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化工考點必背-2

第二章 化工運行安全技術

第一節 危險化工工藝及安全技術

一、重點監管的危險化工工藝（5 種高頻考點工藝）★★★

重點監管化工工藝的反應類型、重點監控單元、工藝危險特性；重點監控工藝參數，安全控制的基本要求，控制方式。

（一)光氣及光氣化工藝

1、光氣簡介：又稱碳酰氯，化學式為 COCl2，是一種重要的有機中間體，容易水解，是劇烈窒息性毒氣，有劇毒。

2、工藝簡介：光氣及光氣化工藝包含光氣的制備工藝，以及以光氣為原料制備光氣化產品的工藝路線。

3、反應類型：放熱反應

3、重點監控單元：光氣化反應釜、光氣儲運單元。

4、重點監控參數：一氧化碳與氯氣的含水量、反應釜溫度和壓力、反應物質的配料比、光氣進料速度、冷卻系統中冷卻介質的溫度、壓力、流量。

5、安全控制的基本要求

事故緊急切斷閥；緊急冷卻系統；反應釜溫度、壓力報警聯鎖；局部排風設施；有毒

氣體回收及處理系統；自動泄壓裝置；自動氨或堿液噴淋裝置；光氣、氯氣、一氧化碳監測及超限報警；雙電源供電。

（二）電解工藝（氯堿）

1、工藝簡介：電流通過電解質溶液或熔融電解質時，在兩個極上所引起的化學變化稱為電解反應。含有：CL2、NaOH、H2、NCL3。

2、反應類型：吸熱反應。

3、重點監控單元：電解槽、氯氣儲運單元

4、重點監控工藝參數

電解槽內液位、溫度、壓力、電流和電壓、進出物料流量；可燃氣體和有毒氣體濃度、原料中的銨含量、氯氣雜質含量。

5、安全控制的基本要求

電解槽溫度、壓力、液位、流量報警和聯鎖。

電解供電整流裝置與電解槽供電的報警和聯鎖。

緊急聯鎖切斷裝置。

事故狀態下氯氣吸收中和系統?？扇己陀卸練怏w檢測報警裝置等。

（三）硝化工藝

1、工藝簡介：硝化是有機化合物分子中引入硝基（一 N02)的反應，最常見的是取代反應。

2、反應類型：放熱反應。

3、重點監控單元：硝化反應釜、分離單元。

4、重點監控工藝參數

電解槽內液位、溫度、壓力、電流和電壓、進出物料流量；可燃氣體和有毒氣體濃度、原料中的銨含量、氯氣雜質含量。

5、安全控制的基本要求

電解槽溫度、壓力、液位、流量報警和聯鎖。

電解供電整流裝置與電解槽供電的報警和聯鎖。

緊急聯鎖切斷裝置。事故狀態下氯氣吸收中和系統。

可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。

6.宜采用的控制方式

（1）將硝化反應釜內溫度與釜內攪拌、硝化劑流量、硝化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關系，在硝化反應釜處設立緊急停車系統，當硝化反應釜內溫度超標或攪拌系統發生故障，能自動報警并自動停止加料。分離系統溫度與加熱、冷卻形成聯鎖，溫度超標時，能停止加熱并緊急冷卻。

（2）硝化反應系統應設有泄爆管和緊急排放系統。

（四）合成氨工藝

1、工藝簡介：氮和氫兩種組分按一定比例（1：3）組成的氣體（合成氣），在高溫、高壓下（一般為 15-30MPa)經催化反應生成氨的工藝過程。

2、反應類型：放熱反應。

3、重點監控單元：合成塔、壓縮機、氨儲存系統。

4、工藝危險特點：高溫高壓可燃氣體易爆炸，氣體壓縮機會使潤滑油揮發裂解，高溫使金屬管道發生蠕變，液氨泄漏造成中毒。

5.重點監控工藝參數

合成塔、壓縮機、氨儲存系統的運行基本控制參數，包括溫度、壓力、液位、物料流

量及比例等。

6.安全控制的基本要求

（1）合成氨裝置溫度、壓力報警和聯鎖；

（2）物料比例控制和聯鎖；（3）壓縮機的溫度、入口分離器液位、壓力報警聯鎖；

（4）緊急冷卻系統；

（5）緊急切斷系統；

（6）安全泄放系統；

（7）可燃、有毒氣體檢測報警裝置。

7.宜采用的控制方式

（1）將合成氨裝置內溫度、壓力與物料流量、冷卻系統形成聯鎖關系。

（2）將壓縮機溫度、壓力、入口分離器液位與供電系統形成聯鎖關系。

（3）緊急停車系統。

（4）合成單元自動控制還需要設置以下幾個控制回路：氨分、冷交液位；循環量控制；廢鍋液位；廢鍋蒸汽流量；廢鍋蒸汽壓力。

（五）加氫工藝

1、工藝簡介：加氫是在有機化合物分子中加入氫原子的反應，涉及加氫反應的工藝過程為加氫工藝。

2、反應類型：放熱反應。

3、重點監控單元：加氫反應釜、氫氣壓縮機。

4、重點監控工藝參數

（1）反應釜溫度、壓力、攪拌速率。

（2）氫氣流量。

（3）反應物配料比。

（4）系統氧含量。

（5）冷卻水流量。

（6）氫氣壓縮機運行參數及尾氣組成。

5、控制方式

（1）將加氫反應釜內溫度、壓力與釜內攪拌電流、氫氣流量、加氫反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關系，設立緊急停車系統。

（2）加入急冷氮氣或氫氣的系統—特性要求

（3）當加氫反應釜內溫度或壓力超標或攪拌系統發生故障時自動停止加氫，泄壓并進入緊急狀態。

（4）安全泄放系統。

二、重點監管的危險化工工藝（9 種常見考點工藝）★

（一）氧化工藝

1.工藝簡介：氧化為有電子轉移的化學反應中失電子的過程，即氧化數升高的過程。2.反應類型：放熱反應。

3.常見氧化劑：空氣、氧氣、雙氧水、氯酸鉀、高錳酸鉀、硝酸鹽等。

4.重點監控工藝參數

（1）氧化反應釜內溫度和壓力；

（2）氧化反應釜內攪拌速率；

（3）氧化劑流量；

（4）反應物料的配比；

（5）氣相氧含量；

（6）過氧化物的含量。

5.宜采用的控制方式

（1）將氧化反應釜內溫度和壓力與反應物的配比和流量、氧化反應釜夾套冷卻水進水閥、緊急冷卻系統形成聯鎖關系。

（2）在氧化反應釜處設立緊急停車系統，當氧化反應釜內溫度超標或攪拌系統發生故障時自動停止加料并緊急停車。

（3）配備安全閥、爆破片等安全設施。

（二）過氧化工藝

1.工藝簡介：向化合物分子中引入過氧基(-O-O-)的反應稱為過氧化反應。

2.危險特性：

（1）過氧鍵結合能力弱，斷裂時所需能量不大，對熱、振動、沖擊和摩擦極為敏感，極易分解至爆炸。

（2）反應氣相組合容易達到爆炸極限，具有燃爆危險。

3.反應類型：吸熱或放熱反應。

4.工藝危險：過氧基對熱、振動、沖擊敏感，極易分解爆炸；與有機物、纖維接觸時

發生氧化火災。

5.重點監控工藝參數：釜內溫度、PH、攪拌速率、過氧化劑流量、反應物配料比、過

氧化物濃度、氣相氧含量等。

6.控制方式：反應釜內溫度與攪拌電流、過氧化物流量、冷卻水閥聯鎖，設置緊急停

車系統；過氧化反應系統設置泄爆管和安全泄放系統。

（三）氟化工藝

1.工藝簡介：氟化是化合物的分子中加入氟原子的反應，是強放熱反應。

2.重點監控單元：氟化劑儲運單元。

3.重點監控工藝參數：氟化反應釜內溫度、壓力、攪拌速率、氟化物及助劑流量、反

應物配料比、氟化物濃度。

4.宜采用的控制方式安全控制基本要求：反應釜內溫度和壓力與反應進料、緊急冷卻系統的報警和聯鎖；

攪拌的穩定控制系統；安全泄放系統；可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。

（四）新型煤化工藝

1.工藝簡介：煤化工是指以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料

以及化學品的過程。

2.反應類型：放熱反應。

3.工藝危險：介質有 CO、H2、甲烷、乙烷等燃爆性；高溫高壓?CO?泄漏發生中毒事故；反應速度快，放熱量大，中間產物不穩定，造成火災爆炸。

4.安全控制基本要求

（1）溫度、壓力報警連鎖；

（2）進料介質流量控制聯鎖；

（3）反應系統緊急切斷進料聯鎖；

（4）料、液位控制回路；

（5）H2/CO、NO/O2比例控制聯鎖；

（6）外取熱器蒸氣熱水泵、主流風量聯鎖；

（7）緊急冷卻系統；

（8）安全泄放系統；

（五）氯化工藝

1.工藝簡介：氯化是化合物的分子中引入氯原子的反應。

2.反應類型：放熱反應。

3.重點監控單元：氯化反應釜及氯氣儲運單元。

4.工藝危險點

（1）氯化反應放熱，速度快放熱量較大。

（2）所用的原料大多具有燃爆危險性。

（3）常用的氯化劑氯氣本身為劇毒化學品，氧化性強

（4）氯氣中的雜質，容易引發爆炸危險。

（5）生成的氯化氫氣體遇水后腐蝕性強。

（6）氯化反應尾氣可能形成爆炸性混合物。

——放熱+有毒+爆炸+腐蝕+氧化

5.重點監控工藝參數

氯化反應釜溫度和壓力、攪拌速率；反應物料的配比；氯化劑進料流量；冷卻系統中

冷卻介質的溫度、壓力、流量等；氯氣雜質含量、氯化反應尾氣組成等。

6.安全控制基本要求反應釜溫度和壓力的報警和聯鎖；反應物料的比例控制和聯鎖；攪拌的穩定控制；進料緩沖器；緊急進料切斷系統；安全冷卻系統；安全泄放系統；事故狀態下氯氣吸收中和系統；可然和有毒氣體檢測報警裝置等。

（六）電石生產工藝

1.工藝簡介：以石灰和碳素材料(焦炭、蘭炭、石油焦等)為原料，在電石爐內依靠電

弧熱和電阻熱在高溫進行反應，生成電石的工藝過程。

2.反應類型：吸熱反應。

3.安全控制要求：設置緊急停止按鈕；使用監控系統；爐壓控制；電極升降、電極壓

放、液壓泵站控制；有毒氣體檢測報警；爐氣組分在線檢測、報警和聯鎖。

（七）裂解(裂化)工藝

1.簡介：石油系的烴類在高溫條件下，發生碳鏈斷裂或脫氫反應，生成烯烴及其他產

物的過程。

2.反應類型：吸熱反應。

3.工藝危險：高溫高壓反應，物料超過自燃點，泄漏引火；爐管內壁結焦使流體阻力

增加，影響傳熱甚至導致爆炸；燃料系統大幅度波動，燃料氣壓低可能導致回火，引起爆炸；有些裂解工藝單體會自聚或爆炸。

4.控制基本要求：裂解爐進料壓力、流量控制報警與聯鎖；緊急裂解爐溫度報警和聯

鎖；緊急冷卻、切斷系統；反應壓力與壓縮機轉速及入口放火炬控制；其他專業控制。

（八）聚合工藝

1.工藝簡介：指把單體小分子通過相互連接成為鏈狀大分子,尤其非常大的分子，一般分子量達到 5000 以上，甚至可以達到幾千萬。從而得到一種新的材料的工藝過程。

2.反應類型：放熱反應。

3.危險特性：聚合原料具有自聚合燃爆危險。

4.重點監控單元：聚合反應釜、粉體聚合物料倉。

5.重點監控工藝參數：聚合反應釜內溫度、壓力、攪拌速率；引發劑、冷卻水流量；

料倉靜電、可燃氣體監控等。

6.控制方式：

（1）將聚合反應釜內溫度、壓力與釜內攪拌電流、聚合單體流量、引發劑加入量、聚合反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關系，在聚合反應釜處設立緊急停車系統。

（2）超溫超壓及時加入反應終止劑。

（3）安全泄放系統。高壓聚合反應釜設有防爆墻和泄爆面等。

（九）烷基化工藝

1.工藝簡介：

把烷基引入有機化合物分子中的碳、氮、氧等原子上的反應稱為烷基化反應。2.反應類型：放熱反應。

3.重點監控單元：烷基化反應釜。

4.重點監控工藝參數：烷基化反應釜內溫度和壓力、攪拌速率。反應物料的流量及配

比等。

5.控制方式：將烷基化反應釜溫度和壓力與釜內攪拌、烷基化物料流量、夾套冷卻水

進水閥形成聯鎖關系，當釜內溫度超標時自動停止加料并緊急停車。安全設施包括安全閥、爆破片、緊急放空閥、單向閥及緊急切斷裝置等。

三、十八種危險化工工藝考點總結★★★

（一）工藝危險特點：燃燒、爆炸、腐蝕、中毒。

（二）反應類型

吸熱反應記憶：雙解過電

（三）重點監管的反應單元：儲運單元、反應單元和精制單元

儲運單元—儲運單元存在易燃易爆的氣相介質應重點監測。

反應單元—除氟化反應釜外，均應重點監測。

精制單元—熱不穩定性產品的精制，應重點監測（硝化、偶氮和重氮鹽）

（四）安全控制通用性要求

1.四大參數工藝控制（溫度、流量、壓力和液位）

（1）嚴格控制體系溫度和壓力，設置反應釜溫度的報警和安全聯鎖、設置攪拌體系的穩定控制系統。

（2）嚴密監控試劑流量、投料配比和進料速度，設置自動進料控制和安全聯鎖。

（3）嚴格監控體系壓力，設置反應釜壓力的報警和安全聯鎖。

2.安全控制

（1）反應釜設置緊急切斷系統，實現事故隔離；

（2）反應釜設置緊急停車系統，實現安全聯鎖；（3）反應釜設置緊急冷卻系統，實現強制冷卻；

（4）反應釜設置緊急泄放系統，實現事故卸料；

（5）反應釜設置超限警報系統，實現超限報警；

（6）體系外設置可燃氣體/有毒氣體探測系統，實現事故預警。

（五）特定要求

1.監測加氫反應釜、氧化反應釜內氣相空間的氧含量；

2.監測加氫反應釜釋放尾氣的氫含量；

3.監測硝化反應釜內多硝基副產物含量；

4.氧化（過氧化）工藝中有機過氧化物含量；

5.監測氯化、電解反應中銨離子含量；

6.加氫釜應設置急冷裝置；

7.聚合反應設置聚合反應終止劑。

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