：流体输送、沉降、过滤、搅拌 热量传递：加热、冷却、冷凝、蒸发 质量传递：蒸馏、吸收、吸附、萃取 同时遵循热质传递规律：结晶、干燥,石油化工单元操作分类,根据各单元操作所遵循的基本规律分类：,-5-,常见单元操作基本原理,-6-,物料输送过程的安全,-8-,物料输送过程的安全,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。,依据输送物料形态分类： 固体物料输送 液体物料输送 气体物料输送,-9-,固体物料的输送,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,-10
3、-,通用固定式带式输送机,-11-,刮板输送机,-12-,螺旋输送机,-13-,链斗式提升机,-14-,固体输运装置安全技术, 皮带传动 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。,(1) 传动部分,-15-, 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，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。,-16-,对于斗式提升机应有因链带拉断而坠落的防
4、护装置。 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)，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。,-17-, 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。,-18-,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
5、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、中转系统的自动联锁装置或程序控制系统。,（2）输送设备的开、停车,-19-,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,(3) 输送设备的日常维护,-20-,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。,-21-,(2) 压送式系统
6、。 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。,-22-,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。,系统堵塞的原因： 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
7、造成堵塞。,-23-,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。,-24-,输送过程的安全,抽送或压送可燃性气体时，进气口应保持一定余压，以免造成负压吸入空气形成爆炸性
8、混合物。 压缩机汽缸、贮气罐以及管路要有足够强度。 要安装经校验准确可靠的压力表和安全阀。 压缩机在运行中不能中断润滑油和冷却水。 特殊安全措施。如在乙炔压缩机中与乙炔接触的部件不能使用铜材质，以避免产生比较危险的乙炔铜等等。,液体物料的输送,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。,往复泵,蒸汽往复泵是以蒸汽为驱动力，不用电和其他动力。因此可
9、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、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。,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
10、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。,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。,-32-,齿轮泵,螺杆泵,旋转泵的流量仅与转子的转速有关，用改变转子
11、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相联，因此常用于化工生产。,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。 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。,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，
12、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。,喷射泵,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
13、、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。,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。 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,-40-,旋转压缩机,压缩机气缸、贮气罐以及输送管路要有足够的强度
14、。 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，应经常检查及时修换。,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
15、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。,过滤过程的安全,-45-,过滤过程的安全,过滤：将悬浮液中的液体与悬浮固体微粒有效的分离。 机理：使悬浮液中的液体在重力、真空、加压及离心力的作用下，通过多细孔物体（过滤介质），而将固体悬浮微粒截留进行分离的操作。 两个条件： 具有实现分离过程所必需的设备 过滤介质两侧要保持一定的压力差（推动力）,-46-,常见的过滤类型 重力过滤 是依靠悬浮液本身的液柱压差进行过滤，其压差一般不超过0.05MPa； 加压过滤 是在悬浮液上面施加压力进行过滤，其压力一般可达5MPa以上；
16、真空过滤 是于过滤介质下面抽真空进行过滤，通常不超过8.3kPa； 离心过滤 是借悬浮液高速旋转所产生之离心力进行过滤。,-47-,过滤过程的安全,连续式过滤：连续过滤机循环周期短，能自动洗涤卸料，过滤速度较高，且操作人员脱离有毒物料接触。 间歇式过滤需要经常重复卸料、装合、加料等各项辅助操作，较连续式过滤周期长，人工操作劳动强度大，直接接触毒物。,连续过滤较间歇式过滤安全,-48-,过滤的安全技术,过滤中能散发有害或爆炸性气体时，对于加压过滤不能采用敞开式过滤操作，应采用密闭式过滤操作，并用压缩空气或惰性气体保持压力。 在取滤渣时应先放压力，否则会发生事故。,-49-,离心过滤的安全技术,转鼓、盖子、外壳及底座应用韧性金属制造。 处理腐蚀性物料，转鼓需要衬里； 盖子应与启动机链锁； 应有限速装置； 离心机开关应装在近旁； 楼上离心机要有减振装置，防止谐振； 对离心机内、外部及负荷应定期进行检查。,除尘过程的安全,-51-,除尘过程的安全,机械除尘器、电除尘器、过滤除尘器和洗涤除尘器等。 惯性（离
