化工單元操作的危險性分析

化工單元操作是指各種化工生產(chǎn)中以物理工廠為主的處理方法，主要包括加熱、冷卻、加壓操作、冷卻、負壓操作、冷凍、物料輸送、熔融、干燥、蒸發(fā)與蒸餾等。

一、加熱

加熱是促使化學反應(yīng)和物料蒸發(fā)、蒸餾等操作的必要手段。加熱的方法一般有直接火加熱（煙道氣加熱）、蒸汽或熱水加熱、在載體加強以及電加熱等。

（1）溫度過高會是化學反應(yīng)速度加快，若是放熱反應(yīng)，則放熱量增加，一旦散熱不及時，溫度失控，發(fā)生沖料，甚至會引起燃燒和爆炸。

（2）升溫速度過快不僅容易使反應(yīng)超溫，而且還會損壞設(shè)備，例如，升溫過快會使帶有襯里的設(shè)備及各種加熱爐、反應(yīng)爐等設(shè)備損壞。

（3）當加熱溫度接近或超過物料的自燃點時，應(yīng)采用惰性氣體保護；若加熱溫度接近物料分解溫度，此生產(chǎn)工藝稱為危險工藝，必須設(shè)法改進工藝條件，如負壓或加壓操作。

二、冷卻

在化工生產(chǎn)中，把物料冷卻在大氣溫度以下時，可以用空氣或循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)；冷卻溫度在15℃以上，可以地下水；冷卻溫度在0~15℃之間，可以用冷凍鹽水。

還可以借某種沸點較低的介質(zhì)的蒸發(fā)從需冷卻的物料中取得熱量來實現(xiàn)冷卻，常用的介質(zhì)有氟里昂、氨等。此時。物料被冷卻的溫度可達-15℃左右。

（1）冷卻操作時，冷卻介質(zhì)不能中斷，否則會造成積熱，系統(tǒng)溫度、壓力驟增，引起爆炸。開車時，應(yīng)先通冷卻介質(zhì)；停車時，用先停物料，后停冷卻系統(tǒng)。

（2）有些凝固點較高的物料，遇冷易變得粘稠或凝固，在冷卻時要注意控制溫度，防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。

三、加壓操作

操作的壓力超過大氣壓的都屬于加壓操作。加壓操作所使用的設(shè)備要符合壓力容器的要求，加壓系統(tǒng)不得泄露，否則在壓力下物料以高速噴出，產(chǎn)生靜電，極易發(fā)生火災(zāi)爆炸。

所用的各種儀表及安全設(shè)施（如爆破片、緊急排放管等）都必須齊全好用。

四、負壓操作

負壓操作即低于大氣壓下的操作。負壓系統(tǒng)的設(shè)備也和壓力設(shè)備一樣，必須符合強度要求，以防在負壓下把設(shè)備抽癟。

負壓系統(tǒng)必須有良好的密封，否則一旦空氣進入設(shè)備內(nèi)部，形成爆炸混合物，易引起爆炸。當需要恢復(fù)常壓時，應(yīng)待溫度降低后，緩緩放進空氣，以防自燃或爆炸。

五、冷卻

DYH391 光催化反應(yīng)實驗裝置

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在工業(yè)生產(chǎn)過程中，蒸汽、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，這種操作稱為冷卻或制冷。

一般說來，冷卻程度與冷卻操作技術(shù)有關(guān)，凡領(lǐng)導(dǎo)范圍在-100℃以內(nèi)的稱冷凍；而-100℃~-200℃或更低的溫度，則稱深度冷凍或簡稱深冷。

（1）某些制冷劑易燃且有毒。如氨，應(yīng)防止制冷劑泄露。

（2）對于制冷系統(tǒng)的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路，應(yīng)注意耐壓等級和氣密性，防止泄露。

六、物料輸送

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要將各種原材料、中間體、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物，由前一個工序輸送往后一個工序，由一個車間輸往另一個車間，或輸送儲運地點，這些輸送過程就是物料輸送。

（1）氣流輸送系統(tǒng)出本身會產(chǎn)生故障之外，大的問題是系統(tǒng)放熱堵塞和由靜電引起的粉塵爆炸。粉料氣流輸送系統(tǒng)應(yīng)保持良好的嚴密性。其管道材料應(yīng)選擇導(dǎo)電性材料并有良好的接地，如采用絕緣材料管道，則管外應(yīng)采取接地措施。輸送速度不應(yīng)超過該物料允許的流速，粉料不要堆積管內(nèi)，要及時清理管壁。

（2）用各種泵類輸送易燃可燃液體時，流速過快能產(chǎn)生靜電積累，其管內(nèi)流速不應(yīng)超過安全速度。

（3）輸送有爆炸或燃燒性物料時，要采用氮、二氧化碳等惰性氣體代替空氣，以防造成燃燒或爆炸。

（4）輸送可燃氣體物料的管道應(yīng)經(jīng)常保持正壓，防止空氣進入。并根據(jù)實際需要安裝逆止閥、水封和阻火器等安全裝置。

七、熔融

在化工生產(chǎn)中常常將某些固體物料（如硬脂酸、磺胺等）熔融之后進行化學反應(yīng)。堿融之后進行化學反應(yīng)。堿融工廠中堿屑或堿液飛濺到皮膚上火眼睛里會造成灼傷。

堿融物和磺胺鹽中若含有無機鹽等雜物，應(yīng)盡量除掉，否則這些無機鹽因不熔融會造成局部過熱、燒焦，致使熔融物噴出，容易造成燒傷。

熔融過程中一般在150~350℃下進行，為防止局部過熱，必須不間斷地攪拌。

八、干燥

干燥是利用熱能使固體物料中的水分（或溶劑）出去的單元操作。干燥的熱源有熱空氣、過熱蒸汽、煙道氣和明火等。

干燥過程中要嚴格控制溫度，防止局部過熱，以免造成物料分解爆炸。在過程中散發(fā)出來的易燃易爆氣體或粉塵，不應(yīng)與明火和高溫表面接觸，防止燃爆。在氣流干燥中應(yīng)有防靜電措施，在滾筒干燥中應(yīng)適當調(diào)正刮刀與滾筒的間隙，以防止火花。

九、蒸發(fā)

蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中所含溶劑不斷氣化，以提高溶液中溶質(zhì)的濃度，或使溶質(zhì)析出的物料過程。蒸汽按其操作壓力不同可分為常壓、加壓和減壓蒸發(fā)。

凡蒸發(fā)的溶液皆有一定的特征。如溶質(zhì)在濃縮過程中可能有結(jié)晶、沉淀和污垢生成，這些都能導(dǎo)致傳熱效率的降低，并產(chǎn)生局部的過熱，促使物料分解、燃燒和爆炸，因此要控制蒸發(fā)溫度。為防止熱敏性物質(zhì)的分解，可采用真空蒸汽的方法，降低蒸發(fā)溫度，或采用高效蒸發(fā)器，增加蒸汽面積，減少停留時間。

十、蒸餾

蒸餾是借液體混合物和組分揮發(fā)度的不同，使其分離為純組分的操作。蒸餾操作可分為間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾；按壓力分為常壓、減壓和加壓（高壓）蒸餾。

在安全技術(shù)上，對不同的物料應(yīng)選擇正確的蒸餾方法和設(shè)備。在處理難于揮發(fā)的物料時（常壓下沸點在150℃以下）應(yīng)采用真空蒸餾，這樣可以降低蒸餾溫度，防止物料在高溫下分解、變質(zhì)或聚合。

在處理中等揮發(fā)物料（沸點為100℃左右）時，采用常壓蒸餾。對于沸點低于30℃的物料，則采用加壓蒸餾。