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中以物理過程為主的處理方法，主要包括加熱、冷卻、加壓操作、負壓操作、冷凍、物料輸送、熔融、幹燥、蒸發與蒸餾等。

1 加熱

　　加熱是促進化學反應和物料蒸發、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、載體加熱以及電加熱等。 　　(1)溫度過高會使化學反應速度加快，若是放熱反應，則放熱量增加，一旦散熱不及時，溫度失控，發生衝料，甚至會引起燃燒和爆炸。 　　(2)升溫速度過快不僅容易使反應超溫，而且還會損壞設備，例如，升溫過快會使帶有襯裏的設備及各種加熱爐、反應爐等設備損壞。 　　(3)當加熱溫度接近或超過物料的自燃點時，應采用惰性氣體保護；若加熱溫度接近物料分解溫度，此生產工藝稱為危險工藝，必須設法改進工藝條件，如負壓或加壓操作。

2 冷卻

　　在化工生產中，把物料冷卻在大氣溫度以上時，可以用空氣或循環水作為冷卻介質；冷卻溫度在15℃以上，可以用地下水；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的蒸發從需冷卻的物料中取得熱量來實現冷卻，常用的介質有氟裏昂、氨等。此時，物料被冷卻的溫度可達－15℃左右。 　　(1)冷卻操作時，冷卻介質不能中斷，否則會造成積熱，係統溫度、壓力驟增，引起爆炸。開車時，應先通冷卻介質；停車時，應先停物料，後停冷卻係統。 　　(2)有些凝固點較高的物料，遇冷易變得黏稠或凝固，在冷卻時要注意控製溫度，防止物料卡住攪拌器或堵塞設備及管道。

3 加壓操作

　　凡操作壓力超過大氣壓的都屬於加壓操作。加壓操作所使用的設備要符合壓力容器的要求，加壓係統不得泄漏，否則在壓力下物料以高速噴出，產生靜電，極易發生火災爆炸。 　　所用的各種儀表及安全設施(如爆破泄壓片、緊急排放管等)都必須齊全好用。

4 負壓操作

　　負壓操作即低於大氣壓下的操作。負壓係統的設備也和壓力設備一樣，必須符合強度要求，以防在負壓下把設備抽癟。 　　負壓係統必須有良好的密封，否則一旦空氣進入設備內部，形成爆炸混合物，易引起爆炸。當需要恢複常壓時，應待溫度降低後，緩緩放進空氣，以防自燃或爆炸。

5 冷凍

　　在工業生產過程中，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製冷。 　　一般說來，冷凍程度與冷凍操作技術有關，凡冷凍範圍在－100℃以內的稱冷凍；而－100～－200℃或更低的溫度，則稱深度冷凍或簡稱深冷。 　　(1)某些致冷劑易燃且有毒。如氨，應防止致冷劑泄漏。 　　(2)對於製冷係統的壓縮機、冷凝器、蒸發器以及管路，應注意耐壓等級和氣密性，防止泄漏。

6 物料輸送

　　在工業生產過程中，經常需要將各種原材料、中間體、產品以及副產品和廢棄物，由前一個工序輸往後一個工序，由一個車間輸往另一個車間，或輸往儲運地點，這些輸送過程就是物料輸送。 　　(1)氣流輸送係統除本身會產生故障之外，最大的問題是係統的堵塞和由靜電引起的粉塵爆炸。 　　粉料氣流輸送係統應保持良好的嚴密性。其管道材料應選擇導電性材料並有良好的接地，如采用絕緣材料管道，則管外應采取接地措施。輸送速度不應超過該物料允許的流速，粉料不要堆積管內，要及時清理管壁。 　　(2)用各種泵類輸送易燃可燃液體時，流速過快能產生靜電積累，其管內流速不應超過安全速度。 　　(3)輸送有爆炸性或燃燒性物料時，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經常保持正壓，防止空氣進入，並根據實際需要安裝逆止閥、水封和阻火器等安全裝置。

7 熔融

　　在化工生產中常常需將某些固體物料(如苛性鈉、苛性鉀、萘、磺酸等)熔融之後進行化學反應。堿熔過程中的堿屑或堿液飛濺到皮膚上或眼睛裏會造成灼傷。 　　堿融物和磺酸鹽中若含有無機鹽等雜質，應盡量除掉，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。 　　熔融過程一般在150～350℃下進行，為防止局部過熱，必須不問斷地攪拌。

8 幹燥

　　幹燥是利用熱能使固體物料中的水分(或溶劑)除去的單元操作。幹燥的熱源有熱空氣、過熱蒸汽、煙道氣和明火等。 　　幹燥過程中要嚴格控製溫度，防止局部過熱，以免造成物料分解爆炸。在過程中散發出來的易燃易爆氣體或粉塵，不應與明火和高溫表麵接觸，防止燃爆。在氣流幹燥中應有防靜電措施，在滾筒幹燥中應適當調正刮刀與筒壁的間隙，以防止火花。

9 蒸發

　　蒸發是借加熱作用使溶液中所含溶劑不斷氣化，以提高溶液中溶質的濃度，或使溶質析出的物理過程。蒸發按其操作壓力不同可分為常壓、加壓和減壓蒸發。 　　凡蒸發的溶液皆具有一定的特性。如溶質在濃縮過程中可能有結晶、沉澱和汙垢生成，這些都能導致傳熱效率的降低，並產生局部過熱，促使物料分解、燃燒和爆炸，因此要控製蒸發溫度。為防止熱敏性物質的分解，可采用真空蒸發的方法，降低蒸發溫度，或采用高效蒸發器，增加蒸發麵積，減少停留時間。

10 蒸餾

　　蒸餾是借液體混合物各組分揮發度的不同，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蒸餾；按壓力分為常壓、減壓和加壓(高壓)蒸餾。 　　在安全技術上，對不同的物料應選擇正確的蒸餾方法和設備。在處理難於揮發的物料時(常壓下沸點在150℃以上)應采用真空蒸餾，這樣可以降低蒸餾溫度，防止物料在高溫下分解、變質或聚合。 　　在處理中等揮發性物料(沸點為100℃左右)時，采用常壓蒸餾。 　　對沸點低於30℃的物料，則應采用加壓蒸餾。