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1、第三章第三章 化工厂设计和操作安全化工厂设计和操作安全第一节第一节 工厂的定位、选址和布局工厂的定位、选址和布局第二节第二节 化工工艺设计化工工艺设计第三节第三节 化工单元区域规划化工单元区域规划第四节第四节 压力容器的设计、制造和检验压力容器的设计、制造和检验第五节第五节 化工装置维护化工装置维护第六节第六节 公用工程设施安全公用工程设施安全第一节第一节 工厂的定位、选址和布局工厂的定位、选址和布局一、危险和防护的一般考虑一、危险和防护的一般考虑危险按潜在或直接的危害分一级危险和二级危险。危险按潜在或直接的危害分一级危险和二级危险。1.1.典型典型一级危险一级危险有：有：有易燃物质存在有易燃
2、物质存在有火源存在有火源存在有压缩物质存在有压缩物质存在人员失误的可能性人员失误的可能性人员、物料和车辆在厂区的流动人员、物料和车辆在厂区的流动由于蒸气云降低能见度等。由于蒸气云降低能见度等。有热源存在有热源存在有富氧存在有富氧存在有毒性物质存在有毒性物质存在机械故障的可能性机械故障的可能性对一级危险，在正常条件下不会造成人身或财产的损害，对一级危险，在正常条件下不会造成人身或财产的损害，只有触发事故时才会引起损伤、火灾或爆炸。只有触发事故时才会引起损伤、火灾或爆炸。2.2.典型的典型的二级危险二级危险有有火灾火灾游离毒性物质的释放游离毒性物质的释放跌伤跌伤爆炸爆炸倒塌倒塌碰撞碰撞 二级危险是
3、在一级危险失去控制后发展二级危险是在一级危险失去控制后发展成的，会造成人身或财产的直接损失。成的，会造成人身或财产的直接损失。3.3.防护危险的措施防护危险的措施 对于所有上述两级危险，可设置对于所有上述两级危险，可设置三道防护线三道防护线。(1)(1)第一道防护线第一道防护线：为了解决一级危险，并防止二：为了解决一级危险，并防止二级危险的发生。级危险的发生。在工厂的布局和规划中可考虑：在工厂的布局和规划中可考虑：根据主导风的风向，把火源置于易燃物质可能释根据主导风的风向，把火源置于易燃物质可能释放点的放点的上风侧上风侧；为人员、物料和车辆的流动提供充分的通道等为人员、物料和车辆的流动提供充分
4、的通道等。(2)(2)第二道防护线第二道防护线：当二级危险发生时，将：当二级危险发生时，将人身和人身和财产损失财产损失降至最小程度。降至最小程度。在工厂的在工厂的选址和规划选址和规划方面可考虑：方面可考虑：把最危险的区域与人员最常在的区域隔离开；把最危险的区域与人员最常在的区域隔离开；在关键部位安放灭火器材等。在关键部位安放灭火器材等。(3)(3)第三道防护线第三道防护线：发生人身伤害事故时，提供有：发生人身伤害事故时，提供有效的效的急救和医疗设施急救和医疗设施，使受到伤害的人员得到迅速，使受到伤害的人员得到迅速救治。救治。二、工厂的定位问题二、工厂的定位问题 工厂定位，面对的是一个计划中的工
5、厂和一个工厂定位，面对的是一个计划中的工厂和一个现实的环境，要解决的问题是把工厂建于何处。现实的环境，要解决的问题是把工厂建于何处。化工厂定位，一般遵循以下化工厂定位，一般遵循以下基本原则基本原则：(1)(1)有原料、燃料供应和产品销售的有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条良好的流通条件件；(2)(2)有储运、公用工程和生活设施等方面有储运、公用工程和生活设施等方面良好的协良好的协作环境作环境；(3)(3)靠近水量充足，靠近水量充足，水质优良的水源水质优良的水源；(4)(4)有便利的有便利的交通条件交通条件；(5)(5)有良好的有良好的工程地址工程地址和和水文气象条件水文气象条件。工厂工厂
6、应避免应避免定位在下列地区：定位在下列地区：(1)(1)震断层地区和基本烈度震断层地区和基本烈度9 9度以上的度以上的地震区地震区；(2)(2)厚度较大的厚度较大的IIIIII级级自重湿陷性黄土地区自重湿陷性黄土地区；(3)(3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山区危害的山区；(4)(4)有开采价值的有开采价值的矿藏地区矿藏地区；(5)(5)对对机场机场、电台电台等使用有影响的地区；等使用有影响的地区；(6)(6)国家规定的国家规定的历史文物历史文物、生物保护生物保护和和风景游览地区风景游览地区；(7)(7)城镇等城镇等人口密集人口密集的地区。的地区。u需注意的是，工
7、厂定位除考虑以上因素外，考虑的更多需注意的是，工厂定位除考虑以上因素外，考虑的更多的是的是经济问题经济问题。三、工厂选址的安全问题三、工厂选址的安全问题 工厂选址仍然是一种工厂相对于其环境的定位问题。工厂选址仍然是一种工厂相对于其环境的定位问题。考虑如下方面：考虑如下方面：隔开距离，把厂址选择在一个隔开距离，把厂址选择在一个孤立地区孤立地区。如果客观条件不。如果客观条件不允许，可以依据主导风，把工厂置于社区的允许，可以依据主导风，把工厂置于社区的下风区下风区。工厂的高建、构筑物要留有工厂的高建、构筑物要留有一定的间距一定的间距，防止物体砸伤行，防止物体砸伤行人、汽车司乘人员或临近的设施。人、汽
8、车司乘人员或临近的设施。工厂产生的废液要工厂产生的废液要经处理后排放经处理后排放。工厂的工厂的出入口要格外小心出入口要格外小心，避免严重的交通事故，或车辆，避免严重的交通事故，或车辆离开高速公路冲入工厂。离开高速公路冲入工厂。临近有释放临近有释放毒性或易燃气体毒性或易燃气体的工厂，则建在其的工厂，则建在其上风侧上风侧。保证有保证有充足的水源充足的水源。最好附近有河流、湖泊，至少保证有。最好附近有河流、湖泊，至少保证有消防管网消防管网。地形方面，厂区内地形方面，厂区内不应有低洼地不应有低洼地，否则会形成毒性或易燃，否则会形成毒性或易燃蒸气或液体的积聚。蒸气或液体的积聚。四、工厂布局的安全问题四、
9、工厂布局的安全问题工厂布局是一种工厂工厂布局是一种工厂内部组件内部组件之间相对位置的之间相对位置的定位问题，其定位问题，其基本任务基本任务是结合厂区的内外条件确定是结合厂区的内外条件确定生产过程中各种机器设备的空间位置获得最合生产过程中各种机器设备的空间位置获得最合 理的理的物料和人员的流动路线物料和人员的流动路线。化工厂布局普遍采用留有一定间距的化工厂布局普遍采用留有一定间距的区块化区块化的的 方法。工厂厂区一般可划分为以下方法。工厂厂区一般可划分为以下六个区块六个区块：工艺工艺装置区装置区；罐区罐区；公用设施公用设施 区区；运输装卸区运输装卸区；辅助辅助生产区生产区；管理区管理区。对各个区
10、块的安全要求如下。对各个区块的安全要求如下。加工单元加工单元可能是工厂中可能是工厂中最危险最危险的区域。首先应该汇集的区域。首先应该汇集这个区域的一级危险，找出这个区域的一级危险，找出毒性或易燃物质毒性或易燃物质、高温高温、高压高压、火源火源等。这些地方有很多机械设备，容易发生故障，加上等。这些地方有很多机械设备，容易发生故障，加上人员可能的失误而使其充满危险。在安全方面惟一可取之人员可能的失误而使其充满危险。在安全方面惟一可取之处是通常过程单元人员较少。处是通常过程单元人员较少。加工单元加工单元应该应该离开工厂边界一定的距离离开工厂边界一定的距离，应该是，应该是集中而不集中而不是分散的分布是
11、分散的分布。后者有助于加工单元作为危险区的识别，后者有助于加工单元作为危险区的识别，杜绝或减少无关车辆的通过。要注意厂区内杜绝或减少无关车辆的通过。要注意厂区内主要的火源和主要的火源和主要的人口密集区主要的人口密集区，由于易燃或毒性物质释放的可能性，由于易燃或毒性物质释放的可能性，加工单元应该置于上述两者的加工单元应该置于上述两者的下风区下风区。过程区和主要罐区过程区和主要罐区有交互危险性，两者最好保持相当的距离有交互危险性，两者最好保持相当的距离。1 1工艺装置区工艺装置区过程单元除应该集中分布外，还应注意区域不宜太拥挤。过程单元除应该集中分布外，还应注意区域不宜太拥挤。因为不同过程单元间可
12、能会有交互危险性。因为不同过程单元间可能会有交互危险性。过程单元过程单元间要隔开一定的距离。特别是对于各单元不是一体化过程间要隔开一定的距离。特别是对于各单元不是一体化过程的情形，完全有可能一个单元满负荷运转，而邻近的另一的情形，完全有可能一个单元满负荷运转，而邻近的另一个单元正在停车大修，从而使潜在危险增加。危险区的火个单元正在停车大修，从而使潜在危险增加。危险区的火源、大型作业、机器的移动、人员的密集等都是应该特别源、大型作业、机器的移动、人员的密集等都是应该特别注意的事项。注意的事项。目前在化学工业中，目前在化学工业中，过程单元间的间距仍然是安全评价过程单元间的间距仍然是安全评价的重要内
13、容的重要内容。对于。对于过程单元本身的安全评价，比较重要的过程单元本身的安全评价，比较重要的因素有：因素有：操作温度操作温度；操作压力操作压力；单元中物料的类型单元中物料的类型；单元中物料的量单元中物料的量；单元中设备的类型单元中设备的类型；单元的相对单元的相对投资额投资额；救火或其它紧急操作需要的空间救火或其它紧急操作需要的空间。2.2.罐区罐区 贮存容器贮存容器，比如贮罐，是，比如贮罐，是需要特别重视的装置需要特别重视的装置。每个。每个这样的容器都是巨大的能量或毒性物质的贮存器。这样的容器都是巨大的能量或毒性物质的贮存器。容器能够释放出大量的毒性或易燃性的物质，需置于工容器能够释放出大量的
14、毒性或易燃性的物质，需置于工厂的下风区域。厂的下风区域。贮罐应该贮罐应该安置在安置在工厂中的工厂中的专用区域专用区域，加强其作为危险区，加强其作为危险区的的标识标识，使通过该区域的无关车辆降至最低限度。，使通过该区域的无关车辆降至最低限度。罐区和办公室、辅助生产区之间要保持罐区和办公室、辅助生产区之间要保持足够的安全距离足够的安全距离。罐区和工艺装罐区和工艺装 置区、公路之间要留出置区、公路之间要留出有效的间距有效的间距。罐区罐区应设在地势比工艺装置区略低的区域应设在地势比工艺装置区略低的区域，决不能设在，决不能设在高坡上。高坡上。通路问题通路问题。每一罐体至少可以在一边由通路到达，最好。每一
15、罐体至少可以在一边由通路到达，最好是可以在相反的两边由通路到达。是可以在相反的两边由通路到达。3 3.公用设施区公用设施区公用设施区应该远离工艺装置区、罐区和其他危险区，以公用设施区应该远离工艺装置区、罐区和其他危险区，以便遇到紧急情况时仍能保证水、电、汽等的正常供应。便遇到紧急情况时仍能保证水、电、汽等的正常供应。由厂由厂外进入厂区的公用工程干管外进入厂区的公用工程干管,也不应该通过危险区，如果难以也不应该通过危险区，如果难以避免，则应该采取必要的保护措施。避免，则应该采取必要的保护措施。工厂布局应该尽量减少地面管线穿越道路。工厂布局应该尽量减少地面管线穿越道路。管线配置的一管线配置的一个重
16、要特点是在一些装置中配置回路管线。回路系统的任何个重要特点是在一些装置中配置回路管线。回路系统的任何一点出现故障即可关闭阀门将其隔离开。并把装置与系统的一点出现故障即可关闭阀门将其隔离开。并把装置与系统的其余部分接通。要做到这一点，就其余部分接通。要做到这一点，就必须保证必须保证这些装置这些装置至少能至少能从两个方向接近工厂的关节点从两个方向接近工厂的关节点。为了加强安全，特别是在紧。为了加强安全，特别是在紧急情况下，这些装置的管线对于如消防用水、电力或加热用急情况下，这些装置的管线对于如消防用水、电力或加热用蒸汽等的传输必须是回路的。蒸汽等的传输必须是回路的。锅炉设备和配电设备锅炉设备和配电
17、设备应该设置在应该设置在易燃液体设备的上风区易燃液体设备的上风区域域。锅炉房和泵站锅炉房和泵站应该设置在工厂中其他设施的应该设置在工厂中其他设施的火灾或爆炸火灾或爆炸不会危及的地区不会危及的地区。管线在道路上方穿过要引起特别注意管线在道路上方穿过要引起特别注意。高架的间隙应留。高架的间隙应留有如起重机等重型设备的方便通路，减少碰到的危险。有如起重机等重型设备的方便通路，减少碰到的危险。管路一定不能穿过围堰区管路一定不能穿过围堰区，围堰区的火灾有可能毁坏管，围堰区的火灾有可能毁坏管路。路。冷却塔释放出的烟雾会影响人的视线，冷却塔释放出的烟雾会影响人的视线，冷却塔不宜靠近冷却塔不宜靠近铁路、公路或
18、其他公用设施铁路、公路或其他公用设施。大型冷却塔会产生很大噪声，。大型冷却塔会产生很大噪声，应该与居民区有较大的应该与居民区有较大的 距离。距离。4 4.运输装卸区运输装卸区良好的工厂布局不允许铁路支线通过厂区，可以把铁路良好的工厂布局不允许铁路支线通过厂区，可以把铁路支线规划在工厂边缘地区解决这个问题。支线规划在工厂边缘地区解决这个问题。对于罐车和罐车对于罐车和罐车的装卸设施常做类似的考虑。的装卸设施常做类似的考虑。在装卸台上可能会发生毒性或易燃物的溅洒，在装卸台上可能会发生毒性或易燃物的溅洒，装卸设施装卸设施应该设置在工厂的下风区域，最好是在边缘地区。应该设置在工厂的下风区域，最好是在边缘
19、地区。原料库、成品库和装卸站等原料库、成品库和装卸站等机动车辆进出频繁的设施，机动车辆进出频繁的设施，不得设在必须通过工艺装置区和罐区的地带，不得设在必须通过工艺装置区和罐区的地带，与居民区、与居民区、公路和铁路要保持一定的安全距离。公路和铁路要保持一定的安全距离。5.5.辅助生产区辅助生产区维修车间和研究室要远离工艺装置区和罐区维修车间和研究室要远离工艺装置区和罐区。维修车间维修车间是重要的火源，同时人员密集，是重要的火源，同时人员密集，应该置于工厂应该置于工厂的上风区域。的上风区域。研究室与其他管理机构，直接连接是不恰当的研究室与其他管理机构，直接连接是不恰当的。废水处理装置废水处理装置是
20、工厂各处流出的毒性或易燃物汇集的终是工厂各处流出的毒性或易燃物汇集的终点，点，应该置于工厂的下风远程区域应该置于工厂的下风远程区域。高温煅烧炉的安全考虑呈现出矛盾高温煅烧炉的安全考虑呈现出矛盾。作为火源，应将其。作为火源，应将其置于工厂的上风区，但是严重的操作失误会使煅烧炉喷射置于工厂的上风区，但是严重的操作失误会使煅烧炉喷射出相当量的易燃物，对此则应将其出相当量的易燃物，对此则应将其 置于工厂的下风区。置于工厂的下风区。作作为折中方案，可以把锻烧炉置于工厂的侧面风区域。为折中方案，可以把锻烧炉置于工厂的侧面风区域。与其与其他设施隔开一定的距离也是可行的方案。他设施隔开一定的距离也是可行的方案
21、。6 6管理区管理区主要办事机构应该设置主要办事机构应该设置 在工厂的边缘区域，并尽可能与在工厂的边缘区域，并尽可能与工厂的危险区隔离。工厂的危险区隔离。这样做有以下理由：这样做有以下理由：首首 先先，销售和供应人员销售和供应人员以及必须到以及必须到工厂办理业务的其他人员，工厂办理业务的其他人员，没有必要进入厂区没有必要进入厂区。因为这些人。因为这些人员不熟悉工厂危险的性质和区域，而他们的员不熟悉工厂危险的性质和区域，而他们的普通习惯普通习惯如在危如在危 险区无意中吸烟，就有可能危及工厂的安全。险区无意中吸烟，就有可能危及工厂的安全。其次其次，办公室办公室人员的密度人员的密度在全厂可能是在全厂
22、可能是最大最大的，把这些人员和危险分开会的，把这些人员和危险分开会改善工厂的安全状况。改善工厂的安全状况。第二节第二节 化工工艺设计化工工艺设计一、工艺流程图一、工艺流程图 工艺流程图绘制是化工厂设计初始阶段的工作。这些工艺流程图绘制是化工厂设计初始阶段的工作。这些流程图经过提炼和修改，最后成为绘制管线配置图、平面流程图经过提炼和修改，最后成为绘制管线配置图、平面图、设备图等的基础图、设备图等的基础。因为早期阶段做出的决定严重影响。因为早期阶段做出的决定严重影响着后续阶段，在着后续阶段，在流程图绘制流程图绘制中始终都中始终都要对安全给予充分注要对安全给予充分注意意。在设计程序中，凭借文献、实验
23、室实验和中试工厂模在设计程序中，凭借文献、实验室实验和中试工厂模试的有关资料进行设计是惯常的做法。试的有关资料进行设计是惯常的做法。工艺流程图的绘制工艺流程图的绘制是从基本的过程计算开始的。由于是从基本的过程计算开始的。由于过程是高度整体化的，过程的每一步骤都影响着其他步骤过程是高度整体化的，过程的每一步骤都影响着其他步骤的操作。所以，的操作。所以，过程可以划分为若干个子区间过程可以划分为若干个子区间，对每一子，对每一子区间内部的安全操作及其对其他子区间安全的影响都要进区间内部的安全操作及其对其他子区间安全的影响都要进行分析。方便的子区间划分是：行分析。方便的子区间划分是：(1)(1)反应反应
24、(决定整个系统的动力学决定整个系统的动力学)；(2)(2)分离分离，如蒸馏、吸收、吸附、液体萃取如蒸馏、吸收、吸附、液体萃取;(3)(3)贮存贮存，如固体、液体和气体物料的贮存。，如固体、液体和气体物料的贮存。工艺流程图是描述过程的主要文件工艺流程图是描述过程的主要文件，它表示出了，它表示出了主要主要设备设备、主要、主要物流路线物流路线和和控制点控制点。对于正常操作预期的。对于正常操作预期的主要主要温度和压力，物料的流动和组成以及主要设备的设计能力温度和压力，物料的流动和组成以及主要设备的设计能力都做了说明。都做了说明。二、管线配置图二、管线配置图 管线配置图是指管路和仪表的线路图管线配置图是
25、指管路和仪表的线路图，又称，又称工程线路工程线路图图，是设计和施工的基本工作文件，是设计和施工的基本工作文件，一般包括一般包括：(1)(1)开启、关闭、紧急和普通操作需要的所有过程设施开启、关闭、紧急和普通操作需要的所有过程设施，如，如阀门、盲板、可移动的柱塞等；阀门、盲板、可移动的柱塞等；(2)(2)施工材料的鉴定序号和鉴定人，每条管路的直径和绝热施工材料的鉴定序号和鉴定人，每条管路的直径和绝热要求要求;(3)(3)物流的方向物流的方向；(4)(4)主要过程和起始管路的识别主要过程和起始管路的识别；(5)(5)所有仪表、控制点和有仪表失灵显示功能的连锁装置所有仪表、控制点和有仪表失灵显示功能
26、的连锁装置；(6)(6)所有设备的所有设备的主要尺寸和负荷主要尺寸和负荷；(7)(7)容器、反应器的容器、反应器的操作和设计温度；操作和设计温度；(8)(8)装置的装置的标高标高；(9)(9)释放阀、安全膜等的释放阀、安全膜等的设定压力设定压力；(10)(10)排水要求排水要求；(11)(11)必要时要有管路配置的必要时要有管路配置的特殊备忘录。特殊备忘录。三、过程物料的安全评价三、过程物料的安全评价 过程物料的选择，应该就物料的物性和危险性进行详细过程物料的选择，应该就物料的物性和危险性进行详细地评估，对一切可能的过程物料做总体考虑。地评估，对一切可能的过程物料做总体考虑。过程物料可以过程物
27、料可以划分为划分为过程内物料过程内物料和和过程辅助物料过程辅助物料两大类型。两大类型。过程内物料过程内物料是指是指从原料到产品的整个工艺流程线上的物料从原料到产品的整个工艺流程线上的物料，如原料、催化剂、中间体、产物、副产物、溶剂、添加剂等。如原料、催化剂、中间体、产物、副产物、溶剂、添加剂等。过程辅助物料过程辅助物料是指是指实现过程条件所用的物料实现过程条件所用的物料，如传热流体、，如传热流体、重复循环物、冷冻剂、灭火剂等。重复循环物、冷冻剂、灭火剂等。在过程设计中，在过程设计中，需要汇编出过程物料的目录，记录下过程需要汇编出过程物料的目录，记录下过程物料在全部过程条件范围内的有关性质资料物
28、料在全部过程条件范围内的有关性质资料，作为，作为过程危险评过程危险评价和安全设计的重要依据价和安全设计的重要依据。(1)(1)一般性说明资料一般性说明资料 物料名称和别名、分子结构式和相对分子质量、物理物料名称和别名、分子结构式和相对分子质量、物理状态、纯度、外观、气味或味道、腐蚀性、主要用途、危状态、纯度、外观、气味或味道、腐蚀性、主要用途、危险性和防护措施、污染因素等险性和防护措施、污染因素等 (2)(2)基础物性资料基础物性资料 蒸气密度、相对密度、熔点、沸点、溶解度和互溶性、蒸气密度、相对密度、熔点、沸点、溶解度和互溶性、粘度、粒度及其分布、临界参数、膨胀系数、表面张力粘度、粒度及其分
29、布、临界参数、膨胀系数、表面张力 、Joule-ThompsonJoule-Thompson系数等。系数等。(3)(3)易燃性资料易燃性资料 闪点、着火点、燃烧极限、自热、蒸气压、介电常数、闪点、着火点、燃烧极限、自热、蒸气压、介电常数、电阻、粉尘爆炸性质、火灾中的毒性热分解产物等。电阻、粉尘爆炸性质、火灾中的毒性热分解产物等。(4)(4)反应性资料反应性资料 高速量热、差热分析、撞击实验、热稳定性、热分析高速量热、差热分析、撞击实验、热稳定性、热分析试验、爆炸引起的爆炸扩散、自燃性等。试验、爆炸引起的爆炸扩散、自燃性等。(5)(5)毒性资料毒性资料 毒性危险等级、卫生标准、最大允许浓度、半致
30、死浓毒性危险等级、卫生标准、最大允许浓度、半致死浓度或半致死剂量等。度或半致死剂量等。(6)(6)暴露作用暴露作用 吸入或食入危险、呼吸刺激、皮肤刺激、眼睛刺激、吸入或食入危险、呼吸刺激、皮肤刺激、眼睛刺激、皮肤或呼吸的敏感度等。皮肤或呼吸的敏感度等。(7)(7)放射性资料放射性资料 放射性测试，放射性测试，、中子射线暴露及其危害等。中子射线暴露及其危害等。四、过程路线的选择四、过程路线的选择 过程路线的选择是在工艺设计的最初阶段完成的过程路线的选择是在工艺设计的最初阶段完成的。过。过程路线的安全评价，应该考虑过程本身是否具有潜在危险，程路线的安全评价，应该考虑过程本身是否具有潜在危险，以及为
31、了特定目的把物料加入过程是否会增加危险。以及为了特定目的把物料加入过程是否会增加危险。1 1有潜在危险的过程有潜在危险的过程 这些过程一旦失去控制就有可能造成灾难性的后果，这些过程一旦失去控制就有可能造成灾难性的后果，如发生火灾、爆炸或毒性物质的释放等。如发生火灾、爆炸或毒性物质的释放等。有潜在危险的过有潜在危险的过程有程有：(1)(1)爆炸、爆燃或强放热过程；爆炸、爆燃或强放热过程；(2)(2)有粉尘或烟雾生成的过程；有粉尘或烟雾生成的过程；(3)(3)在物料的爆炸范围或近区操作的过程；在物料的爆炸范围或近区操作的过程；(4)(4)在高温、高压或冷冻条件下操作的过程在高温、高压或冷冻条件下操
32、作的过程 (5)(5)含有易燃物料的过程；含有易燃物料的过程；(6)(6)含有不稳定化合物的过程；含有不稳定化合物的过程；(7)(7)含有高毒性物料的过程；含有高毒性物料的过程；(8)(8)有大量贮存压力负荷能的过程。有大量贮存压力负荷能的过程。2 2反应过程的安全分析反应过程的安全分析 反应过程常因反应条件的微小变化而偏离预期的反应反应过程常因反应条件的微小变化而偏离预期的反应途径，化学反应过程有较多的危险性。途径，化学反应过程有较多的危险性。充分评估反应过程充分评估反应过程的危险性，有助于改善过程的安全。的危险性，有助于改善过程的安全。(1)(1)对潜在的不稳定的反应和副反应对潜在的不稳定
33、的反应和副反应，如自燃或聚合等进行，如自燃或聚合等进行考察，考察，考虑改变反应物的相对浓度或其他操作条件是否会考虑改变反应物的相对浓度或其他操作条件是否会使反应的危险程度减小。使反应的危险程度减小。(2)(2)考虑混合、反应物和热源的低效配置、操作故障、设计考虑混合、反应物和热源的低效配置、操作故障、设计失误、发生不需要的副反应、热量、反应器失控、结垢等失误、发生不需要的副反应、热量、反应器失控、结垢等引起的危险。引起的危险。(3)(3)评价副反应是否生成毒性或爆炸性物质，是否会有危险评价副反应是否生成毒性或爆炸性物质，是否会有危险垢层形成。垢层形成。(4)(4)考察物料是否吸收空气中的水分变
34、潮，表面粘附形成毒考察物料是否吸收空气中的水分变潮，表面粘附形成毒性或腐蚀性性或腐蚀性 液体或气体。液体或气体。(5)(5)确定所有杂质对化学反应和过程混合物性质的影响。确定所有杂质对化学反应和过程混合物性质的影响。(6)(6)确保结构材料彼此相容并与过程物料相容。确保结构材料彼此相容并与过程物料相容。(7)(7)考虑过程中危险物质的积累，如可燃物、毒性中间体。考虑过程中危险物质的积累，如可燃物、毒性中间体。(8)(8)考虑催化剂行为的各个方面，如老化、中毒、粉碎、活考虑催化剂行为的各个方面，如老化、中毒、粉碎、活化、再生等。化、再生等。3 3有潜在危险的操作有潜在危险的操作 有些操作本身具有
35、潜在危险。有些操作本身具有潜在危险。分析和确定这些操作的分析和确定这些操作的危险件，是过程安全评价的重要内容。危险件，是过程安全评价的重要内容。常见的有潜在危险常见的有潜在危险的操作：的操作：(1)(1)易燃或毒性液体或气体的蒸发和扩散；易燃或毒性液体或气体的蒸发和扩散；(2)(2)可燃或毒性固体的粉碎和分散；可燃或毒性固体的粉碎和分散；(3)(3)易燃物质或强氧化剂的雾化；易燃物质或强氧化剂的雾化；(4)(4)易燃物质和强氧化剂的混合；易燃物质和强氧化剂的混合；(5)(5)危险化学品与惰性组分或稀释剂的分离危险化学品与惰性组分或稀释剂的分离;(6)(6)不稳定液体的温度或压力的升高。不稳定液
36、体的温度或压力的升高。4 4间歇过程和连续过程比较间歇过程和连续过程比较 工艺设计中，需要在间歇过程和连续过程之间做工艺设计中，需要在间歇过程和连续过程之间做出选择。出选择。大批量的操作，从经济上考虑，大批量的操作，从经济上考虑，连续过程更连续过程更具有优势。具有优势。间歇和连续两种过程方式的间歇和连续两种过程方式的比较比较：(1)(1)间歇过程间歇过程各操作单元之间各操作单元之间易于隔绝易于隔绝，单元设备过程，单元设备过程物料持有量较大。物料持有量较大。连续过程连续过程各操作单元各操作单元连通连通，过程物，过程物料持有量较少；料持有量较少；(2)(2)间歇过程劳动强度较大间歇过程劳动强度较大
37、，紧急情况下，紧急情况下操作者操作者有有较多较多的机会介入，的机会介入，连续过程更多地依靠自动控制连续过程更多地依靠自动控制；(3)(3)间歇过程产物纯度容易控制间歇过程产物纯度容易控制，过程物料易于识别。，过程物料易于识别。连续过程不稳状态或周期性波动（如开车或停车）较连续过程不稳状态或周期性波动（如开车或停车）较少少；(4)(4)间歇过程间歇过程有详尽的指令和操作规程，有详尽的指令和操作规程，可以减少操作可以减少操作失误或设备的损坏失误或设备的损坏。连续过程的容器或设备很少需要连续过程的容器或设备很少需要清洗，不稳态的物料输入也较少清洗，不稳态的物料输入也较少；(5)(5)间歇过程有较长的
38、暴露时间间歇过程有较长的暴露时间。在连续过程中，有潜在连续过程中，有潜在危险的中间体无须贮存加工在危险的中间体无须贮存加工。五、工艺设计安全校核五、工艺设计安全校核 机械设计、过程和布局的微小变化都有可机械设计、过程和布局的微小变化都有可 能出现预想能出现预想不到的问题不到的问题。工厂和其中的各项设备是为了维持操作参数。工厂和其中的各项设备是为了维持操作参数允许范围内的正常操作设计的，在开车、试车或停车操作允许范围内的正常操作设计的，在开车、试车或停车操作中会有不同的条件，因而会产生与正常操作的偏离。中会有不同的条件，因而会产生与正常操作的偏离。为了为了确保过程安全，有必要对设计和操作的每一细
39、节逐一枚核确保过程安全，有必要对设计和操作的每一细节逐一枚核。物料和反应的安全校核物料和反应的安全校核。如查询过程物料的毒性，确定过。如查询过程物料的毒性，确定过程物料在所有过程条件下的有关物性，鉴别一切可能的化程物料在所有过程条件下的有关物性，鉴别一切可能的化学反应，对预期的和意外的化学反应都要考虑。学反应，对预期的和意外的化学反应都要考虑。过程安全的总体规范过程安全的总体规范。如过程的规模、类型和整体性是否。如过程的规模、类型和整体性是否恰当。过程的放大是否正确。恰当。过程的放大是否正确。非正常操作的安全问题非正常操作的安全问题。如考虑偏离正常操作会发生什么。如考虑偏离正常操作会发生什么情
40、况，对于这些情况是否采取了适当情况，对于这些情况是否采取了适当 的预防措施的预防措施。第三节第三节 化工单元区域规划化工单元区域规划 化工单元区域规划是定出各单元边界内不同设备的相化工单元区域规划是定出各单元边界内不同设备的相对物理位置。对物理位置。一一 般来说，单元排列越紧密，配管、泵送和般来说，单元排列越紧密，配管、泵送和地皮不动产的费用越低。但是出于安全考虑，需要把危险地皮不动产的费用越低。但是出于安全考虑，需要把危险隔开，单元排列应该比较分散隔开，单元排列应该比较分散，同时也为救火或其他紧急同时也为救火或其他紧急操作留有充分的空间。操作留有充分的空间。综合考虑表明，留有自由活动空间综合
41、考虑表明，留有自由活动空间的开放的区域规划更合理一些。过分拥挤严重影响施工和的开放的区域规划更合理一些。过分拥挤严重影响施工和维修效率，会增加初始的和继续的投资费用。维修效率，会增加初始的和继续的投资费用。一、加工单元区域的规划一、加工单元区域的规划1 1设备配置的直线排列设备配置的直线排列 试图平衡区域规划中互相矛盾的各种因素的多年实践，试图平衡区域规划中互相矛盾的各种因素的多年实践，产生了一种为加工工业产生了一种为加工工业普遍接受的区域规划方法：普遍接受的区域规划方法：单元中单元中大多数塔器、筒体、换热器、泵和大多数塔器、筒体、换热器、泵和 主要管线成直线狭长排主要管线成直线狭长排列。列。
42、这种设备排列方法的这种设备排列方法的主要特征主要特征是；是；(1)(1)设备配置直线的两边都与厂区道路连接。设备配置直线的两边都与厂区道路连接。这样，在这样，在救火或其他紧急情况时，设备配置线的主要部分的两边都救火或其他紧急情况时，设备配置线的主要部分的两边都有方便的通路。连接道路可以作为阻火堤，把设备配置线有方便的通路。连接道路可以作为阻火堤，把设备配置线与厂区其余部分隔离与厂区其余部分隔离。(2)(2)钢制框架与道路邻接。钢制框架与道路邻接。热交换器设置在框架上部，热交换器设置在框架上部，冷却水箱设置在框架下部。吊车可以方便地驶入，安全装冷却水箱设置在框架下部。吊车可以方便地驶入，安全装运
43、热交换器的管束、管件和较重的组件。冷却水箱设置在运热交换器的管束、管件和较重的组件。冷却水箱设置在框架上使得整个冷却水系统的维修极为方便，而不必挖掘框架上使得整个冷却水系统的维修极为方便，而不必挖掘装置周围和装置之下的地基。装置周围和装置之下的地基。(3)(3)设备配置直线上的精馏塔、热交换器、馏出液接受设备配置直线上的精馏塔、热交换器、馏出液接受器、回流筒等装置，一般采用框架结构平坡式布局方式。器、回流筒等装置，一般采用框架结构平坡式布局方式。框架结构在精馏塔旁边提供了开放区域，塔板和其他塔内框架结构在精馏塔旁边提供了开放区域，塔板和其他塔内件易于拆卸装车运至维修区。在线的塔器、回流筒、热交
44、件易于拆卸装车运至维修区。在线的塔器、回流筒、热交换器之下的平坡低洼部分，对于易燃或毒性溢流物可以起换器之下的平坡低洼部分，对于易燃或毒性溢流物可以起截流的作用，防止污水管将其排净前扩散至单元的其他区截流的作用，防止污水管将其排净前扩散至单元的其他区域。域。(4)(4)管架也设置在设备配置直线上。管架也设置在设备配置直线上。管架的合理排管架的合理排布可以消除过顶间距太小或是仅敷设在平坡上的管束，布可以消除过顶间距太小或是仅敷设在平坡上的管束，而且可以避免管沟，而管沟常常是危险液体或蒸气的而且可以避免管沟，而管沟常常是危险液体或蒸气的良好的载体。良好的载体。(5)(5)泵排设置在设备配置直线的旁
45、边，与道路邻接。泵排设置在设备配置直线的旁边，与道路邻接。泵排上面不得有任何障碍物，使得泵和传动装置维修泵排上面不得有任何障碍物，使得泵和传动装置维修时便于移动。时便于移动。(6)(6)筒体、泵、装配有观测平台的蒸馏塔以及需要筒体、泵、装配有观测平台的蒸馏塔以及需要桥式吊车钢梁导轨吊人的设备，按序定在设备配置线桥式吊车钢梁导轨吊人的设备，按序定在设备配置线上，从而把相关的危险操作集中在一起。上，从而把相关的危险操作集中在一起。设备以安装在地平面上为宜。设备以安装在地平面上为宜。但是但是由于过程原因，如蒸馏或吸收塔，喷雾干由于过程原因，如蒸馏或吸收塔，喷雾干燥塔或立式反应器，需要提供重力自流或泵
46、的负压燥塔或立式反应器，需要提供重力自流或泵的负压压头的设备等，设备压头的设备等，设备 提升是不可避免的。提升是不可避免的。重的设备应尽量避免高位安装重的设备应尽量避免高位安装，最好和其他设，最好和其他设备在同一水平线上或者有坚实的基座。备在同一水平线上或者有坚实的基座。2.2.非直线排列设施的配置非直线排列设施的配置 直线排列的设备构成了单元区域的骨架，直线排列的设备构成了单元区域的骨架，单元的其他单元的其他组件，组件，如控制室、压缩机、反应器、溢流槽、加热炉等，如控制室、压缩机、反应器、溢流槽、加热炉等，可以设置在直线排列的两边。可以设置在直线排列的两边。应用这种方法一般应用这种方法一般可
47、以达到可以达到近乎方形的最大面积规划。近乎方形的最大面积规划。控制室是单元的神经中枢，是单元中最重要的部位。控制室是单元的神经中枢，是单元中最重要的部位。最好是把控制室设置在单元的周边区域。最好是把控制室设置在单元的周边区域。对于处理毒性物对于处理毒性物质的单元，控制室应该设置在单元的上风区域。此外，控质的单元，控制室应该设置在单元的上风区域。此外，控制室应该和高温或高压容器、盛有相当量的易燃或毒性液制室应该和高温或高压容器、盛有相当量的易燃或毒性液体的容器隔离。体的容器隔离。加热炉有两个基本问题，加热炉有两个基本问题，作为明显的火源，加热作为明显的火源，加热炉应该设置在单元其余部分的上风区域
48、，但是这会引炉应该设置在单元其余部分的上风区域，但是这会引起烟道气飘过塔器的高架平台或其他建筑物的问题。起烟道气飘过塔器的高架平台或其他建筑物的问题。最好的解决办法是采取折中方案最好的解决办法是采取折中方案，把加热炉设置在侧把加热炉设置在侧面风区域。应该尽量保持加热炉与其他危险设备的适面风区域。应该尽量保持加热炉与其他危险设备的适度分离。度分离。压缩机剧烈运转，应该注意与其他危险设备适当压缩机剧烈运转，应该注意与其他危险设备适当隔离。隔离。压缩机容易泄漏气体，应该置于单元的下风区压缩机容易泄漏气体，应该置于单元的下风区域。压缩机或泵一般安装在室外。域。压缩机或泵一般安装在室外。对于反应器，主要
49、考虑的是提供充分的空间、反应器对于反应器，主要考虑的是提供充分的空间、反应器内件安全操作的设施以及有关的催化剂。内件安全操作的设施以及有关的催化剂。有些高热运转的有些高热运转的反应器，可以作为火源来处理。反应器，可以作为火源来处理。非直线排列设备的配置还包括许多的公用工程设施。非直线排列设备的配置还包括许多的公用工程设施。电力线路电力线路必须从地下进入加工单元，必须从地下进入加工单元，适当安排入口点适当安排入口点，避，避免在整个单元的电力系统设置人孔。如果单元装配有免在整个单元的电力系统设置人孔。如果单元装配有紧急紧急释放阀或烟气管线释放阀或烟气管线，这些设施，这些设施应靠近控制室，远离火险或
50、应靠近控制室，远离火险或其他危险区域其他危险区域。消防火栓或监控器必须与危险点足够近，。消防火栓或监控器必须与危险点足够近，从而能有效发挥作用，但也不能离的太近，危机时无法靠从而能有效发挥作用，但也不能离的太近，危机时无法靠近。注意可能会阻止水流到达危险点的随碍物检查有无必近。注意可能会阻止水流到达危险点的随碍物检查有无必要时迅速撤退的通路。水龙带拖车或安全喷射器也作类似要时迅速撤退的通路。水龙带拖车或安全喷射器也作类似的配置。的配置。除非绝对必要，铁路支线才引入单元区。除非绝对必要，铁路支线才引入单元区。当铁路当铁路支线引人单元区时，支线引人单元区时，应该提供货车可能脱轨的充分的应该提供货车