化工生產(chǎn)中,最關鍵的部位即是反應設備,對反應設備及相連的管道等進行工藝控制,就是控制反應的溫度、壓力、進料比、投料次序及及控制反應物料的純度、副反應等。其主要的注意事項如下:
?、?控制原料配比、原料純度及加入次序,防止由于配比不當及雜質(zhì)含量過高導致反應失控及副反應的發(fā)生。
?、?對需要有惰性氣體保護的反應,應加入惰氣保護,防止物料在爆炸極限內(nèi)進行反應。
?、?對放熱反應,需采用應夾套冷卻或物料循環(huán)來移走反應熱,防止設備超溫。
?、?對需攪拌的反應,應有監(jiān)視攪拌運行措施,如軸速、電動機電流等,防止攪拌中斷,造成散熱不良或局部反應劇烈而發(fā)生危險。
?、?保證水、電、氣、風等公用工程的供給。
⑥ 對于壓力反應設備,應有安全閥及其它泄壓設施,注意監(jiān)控反應壓力,防止超壓造成設備爆炸或物料泄漏而產(chǎn)生火災爆炸事故。
⑦ 控制投料速度和數(shù)量,防止由于投料量過大或過快而使設備超溫、超壓,造成物料的突淋、沖料起火、爆炸。
?、?掌握反應原料、催化劑的化學特性。
?。?)塔、槽類
塔類設備按內(nèi)部結構特點劃分為板式塔和填料塔兩大類。在化工生產(chǎn)中,塔類設備也是非常普遍使用的設備,對塔類設備的控制也關系到生產(chǎn)的正常運行,如果控制不好,將出現(xiàn)泄漏、中毒、火災或爆炸等事故。應對塔類設備注意以下問題:
① 控制好塔底液面、溫度、壓力及物料流速,防止液面超高而產(chǎn)生事故。例如在催化裂化裝置生產(chǎn)中,當分餾塔底液面超高至油氣線入口時,就會造成反應器憋壓,若處理不當,會導致催化劑倒流的惡性事故。
?、?注意塔底再沸器和塔頂回流操作。同樣在催化裂化裝置生產(chǎn)中,當分餾塔頂油氣分離器液面超高,就會造成富氣帶液,損壞氣壓機。
③ 壓力容器應有壓力釋放措施。真空塔類要防止空氣進入而與物料形成爆炸性混合物,導致火災爆炸。例如在丙烯酸生產(chǎn)中,丙烯酸提純單元是在負壓下操作,如果設備管線和閥門等連接處密封不良,空氣漏入,則極為危險。
?、?防止物料對塔、槽等設備的腐蝕,經(jīng)常檢查設備。例如在催化裂化裝置中,吸收穩(wěn)定塔中的油氣、汽油等物料易腐蝕設備而引起泄漏,造成火災爆炸事故。
?。?)換熱器
列管式換熱器是化工生產(chǎn)中應用最廣的一種換熱器,并且在生產(chǎn)中也經(jīng)常采用換熱器來對物料進行熱交換,移走反應熱能等。對換熱器的安全問題應注意以下幾點:
?、?選用符合規(guī)定的材質(zhì),防止管束破裂。導致物料泄漏而產(chǎn)生意外事故,并防止泄漏的流體導致的設備腐蝕、變脆、及損壞問題(包括法蘭、密封處)。在二氯乙烷生產(chǎn)中,二氯乙烷換熱器的壓力為0.015MPa,冷卻水的壓力為0.30MPa,一旦二氯乙烷換熱器出現(xiàn)泄漏,水分就會進入到物料液體中,導致設備管道及反應器帶水,使反應失控。據(jù)統(tǒng)計,換熱器的事故率為60次/106h,管束、封頭失效,管子脹口泄漏、腐蝕以及因換熱器材料疲勞、零部件破壞等而引起的燃燒爆炸事故也時有發(fā)生。
在乙烯生產(chǎn)中,急冷換熱器是裂解裝置中的五大關鍵設備之一。換熱器管內(nèi)通過高溫裂解氣,入口溫度約827℃,壓力約110KPa(表壓),在0.1S內(nèi)將溫度降到350℃~600℃,傳熱得人心強度高,管外走高壓熱水,溫度約320℃,壓力為8 MPa ~13MPa,管內(nèi)外必須承受很大的溫度差和壓力差,因此其操作條件極為苛刻。
② 對有可能產(chǎn)生泄漏的換熱器,應在物料或冷卻水出口處進行取樣分析。
?、?防止無冷卻介質(zhì)或換熱器短路而使其他工藝單元超溫。
?。?)壓縮機、泵類
化工生產(chǎn)中的動力設備主要為壓縮機、離心泵。由于種種原因,壓縮機轉子不平衡就會引起葉輪飛裂、葉片斷裂、轉子損壞、軸承與軸瓦燒壞以及異常振動。泵軸燒壞斷裂,軸承、軸瓦嚴重磨損,軸封嚴重泄漏及其它零部件損壞,泵電機燒壞而停產(chǎn)及由此而引起的燃燒爆炸、灼傷事故,是離心泵的常見事故。對壓縮機、泵類在工藝生產(chǎn)中的安全注意事項如下:
① 檢查壓縮機負荷是否穩(wěn)定,保證在穩(wěn)定穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)運行,防止壓縮機發(fā)生喘振。例如在加氫裂化生產(chǎn)中,循環(huán)氫壓縮機是裝置的關鍵部位,它既為反應過程提供氫氣,又為控制反應器溫度提供冷氫。其運轉速度高達8950r/min,一旦因故障停機,供氫中斷,會造成反應器超溫、超壓而引起事故。
?、?監(jiān)視壓縮機各段吸入罐的液位,以防止壓縮機因高液位連鎖停車,或因液面儀表失靈,氣體帶液進入壓縮機,造成壓縮機系統(tǒng)停車。同樣在加氫裂化生產(chǎn)中,如果循環(huán)氫帶液,也會導致壓縮機失去平衡,產(chǎn)生振動,嚴重時會損壞設備,造成氫氣泄漏,引起燃燒爆炸。在深冷分離過程中,也存在這樣的問題,當反應塔液位升高,進入廢氣壓縮機的深冷氣體中就會含有液體,導致壓縮機損壞及生產(chǎn)停車。
?、?檢查壓縮機油泵、軸位移、溫度等連鎖系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài),對設備經(jīng)常進行維護,防止因腐蝕、裂縫等原因而發(fā)生的物料泄漏事故。
④ 一般吸入壓力不允許在負壓下操作,以防止空氣進入壓縮機與介質(zhì)形成混合性爆炸物。
?、?保證潤滑油、密封油、冷卻水系統(tǒng)供給正常。
?、?加強泵密封點的檢查,防止泄漏。
?、?泵的選用應注意設計壓力、溫度,防止泵在使用中出現(xiàn)超溫、超壓。
?、?對關鍵的泵應采用一開一備方式。例如在二氯乙烷生產(chǎn)中,其中二氯乙烷泵處理的EDC流量大,一部分物料送至二氯乙烷精制單元,另一部分物料循環(huán)回反應器,起到為反應器提供冷卻的作用。根據(jù)資料的統(tǒng)計,離心泵的事故率為300次/106h,因此一旦該泵出現(xiàn)故障,將引起反應器溫度劇升,可能導致火災爆炸事故。
?。?)其他關鍵生產(chǎn)部位
在化工生產(chǎn)中,也需要用到其它生產(chǎn)設備,如離心機、汽輪機、廢熱鍋爐、加熱爐等。在這些部位也會發(fā)生一些事故,而導致生產(chǎn)停車等。例如離心機轉鼓振動、機身振動和分離易燃易爆液體時發(fā)生的燃燒爆炸事故也時有發(fā)生;廢熱鍋爐有爐管爆炸、爐體損壞、管束失效等事故模式;由于種種原因?qū)е录訜釥t爐管泄漏、嚴重損壞、爆炸、爐嘴環(huán)隙堵塞和整個爐體爆炸是常見的生產(chǎn)事故;而汽輪機動葉片是汽輪機的最薄弱的環(huán)節(jié)。對于這些部位,在生產(chǎn)中應注意:
?、?對于廢熱鍋爐,應控制好水質(zhì),防止葉輪及流道結垢;檢查汽包液面是否控制平穩(wěn),防止因過熱蒸汽帶液而發(fā)生水錘現(xiàn)象損壞設備,或產(chǎn)生干鍋,導致爆炸事故。
② 對于加熱爐,要控制好燃燒空氣的流量及物料流量;防止可燃氣體與空氣同時進入燃燒室而發(fā)生爆炸;在燃料氣系統(tǒng)中,應有防液體的保護措施。
?、?對于汽輪機、風機、電機等設備,應對重要的控制點如溫度、壓力、軸位移及潤滑油系統(tǒng)的正常工藝條件執(zhí)行情況進行檢查,防止因各相關流量、溫度、壓力變化、調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈而發(fā)生的火災和爆炸事故。