典型化工單元操作過程安全技術(二)

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(七)結晶
    結晶是固體物質以晶體狀態(tài)從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過程。結晶是一個重要的化工單元操作,主要用于制備產品與中間產品、獲得高純度的純凈固體物料。
    結晶過程常采用攪拌裝置。攪動液體使之發(fā)生某種方式的循環(huán)流動,從而使物料混合均勻或促使物理、化學過程加速操作。
    結晶過程的攪拌器要注意如下安全問題:
    1.當結晶設備內存在易燃液體蒸氣和空氣的爆炸性混合物時,要防止產生靜電,避免火災和爆炸事故的發(fā)生。
    2,避免攪拌軸的填料函漏油,因為填料函中的油漏入反應器會發(fā)生危險。例如硝化反應時,反應器內有濃硝酸,如有潤滑油漏入,則油在濃硝酸的作用下氧化發(fā)熱,使反應物料溫度升高,可能發(fā)生沖料和燃燒爆炸。當反應器內有強氧化劑存在時,也有類似危險。
    3對于危險易燃物料不得中途停止攪拌。因為攪拌停止時,物料不能充分混勻,反應不良,且大量積聚;而當攪拌恢復時,則大量未反應的物料迅速混合,反應劇烈,往往造成沖料,有燃燒、爆炸危險。如因故障而導致攪拌停止時,應立即停止加料,迅速冷卻;恢復攪拌時,必須待溫度平穩(wěn)、反應正常后方可續(xù)加料,恢復正常操作。
    4.攪拌器應定期維修,嚴防攪拌器斷落造成物料混合不勻,最后突然反應而發(fā)生猛烈沖料,甚至爆炸起火,攪拌器應靈活,防止卡死引起電動機溫升過高而起火。攪拌器應有足夠的機械強度,以防止因變形而與反應器器壁摩擦造成事故。
    (八)萃取
    萃取時溶劑的選擇是萃取操作的關鍵,萃取劑的性質決定了萃取過程的危險性大小和特點。萃取劑的選擇性、物理性質(密度、界面張力、黏度)、化學性質(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題(毒性、易燃性、易爆性)是選擇萃取劑時需要特別考慮的問題。工業(yè)生產中所采用的萃取流程有多種,主要有單級和多級之分。
    萃取設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,兩相流體在萃取設備內以逆流流動方式進行操作。萃取的設備有填料萃取塔、篩板萃取塔、轉盤萃取塔、往復振動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,如無相變只是溫度降低則為冷卻。冷卻、冷凝操作在化工生產中十分重要,它不僅涉及到生產,而且也嚴重影響防火安全,反應設備和物料由于未能及時得到應有的冷卻或冷凝,常是導致火災、爆炸的原因。在工業(yè)生產過程中,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。
    冷凍操作的實質是利用冷凍劑自身通過壓縮—冷卻—蒸發(fā)(或節(jié)流、膨脹)的循環(huán)過程,不斷地由被冷凍物體取出熱量(一般通過冷載體鹽水溶液傳遞熱量),并傳給高溫物質(水或空氣),以使被冷凍物體溫度降低。一般說來,冷凍程度與冷凍操作技術有關,凡冷凍范圍在—100℃以內的稱冷凍;而在—100~—200℃或更低的,則稱為深度冷凍或簡稱深冷。
    冷卻(凝)及冷凍過程的危險控制要點如下:
    (1)應根據被冷卻物料的溫度、壓力、理化性質以及所要求冷卻的工藝條件,正確選用冷卻設備和冷卻劑。忌水物料的冷卻不宜采用水做冷卻劑,必需時應采取特別措施。
    (2)應嚴格注意冷卻設備的密閉性,防止物料進入冷卻劑中或冷卻劑進入物料中。
    (3)冷卻操作過程中,冷卻介質不能中斷,否則會造成積熱,使反應異常,系統(tǒng)溫度、壓力升高,引起火災或爆炸。因此,冷卻介質溫度控制采用自動調節(jié)裝置。
    (4)開車前,首先應清除冷凝器中的積液;開車時,應先通入冷卻介質,然后通入高溫物料;停車時,應先停物料,后停冷卻系統(tǒng)。
    (5)為保證不凝可燃氣體安全排空,可充氮進行保護。
    (6)高凝固點物料,冷卻后易變得黏稠或凝固,在冷卻時要注意控制溫度,防止物料卡住攪拌器或堵塞設備及管道。
    2.冷凍過程的安全措施
    (1)對于制冷系統(tǒng)的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路系統(tǒng),應注意耐壓等級和氣密性,防止設備、管路產生裂紋、泄漏。此外,應加強壓力表、安全閥等的檢查和維護。
    (2)對于低溫部分,應注意其低溫材質的選擇,防止低溫脆裂發(fā)生。
    (3)當制冷系統(tǒng)發(fā)生事故或緊急停車時,應注意被冷凍物料的排空處置。
    (4)對于氨壓縮機,應采用不發(fā)火花的電氣設備;壓縮機應選用低溫下不凍結且不與制冷劑發(fā)生化學反應的潤滑油,且油分離器應設于室外。
    (5)注意冷載體鹽水系統(tǒng)的防腐蝕。