第三節(jié) 典型化工過程安全技術
(一)非均相分離
化工生產(chǎn)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(chǎn)品以及環(huán)保的需要等，常常要對混合物進行分離?；旌衔锟煞譃榫?混合)物系和非均相(混合)物系。非均相物系中，有一相處于分散狀態(tài)，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；另一相處于連續(xù)狀態(tài)，稱為連續(xù)相(或分散介質(zhì))，如霧和煙塵中的氣相、懸浮液中的液相、乳濁液中處于連續(xù)狀態(tài)的液相。從有毒有害物質(zhì)處理的角度，非均相分離過程就是這些物質(zhì)的凈化過程、吸收過程或濃縮分離過程。工業(yè)生產(chǎn)中多采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(fā)易燃、易爆、有害氣體，則應采用密閉過濾機。并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，不宜采用離心過濾機，宜采用轉(zhuǎn)鼓式或帶式等真空過濾機。如必須采用離心過濾機時，應嚴格控制電機安裝質(zhì)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(zhì)量，轉(zhuǎn)鼓、外殼、蓋子及底座等應用韌性金屬制造。
(二)加熱及傳熱
傳熱在化工生產(chǎn)過程中的應用主要有創(chuàng)造并維持化學反應需要的溫度條件、創(chuàng)造并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(xiàn)，而是以兩種或三種傳熱方式的組合?；どa(chǎn)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.采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，并應裝設壓力計和安全閥。與水會發(fā)生反應的物料，不宜采用水蒸氣或熱水加熱。
2.采用充油夾套加熱時，需將加熱爐門與反應設備用磚墻隔絕，或?qū)⒓訜釥t設于車間外面。油循環(huán)系統(tǒng)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，可采用較大截面的導線，以防過負荷；采用防潮、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(nèi)的易燃物質(zhì)或漏出的氣體和蒸氣發(fā)生燃燒或爆炸。在加熱或烘干易燃物質(zhì)，以及受熱能揮發(fā)可燃氣體或蒸氣的物質(zhì)，應采用封閉式電加熱器。電加熱器不能安放在易燃物質(zhì)附近。導線的負荷能力應能滿足加熱器的要求，應采用插頭向插座上連接方式，工業(yè)上用的電加熱器，在任何情況下都要設置單獨的電路，并要安裝適合的熔斷器。
5.在采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墻完全隔離，不使廠房內(nèi)存在明火。加熱鍋內(nèi)殘渣應經(jīng)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(tǒng)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(fā)生爆炸。當加熱溫度接近或超過物料的自燃點時，應采用惰性氣體保護。
(三)蒸餾及精餾
化工生產(chǎn)中常常要將混合物進行分離，以實現(xiàn)產(chǎn)品的提純和回收或原料的精制。對于均相液體混合物，最常用的分離方法是蒸餾。要實現(xiàn)混合液的高純度分離，需采用精餾操作。
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采用明火，而采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(chǎn)生燃燒。蒸餾自燃點很低的液體，應注意蒸餾系統(tǒng)的密閉，防止因高溫泄漏遇空氣自燃。對于高溫的蒸餾系統(tǒng)，應防止冷卻水突然漏入塔內(nèi)，這將會使水迅速汽化，塔內(nèi)壓力突然增高而將物料沖出或發(fā)生爆炸。啟動前應將塔內(nèi)和蒸汽管道內(nèi)的冷凝水放空，然后使用。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(zhì)凝結(jié)堵塞，導致塔內(nèi)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(chǎn)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(jié)垢，引起局部過熱而著火爆炸。油焦和殘渣應經(jīng)常清除。冷凝系統(tǒng)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(tǒng)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。對于沸點較高、在高溫下蒸餾時能引起分解、爆炸和聚合的物質(zhì)，采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(zhì)的蒸餾必須采用真空蒸餾的方法以降低流體的沸點。借以降低蒸餾的溫度，確保其安全。
(四)氣體吸收與解吸
氣體吸收按溶質(zhì)與溶劑是否發(fā)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(fā)度、黏度。工業(yè)生產(chǎn)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(zhì)，而使溶質(zhì)從液相逸出到氣相的過程。在生產(chǎn)中解吸過程用來獲得所需較純的氣體溶質(zhì)，使溶劑得以再生，返回吸收塔循環(huán)使用。工業(yè)上常采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)干燥
干燥按其熱量供給濕物料的方式，可分為傳導干燥、對流干燥、輻射干燥和介電加熱干燥。干燥按操作壓強可分為常壓干燥和減壓干燥；按操作方式可分為間歇式干燥與連續(xù)式干燥。常用的干燥設備有廂式干燥器，轉(zhuǎn)筒干燥器、氣流干燥器、沸騰床干燥器、噴霧干燥器。為防止火災、爆炸、中毒事故的發(fā)生，干燥過程要采取以下安全措施：
1．當干燥物料中含有自燃點很低或含有其他有害雜質(zhì)時必須在烘干前徹底清除掉，干燥室內(nèi)也不得放置容易自燃的物質(zhì)。
2．干燥室與生產(chǎn)車間應用防火墻隔絕，并安裝良好的通風設備，電氣設備應防爆或?qū)㈤_關安裝在室外。在干燥室或干燥箱內(nèi)操作時，應防止可燃的干燥物直接接觸熱源，以免引起燃燒。
3．干燥易燃易爆物質(zhì)，應采用蒸汽加熱的真空干燥箱，當烘干結(jié)束后，去除真空時，一定要等到溫度降低后才能放進空氣；對易燃易爆物質(zhì)采用流速較大的熱空氣干燥時，排氣用的設備和電動機應采用防爆的；在用電烘箱烘烤能夠蒸發(fā)易燃蒸氣的物質(zhì)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，在滾筒或干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．間歇式干燥，物料大部分靠人力輸送，熱源采用熱空氣自然循環(huán)或鼓風機強制循環(huán)，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，在干燥過程中，應嚴格控制溫度。
5．在采用洞道式、滾筒式干燥器干燥時，主要是防止機械傷害。在氣流于燥，噴霧干燥、沸騰床干燥以及滾筒式干燥中，多以煙道氣、熱空氣為干燥熱源。
6．干燥過程中所產(chǎn)生的易燃氣體和粉塵同空氣混合易達到爆炸極限。在氣流干燥中，物料由于迅速運動相互激烈碰撞、摩擦易產(chǎn)生靜電；滾筒干燥過程中，刮刀有時和滾筒壁摩擦產(chǎn)生火花，因此，應該嚴格控制干燥氣流風速，并將設備接地；對于滾筒干燥，應適當調(diào)整刮刀與筒壁間隙，并將刮刀牢牢固定，或采用有色金屬材料制造刮刀，以防產(chǎn)生火花。用煙道氣加熱的滾筒式干燥器，應注意加熱均勻，不可斷料，滾筒不可中途停止運轉(zhuǎn)。斗口有斷料或停轉(zhuǎn)應切斷煙道氣并通氮。干燥設備上應安裝爆破片。
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