换热器反应器蒸发器等化工设备的运行安全

2020-05-17 21:16

换热器是化工生产中应用更广泛的设备之一。国内使用的管壳交换热器系列标准有:固定管板式换热器、立式热虹吸式再沸器、钢制固定式薄管板列管换热器、浮头式换热器、冷凝器、U形管式换热器。换热器的运行涉及工艺过程中的热量交换、热量传递和热量变化,过程中如果热量积累,造成超温就会发生事故。选择换热器形式时,要根据热负荷、流量的大小,流体的流动特性和污浊程度,操作压力和温度,允许的压力损失等因素,结合各种换热器的特征与使用场所的客观条件来合理选择。

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反应器是化工生产中的关键设备,合理选择设计好的反应器能够有效利用原料,提高效率,减少分离装置的负荷,节省分离所需的能量。反应器的种类很多,按基本结构可分为:管式反应器、釜式反应器、固定床反应器和流化床反应器。 反应器安全问题更为复杂,涉及反应器物系配置、投料速度、投料量、升温冷却系统、检测、显示、控制系统以及反应器结构、搅拌、安全装置、泄压系统等。反应器应该满足反应动力学要求、热量传递的要求、质量传递过程与流体动力学过程的要求、工程控制的要求、机械工程的要求、安全运行要求。

搅拌器的形式有桨式、涡轮式、推进式、框式(或锚式)、螺杆式及螺带式等。搅拌器的安全可靠是许多放热反应、聚合过程等安全运行的必需条件。搅拌器的中断或突然失效可以造成物料反应停滞、分层、局部过热等。选择时,首先根据搅拌器形式与釜内物料容积及黏度的关系进行大致的选择,搅拌器的材质可根据物料的腐蚀性、黏度及转数等确定。

蒸发设备的选型主要考虑被蒸发溶液的性质,如黏度、发泡性、腐蚀性、热敏性和是否容易结晶或析出结晶等因素。
蒸发热敏性物料时,应选用膜式蒸发器,以防止物料分解;
蒸发黏度大的溶液,为保证物料流速应选用强制循环回转薄膜式或降膜式蒸发器;
蒸发易结垢或析出结晶的物料,可采用标准式或悬筐式蒸发器或管外沸腾式和强制循环型蒸发器;
蒸发发泡性溶液时,应选用用强制循环型和长管薄膜式蒸发器;
蒸发腐蚀性物料时应考虑设备用材;
如蒸发废酸等物料应选用浸没燃烧蒸发器;
处理量小的或采用间歇操作时,可选用夹套或锅炉蒸发器,以便制造、操作和节约投资。

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精馏设备是应用更广泛的非定型设备。精馏设备的形式很多,按塔内部主要部件不同可以分为板式塔与填料塔两大类型。由于用途不同,操作原理不同,所以塔的结构形式、操作条件差异 很大。板式塔又有筛板塔、浮阀塔、泡罩塔、浮动喷射塔等多种形式,而填料塔也有多种填料方式。 在精馏设备选型时应满足生产能力大,分离效率高,体积小,可靠性高,满足工艺要求,结构简单,塔板压力较小的要求。精馏设备的安全运行主要决定于精馏过程的加热载体、热量平衡 、气液平衡、压力平衡以及被分离物料的热稳定性以及填料选择的安全性。精馏过程涉及热源加热、液体沸腾、气液分离、冷却冷凝等过程,热平衡安全问题和相态变化安全问题是精馏过 程安全的关键。

化工生产中常见的存储设备有罐、桶、池等。有敞口的也有密封的;有常压的也有高压的;可根据存储物的性质,数量和工艺要求选用。
需要存储的有原料、中间产品、成品、副产品以及废液和废气等。
一般固体物料,不受天气影响的,可以露天存放;
大量液体的存储一般使用圆形或球形储槽;
易挥发的液体,为防物料挥发损失,而选用浮顶储罐;
蒸气压高于大气压的液体,要视其蒸气压大小专门设计储槽;
可燃液体的存储,要在存储设备的开口处设置防火装置;
容易液化的气体,一般经过加压液化后存储于压力储罐或承压钢瓶中,近些年,用低温法将液化后的物料储存于常压低温储罐中也得到了应用;
难于液化的气体,大多数经过加压后存储于气柜高压球形储槽或柱形容器中;
易受空气和湿度影响的物料应存储于密闭的容器内。

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