化工典型工藝過程危險(xiǎn)性分析

1、化工典型工藝過程及危險(xiǎn)性分析Lhjlyby:吸附過程及危險(xiǎn)性分析吸附是利用某些固體能夠從流體混合物中選擇性地凝聚一定組分在其表面上的能力，使混合物中的組分彼此分離的單元操作過程。吸附現(xiàn)象早已被人們發(fā)現(xiàn)和利用，在人們生活中用木炭和骨灰使氣體和液體脫濕和除臭已有悠久的歷史。18世紀(jì)末在生產(chǎn)上已應(yīng)用骨灰脫除糖水溶液中的色素，20世紀(jì)20年代首次出現(xiàn)從氣體中分離酒精和苯蒸氣以及從天然氣中回收乙烷等碳?xì)浠锏拇笮蜕a(chǎn)裝置。目前吸附分離廣泛應(yīng)用于化工、石油化工、醫(yī)藥、冶金和電子等工業(yè)部門，用于氣體分離、干燥及空氣凈化、廢水處理等環(huán)保領(lǐng)域。如常溫空氣分離氧氮，酸性氣體脫除，從各種混合氣體中分離回收20、等氣

2、相分離；也可從廢水中回收有用成分或除去有害成分，石化產(chǎn)品和化工產(chǎn)品的分離等液相分離。在吸附過程中選用的吸附劑活性炭等材料由于吸附熱的積累或者由于空氣進(jìn)入吸附系統(tǒng)可能會(huì)引起活性炭的自燃，進(jìn)而引起系統(tǒng)介質(zhì)的燃燒。吸附是一種界面現(xiàn)象，其作用發(fā)生在兩個(gè)相的界面上。例如活性炭與廢水相接觸，廢水中的污染物會(huì)從水中轉(zhuǎn)移到活性炭的表面上。固體物質(zhì)表面對(duì)氣體或液體分子的吸著現(xiàn)象稱為吸附，其中具有一定吸附能力的固體材料稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。與吸附相反，組分脫離固體吸附劑表面的現(xiàn)象稱為脫附（或解吸）。與吸收解吸過程相類似，吸附脫附的循環(huán)操作構(gòu)成一個(gè)完整的工業(yè)吸附過程。吸附過程所放出的熱量稱為吸附熱。根

3、據(jù)吸附劑對(duì)吸附質(zhì)之間吸附力的不同，可以分為物理吸附與化學(xué)吸附。物理吸附是指當(dāng)氣體或液體分子與固體表面分子間的作用力為分子間力時(shí)產(chǎn)生的吸附，它是一種可逆過程。吸附質(zhì)分子和吸附劑表面分子之間的吸附機(jī)理，與氣體液化和蒸汽冷凝時(shí)的機(jī)理類似。因此，吸附質(zhì)在吸附劑表面形成單層或多層分子吸附時(shí)，其吸附熱比較低，接近其液體的汽化熱或其氣體的冷凝熱?；瘜W(xué)吸附是由吸附質(zhì)與吸附劑表面原子間的化學(xué)鍵合作用造成，即在吸附質(zhì)和吸附劑之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移、原子重排或化學(xué)鍵的破壞與生成等現(xiàn)象。因而，化學(xué)吸附的吸附熱接近于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，比物理吸附大得多，化學(xué)吸附往往是不可逆的。人們發(fā)現(xiàn)，同一種物質(zhì)，在低溫時(shí)，它在吸附劑上進(jìn)行

4、的是物理吸附；隨著溫度升高到一定程度，就開始產(chǎn)生化學(xué)變化，轉(zhuǎn)為化學(xué)吸附。在氣體分離過程中絕大部分是物理吸附，只有少數(shù)情況如活性炭或活性氧化鋁上載銅的吸附劑具有較強(qiáng)選擇性吸附或的特性，具有物理吸附及化學(xué)吸附性質(zhì)。萃取過程及危險(xiǎn)性分析工業(yè)上對(duì)液體混合物的分離，除了采用蒸餾的方法外，還廣泛采用液液萃取。例如，為防止工業(yè)廢水中的苯酚污染環(huán)境，往往將苯加到廢水中，使它們混合和接觸，此時(shí)，由于苯酚在苯中的溶解度比在水中大，大部分苯酚從水相轉(zhuǎn)移到苯相，再將苯相與水相分離，并進(jìn)一步回收溶劑苯，從而達(dá)到回收苯酚的目的。再如，在石油煉制工業(yè)的重整裝置和石油化學(xué)工業(yè)的乙烯裝置都離不開抽提芳烴的過程，因?yàn)榉枷阕迮c鏈烷

5、烴類化合物共存于石油餾分中，它們的沸點(diǎn)非常接近或成為共沸混合物，故用一般的蒸餾方法不能達(dá)到分離的目的，而要采用液液萃取的方法提取出其中的芳烴，然后再將芳烴中各組分加以分離。液液萃取也稱溶劑萃取，簡稱萃取。這種操作是指在欲分離的液體混合物中加入一種適宜的溶劑，使其形成兩液相系統(tǒng)，利用液體混合物中各組分在兩相中分配差異的性質(zhì)，易溶組分較多地進(jìn)入溶劑相從而實(shí)現(xiàn)混合液的分離。在萃取過程中，所用的溶劑稱為萃取劑，混合液體為原料，原料液中欲分離的組分稱為溶質(zhì)，其余組分稱為稀釋劑（或稱原溶劑）。萃取操作中所得到的溶液稱為萃取相，其成分主要是萃取劑和溶質(zhì)，剩余的溶液稱為萃余相，其成分主要是稀釋劑，還含有殘余的

6、溶質(zhì)等組分。需要指出的是，萃取后得到的萃取相往往還要用精餾或反萃取等方法進(jìn)行分離，得到含溶質(zhì)的產(chǎn)品和萃取劑，萃取劑供循環(huán)使用。萃余相通常含有少量萃取劑，也需應(yīng)用適當(dāng)?shù)姆蛛x方法回收其中的萃取劑，因此，生產(chǎn)上萃取與精餾這兩種分離混合液的常用方法是密切聯(lián)系、互相補(bǔ)充的，常配合使用。另外，有些混合液的分離（如稀乙酸水溶液的去水，從植物油中分離脂肪酸等）既可采用精餾，也可采用萃取。選擇何種方法合適，主要是由經(jīng)濟(jì)性來確定。與蒸餾比較，整個(gè)萃取過程的流程比較復(fù)雜，且萃取相中萃取劑的回收往往還要應(yīng)用精餾操作，但是萃取過程具有在常溫下操作、無相變化以及選擇適當(dāng)溶劑可以獲得較好的分離效果等優(yōu)點(diǎn)，在很多情況下仍顯示

7、出技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。一般而言，以下幾種情況采用萃取操作較為有利：混合液中各組分之間的相對(duì)揮發(fā)度接近于1或形成恒沸物，用一般的蒸餾方法難以達(dá)到或不能達(dá)到分離要求的純度；需分離的組分濃度很低且沸點(diǎn)比稀釋劑高，用精餾方法需蒸出大量稀釋劑，消耗能量很多；溶液要分離的組分是熱敏性物質(zhì)，受熱易于分解、聚合或發(fā)生其他化學(xué)變化。目前萃取操作仍是分離液體混合物的常用單元操作之一，在石油化工、精細(xì)化工、濕法冶金（如稀有元素的提煉）、原子能化工和環(huán)境保護(hù)等方面已被廣泛地應(yīng)用。干燥過程及危險(xiǎn)性分析化工生產(chǎn)中的固體物料，總是或多或少含有濕分（水或其他液體），為了便于加工、使用、運(yùn)輸和貯藏，往往需要將其中的濕分除去。除去

8、濕分的方法有多種，如機(jī)械去濕、吸附去濕、供熱去濕，其中用加熱的方法使固體物料中的濕分汽化并除去的方法稱為干燥，干燥能將濕分去除得比較徹底。干燥在化工、輕工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，其在生產(chǎn)過程中的作用主要有以下兩個(gè)方面。對(duì)原料或中間產(chǎn)品進(jìn)行干燥，以滿足工藝要求。如以濕礦（俗稱尾砂）生產(chǎn)硫酸時(shí)，為滿足反應(yīng)要求，先要對(duì)尾砂進(jìn)行干燥，盡可能除去其水分；再如滌綸切片的干燥，是為了防止后期紡絲出現(xiàn)氣泡而影響絲的質(zhì)量。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行干燥，以提高產(chǎn)品中的有效成分，同時(shí)滿足運(yùn)輸、貯藏和使用的需要。如化工生產(chǎn)中的聚氯乙烯、碳酸氫銨、尿素，食品加工中的奶粉、餅干，藥品制造中的很多藥劑，其生產(chǎn)的最后一道工序都

9、是干燥。干燥按其熱量供給濕物料的方式，可分為以下幾種。（1傳）導(dǎo)干燥濕物料與加熱介質(zhì)不直接接觸，熱量以傳導(dǎo)方式通過固體壁面?zhèn)鹘o濕物料。此法熱能利用率高，但物料溫度不易控制，容易過熱變質(zhì)。（2對(duì)）流干燥熱量通過干燥介質(zhì)（某種熱氣流）以對(duì)流方式傳給濕物料。干燥過程中，干燥介質(zhì)與濕物料直接接觸，干燥介質(zhì)供給濕物料汽化所需要的熱量，并帶走汽化后的濕分蒸汽。所以，干燥介質(zhì)在干燥過程中既是載熱體又是載濕體。在對(duì)流干燥中，干燥介質(zhì)的溫度容易調(diào)控，被干燥的物料不易過熱，但干燥介質(zhì)離開干燥設(shè)備時(shí)，還帶有相當(dāng)一部分熱能，故對(duì)流干燥的熱能利用程度較差。（3輻）射干燥熱能以電磁波的形式由輻射器發(fā)射至濕物料表面，被濕物

10、料吸收后再轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軐裎锪现械臐穹制⒊ィ缂t外線干燥器。輻射干燥生產(chǎn)強(qiáng)度大，產(chǎn)品潔凈且干燥均勻，但能耗高。（4介）電加熱干燥將濕物料置于高頻電場內(nèi)，在高頻電場的作用下，物料內(nèi)部分子因振動(dòng)而發(fā)熱，從而達(dá)到干燥目的。電場頻率在以下的稱為高頻加熱，頻率在一的稱為微波加熱。在上述四種干燥方法中，以對(duì)流干燥在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。在對(duì)流干燥過程中，最常用的干燥介質(zhì)是空氣，濕物料中的濕分大多為水。因此，本章主要討論以濕空氣為干燥介質(zhì)、以含水濕物料為干燥對(duì)象的對(duì)流干燥過程。干燥按操作壓力可分為常壓干燥和真空干燥；按操作方式可分為連續(xù)干燥和間歇干燥。其中真空干燥主要用于處理熱敏性、易氧化或要求干燥產(chǎn)

11、品中濕分含量很低的物料；間歇干燥用于小批量、多品種或要求干燥時(shí)間很長的場合。在化學(xué)工業(yè)中，常指借熱能使物料中水分（或溶劑）汽化，并由惰性氣體帶走所生成的蒸氣的過程。例如干燥固體時(shí)，水分（或溶劑）從固體內(nèi)部擴(kuò)散到表面再從固體表面汽化。干燥可分為自然干燥和人工干燥兩種。并有真空干燥、冷凍于燥、氣流干燥、微波干燥、紅外線干燥和高頻率干燥等方法。干燥過程安全措施是指確保干燥設(shè)備、干燥介質(zhì)、加熱系統(tǒng)等安全運(yùn)行，防止火災(zāi)、爆炸、中毒事故的發(fā)生。即干燥裝置在運(yùn)行中應(yīng)該嚴(yán)格控制各種物料的干燥溫度。根據(jù)情況采取溫度計(jì)、溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)和信號(hào)報(bào)警等控制措施。當(dāng)干燥物料中含有自燃點(diǎn)很低或含有其他有害雜質(zhì)時(shí)必須在烘干前徹

12、底清除掉；干燥室內(nèi)也不得放置容易自燃的物質(zhì)。干燥室與生產(chǎn)車間應(yīng)用防火墻隔絕，并安裝良好的通風(fēng)設(shè)備，電氣設(shè)備開關(guān)應(yīng)安裝在室外。在干燥室或干燥箱內(nèi)操作時(shí)，應(yīng)防止可燃的干燥物直接接觸熱源，以免引起燃燒。干燥易燃易爆物質(zhì)，應(yīng)采用蒸汽加熱的真空干燥箱。真空能降低爆炸的危險(xiǎn)性。但當(dāng)烘干結(jié)束后，去除真空時(shí)，一定要等到溫度降低后才能放進(jìn)空氣。對(duì)易燃易爆物質(zhì)采用流速較大的熱空氣干燥時(shí)，排氣用的設(shè)備和電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用防爆的。在用電烘箱烘烤能夠蒸發(fā)易燃蒸氣的物質(zhì)時(shí)，電爐絲應(yīng)完全封閉，箱上應(yīng)加防爆門。利用煙道氣直接加熱可燃物時(shí)，在滾筒或干燥器上應(yīng)安裝防爆片，以防煙道氣混入一氧化碳而引起爆炸。同時(shí)注意加料不能中斷，滾筒不能

13、中途停止回轉(zhuǎn)，如發(fā)生上述情況應(yīng)立即封閉煙道的人口，并灌入氮?dú)?。于燥按操作壓?qiáng)可分為常壓干燥和減壓干燥；按操作方式可分為間歇式干燥與連續(xù)式干燥；按干燥介質(zhì)類別可劃分為空氣干燥、煙道氣干燥或其他干燥介質(zhì)的干燥；按干燥介質(zhì)與物料流動(dòng)方式可分為并流干燥、通流干燥和錯(cuò)流干燥。就其干燥設(shè)備而言，可分為間歇式常壓干燥器，如箱式干燥器；間歇式減壓干燥器，如減壓干燥器、附有攪拌器的干燥器；連續(xù)式常壓干燥器，如洞道式干燥器、多帶式干燥器、回旋式干燥器、滾筒式干燥器、圓筒式干燥器、氣流式干燥器和噴霧式干燥器等；連續(xù)減壓干燥器，如減壓滾筒式干燥器等。間歇式干燥，物料大部分靠人力輸送，熱源采用熱空氣自然循環(huán)或鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制

14、循環(huán)，溫度較難以控制，易造成局部過熱，引起物料分解造成火災(zāi)或爆炸。因此，在干燥過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。連續(xù)干燥采用機(jī)械化操作，干燥過程連續(xù)進(jìn)行，因此物料過熱的危險(xiǎn)性較小，且操作人員脫離了有害環(huán)境，所以連續(xù)干燥較間歇式干燥安全。在采用洞道式、滾筒式干燥器干燥時(shí)，主要是防止機(jī)械傷害。在氣流干燥、噴霧干燥、沸騰床干燥以及滾筒式干燥中，多以煙道氣、熱空氣為干燥熱源。干燥過程中所產(chǎn)生的易燃?xì)怏w和粉塵同空氣混合易達(dá)到爆炸極限。在氣流干燥中，物料由于迅速運(yùn)動(dòng)相互激烈碰撞、摩擦易產(chǎn)生靜電；滾筒干燥中的刮刀有時(shí)和滾筒壁摩擦產(chǎn)生火花這些都是很危險(xiǎn)的。因此，應(yīng)該嚴(yán)格控制干燥氣流風(fēng)速，并將設(shè)備接地；對(duì)于滾筒干燥應(yīng)適當(dāng)調(diào)整刮刀與筒壁間隙，并將刮刀牢牢固定或采用有色金屬材料制造刮刀，以防產(chǎn)生火花。用煙道氣加熱的滾筒式干燥器，應(yīng)注意加熱均勻，不可斷料，滾筒不可中途停止運(yùn)轉(zhuǎn)。斗口有斷料或停轉(zhuǎn)應(yīng)切斷煙道氣并通氮。干燥設(shè)備上應(yīng)安裝