蒸發(fā)按其采用的壓力可以為常壓蒸發(fā)、加壓蒸發(fā)和減壓燕發(fā)(真空蒸發(fā))。按其蒸發(fā)所需熱量的利用次數(shù)可分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。蒸發(fā)過(guò)程要注意如下問(wèn)題:
1.蒸發(fā)器的選擇應(yīng)考慮燕發(fā)溶液的性質(zhì),如溶液的黏度、發(fā)泡性、腐蝕性、熱敏性,以及是否容易結(jié)垢、結(jié)晶等情況。
2.在蒸發(fā)操作中,管內(nèi)壁出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象是不可避免的,尤其當(dāng)處理易結(jié)晶和腐蝕性物料時(shí),使傳熱量下降。在這些蒸發(fā)操作中,一方面應(yīng)定期停車清洗、除垢;另一方面改進(jìn)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu),如把蒸發(fā)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(huán)的速度,從而可降低污垢生成的速度。
(七)結(jié)晶
結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過(guò)程。結(jié)晶是一個(gè)重要的化工單元操作,主要用于制備產(chǎn)品與中間產(chǎn)品、獲得高純度的純凈固體物料。
結(jié)晶過(guò)程常采用攪拌裝置。攪動(dòng)液體使之發(fā)生某種方式的循環(huán)流動(dòng),從而使物料混合均勻或促使物理、化學(xué)過(guò)程加速操作。
結(jié)晶過(guò)程的攪拌器要注意如下安全問(wèn)題:
1.當(dāng)結(jié)晶設(shè)備內(nèi)存在易燃液體蒸氣和空氣的爆炸性混合物時(shí),要防止產(chǎn)生靜電,避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。
2.避免攪拌軸的填料函漏油,因?yàn)樘盍虾械挠吐┤敕磻?yīng)器會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。例如硝化反應(yīng)時(shí),反應(yīng)器內(nèi)有濃硝酸,如有潤(rùn)滑油漏入,則油在濃硝酸的作用下氧化發(fā)熱,使反應(yīng)物料溫度升高,可能發(fā)生沖料和燃燒爆炸。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)有強(qiáng)氧化劑存在時(shí),也有類似危險(xiǎn)。
3.對(duì)于危險(xiǎn)易燃物料不得中途停止攪拌。因?yàn)閿嚢柰V箷r(shí),物料不能充分混勻,反應(yīng)不良,且大量積聚;而當(dāng)攪拌恢復(fù)時(shí),則大量未反應(yīng)的物料迅速混合,反應(yīng)劇烈,往往造成沖料,有燃燒、爆炸危險(xiǎn)。如因故障而導(dǎo)致攪拌停止時(shí),應(yīng)立即停止加料,迅速冷卻;恢復(fù)攪拌時(shí),必須待溫度平穩(wěn)、反應(yīng)正常后方可續(xù)加料,恢復(fù)正常操作。
4.?dāng)嚢杵鲬?yīng)定期維修,嚴(yán)防攪拌器斷落造成物料混合不勻,最后突然反應(yīng)而發(fā)生猛烈沖料,甚至爆炸起火,攪拌器應(yīng)靈活,防止卡死引起電動(dòng)機(jī)溫升過(guò)高而起火。攪拌器應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以防止因變形而與反應(yīng)器器壁摩擦造成事故。
(八)萃取
萃取時(shí)溶劑的選擇是萃取操作的關(guān)鍵,萃取劑的性質(zhì)決定了萃取過(guò)程的危險(xiǎn)性大小和特點(diǎn)。萃取劑的選擇性、物理性質(zhì)(密度、界面張力、黏度)、化學(xué)性質(zhì)(穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性)、萃取劑回收的難易和萃取的安全問(wèn)題(毒性、易燃性、易爆性)是選擇萃取劑時(shí)需要特別考慮的問(wèn)題。工業(yè)生產(chǎn)中所采用的萃取流程有多種,主要有單級(jí)和多級(jí)之分。
萃取設(shè)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(shè)備內(nèi)以逆流流動(dòng)方式進(jìn)行操作。萃取的設(shè)備有填料萃取塔、篩板萃取塔、轉(zhuǎn)盤萃取塔、往復(fù)振動(dòng)篩板塔和脈沖萃取塔。
(九)制冷
冷卻與冷凝的主要區(qū)別在于被冷卻的物料是否發(fā)生相的改變,若發(fā)生相變則成為冷凝,否則,如無(wú)相變只是溫度降低則為冷卻。冷卻、冷凝操作在化工生產(chǎn)中十分重要,它不僅涉及到生產(chǎn),而且也嚴(yán)重影響防火安全,反應(yīng)設(shè)備和物料由于未能及時(shí)得到應(yīng)有的冷卻或冷凝,常是導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的原因。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(chǔ)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制冷。
冷凍操作的實(shí)質(zhì)是利用冷凍劑自身通過(guò)壓縮—冷卻—蒸發(fā)(或節(jié)流、膨脹)的循環(huán)過(guò)程,不斷地由被冷凍物體取出熱量(一般通過(guò)冷載體鹽水溶液傳遞熱量),并傳給高溫物質(zhì)(水或空氣),以使被冷凍物體溫度降低。一般說(shuō)來(lái),冷凍程度與冷凍操作技術(shù)有關(guān),凡冷凍范圍在—100℃以內(nèi)的稱冷凍;而在—100~—200℃或更低的,則稱為深度冷凍或簡(jiǎn)稱深冷。
冷卻(凝)及冷凍過(guò)程的危險(xiǎn)控制要點(diǎn)如下:
(1)應(yīng)根據(jù)被冷卻物料的溫度、壓力、理化性質(zhì)以及所要求冷卻的工藝條件,正確選用冷卻設(shè)備和冷卻劑。忌水物料的冷卻不宜采用水做冷卻劑,必需時(shí)應(yīng)采取特別措施。
(2)應(yīng)嚴(yán)格注意冷卻設(shè)備的密閉性,防止物料進(jìn)入冷卻劑中或冷卻劑進(jìn)入物料中。
(3)冷卻操作過(guò)程中,冷卻介質(zhì)不能中斷,否則會(huì)造成積熱,使反應(yīng)異常,系統(tǒng)溫度、壓力升高,引起火災(zāi)或爆炸。因此,冷卻介質(zhì)溫度控制最好采用自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
(4)開(kāi)車前,首先應(yīng)清除冷凝器中的積液;開(kāi)車時(shí),應(yīng)先通入冷卻介質(zhì),然后通入高溫物料;停車時(shí),應(yīng)先停物料,后停冷卻系統(tǒng)。
(5)為保證不凝可燃?xì)怏w安全排空,可充氮進(jìn)行保護(hù)。
(6)高凝固點(diǎn)物料,冷卻后易變得黏稠或凝固,在冷卻時(shí)要注意控制溫度,防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。
2.冷凍過(guò)程的安全措施
(1)對(duì)于制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路系統(tǒng),應(yīng)注意耐壓等級(jí)和氣密性,防止設(shè)備、管路產(chǎn)生裂紋、泄漏。此外,應(yīng)加強(qiáng)壓力表、安全閥等的檢查和維護(hù)。
(2)對(duì)于低溫部分,應(yīng)注意其低溫材質(zhì)的選擇,防止低溫脆裂發(fā)生。
(3)當(dāng)制冷系統(tǒng)發(fā)生事故或緊急停車時(shí),應(yīng)注意被冷凍物料的排空處置。
(4)對(duì)于氨壓縮機(jī),應(yīng)采用不發(fā)火花的電氣設(shè)備;壓縮機(jī)應(yīng)選用低溫下不凍結(jié)且不與制冷劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的潤(rùn)滑油,且油分離器應(yīng)設(shè)于室外。
(5)注意冷載體鹽水系統(tǒng)的防腐蝕。
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