第1章 化工安全技术基础知识
一.化工生产的特点与安全状况
1.化工生产使用的原料、半成品、成品种类繁多,绝大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蚀的危险化学品。 2.化学生产要求的工艺条件苛刻。 3.毒害性大。 4.腐蚀性强。 5.生产规模大型化。
6.生产方式高度自动化与连续化。 二.危险化学品概念和分类原则 1.危险化学品的定义 2.危险化学品的分类 3.各类危险化学品简介
(1)爆炸物:爆炸物质(或混合物)本身能够通过化学反应产生气体,而产生气体的温度、压力、速度能对周围环境造成破坏。
(2)易燃气体:在20℃和101.3kPa标准压力下与空气混合有易燃范围的气体。 (3)易燃气溶胶:气溶胶是指气溶胶喷雾罐,系任何不可重新罐装的容器,该容器由金属、玻璃、塑料制成,内装强制压缩、液化、溶解的气体,包含或不包含气体、膏剂、粉末,配有释放装置,可使所装物质喷射出来,形成在气体中悬浮的固态或液态微粒或形成泡沫、膏剂、粉末或处于液态或气态。
(4)氧化性气体:通过提供氧气,比空气更能导致或促使其他物质燃烧的任何气体。
(5)高压气体:在压力等于或大于200kPaG下装入储器的气体,或是液化气体或冷冻液化气体。
(6)易燃液体:闪点不高于93℃的液体。
(7)易燃固体:容易燃烧或通过摩擦可能引起燃烧的固体。
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(8)自反应物质或混合物:即使没有氧(空气)也容易发生激烈放热分解反应的热不稳定液态或固态物质或者混合物。本定义不包括统一分类制度分为爆炸物、有机过氧化物、氧化物质的物质和混合物。
(9)自燃液体(发火液体):数量小也能在于空气接触后5min之内引燃的液体。 (10)自燃固体(发火固体):数量小也能在于空气接触后5min之内引燃的固体。 (11)自热物质和混合物(自反应物质和混合物):除自燃液体或固体以外与空气反应不需要能源供应就能够自己发热的固体或液体物质或混合物;这类物质或混合物与自燃液体或固体不同,因为这类物质只有数量很大(千克级)并经过长时间(几小时或几天)才会燃烧。
(12)遇水放出易燃气体的物质或混合物:通过与水作用,容易具有自燃性或放出危险数量的易燃气体的固态或液态物质或混合物。
(13)氧化性液体:本身未必燃烧,但通常因放出氧气可能引起或促使其他物质燃烧的液体。
(14)氧化性固体:本身未必燃烧,但通常因放出氧气可能引起或促使其他物质燃烧的固体。
(15)有机过氧化物:含有二价—O—O—结构的液态或固态有机物质,可以看作是1个或2个氢原子被有机基替代的过氧化氢衍生物。
(16)金属腐蚀剂:通过化学作用显著损坏或毁坏金属的物质或混合物。 4.危险化学品对人体健康和环境的危害性
(1)急性毒性;(2)皮肤腐蚀/刺激;(3)严重眼损伤/眼刺激;(4)呼吸或皮肤过敏;(5)生殖细胞致突变性;(6)致癌性;(7)生殖毒性;(8)特异性靶器官系统毒性——单次接触;(9)特异性靶器官系统毒性——反复接触;(10)呼吸危险;(11)对水环境的危害。 三.危险化学品安全标签与技术说明书 1.危险化学品安全标签 2.危险化学品技术说明书
(1)标示;(2)成分及理化特性;(3)燃烧爆炸危险特性;(4)毒性及健康危害性;(5)急救;(6)防护措施;(7)包装与储运;(8)泄漏处置及废弃。
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四.危险化学品安全色与包装标签 1.安全色
2.危险化学品安全标志 五.危险化学品的储存条件
1.储存的基本概念、分类、有关要求 2.储存场所的地理位置及建筑、设施要求 3.危险化学品储存的安全要求
(1)必须建立健全的安全管理制度和岗位安全操作规程,一般有危险化学品出入库的检查登记和管理制度、危险化学品的养护及安全检查制度、消防及防火措施的管理制度、剧毒化学品的管理制度、各岗位安全操作规程、库区人员的安全责任制、动态火源管理制度、设备设施的安全管理制度、新职工安全教育培训制度。 (2)仓库应确定一名主要领导人为防火负责人,建立主要领导人防火责任制,全面负责消防安全管理工作。
(3)仓库应监理并严格执行夜间值班和巡逻制度。
(4)对剧毒物品的管理应执行“五双”管理制度:双人验收、双人保管、双人发货、双把锁、双本账。
(5)进入危险化学品库区的机动车辆应安装防火罩;蒸汽机车驶入库区时应当关闭灰箱和送风器,并不得在库区清炉,仓库应派专人负责监护。 (6)机动车装卸货物后不准在库区、库房、货场内停放和修理。
(7)汽车、拖拉机不准进入甲、乙、丙类物品库房;进入甲、乙、丙类物品库房的电瓶车、铲车应是防爆型的;进入丙类物品库房的电瓶车、铲车应装有防止火花溅出的安全装置。
(8)储存危险化学品的建筑物、区域内严禁吸烟和使用明火。库区及周围50m内严禁燃放烟花爆竹。
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第2章 危险化学品固有及化工生产过程的危险有害性
一.火灾危险性 1.火灾危险性
2.危险化学品火灾危险性分类
(1)根据火灾造成的损失程度将火灾分为4个级别:特别重大火灾;重大火灾;较大火灾;一般火灾。
(2)根据物质燃烧特性将火灾分为4类:A类火灾;B类火灾;C类火灾;D类火灾。
二.爆炸危险性 1.爆炸的分类
(1)按爆炸的起因分类:物理性爆炸、化学性爆炸、核子爆炸。 (2)按其燃烧速度的快慢分类:爆燃、爆轰爆燃。 (3)按反应的相态分类:气相爆炸、液相爆炸、固相爆炸。 2.影响爆炸极限的因素
温度、压力、含氧量、惰性气体含量、点火源强度、容器的大小和形状等。 3.危险化学品的爆炸危险性 4.爆炸事故的防范措施 三.窒息危害性 1.窒息危害
2.常见窒息性气体的危害性
(1)一氧化碳(2)硫化氢(3)氰化氢 3.预防窒息危害的措施 四.泄漏危险性
1.泄漏形态及其危险性 2.泄漏的防治
(1)做好参与处置人员的安全防护
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(2)减轻泄漏危险化学品的毒害 (3)进行现场检测
(4)采取工艺措施制止泄漏 (5)把握好灭火时机 (6)后续措施及要求 五.灼烫有害性 1.灼烫的分类
2.引起化学性灼烫的常见物质 3.化学灼烫的症状 4.化学灼烫的处理 5.化学灼烫的预防 六.毒性及其危害 1.毒物对人体的危害
(1)刺激(2)过敏(3)窒息(4)昏迷和麻醉(5)全身中毒(6)致癌(7)致畸(8)致突变(9)尘肺
2.影响有毒化学品对机体作用的主要因素 (1)毒物的化学结构 (2)理化性质 (3)毒物的联合作用 (4)生产环境与劳动强度 (5)个体对毒物的耐受性 (6)剂量、浓度、作用时间 3.预防有毒化学品危害的措施 七.其他危险有害性 八.化工生产过程的危险性
(1)加热(2)冷却(3)加压操作(4)负压操作(5)冷冻(6)物料输送(7)熔融(8)干燥(9)蒸发(10)蒸馏
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第3章 化工职业危害及职业病
一.工业毒物的分类及毒性 1.工业毒物的分类
(1)按物理形态分类;(2)按化学类属分类;(3)按毒作用性质分类:刺激性毒物、窒息性毒物、麻醉性毒物、全身性毒物。 2.工业毒物的毒性及其分级 二.工业毒物的危害
1.工业毒物进入人体的途径
2.工业毒物在人体内的分布、生物转化、排出 3.职业中毒的类型
(1)急性中毒(一氧化碳); (2)慢性中毒(铅、汞、锰); (3)亚急性中毒(二硫化碳、汞)。 4.职业中毒对人体系统及器官的损害
(1)神经系统(2)血液和造血系统(3)呼吸系统(4)消化系统(5)肾脏(6)皮肤
5.职业中毒的临床表现
6.常见化学毒物急性中毒的临床表现 7.职业中毒的诊断 8.急性职业中毒的抢救 9.职业中毒的预防原则 10.工业毒物在化工行业的分布 三.化工防毒技术 1.防毒技术措施 2.防毒的管理教育措施 3.个人防护措施
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4.几种有毒作业的个体防护 5.卫生保健措施
6.通风排毒措施(全面通风、局部通风、事故通风) 7.净化回收措施 四.化工职业病
1.职业病的定义及分类 2.职业病的危害因素
(1)粉尘类(2)放射性物质类(电离辐射)(3)化学物质类(4)物理因素(5)生物因素 3.职业病的危害 4.职业病的发生机理
(1)化学性因素(2)物理性因素(3)生物性因素(4)劳动过程中的有害因素(5)卫生条件和技术措施不良的有关因素 5.职业病的诊断标准 6.职业病的防范对策
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第4章 主要化学反应的危险性评价及安全技术
一.光气及光气化工艺
光气,又称碳酰氯,剧毒,微溶于水,较易溶于苯、甲苯等。由一氧化碳和氯气的混合物通过活性炭制得。光气常温下为无色气体,有腐草味,化学性质不稳定,遇水迅速水解,生成氯化氢。是氯塑料高温热解产物之一。用作有机合成、农药、药物、染料及其他化工制品的中间体。
工业上通常采用一氧化碳与氯气的反应得到光气。这是一个强烈放热的反应,装有活性炭的合成器应有水冷却夹套,控制反应温度200℃左右。为了获得高质量的光气和减少设备的腐蚀,经过彻底干燥的一氧化碳在与氯气混合时,应保持适当过量。将混合气从合成器上部通入,经过活性炭层后,很快转化为光气。
二.电解反应 1.食盐电解生产过程
熔化食盐,精制盐水,除去杂质,送电解工段。在向电解槽送电前应先将电解槽按规定的液面高度注入盐水,此时盐水液面超过阴极室高度,整个阴极室浸在盐水中。通直流电后,带有负电荷的氯离子向石墨阳极运动,在阳极上放电后成为不带电荷的氯原子,并结合成为氯分子从盐水液面逸出而聚集在盐水上方的槽盖内,由氯气排出管排出,送往氯气干燥、压缩工段。带有正电荷的氢离子向铁丝网袋阴极运动,通过附在阴极网袋上的隔膜在阴极铁丝网上放电后成为不带电荷的氢原子,并结合成为氢分子而聚集在阴极空腔内,氢气有氢气排出管引出,送往氢气干燥、压缩工段。
立式隔膜电解槽生产的碱液约含碱11%,而且含有氯化钠和大量的水。为此要经过蒸发浓缩工段将水分和食盐除掉,生成的浓碱液再经过熬制即可得到固碱或加工成片碱。水银法生产的碱液浓度为45%左右可直接送往固碱工段,将浓熔融烧碱再进行电解可得到金属钠。
电解产生的氢气和氯气,由于含有大量的饱和水蒸气和氯化氢气体,对设备
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的腐蚀性很强,所以氯气要送往干燥工段经硫酸洗涤除掉水分,然后进入氯气液化工段,以提高氯气的纯度,氢气经固碱干燥、压缩后送往使用单位。 2.电解槽
立式隔膜电解槽由阴极箱、浇铅阳极组、槽盖、槽底组成。阴极箱的外壳是用钢板焊接成的正方形框。在阴极箱的外壳内焊连着用铁丝编织的阴极,箱壳与阴极之间构成多网袋型的整体空腔,整个阴极网空腔的外表上附有一层石棉纤维的隔膜。阴极箱外壁上焊有铜板,用以连接电源的负极。在阴极箱空腔的上方引接出氢气排出管,在阴极箱空腔的下部引接出碱液流出管。
阴极由许多块石墨板分两排组成,石墨板的底部铸在铅层中,石墨板间的距离要求准确,使阴阳极互相间隔,均匀安装,在铅层中铸有铜板,用以连接电源的阳极。
近年来金属阳极逐渐被广泛应用。金属阴极又称形稳定性阳极,是在金属钛的基质上用热分解法被覆一层铂族金属(如钌)氧化物和阀金属(如钛)氧化物混晶结构的涂层。
组装好的阳极放在混凝土的槽底,槽底放在瓷绝缘子上。在放好阳极的槽底上放置阴极箱,然后盖上槽盖,槽盖用混凝土或塑料制成。在槽盖上安装有盐水液面指示计,盖顶有盐水加入管和氯气排出管。
每个电解槽的槽电压约在3.4V左右。例如直流电压为120V时,串联33个电解槽为1组。
3.食盐电解过程安全技术
食盐电解中的安全问题主要是氯气中毒、腐蚀、碱灼伤、氢气爆炸、高温、潮湿、触电危险等。在正常操作中应随时向电解槽的阳极室内添加盐水,使盐水始终保持在规定液面。否则如盐水液面过低,氢气有可能通过阴极网渗入阴极室内与氯气混合。要防止个别电解槽氢气出口堵塞,引起阴极室压力升高,造成氯气含氢量过高。氯气内含氢量达5%以上,则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。在生产中,单槽氯含氢浓度一般控制在2.0%以下,总管氯含氢浓度控制在0.4%以下都应严格控制。如果电槽的隔膜吸附质量差;石棉绒质量不好;在安装电槽时碰坏隔膜,造成隔膜局部脱落或者在送电前注入的盐水量过大将隔膜冲坏;阴
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极室中的压力等于或超过阳极室的压力时就可能使氢气进入阳极室,这些都可能造成氯含氢高。此时应该对电槽进行全面检查。
盐水中有杂质特别是铁杂质,致使产生第二阴极而放出氢气;氢气压力过大,没有及时调整;隔膜质量不好,有脱落之处;盐水液面过低,隔膜露出;槽你阴阳极放电而烧毁隔膜;氢气系统不严密逸出氢气等都可能引起电槽爆炸或着火事故。引起氢气或氢气与氯气的混合物燃烧或爆炸的着火源可能使槽体接地产生的电火花;断电器因结盐、结碱漏电及氢气管道系统漏电产生电位差而发生放电火花;排放碱液管道对地绝缘不好而产生放电火花;电解槽内部构件间由于较大的电位差或两极之间的距离缩小而发生放电火花;雷击引起氢气燃烧、其他着火源等。
电解槽盐水不能装得太满,因为在压力下盐水是要上涨的,为保持一定液面采用盐水供料器,间断供给盐水。不仅可以避免电流的损失,而且可以防止盐水导管为电流所腐蚀(目前采用胶管)。应尽可能采用盐水纯度自动分析装置,这样可以观察盐水成分的变化,随时调节碳酸钠、苛性钠、氯化钡、聚丙烯酰胺的用量。由于盐水中带入铵盐,在适宜的条件下(pH<4.5),铵盐和氯作用而产生三氯化氮,这是一种爆炸性物质,铵盐和氯作用生成氯化铵,氯作用于浓氯化铵溶液而生成黄色油状的三氯化氮。
3Cl2+NH4Cl=4HCl+NCl3-54.7kcal(1cal=4.1840J)
三氯化氮和许多有机物质接触或加热至90℃以上以及被撞击时即按下式以剧烈爆炸的形式分解:2NCl3=N2+3Cl2+110kcal 因此在盐水配制系统要严格控制无机铵含量。
突然停电或其他原因突然停车时,高压阀门不能立即关闭,以避免电解槽中氯气倒流而发生爆炸。应在电解槽后安装放空管及时减压,并在高压阀上安装单向阀,可以有效地防止跑氯,避免污染环境。
电解由于有氢气存在有起火爆炸危险。电槽应安置在自燃通风良好的单层建筑物内。在某些情况下,建筑物带有半地下室,所有的管道输电母线、碱液收集槽及其他辅助设备均集中于地下室中。在看管电槽时所经过的过道上应铺设橡皮垫。输送盐水及碱液的铸铁总管上安装应便于操作。盐水至各电解槽或每组电解
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槽中间连通的主管,应该用不导电材料制成或外部敷以不导电层。主管上阀门的手轮应该是不导电的。
电解槽食盐水入口处和碱液出口处应考虑采取电气绝缘措施以免漏电产生火花。氢气系统与电解槽的阴极箱之间亦应有良好的电气绝缘。整个氢气系统应良好接地,并设置必要的水封或阻火器等安全装置。
电解食盐厂房应有足够的防爆泄压面积,并有良好的通风元件。应安装防雷实施,保护氢气排空管的避雷针应高出管顶3m以上。输电母线应涂以油漆。为了使接触良好,电解槽的母线、电缆终端及分布线末端的接触表面应该很平整。在接线之前将其表面仔细擦拭干净。
在生产过程中要直接联接自由导线以切断一个或几个电解槽时只能用移动式收电器(用轻便支撑固定),这种收电器在断开时不会产生火花。
三.氯化反应
在基本有机化工生产中遇到较多的卤化反应是氯化和溴化。在氯化反应中,氯化剂有氯气、氯化氢、次氯化钠、光气、硫酰氯等,最常见的氯化剂是氯气和氯化氢。在被氯化的物质中,比较重要的有甲烷、乙烷、戊烷、苯、甲苯、乙炔等。氯化过程是不仅原料与氯化剂发生反应,而且生成的氯化衍生物与氯化剂液同时发生作用。因此在反应生成物中除一氯取代物外,总是会有二氯及三氯取代物,同时在氯化过程中往往会伴有氯化氢气体生成。
氯化反应的危险性主要取决于被氯化物质的性质以及反应过程的控制条件。由于氯气本身的毒性较大、贮存压力较高,因此一旦发生泄漏是很危险的。近年来在危险化学品事故中液氯的泄漏称为发生频次较高的事故之一。由于参与氯化反应所用的原料大多是有机物,易燃易爆,在氯化生产过程就必然存在着火灾隐患。
氯化反应是放热反应,通常在较高温度下完成氯化反应的工业生产过程,一旦参加反应的物质泄漏,就会造成燃烧和爆炸。所以一般氯化反应装置必须配备良好的冷却系统,以便及时移出反应热量,而且要严格控制氯气流量,以免因氯气流量过快导致温度剧烈升高而引起事故。
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液氯的蒸发气化装置一般采用气水混合办法进行升温,加热温度一般不超过50℃。在氯气的入口处应到备有氯气计量装置,其流量可以采用自动调节装置。采用钢瓶装氯气进行氯化时阀门不可开得过大,否则由于放出大量氯气而吸热,会造成瓶口压力降低而满足不了需要。因此如果需要较大流量的氯气是可以并联几个钢瓶,在液氯钢瓶与生产设备的连接管道上应安装止逆阀、缓冲罐、其他防倒流装置。
当液氯蒸发时三氯化氮大部分残留于未蒸发液氯残液中,随着蒸发时间增加,三氯化氮在容器底部富集,达到5%即发生爆炸。
氯乙烯球罐的防火防爆措施:防止氯乙烯球罐的火灾爆炸事故,主要从防止氯乙烯泄漏和消除罐区内火源两个方面考虑,具体措施如下:
(1)定期检查罐体机器配属的管线、阀门、连接法兰等附件的状况,查其有无腐蚀和缺陷,发现问题及时处理,防止泄漏发生。 (2)严格控制工艺参数,防止泄漏发生。
(3)运送物料的槽车必须按规定安装防火帽以及静电接地等防静电装置。 (4)罐区必须设置火灾报警联动系统、可燃气体浓度检测报警系统、水喷雾灭火系统、高压水炮灭火系统等消防设施,并确保随时处于完好备用状态。 (5)罐区内所有固定、移动电气设备均应采用防爆器具,鞋料泵、送料泵等转动部位要保持清洁无杂物,防止因摩擦发生燃烧。
(6)罐区严禁吸烟,严禁穿着化纤衣物、带钉靴鞋,严禁携带各种火种、手机、非防爆摄像器材进入罐区。
(7)罐区检修应按规定办理各种施工许可手续,并落实各相关安全措施。
四.硝化反应
有机化合物中引入硝基,取代其氢原子而生成硝基化合物的反应称为硝化反应,其工艺过程称硝化过程。
硝化过程是染料、炸药、农药、某些药物生产的重要反应过程,是有机化工生产中的一种重要化学反应,应用十分普遍。
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五.合成氨工艺 1.合成氨生产工艺过程
合成氨工艺是氮和氢两种组分按一定比例组成的气体(合成气)在高温、高压下(一般为400—450℃,15—30MPa)经催化反应生成氨的工艺过程。 (1)原料气制备
将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气,对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气,对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化
对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程、气体精制过程。 1> 一氧化碳变换过程
在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12—40%。变换反应:CO+H2O→H2+CO2。
由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利用回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。因此CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。 2> 脱硫脱碳过程
各种原料制取的粗原料气都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除。以天然气为原料的蒸汽转化法第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂;以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等。
粗煤气经CO变换以后变换气除H2以外还有CO2、CO、CH4等组分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
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一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同,可分为两大类:一类是物理吸收法:低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法;一类是化学吸收法:热钾碱法、低热苯菲尔法、活化MDEA法、MEA法等。 3> 气体精制过程
经CO变换和CO2脱除后的原料气中含有少量残余的CO和CO2.为了防止对氨合成催化剂的毒害,规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3。因此原料气在进入合成工序前必须进行原料气的最终净化即精制过程。
目前在工业生产中最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法,是在深度冷冻(<100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO,而且也能脱除甲烷和大部分氩,这样可以只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气,深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗法结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2、H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺,要求入口原料气中碳的氧化物含量一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物含量脱除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,并且增加了惰性气体CH4的含量。 (3)氨合成
将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。氨合成是提供液氨产品的工序,是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行,由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10—20%,故采用未反应氢氮气循环的流程。 2.合成氨工艺危险性分析
(1)高温、高压使可燃气体爆炸极限扩宽,气体物料一旦过氧,极易在设备和管道内发生爆炸。
(2)高温、高压气体物料从设备管线泄漏时会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性混合物,遇到明火或因高流速物料与裂(喷)口处摩擦产生静电火花引起着火或空间爆炸。
(3)气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解,在附近管道内造成积炭,可导致积炭燃烧或爆炸。
(4)高温、高压可加速设备金属材料发生蠕变、盖面金相组织,还会加剧氢气、
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氮气对钢材的氢蚀、渗氮,加剧设备的疲劳腐蚀,使其机械强度减弱,引发物理爆炸。
(5)液氨大规模事故性泄漏会形成低温云团引起大范围人群中毒,遇明火还会发生空间爆炸。
六.裂解反应
有机化合物在高温下分子发生分解的反应过程都称为裂解。石油化工裂解是指石油烃(裂解原料)在隔绝空气和高温条件下,分子发生分解反应而生成小分子烃类的过程。在这个过程中还伴随着许多其他的反应(如缩合反应),生成一些别的反应物(如由较小分子的停缩合生成较大分子的烃)。裂解是总称,不同的情况下有不同的名称。如单纯加热不适用催化剂的裂解称为热裂解,使用催化剂的裂解称为催化裂解,随着添加剂的不同有水蒸气裂解、加氢裂解等。 石油化工中的裂解与石油炼制工业中的裂化主要区别如下:
所用温度不同:一般大体以600℃为分界,在600℃以上所进行的过程为裂解,在600℃以下过程为裂化。
生产的目的不同:裂解的目的产物为乙烯、丙烯、乙炔、联产丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等化工产品,后者的目标产物是汽油、没有等燃料油。 在石油化工中用得最广泛的是水蒸气热裂解,其设备为管式裂解炉。 裂解反应在裂解炉的炉管内并在很高的温度下很短的时间内(0.7s完成),以防止裂解气体二次反应而使裂解炉结焦。
炉管内壁结焦会使流体阻力增加,影响生产同时影响传热,当焦层达到一定厚度时因炉管壁温度过高不能继续进行下去,必须进行清焦,否则会烧穿炉管、裂解气外泄硬气裂解炉爆炸。
七.氟化反应
氟化反应是采用氟、卤族元素氟化物、惰性元素氟化物、氟化氢、氟化钾等氟化剂,向有机化合物分子中引入氟的反应。涉及氟化反应的工艺过程为氟化工艺。氟与有机化合物作用是强放热反应,放出大量的热可使反应物分子结构遭到
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破坏,甚至着火爆炸。
八.加氢反应
苯胺时重要的有机化工中间体之一,广泛应用于橡胶、燃料、医药、农药、炸药、感光化学品、聚氨酯等行业。
苯胺及其生产所使用的原料和中间产品都具有易燃、易爆、有毒的性质,且具有腐蚀性,生产在高温和高压等苛刻条件下进行,使其生产过程已发生突发性及灾害性事故。
苯胺的生产流程可分为硝基苯生产和硝基苯催化加氢还原生成苯胺两个部分。
九.重氮化反应
重氮化反应一般是指一级胺与亚硝酸在低温下作用生成重氮盐的反应。通常重氮化试剂是由亚硝酸钠与盐酸作用临时产生的。除盐酸外也可使用硫酸、过氯酸、氟硼酸等无机酸。脂肪族重氮盐很不稳定,能迅速自发分解;芳香族重氮盐较为稳定。芳香族重氮盐可以被其他基团取代生成多种类型的产物,素以芳香族重氮化反应在有机合成上很重要。
十.氧化反应
氧化过程中的安全措施:
(1)一定要严格控制氧化剂的投料量(即适当的配料比),氧化剂的加料速度也不宜过快。
(2)要有良好的搅拌和冷却装置,防止温升过快、过高。
(3)要防止因设备、物料含有杂质为氧化剂提供催化剂,例如有些氧化剂遇金属杂质会引起分解。
(4)使用空气参加反应是一定要净化、干燥,除掉空气中的灰尘、水分、油污。 (5)当氧化过程以空气和氧气为催化剂时反应物料配比应严格控制在爆炸范围以外。
(6)氧化反应放出大量的热增加了反应体系的温度。
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(7)为防止接触器在万一发生爆炸或着火时危及人员和设备的安全,在反应器前和管道中应安装防火器,防止火焰蔓延或回火,使火灾不至于影响到其他系统。 (8)设备系统中还应考虑设有氮气、蒸汽灭火装置等。
十一.过氧化工艺
向有机化合物分子中引入过氧基(—O—O—)的反应称为过氧化反应,得到的产物为过氧化物的工艺过程为过氧化工艺。
十二.胺基化反应
胺基化是在分子中引入胺基(R2N—)的反应,包括RCH3烃类化合物(R代表氢、烷基、芳基)在催化剂存在下与氨或空气的混合物进行高温氧化反应生成腈类等化合物的反应。
十三.磺化反应
磺化是在有机化合物章引入磺酸基(—SO3H)的反应,常用的磺化试剂有发烟硫酸、亚硫酸钠、亚硫酸钾、三氧化硫等。
十四.聚合反应
将若干个分子结合成为一个较大的、组成成分相同而相对分子质量较大的分子的过程。
十五.烷基化反应
将烃基引入有机化合物分子中的碳、氮、氧等原子上的反应称为烷基化反应。所引入的烷基可以是烷基、烯基、芳基等,其中以引入烷基最为重要。
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第5章 化工腐蚀与防护
一.腐蚀类型
1.点蚀;2.缝隙腐蚀;3.应力腐蚀;4.腐蚀疲劳;5.晶间腐蚀;6.均匀腐蚀;7.磨损腐蚀(冲蚀);8.氢脆。 二.腐蚀防护
1.正确选材;2.形成保护层;3.改善腐蚀环境;4.电化学保护法;5.添加缓蚀剂。
第6章 化工事故分析技术
一.化工事故分类 1.事故的分类
(1)按事故性质分类:生产事故、设备事故、火灾事故、爆炸事故、工伤事故、交通事故。
(2)按事故后果分类
1> 生产事故、设备事故分类:重大事故、一般事故、微小事故。 2> 工伤事故分类:轻伤事故、重伤事故、死亡事故、多人事故。 2.工伤事故的类别
物体打击、车辆伤害、机器工具伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、冒顶、透水、放炮、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉和压力容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他伤害。 3.事故损失计算
二.化工事故类型及其表征
1.装置内产生新的易燃物、爆炸物导致事故 2.某种新的易燃物在工艺系统积聚导致事故 3.高温下物质气化分解导致事故 4.高温物料喷出自燃导致事故
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5.物料泄漏遇高温表面或明火导致事故 6.反应热骤增导致事故 7.杂质含量过高导致事故
8.生产运行系统和检修中的系统串通导致事故 9.装置内可燃物与生产用空气混合导致事故 10.系统形成负压导致事故
11.选用传热介质和加热方法不当导致事故 12.系统压力变化造成事故 13.危险物质处理不当造成事故 三.化工事故统计、调查、基本分析方法 四.化工事故分析方法与技巧 五.化工事故分析技术典型案例分析
第7章 化工隐患排查与治理
一.事故隐患排查与治理基本概念 二.隐患排查治理职责与要求 三.化工企业隐患排查内容与要点 四.事故排查方法、技巧、注意事项简介 五.安全隐患排查治理机制
第8章 化工安全评价技术
一.安全评价的原则和种类 二.评价标准和依据 三.化学品固有危险性评价 四.重大危险源辨识与监测预警 五.定性评价方法
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六.定量评价方法 七.职业病危害评价
第9章 事故应急预案及其应急救援
一.事故应急救援预案 二.事故应急救援 三.应急救援器材 四.化工应急个人防护
第10章 化工设计与安全
一.厂址选择与总平面布置 二.建筑设计 三.工艺装置设计
四.爆炸和火灾危险场所的电气设备 五.消防设施 六.安全装置 七.工业卫生设施
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第11章 压力容器安全技术
一.压力容器分类
1.按用途分类:反应容器、传热容器、分离容器、储运容器。
2.按危险性和危害性分类:第三类压力容器、第二类压力容器、第一类压力容器。 3.按介质分类:盛装剧毒介质的容器、盛装有毒介质的容器、盛装易燃介质的容器。
4.按承压方式分类:外压容器;内压容器:低压容器、中压容器、高压容器、超高压容器。
5.按安装方式分类:固定式压力容器、移动式压力容器。 二.压力容器的安全附件
最常用的安全附件:安全泄压装置、压力表、液位计等。 安全泄压装置的类型:阀型、断裂型、熔化型、组合型。 防爆片用于中、低压容器,防爆帽用于超高压容器。 三.压力容器的破坏形式
韧性破裂;脆性破裂;疲劳破裂;应力腐蚀破裂;蠕变破裂。 四.压力容器的定期检验 1.定期检验的期限和内容
对介质无明显腐蚀性以及无重大缺陷的容器,每年至少作1次外部检查,每3年至少作一次内外部检验,每6年至少作1次全部检验。
对一些特殊情况的压力容器也要按可定期检验的内容和程序作检验:停止使用2年以上的压力容器需要恢复使用时;新装、移装的压力容器投入运行时;压力容器主体结构作重大修理改造或更换衬里时。 2.耐压试验
3.压力容器缺陷修复 五.气瓶充装及其安全使用技术 六.工业锅炉的安全技术
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第12章 压力管道安全技术
一.压力管道的分类与应用
长输管道(GA)、公用管道(GB)、工业管道(GC)。 二.管道的种类
三.管道的连接方式及主要连接件 四.阀门
仪表针型阀是仪表测量管路系统中的重要组成部分,主要由截止阀和球阀。 减压阀:采用控制阀体内启闭件的开度来调节介质的流量,将介质的压力降低,同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度,使阀后压力保持在一定范围内,在进口压力不断变化的情况下保持出口压力在设定的范围内。
减压阀主要控制主阀的固定出口压力,主阀出口压力不因进口压力变化而改变,也不因主阀出口流量的变换而改变其出口压力。 五.配管安全技术 1.管道的腐蚀
2.管道(设备)的绝热
(1)管道绝热材料的性能要求:热导率小;密度小;耐热性好;吸水率低;具有一定的机械强度;造价低;化学性能稳定。 (2)绝热层施工方法
涂抹式:现在管道表面抹一层由石棉灰调成的胶泥作底层,再涂抹石墨硅藻土或其他绝热材料,分层涂抹应均匀,厚度应达到设计要求。
预制装配式:将预制成瓦状或管状的绝热材料围包在管道上,用铁丝、铁丝网固定,接缝要错开,缝内填塞胶结材料。当预制块为硬块时装配前应在管道上涂抹一层胶泥。
捆扎式:将棉毡、玻璃棉毡、岩棉等软质材料紧紧缠绕在管道上,用铁丝、铁丝网固定。
填充式:在管道上安装特制网套或铁丝网,在网套与管壁之间装填绝热材料。
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浇灌式:多用于直埋管道,采用支模或无模浇灌泡沫混凝土或聚氨酯泡沫塑料。
(3)保护层施工方法
保护层分为金属保护层,毡、箔、布类保护层,抹面保护层3种。 (4)保温
管道在控制或保持热量的情况下应予保温;当泵的操作温度高于200℃时,必须保温;对于温度高于65℃而工艺不要求保温的管道、设备,在操作人员可能触及的范围内应予保温,作为防烫保护;噪声大的管道、设备如排空管、带烧嘴的加热炉等,应加绝热层以隔音,隔音层的最小厚度为50mm。 (5)加热保护
加热保护分为蒸汽伴管、夹套管、电热带3种类型。 (6)电热带
电热带是一种热效率很高的热保护,常用在设备、管道、阀门因环境限制不便利用蒸汽加热的局部或工艺要求温度很高的部分。 (7)管道补偿器
应考虑到管子的热胀冷缩,特别是热力管道应安装补偿器。在化工管道上常用的补偿器有弯管式、波形、门式、填料套筒式。弯管式和门式补偿器制作方便,大型热管采用波形补偿器,填料套筒式补偿器多用在铸铁管和其他脆性材料的管道上。
3.管道防腐涂层 4.管道代号及涂色 5.管道的检查与试验 (1)外观检验
外观检验应包括对各种管道组成件、管道支承件的检验以及在管道施工过程中的检验。
除焊接作业指导书有特殊要求的焊缝外应在焊完后立即除去渣皮、飞溅物,并将焊缝表面清理干净,进行外观检验。 (2)焊缝表面无损检验
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焊缝表面应按设计文件的规定,进行磁粉或液体渗透检验,当发现焊缝表面有缺陷时应及时消除,消除后应重新进行检验,直至合格。 有热裂纹倾向的焊缝应现在热处理后进行检验。 (3)射线照相检验和超声波检验
管道焊缝的射线照相检验或超声波检验应及时进行。当抽样检验时应对每一焊工所焊焊缝按规定的比例进行抽查,检验位置应由施工单位和建设单位的质检人员共同确定。
下列管道焊缝应进行100%射线照相检验,其质量不得低于Ⅱ级: 1> 输送剧毒流体的管道。
2> 输送设计压力大于等于10MPa或设计压力大于等于4MPa且设计温度大于等于400℃的可燃流体、有毒流体管道。
3> 输送设计压力大于等于10MPa且设计温度大于等于400℃的非可燃流体、无毒流体管道。
4> 设计温度小于-29℃的低温管道。
5> 设计文件要求进行100%射线照相检验的其他管道。
输送设计压力小于等于1MPa且设计温度小于400℃的非可燃流体、无毒流体管道可不进行射线照相检验。
其他管道应进行抽样射线照相检验,抽检比例不得低于5%,其质量不得低于Ⅲ级。抽检比例和质量等级应符合设计文件的要求。
经建设单位同意,管道焊缝的检验科采用超声波检验代替射线照相检验,其检验数量应与射线照相检验相同。
对不要求进行内部质量检验的焊缝,质检人员应按规定进行外观检验。 当检验发现焊缝缺陷超出设计文件和规范规定时必须进行返修,焊缝返修后应按原规定方法进行检验。
当抽样检验未发现需要返修的焊缝缺陷时则该次抽样所代表的一批焊缝应认为全部合格;当抽样检验发现需要返修的焊缝缺陷时除返修该焊缝外还应采用原规定方法按下列规定进一步检验。
1> 每出现1道不合理焊缝应再检验2道该焊工所焊的同一批焊缝。
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2> 当这2道焊缝均合格时应认为检验所代表的这一批焊缝合格。
3> 当这2道焊缝又出现不合格时每道焊缝应再检验2道该焊工的同一批焊缝。 4> 当再次检验的焊缝均合格时可认为检验所代表的这一批焊缝合格。 5> 当再次检验又出现不合格时应对该焊工所焊的同一批焊缝全部进行检验。 对要求热处理的焊缝,热处理后应测量焊缝及热影响区的硬度值,其硬度值应符合以下规定值:碳素钢不宜大于母材硬度的120%;合金钢不宜大于母材硬度的125%。检验数量不应少于热处理焊口总数的10%。 (4)压力试验
管道安装完毕,热处理和无损检验合格后应进行压力试验。压力试验应以液体为试验介质。当管道的设计压力小于或等于0.6MPa时可采用气体为试验介质,但应采取有效的安全措施。脆性材料严禁使用气体进行压力试验。 1> 压力实验前应具备的条件
1.试验范围内的管道安装工程除涂漆、绝热外已按设计图纸全部完成,安装质量符合有关规定。
2.焊缝及其他待检部位尚未涂漆和绝热。 3.管道上的膨胀节已设置了临时约束装置。
4.试验用压力表已经校验并在周检期内,其精度不得低于1.5级,表的满刻度值应为被测最大压力的1.5—2倍,压力表不得少于2块。 5.符合压力试验要求的液体或气体已经备齐。 6.按试验要求管道已经加固。
7.对输送剧毒流体的管道及设计压力大于等于10MPa的管道在压力试验前下列资料已经建设单位复查:管道组成件的质量证明书、管道组成件的检验或试验记录、管子加工记录、焊接检验及热处理记录、设计修改及材料代用文件。 8.待试管道上的安全阀、爆破板、仪表元件等已经拆下或加以隔离。 2> 液压试验应遵守的规定
1.液压试验应使用洁净水,当对奥氏体不锈钢管道或对连有奥氏体不锈钢管道或设备的管道进行试验时水中氯离子含量不得超过25×10-6。当采用可燃液体介质进行试验时其闪点不得低于50℃。
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2.实验前,注入液体时应排净空气。
3.试验时,环境温度不宜低于5℃。当环境温度低于5℃时应采取防冻措施。 4.试验时应测量试验温度,严禁材料试验温度接近脆性转变温度。 5.承受内压的地上钢管道及有色金属管道试验压力应为设计压力的1.5倍,埋地钢管道的试验压力应为设计压力的1.5倍,且不低于0.4MPa。
6.当管道与设备作为一个系统进行试验,管道的试验压力等于或小于设备的试验压力时,应按管道的试验压力进行试验;当管道试验压力大于设备的试验压力,且设备的试验压力不低于管道设计压力的1.15倍时经建设单位同意可按设备的试验压力进行试验。
7.当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力应按相关公式计算。 8.承受内压的埋地铸铁管道,当设计压力小于或等于0.5MPa时应为设计压力的2倍;当设计压力大于0.5MPa时应为设计压力加0.5MPa。
9.对位差较大的管道应将试验介质的静压计入试验压力中。液体管道的试验压力应以最高点的压力为准,但最低点的压力不得超过管道组成件的承受力。 10.对承受外压的管道,其试验压力应为设计内、外压力之差的1.5倍,且不得低于0.2MPa。
11.夹套管内管的试验压力应按内部或外部设计压力的高者确定。
12.液压试验应缓慢升压,待达到试验压力后稳压10min,再将试验压力降至设计压力停压30min,以压力不降、无渗漏为合格。
13.试验结束后应及时拆除盲板、膨胀节限位设施,排净积液。排液时应防止形成负压并不得随地排放。
14.试验过程中发现泄漏时不得带压处理。消除缺陷后应重新进行试验。 3> 气压试验应遵守的规定
1.承受内压钢管及有色金属管的试验压力应为设计压力的1.15倍,真空管道的试验压力应为0.2MPa,当管道的设计压力大于0.6MPa时必须有设计文件规定为依据或经建设单位同意方可用气体进行压力试验。 2.严禁使试验温度接近金属的脆性转变温度。
3.实验前,必须用空气进行预实验,试验压力宜为0.2MPa。
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4.试验时应逐步缓慢增加压力,当压力升至试验压力的50%时,如未发现异状或泄漏,继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3min直至试验压力。稳压10min,再将压力降至设计压力,减压时间应根据查漏工作需要而定。以发泡剂检验不泄漏为合格。
5.输送剧毒流体、有毒流体、可燃流体的管道必须进行泄漏性试验。泄漏性试验应按以下规定进行:
a.泄漏性试验应在压力试验合格后进行,试验介质宜采用空气; b.泄漏性试验应为设计压力;
c.泄漏性试验可结合试车工作一并进行;
d.泄漏性试验应重点检验阀门填料函、法兰或螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等,以发泡剂减压不泄漏为合格;
e.经气压试验合格且在试验后未经拆卸过的管道可不进行泄漏性试验; f.真空系统在压力试验合格后还应按设计文件规定进行24h的真空度试验,增压率不应大于5%;
g.当设计文件规定以卤素、氦气、氨气或其他方法进行泄漏性试验时应按相应的技术规定进行。
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第13章 化工机械与设备安全技术
一.化工机器
1.过滤机、离心分离机 (1)过滤机
过滤机是利用多孔性过滤介质,截留液体与固体颗粒混合物中的固体颗粒,实现固液分离的设备。过滤器广泛应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选矿、煤炭、水处理等部门。
最早的过滤大多为重力过滤,后来采用加压过滤提高了过滤速度,进而又出现了真空过滤。20世纪初发明的转鼓真空过滤机实现了过滤操作的连续化。此后各种类型的连续过滤机相继出现。间歇操作的过滤机(例如板框过滤机等)因能实现自动化操作而得到发展,过滤面积越来越大。为得到含湿量低的滤渣,机械压榨的过滤机也很快得到了发展。 1> 作用原理
用过滤介质把容器分隔为上、下腔即构成简单的过滤器。悬浮液加入上腔,在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液,固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣(滤饼)。
过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚,液体通过滤渣层的阻力随之增高,过滤速度减小。当滤室充满滤渣或过滤速度太小时停止过滤,清除滤渣,使过滤介质再生,完成一次过滤循环。
液体通过过滤渣层和过滤介质必须克服阻力,因此在过滤介质的两侧必须有压力差,这是实现过滤的推动力。增大压力差可以加快过滤,但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙,过滤速度反而减慢。 悬浮液过滤有三种方式:滤渣层过滤、深层过滤、筛滤。
滤渣层过滤:过滤初期过滤介质只能截留大的固体颗粒,小颗粒随滤液穿过过滤介质。在形成初始滤渣层后滤渣层对过滤器主要作用,这时大小颗粒均被截留。
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深层过滤:过滤介质较厚,悬浮液中含固体颗粒较少且颗粒小于过滤介质的孔道。过滤时颗粒进入后被吸附在孔道内,例如多孔塑料管过滤器、砂滤器的过滤。
筛滤:过滤截留的固体颗粒都大于过滤介质的孔隙,过滤介质内部不吸附固体颗粒,例如转筒式过滤筛滤去污水中的粗粒杂质。 在实际的过程中3种方式常常是同时或相继出现。 2> 过滤机分类
过滤机按获得过滤推动力的方法不同分为重力过滤器、真空过滤机、加压过滤机。
3> 精密过滤机
精密过滤机是针对过滤精度而言,一般介于砂滤(粗滤)与超滤之间。在压力的作用下原水通过滤芯,杂质截留在滤芯上,水透过滤芯流出从而达到过滤的目的。目前市场上精密过滤机的过滤精度范围在0.2—100um。
精密过滤机常作为电渗析、离子交换、反渗透、超滤等装置的保护性过滤器使用,可应用于食品、酒类、制药化工、电子等行业的水处理。 4> 过滤机的选用
过滤机应根据悬浮液的浓度、固体粒度、液体黏度、对过滤质量的要求选用。先选择几种过滤介质,利用过滤漏斗实验测定不同过滤介质和不同压差下的过滤速度、滤液的固体含量、滤渣层的厚度和含湿量,找出适宜的过滤条件,初步选定过滤机类型,在根据处理量选定过滤面积,并经实际试验验证。 5> 操作方法及注意事项
一般电镀液过滤是因电镀液含有微量有机物,易污染药液,习惯上必须使用粉状活性炭粉将药水内的有机物吸收,保持药水的清洁。操作员在清洗过滤机时并未将滤筒内的杂质完全清洗,而易残留少量杂质,当开始启动时易将滤筒同所残留的杂质流入药液槽,为防止因人为操作疏忽,特别设计有循环回路以提供操作的方便。
过滤机操作时有以下几点注意事项:
使用前必须检查进出口配管是否已装妥,且将进出口管在槽内固定好,使进
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出口不易摆动。
启动马达之前先检查使用电压和马达的接线电压是否正确。
过滤机在使用前先检查压力表隔膜片内是否注满清水,应加满水再锁紧压力表,以保持压力表的正确性。
启动电源前应先检查进出管线是否选择正确,如管路流通路线是否正确,管路有无损坏现象。
操作时应穿着防护衣及防护面罩、安全鞋袜。 检查各种保护开关。 (2)振动筛及其工作原理 1> 振动筛工作特点
采用块偏心作为激振力,激振力强;筛子横梁和筛箱采用高强度螺栓,结构简单,维修方便快捷;采用轮胎联轴器,柔性连接,运转平稳;采用小振幅、高频率、大倾角结构,使振动效率高、处理量大、寿命长、电耗低、噪声小。 2> 振动筛适用范围
广泛应用于矿山、煤炭、冶炼、建材、耐火材料、轻工、化工等行业。 直线振动筛具有稳定可靠、消耗少、噪声低、寿命长、振型稳、筛分效率高等优点。 (3)离心分离机
离心分离机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开,或将乳浊液中两种密度不同又互不相溶的液体分开;也可用于排除湿固体中的液体;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降的速度不同的特点有的沉降过滤机还可对固体按密度或粒度进行分级。
离心分离机按结构和分离要求分为过滤离心机、沉降离心机、分离机。分离机仅适用于分离低浓度悬浮液和乳浊液。
离心分离机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒称为转鼓,通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)进入转鼓后被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离并分别排出。通常转鼓转速越高分离效果越好。 离心分离机的作用原理有离心过滤、离心沉降两种。
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离心过滤:悬浮液在离心力场下产生离心压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质称为滤液;固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣实现液固分离。过滤型转鼓圆周壁上有孔,在内壁衬有过滤介质。
离心沉降:利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理实现液固或液液分离。
选择离心分离机需根据悬浮液(或乳浊液)中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体的密度差、液体的黏度、滤渣的特性、分离要求进行综合分析,满足对滤渣含湿量和滤液澄清度的要求初步选择采用哪一类离心分离机。然后按处理量和对操作的自动化要求确定离心机的类型和规格,最后经实际试验验证。通常对于含有粒度大于0.01mm的悬浮液可选用过滤离心机;对于悬浮液中颗粒细小或可压缩变形的应选用沉降分离机;对于悬浮液含固体量低、并可洗涤滤渣、对液体澄清度要求高时应选用分离机。 2.碎石机(破碎机)
碎石机:排料中粒度大于3mm的含量占总排量50%以上的粉碎机械。 3.旋转窑
旋转窑全名旋转窑式焚烧炉(回转炉、回转窑等),主要用于处理有毒有害的医疗垃圾、化工废料、工业污泥等。 4.搅拌器
搅拌器是使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器械。搅拌器的类型、尺寸、转速对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。一般说来涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利,旋浆式搅拌器对总体流动有利。对于同一类型的搅拌器来说在功率消耗相同的条件下大直径、低转速的搅拌器功率主要消耗于总体流动,有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌器功率主要消耗于湍流脉动,有利于微观混合。 5.泵、压缩机 (1)泵
泵时输送液体或使液体增压的机械。将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体使液体能量增加。
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1> 泵的分类
泵通常按工作原理分为容积式泵、动力式泵、其他类型泵(如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵)。 2> 泵的工作原理
容积式泵依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动,使工作容积交替地增大和缩小实现液体的吸入和排出。工作元件作往复运动的容积式泵称为往复泵,作回转运动的泵称为回转泵。前者的吸入和排出过程在同一泵缸内交替进行并由吸入阀和排出阀加以控制。后者是通过齿轮、螺杆、叶型转子或滑片等工作元件的旋转作用迫使液体从吸入侧转移到排出侧。
容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的,不随压力改变。往复泵的流量和压力由较大脉动,需要采取相应的消减脉动措施;回转泵一般无脉动或只有小的脉动,具有自吸能力,泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体,启动泵时必须将排出管路阀门完全打开,往复泵适用于高压力和小流量;回转泵适用于中小流量和较高压力。往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物。总的来说容积泵的效率高于动力式泵。
动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值,扬程随流量而改变;工作稳定,输送连续,流量和压力无脉动;一般无自吸能力,需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作;适用性能广;适宜输送黏度很小的清洁液体,特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传送、船舶喷射推进等。 3> 泵的主要性能参数 (2)压缩机
压缩机时输送气体和提高气体压力的一种从动的流体机械,一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备(启动器和热保护器)、冷却系统组成。是制冷系统的心脏。从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后向排气管排出高温高压的制冷机气体,为制冷循环提供动力,从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发的制冷循环。
压缩机冷却方式有油冷和自然冷却两种。
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压缩机在启动时电机的电流会比额定高5—6倍,不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量。系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量,电机的速度固定不变。在实际使用过程中有时要以较低或者较高的速度运行,因此进行变频改造是非常必要的。变频器可实现电机软启动、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的,而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。 二.化工设备 1.塔
塔是进行气相和液相或液相和液相间物质传递的设备。 2.反应器
反应器是实现反应过程的设备,广泛应用于化工、炼油、冶金、轻工等工业部门。反应器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置。在高径比较大时可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需要加热或冷却时可在反应器壁处设置夹套或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。 3.换热器 4.干燥器
干燥过程需要消耗大量热能,为了节省能量,某些湿含量高的物料、含有固体物质的悬浮液或溶液一般先经过机械脱水或加热蒸发然后再干燥器内干燥。 在干燥过程中需要同时完成热量和质量(湿分)的传递,保证物料表面湿分蒸气分压高于外部空间中的湿分蒸气分压,保证热源温度高于物料温度。 热量从高温热源以各种方式传递给湿物料,使物料表面湿分气化并逸散到外部空间,从而在物料表面和内部出现湿含量的差别。内部湿分想表面扩散并气化,使物料湿含量不断降低,逐步完成物料整体的干燥。
介电式干燥器利用高频电场作用使湿物料内部发生热效应进行干燥。 5.蒸发器
蒸发器分为循环型和膜式两大类。主要由加热室和蒸发室组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量,促使液体沸腾气化;蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸汽带有大量液沫,到了较大空间的蒸发室后这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发器的顶部。
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蒸发器按操作压力分为常压、加压、减压3种。按溶液在蒸发器中的运动状况分为循环型、单程型、直接接触型等。蒸发装置在操作过程中要消耗大量的加热蒸汽,为节省加热蒸汽可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。 6.电解槽
电解槽是电解质贮存槽,电解槽由槽体、阳极、阴极组成,用隔膜分成阳极室和阴极室。按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽、非水溶液电解槽3类。当直流电通过电解槽时在阳极与溶液界面处发生氧化反应,在阴极与溶液界面处发生还原反应以制取所需产品。对电解槽结构进行优化设计、合理选择电极和隔膜材料时提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。 7.结晶釜
结晶釜式物料混合反应后夹层内需要冷冻水或冷媒水急剧降温的结晶设备,器关键在于夹层面积的大小、搅拌器的结构型式、物料出口型式,罐体内必须高精度抛光以及罐体内清洗无死角的要求来满足工艺使用条件。 8.传质设备
传质设备通常指工业上广泛应用于平衡分离过程的设备如蒸馏塔、吸收塔、萃取塔、吸附塔等。
性能优良的传质设备一般满足下列要求:单位设备体积中两相间接触面积大;两相均匀分布,避免短路或返混;流体的通量大,单位设备体积的处理量大;流动阻力小,运转时动力消耗少;结构简单,造价低廉。 9.流态化设备
用于物理加工的包括干燥、浸取、吸附、离子交换、颗粒混合、液固换热等操作。典型的流态化设备:单层流化床、多层流化床、多室流化床、两器流化床。 10.分离设备 11.离子交换设备
离子交换设备是指离子交换过程在离子交换器中进行。离子交换器类似压力滤池,外壳为一钢罐;离子交换通常采用过滤方式,滤床由交换剂构成,底部为浮油滤头的管系。广泛采用人工合成的离子交换树酯作为离子交换剂,具有网状结构和可电离的活性基团的难溶性高分子电解质。根据树酯骨架上的活性基团的
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不同可分为阳离子交换树酯、阴离子交换树酯、两性离子交换树酯、螯合树酯、氧化还原树酯等。用于离子交换分离的树酯要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀度,而且交换容量和稳定性要高。
离子交换反应是可逆的而且等当量进行。由实验得知常温下稀溶液中阳离子交换势随离子电荷的增高、半径的增大而增大;分子量大的有机离子及金属络合阴离子具有很高的交换势。离子交换速度随树酯交联度的增大而降低,随颗粒的减小而增大。温度增高、浓度增大,交换反应速度也加快。离子交换树酯可以再生。将交换耗竭的离子交换树酯和适当的酸、碱、盐溶液发生交换,使树酯转化为所需要的形式叫作再生,这类酸、碱、盐就叫再生剂。 离子交换广泛用于下列场合:
水的软化、高纯水的制备、环境废水的净化;溶液和物质的纯化;金属离子的分离、痕量离子的富集、干扰离子的脱除;抗生素的提取和纯化等。 12.容器
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第14章 静电及其防护
一.静电现象及静电基本概念 二.化工静电隐患 三.静电产生的原因
四.防止静电危害的基本原则及对策措施 1.防止静电危害的基本原则
静电必须具备下列条件才能酿成火灾爆炸危害: 1> 要具备产生静电电荷的条件; 2> 要具备产生火花放电的电压; 3> 有能引起火花放电的合适间隙; 4> 产生的电火花要有足够的能量;
5> 在放电间隙及周围环境中有易燃易爆混合物。 2.防止静电危害的通用对策和基本措施 (1)静电控制法 1> 固体静电控制
降低电阻率;增大湿度;电离;接地;接地金属网的应用。 2> 液体静电的控制
排除可燃物(所有导体连成整体接地、限制静电产生的最低限度、最大限速地消散静电电荷);液体电荷产生的控制(控制流动速率、减少顶部喷溅、搅动和搅拌、消除不相溶成分);液体电荷的泄漏(松弛、抗静电添加剂、电离)。 3> 粉体静电控制
粉体电荷产生的控制;粉体电荷的泄漏(增加湿度、电离);抗静电添加剂。 4> 气体静电控制 5> 人体静电控制 (2)自然泄漏法 1> 空气增湿
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2> 加抗静电添加剂 (3)静电接地法
静电接地的连接方法:对于工艺设备、管道静电接地连接的跨接端及引出端的位置应选在不受外力伤害、便于检查维修、便于与接地干线相连的地方。静电接地引出端连接板截面40mm×4mm,系设备本体的一部分焊接于设备外壳上,连接板伸出保湿层以便于外来接地线连接。
靠金属面相接的静电跨接处应避免由于振动、污染等使接触情况变坏。 螺栓压紧板间接触面积应大于20cm2,螺栓应为M10的。
防雷、电气保护的接地系统可与静电接地共用。静电接地系统也可利用电气工作接地体,但不允许利用三相四线制的零线系统,假如单纯为消除工艺静电而用的接地装置,其接地电阻可取100欧。每组静电接地装置至少要用2根接地极组成。管网及大型设备的接地装置可利用钢筋混凝土基础的埋地部分。接地系统的材质要考虑到介质的腐蚀。
固定设备的接地:储罐如有避雷装置的可不必设静电接地(独立的避雷针的接地装置除外);储罐应有2处以上的接地点(相对位置),接点沿外围的距离不大于30m,接地点不应装在进液口附近。 (4)中和电荷法 1> 静电消除器消电 2> 物质匹配消电 3> 湿度消电 (5)封闭削尖法
3.石化行业防静电危害对策措施 (1)采用浸没式装车 (2)禁止风搅拌调和方式 (3)采用浮顶油罐和内浮顶油罐
浮顶油罐的浮船随着液面的高低而升降,四周有填料式软密封与罐壁接触,使浮船漂浮自如。在浮船的上部有2根紫铜导线,顺扶梯接到罐壁上。油品是绝缘体,电导率很低,静电在油品中的积聚、泄漏很慢。当安装了金属浮船后油品
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所带的大量的静电电荷就可以导到船上,然后顺导线导走,避免了静电引起打火的危险性。从防火和防静电的角度看轻质油罐、苯类油罐、原油罐等应逐步采用浮顶油罐或内浮顶罐。 (4)合理利用静置时间 (5)采用合理的采样、测温工具 (6)油罐采用下部进油的方法 (7)其他措施
4.制定预防静电危害安全规定
(1)严格按规定的流速输送易燃易爆介质,不准使用压缩空气调和、搅拌。 (2)易燃易爆流体在输送停止后必须按规定静止一定时间,方可进行检尺、测温、取样等作业。
(3)对易燃易爆流体储罐进行测温、取样,不应使用两种或两种以上材质的器具。 (4)严禁从罐上部抽油,油槽车应采用鹤管液下装车,严禁在装置或罐区灌装油品。
(5)严禁穿戴易产生静电的服装进入易燃易爆区,尤其不应在该区穿脱衣服或用化纤织物擦拭设备。
(6)容易产生化纤和粉体静电的环境,其湿度必须控制在规定界限以内。 (7)易燃、易爆去及易产生化纤和粉体静电的装置,必须做好设备防静电接地;混凝土地面、橡胶地板等导电性应符合规定。
(8)化纤和粉体物料的输送与包装必须采取消除静电或泄出静电措施;易产生静电的装置、设备必须设静电消除器。
(9)防静电措施和设备应制定专人定期进行检查并建卡登记存档。
(10)新产品、新设备、新工艺和原材料的投用,应对静电情况作出评价,并采取相应的消除静电措施。
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第15章 危险化学品事故堵漏技术
一.泄漏分类与堵漏技术机理 二.危险化学品事故泄漏现场的勘测 三.注剂式堵漏技术 四.粘接堵漏技术 五.顶紧式堵漏技术 六.焊接堵漏技术
七.危险化学品事故堵漏方法选择及堵漏作业安全注意事项 八.危险化学品事故堵漏技术应用实例
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第16章 危险作业安全技术
一.吊装作业安全技术 1.吊装作业的定义及事故原因
吊装作业:生产过程中,利用各种机具将重物吊起,并使重物发生未知变化的作业过程。 2.事故种类及原因
事故种类:挤压碰撞、触电(电击)、高处坠落、吊物(具)坠落砸人、机体倾翻。
3.吊装作业的安全要求 4.吊装作业的安全措施
经常使用的起重工具注意事项:
(1)手动倒链:操作人员应经培训合格后方可上岗作业。吊物时应挂牢后慢慢拉动倒链,不得斜向拽拉。当一人拉不动时应查明原因,禁止多人一齐猛拉。 (2)手扳葫芦:操作人员应经培训合格后方可上岗作业。使用前检查自锁夹钳装置的可靠性,当夹紧钢丝绳后应能往复运动,否则禁止使用。
(3)千斤顶:操作人员应经培训合格后方可上岗作业。千斤顶置于平整坚实的地面上并垫木板或钢板,防止地面沉陷。顶部与光滑物接触面应垫硬木防止滑动。开始操作应逐渐顶升,注意防止顶歪,始终保持重物的平衡。 5.吊装作业的安全交底
吊装作业的安全交底:对于重大吊装作业应按有关规定办理《安全施工作业许可证》,并经有关领导及相关部门批准后组织实施并对作业人员进行安全交底,吊装作业负责人、安全部门有关人员应参加措施交底工作。吊装作业班组按交底落实安全防护设施,熟悉吊装措施,特别是起重工应明确吊装物体的重量、形状、吊点的确定、钢丝绳等吊装索具选用、绑扎技术等;司机应明确吊装机械目前的性能、工况。
交底一般包括以下主要内容:
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(1)吊装作业内容、吊装作业步骤、使用的机器具、安全技术要求。 (2)吊装作业现场条件和环境特点。
(3)吊装作业人员的资质、素质、身体状况要求。 (4)作业安全防护技术。
(5)必须佩带的防护用品及其正确使用方法。 (6)紧急情况应急措施。
《吊装作业安全许可证》的管理
吊装作业试行安全许可证管理。《吊装作业安全许可证》一般由设备管理部门负责管理。单位负责人从设备管理部门领取《吊装作业安全许可证》后,要认真填写各项内容,交施工单位负责人批准。对于特定的吊装作业,必须编制吊装方案,并将填好的《吊装作业安全许可证》与吊装方案一并报设备管理部门负责人批准。《吊装作业安全许可证》批准后,项目负责人应将《吊装作业安全许可证》交作业人员。作业人员应检查《吊装作业安全许可证》,确认无误后方可作业。
二.动火作业安全技术 1.动火作业的概念
目前企业一般对厂区进行划分为禁火区和固定动火区。禁火区动火都需要办理动火作业安全许可证审批手续,落实安全动火措施。
动火作业:在禁火区进行焊接与切割作业以及在易燃易爆场所使用喷灯、电钻、砂轮等进行可能产生火焰、火花、赤热表面的临时性作业。
易燃易爆场所一般指生产和储存物品的场所符合GB 50016—2006《建筑设计防火规范》中火灾危险分类为甲、乙类的区域。 2.动火作业的事故原因分析
(1)动火设备内部本身存在易燃、易爆、有毒、有害物质,没有进行全面吹扫、置换、蒸煮、水洗、抽加盲板等程序处理,或虽经处理但达不到动火条件,没有进行分析或分析不准。
(2)气焊、气割动火所用的乙炔、氧气等都是易燃、易爆气体,胶带、减压阀等器具不完好,出现泄漏,已发生燃烧或引起爆炸。
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(3)在动火作业时无论是气割、气焊、电焊,都要使金属在高温下溶化。溶化的液态金属易到处飞溅,使周围的地漏、明沟、污油井、电缆沟以及取样点、排污点、泄漏点发生火灾、爆炸事故。
(4)气焊、气割时所使用的氧气瓶、乙炔瓶都是压力容器,设备本身都具有较大的危险性,如果违反安全规定使用不当(例如乙炔瓶倒放使用、氧气瓶和乙炔瓶没有防震胶圈、乙炔瓶横卧滚动后马上使用、气瓶离动火点的安全距离不够10m、氧气瓶与乙炔瓶之间安全距离不够3m、气瓶受热或漏气等),都易发生着火、爆炸事故。
(5)电焊时电焊机不完好或地线、把线绝缘不好,造成与在用设备、管线发生打火现象,甚至有的焊工在附近其他设备、管线上引弧,造成设备、管线击穿或使设备、管线损伤留下隐患。有的升至将接地线连接于在用管线、设备以及相连的钢结构上。
(6)用电时电线或工具绝缘不好发生漏电,或焊工不穿绝缘鞋,在容器内部或潮湿环境作业,造成人员触电,或合闸时保险熔断产生弧光烧伤皮肤等。 (7)监护人员脱离岗位或没有监护人,防范措施落实不到位,环境条件发生变化时都容易发生事故。 3.禁火区划定条件 4.动火作业分类
(1)特殊危险动火作业:在生产运行状态下的易燃易爆物品生产装置、输送管道、储罐、容器等部位上及其他特殊危险场所的动火作业。 (2)一级动火作业:在易燃易爆场所进行的动火作业。
(3)二级动火作业:除特殊危险动火作业和一级动火作业以外的动火作业。 凡厂、车间、单独厂房全部停车,装置经清洗置换、取样分析合格并采取安全隔离措施后可根据其火灾、危险性大小,经厂安全管理部门批准,动火作业可按二级动火作业管理。遇节日、假日、其他特殊情况时动火作业应升级管理。 5.禁火区的管理 6.动火作业前的准备 7.动火作业安全防火要求
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8.特殊危险动火作业要求 9.动火作业的安全措施要求 10.动火分析
11.焊割安全措施要求 12.使用气瓶等应遵守的规定
13.《动火作业安全许可证》的使用和管理 14.动火作业职责要求
动火项目负责人、动火人、监火人、动火部门负责人、动火分析人、安全员、动火作业的审查批准人。
三.动土作业安全技术 1.动土作业的概念
动土作业:影响到地下电缆、管道等设施安全的地上作业和土石方工程施工。 2.动土作业的事故危害 3.动土作业引发事故的原因
(1)不认真查阅管线资料;(2)责任不明确,管理混乱;(3)作业人员缺乏专业素质。
4.动土作业的安全要求 5.动土作业安全注意事项
(1)防止损坏地下设施和地面建筑。 (2)防止坍塌。
(3)防止机器工具伤害。 (4)防止坠落。
(5)在可能有煤气等有毒有害气体泄漏的地点动工是应预先做好防毒准备。 (6)在禁火区内动火作业还应遵守禁火的有关规定。 (7)动土后现场的沟、坑等应及时填平。 6.《动土作业安全许可证》的管理
《动土作业安全许可证》的使用应遵守下列规定:
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(1)《动土作业安全许可证》一般由基建部门负责管理。
(2)动土申请单位在基建部门领取《动土作业安全许可证》,填好有关内容后交施工单位。
(3)施工单位接到《动土作业安全许可证》后,填写《动土作业安全许可证》中有关内容后将《动土作业安全许可证》交动土申请单位。
(4)动土申请单位从施工单位收到《动土作业安全许可证》后,交厂总图及有关水、电、气、工艺、设备、消防、安全等部门审核,由基建部门审批。 (5)动土作业审批人员应到现场核对图纸,查验标志,检查确认安全措施,方可签发《动土作业安全许可证》。
(6)动土申请单位将办好的《动土作业安全许可证》留存后分别送总图室、基建部门、施工单位各一份。
四.高处作业安全技术 1.高处作业的定义及分级
高处作业分级:一级高处作业(2—5m);二级高处作业(5—15m);三级高处作业(15—30m);特级高处作业(30m以上)。
高处作业分类:一般高处作业、特殊高处作业(强风高处作业、异温高处作业、雪天高处作业、雨天高处作业、夜间高处作业、带电高处作业、悬空高处作业、抢救高处作业)。 2.高处作业的标记与分类 3.高处作业的危害及其原因分析 4.预防高处坠落事故的对策 5.高处作业安全要求
(1)人员要求;(2)安全防护要求;(3)环境要求;(4)高处作业的工具使用管理要求。
6.高处作业安全交底 7.作业现场管理 8.高处作业监护和检查
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9.高处作业常用的防护措施 10.攀登作业的防护 11.悬挂作业的防护 12.交叉作业的防护
13.《高处作业安全许可证》管理要求 14.高处作业安全防护用品的使用
五.盲板抽堵作业安全技术 1.盲板抽堵作业危险因素分析 2.盲板抽堵作业安全防范措施
六.受限空间作业安全技术
1.受限空间作业概念及受限空间作业分级 2.受限空间作业危害及危险识别 3.受限空间作业安全措施
4.《受限空间作业安全许可证》的管理 5.受限空间作业常用设备 6.受限空间内作业相关人员的职责 7.受限空间事故应急救援
七.断路作业安全技术 1.断路作业定义
2.《断路安全作业证》的管理 3.断路安全要求
八.用电及电气安全技术 1.安全用电技术措施
(1)保护接地(2)保护接零(3)设置漏电保护器(4)使用安全电压
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2.安全用电组织措施 3.电气设备安全技术
九.废弃物处理作业安全技术 1.废弃物处理作业安全总体要求 2.清理作业人员应知的危害
3.生物病原体及其他有害物质的防范措施 4.废弃物收集作业安全
5.大型废弃物容器转运作业的规定 6.废弃物掩埋作业安全 7.废弃物焚化作业安全 8.清沟作业安全 9.污水处理
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第17章 化工检维修安全技术
一.化工检维修作业的特点与作业前的准备工作 1.化工装置检修的分类与特点
化工装置检修分类:计划检修(大修、中修、小修);非计划检修。 2.检修作业安全要求
为保证检修工作安全顺利进行应做好以下方面的工作:
(1)参加检修的一切人员都应严格遵守检修指挥部颁布的《检修安全规定》。 (2)开好检修班前会,向参加检修的人员进行“五交”:交施工任务、交安全措施、交安全检修方法、交安全注意事项、交遵守有关安全规定,认真检查检修现场,落实安全技术措施。
(3)严禁使用汽油等易挥发性物质擦洗设备或零部件。 (4)进入检修现场人员必须按要求着装。
(5)认真检查各种检修工器具,发现缺陷立即消除避免发生事故。
(6)消防井、栓周围5m以内禁止堆放废旧设备、管线、材料等物件,确保消防、救护车辆的通行。
(7)检修施工现场不许存放可燃、易燃物品。 (8)严格贯彻谁主管谁负责检修原则和安全监察制度。 3.装置停车检修前的准备工作 (1)设立检修指挥部 (2)制定安全检修方案 (3)制定检修安全措施
(4)进行技术交底,做好安全教育 (5)全面检查,消除隐患 二.化工生产装置停车安全处理 1.停车操作注意事项
(1)降温降压的速度应严格符合工艺规定。高温部位要防止设备因温度变化梯度
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过大使设备产生泄漏。石油化工装置多为易燃、易爆、有毒、腐蚀性介质,这些介质泄漏会造成火灾爆炸、中毒窒息、腐蚀、灼伤事故,
(2)停车阶段执行的各种操作应准确无误,关键操作采取监护制度。必要时应重复指令内容,克服麻痹思想。执行每一种操作时都要注意观察是否符合操作意图。 (3)装置停车时所有的机、泵、设备管线中的物料都要处理干净,各种油品、液化石油气、有毒、腐蚀性介质严禁就地排放,以免污染环境或发生事故。因为易燃、可燃液体油较大的火灾、爆炸危险性,一般闪点低、气化快、蒸气压力大,容易与空气混合形成爆炸性混合气体,遇到明火使其燃烧或爆炸,而易燃液体在常温条件下就能形成爆炸性混合气体,危险性很大。可燃、有毒物料应排至火炬烧掉,对残留物料排放时应采取相应的安全措施。停车操作期间装置周围应杜绝一切火源。
(4)主要设备停车操作注意事项 2.吹扫和置换
吹扫作业安全注意事项:
(1)吹扫时要注意选择吹扫介质。炼油装置的瓦斯线、高温管线、闪点低于130℃的油管线和装置内物料爆炸下限低的设备、管线,不得用压缩空气吹扫。空气容易与这类物料混合称为爆炸性混合物,吹扫过程中易产生静电火花或其他明火发生着火爆炸事故。
(2)吹扫时阀门开度应小并稍停片刻,使吹扫介质少量通过,注意观察畅通情况。采用蒸汽作为吹扫介质时需用胶皮软管,胶皮软管要绑牢,同时要检查胶皮软管承受压力情况,禁止这类临时性吹扫作业使用的胶管用于中压蒸汽。
(3)设有流量计的管线为防止吹扫蒸汽流速过大及管内带有铁渣、锈、垢,损坏计量仪表内部构件,一般经副线吹扫。
(4)机泵出口管线上的压力表阀门要全部关闭,防止吹扫时发生水击把压力表震坏。压缩机系统倒空置换原则以低压到中压再到高压的次序进行,先倒净一段,如未达到目的而压力不足时可由二段、三段补压倒空,然后依次倒空,最后将高压气体排入气柜。
(5)管壳式换热器、冷凝器在蒸汽吹扫时应分段处理并要放空泄压,防止液体气
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化造成设备超压损坏。
(6)对于油类系统管线应先吹扫重质油管线,然后吹扫轻质油管线。吹扫顺序:渣油—蜡油—柴油—汽油—瓦斯。
(7)吹扫时要按系统逐次进行,再把所有管线(包括支路)都吹扫到,不能留有死角。吹扫完应先关闭吹扫管线阀门,后停汽,防止被吹扫介质倒流。
(8)精馏塔系统倒空吹扫应先从塔顶回流罐、回流泵倒液、关阀,然后倒塔釜、再沸器、中间再沸器液体,保持塔压一段时间,待盘板积存的液体全部流净后由塔釜再倒空放压。塔、容器及冷换设备吹扫之后还要通过蒸汽在最低点排空,直到蒸汽中不带油为止,最后停汽,打开低点放空阀排空,要保证设备打开后无油、无瓦斯,确保检修动火安全。
(9)对低温生产装置考虑到复工开车系统内对露点指标控制很严格,所以不采用蒸汽吹扫,而要有氮气分片集中吹扫,最好用干燥后的氮气进行吹扫置换。 (10)吹扫采用本装置自产蒸汽应首先检查蒸汽中是否带油。装置内油、气、水等有互窜的可能,一旦发现互窜,蒸汽就不能用来灭火或吹扫。
(11)装置管线物料吹扫前岗位之间应加强联系,防止憋压、冒顶等事故发生。 (12)吹扫介质压力不能过低,防止被吹扫介质倒流至氮气管网,影响全局。 3.装置环境安全标准
(1)在设备内检修、动火时氧含量应为19—21%,燃烧爆炸物质浓度应不低于安全值,有毒物质浓度应低于最高允许浓度。
(2)设备外壁检修、动火时设备内部的可燃气体含量应低于安全值。
(3)检修场地水井、沟应清理干净,加盖砂封,设备管道内无余压、无灼烫物、无沉淀物。
(4)设备、管道物料排空后加水冲洗,再用氮气或空气置换至设备内可燃物含量合格。 4.抽加盲板
(1)抽加盲板工作应由专人负责,根据工艺技术部门审核批复的工艺流程盲板图进行抽加盲板作业,统一编号,作好抽加记录。
(2)负责盲板抽加的人员要相对稳定,一般情况下谁加谁抽。
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(3)抽加盲板的作业人员要进行安全教育,交代落实安全技术措施。 (4)登高作业要考虑防坠落、防中毒、防火、防滑等措施。
(5)拆除法兰螺栓时要逐步缓慢松开,防止管道内余压或残余物料喷出发生意外事故,加盲板的位置应在来料阀的后部法兰处,盲板两侧均应加垫片,并用螺栓紧固,做到无泄漏。
(6)盲板应具有一定的强度,其材质、厚度要符合技术要求,原则上盲板厚度不得低于管壁厚度,留有手柄,并于明显处挂牌标记。 三.化工生产装置检修安全 1.检修作业事故原因 2.检修作业危险分析 3.安全技术要求
防火防爆、防中毒窒息、防触电、防高处坠落和物体打击、防机械伤害、起重作业、防中暑。 4.检修结束后的安全要求
(1)检修项目负责人应会同有关检修人员检查检修项目是否有遗漏,工器具和材料等是否遗漏。
(2)检修项目负责人应会同设备技术人员、工艺技术人员根据生产工艺要求检查盲板抽堵情况。
(3)因检修需要而拆移的盖板、篦子板、扶手、栏杆、防护罩等安全设施要恢复正常。
(4)检修所用的工器具应搬走,脚手架、临时电源、临时照明设备等应及时拆除。 (5)设备、屋顶、地面上的杂物、垃圾等应清理干净。
(6)检修单位会同设备所在单位和有关部门对设备进行试压、试漏,调校安全阀、仪表、联锁装置,并做好记录。
(7)检修单位会同设备所在单位和有关部门,对检修的设备进行单体和联动试车,验收交接。 5.特殊检修项目 6.工程质量检查
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(1)焊接检验
凡化工装置使用易燃、易爆、剧毒介质以及特殊工艺条件的设备、管线及经过动火检修的部位,都应按规程要求进行X射线拍片检验和残余应力处理。如发现焊缝有问题必须重焊知道验收合格。 (2)试压和气密试验
1> 检查设备、管线上的压力表、温度计、液面计、流量计、热电偶、安全阀是否调校安装完毕,是否灵敏好用。
2> 试压前所有的安全阀、压力表应关闭根部阀,有关仪表应隔离或拆除,防止起跳或超程破坏。
3> 对被试压的设备、管线要反复检查流程是否正确,防止系统与系统之间相互串通,必须采用可靠的隔离措施。
4> 试压时试压介质、压力、稳定时间都要符合设计要求,并严格按有关规程执行。
5> 对于大型、重要设备和中、高压及超高压设备、管道,在试压前应编制试压方案,制定可靠的安全措施。
6> 情况特殊采用气压试验时试压现场应加设围栏或警告牌,管线的输入端应装安全阀。
7> 带压设备、管线在试验过程中严禁强烈机械冲撞或外来气串入,升压和降压应缓慢进行。
8> 在检查受压设备和管线时法兰、法兰盖的侧面和对面都不能站人。 在试压过程中受压设备、管线如有异常响声如压力下降、表面油漆剥落、压力表指针不动或来回不停地摆动,应立即停止试压并卸压查明原因,视具体情况再决定是否继续试压。
登高检查时应设平台围栏,系好安全带,试压过程中发现泄漏不得带压紧固螺栓、补焊、修理。 (3)吹扫、清洗
在检修装置开工前应对全部管线和设备彻底清洗,把施工过程中遗留在管线和设备内的焊渣、泥沙、锈皮等杂质清除掉,使所有管线都贯通。如吹扫、清洗
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不彻底,杂物易堵塞阀门、管线、设备,对泵体、叶轮产生磨损,严重时还会堵塞泵过滤网。如不及时检查将使泵抽空造成泵或电机损坏的设备事故。 一般用水冲洗处理液体管线,用空气或氮气吹扫处理气体管线;仪表风管线应用净化风吹扫,蒸汽管线按压力等级不同使用相应的蒸汽吹扫。
吹扫、清洗中应拆除易堵卡物件(如孔板、调节阀、阻火器、过滤网等),安全阀加盲板隔离,关闭压力表手阀及液位计连通阀,严格按方案执行;吹扫、清洗要严格按系统、介质的种类、压力等级分别进行并应符合现行规范要求;在吹扫过程中要有防止噪声和静电产生的措施,冬季用水清洗应有防冻结措施,以防阀门、副线、设备冻坏;放空口要设置在安全的地方有专人监视;操作人员应配齐个人防护用具,与吹扫无关的部位要关闭或加盲板隔绝;用蒸汽吹扫管线时要先慢慢暖管,并将冷凝水引到安全位置排放干净,以防水击,并有防止检查人烫伤的安全措施;对低点排凝、高点放空,要顺吹扫方向逐个打开和关闭,待吹扫达到规定时间要求时先关阀后停汽;吹扫后要用氮气或空气吹干,防止蒸汽冷凝液造成真空或损坏管线;输送气体管线用液体清洗时核对支撑物强度是否满足要求;清洗过程要用最大安全体积和流量。 (4)烘炉 (5)传动设备试车
1> 编制试车方案,并经有关部门审查批准。
2> 专人负责进行全面仔细检查使其符合要求,安全设施和装置要齐全完好。 3> 试车工作应由车间主管生产的负责人统一指挥。
4> 冷却水、润滑油、电机通风、温度计、压力表、安全阀、报警信号、联锁装置等要灵敏可靠运行正常。
5> 查明阀门的开关情况,使其处于规定的状态。 6> 试车现场要整洁干净并有明显的警戒线。 (6)联动试车
1> 编制联动试车方案,并经有关领导审查批准。
2> 制定专人对装置进行全面认真检查,查出的缺陷要及时消除。检修资料要齐全,安全设施要完好。
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3> 专人检查系统内盲板的抽加情况,登记建档,签字认可,严防遗漏。 4> 装置的自保系统和安全联锁装置调校合格,正常运行灵敏可靠,专业负责人要签字认可。
5> 供水、供气、供电等辅助系统要运行正常,符合工艺要求,整个装置要具备开车条件。
6> 在厂部或车间领导同意指挥下进行联动试车工作。 (6)交接作业安全
四.化工装置检修后开车安全 1.装置开车前安全检查 2.装置开车 (1)贯通流程
用蒸汽、氮气通入装置系统,一方面扫去装置检修时可能残留的部分焊渣、焊条头、铁屑、氧化皮、破布等,防止这些杂物堵塞管线;另一方面验证流程是否贯通。这时应按工艺流程逐个检查,确认无误。做到开车时不窜料、不憋压。按规定用蒸汽、氮气对装置系统置换,分析系统氧含量达到安全值以下的标准。 (2)装置进料
进料前在升温、预冷等工艺调整操作中,检修工和操作工配合做好螺栓紧固部位的热把、冷把工作,防止物料泄漏。岗位应备有防毒面具。油系统要加强脱水操作,深冷系统要加强干燥操作,为投料奠定基础。
装置进料前要关闭所有的放空、排污、导淋等阀门,然后按规定流程经操作工、班长、车间值班领导检查无误,启动机泵进料。进料过程中操作工沿管线进行检查,防止物料泄漏或物料走错流程;装置开车过程中严禁乱放各种物料。装置升温、升压、加量按规定缓慢进行;操作调整阶段应注意检查阀门开度是否合适,逐步提高处理量,使其达到正常生产为止。
第18章 危险化学品从业单位安全标准化建设
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