化工设计第三章化工工艺安全设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
容器等处的安全阀，当阀门关闭后，可能由于热膨胀而使压力升高的场所，可以 水平安装； （2）安全阀安装的位置应尽量靠近被保护的设备或管道，如不能靠近布置，则要求 从保护设备管口到安全阀入口之间的压力降不超过该阀定压值的3% （3）安全阀不应安装在长的水平管道的死端，防止死端积聚固体或液体物料，以免 影响安全阀的正常工 （4）安全阀应安装在易于检修和调节之处，周围要有足够的工作空间； （5）由于大直径安全阀重量大，故在布置时要考虑大直径安全阀安装吊装的空间 （6）安全阀入口要采用长半径弯头； （7）排入密封系统的安全阀出口管道应顺介质流向45°， （8）安全阀进口不能出现“袋形”，安全阀出口较长时，宜设一定的坡度（干气系 统除外）； （9）安全阀排放管道向大气排放时，要注意排出口不能朝向设备、平台、梯子、电 缆等。 （10）安全阀进口管道上设有切断阀时，应选择单板闸阀，并铅封开，阀杆应水平 安装，不可朝上，以免阀杆和阀板连接的销钉腐蚀或松动时，阀板下滑。当安全 设置旁通阀时，该阀应铅封关。
15.自动控制的安全设计
自动控制在安全方面的重要性 是生产装置的眼睛和耳朵 是生产装置的大脑 可燃气体报警仪 安全连锁系统
16.电气的安全设计
爆炸区域图 防雷设计 电气的防火防爆设计 防静电设计 消防报警系统的设计
17.消防设计
确定消防用水量 设计消防系统 水消防系统 泡沫消防系统
二、规范标准的应用
13.安全泄压装置主要作用
安全泄压装置主要作用是防止压力容器、 锅炉和管道等受压设备因火灾、操作故障 或停水，停电造成压力设备超过其设计压 力而发生爆炸事故，当设备内介质的压力 达到预定值时，安全泄压装置立即动作， 泄放出压力介质。
安全阀的安装及管道布置设计的要点
（1）在设备或管道上的安全阀一般应直立安装。但对设置对液体管道、换热器或
9.调解阀组安装的一般要求
（1）调节阀应尽量正立、垂直安装于水平管道上 (2) 为了便于操作和维修，调节阀组应尽量安装在地面或平台上，且易
于接近的地方。 （3）调节阀的膜头与旁通观外壁净距离应大于200mm
(4) 调节阀与隔断阀的直径不同时，异径管应尽量靠近条件阀安装 （5）隔断阀的作用是当调节阀检修时关闭管道用，故应选用闸阀，旁
1. 何为压力容器 最高工作压力大于0.1MPa 内经大于等于0.15m 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液 体 2。如何提交压力容器工艺条件设计条件
正确确定操作温度和操作压力 压力容器的安全措施 a. 设备自身的安全设计 b. 进料控制措施 c. 安全释放措施 d. 温度控制措施
有止回阀； （5）在满足工艺要求的前提下，泵的管道、阀门手轮不得
影响泵正常运行和维修检查所需的空间；
11.泵的六种保护线
（1）暖泵线 （2）小流量线 （3）平衡线 （4）旁通线 （5）防凝线 （6）安全阀线 其作用是为了使泵体不受损害和正常运行，要根据 使用条件设置泵的保护线。
12.压力容器工艺方面的安全设计
2。物料介质火灾危险性分类 a. 液态烃、可燃液体的火灾危险性分类
类别
甲
A
B
乙
A
B
丙
A
名称
特征
液化烃 甲A液化烃15℃时的蒸汽压力>0.1MPa的烃 类液体及其他类似的液体
可燃液体 甲A类以外闪点<28℃
闪点≥28℃至≤45℃
闪点>45℃至<60℃
闪点≥60℃至≤120℃B
Baidu Nhomakorabea
B
闪点>120℃
b.可燃气体的火灾危险性分类
4.石油化工生产装置中防止爆炸的基本措施
(1)首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能减少到最低程度； (2)工艺设计中英采取消除或减少易燃物质的产生和积聚的措施； (3)工艺流程中采取较低的压力和温度，将可燃物质限制在密闭的容器内
； (4)工艺布置应限制和缩小危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险
8. 可燃液体、可燃气体、液化烃的管道设计原则
（1）管道不得穿越与其无关的建筑物
（2)管道架空或沿地敷设 （3）必须采用管沟敷设时，应采取防止气体或液体在管沟
内积聚的措施，并在进、出装置及厂房处密封隔断。 （4）管沟内的污水，应经水封冰排入生产污水管道 （5）取样管道不应引入化验室 （6）金属管道除特殊需要法兰连接外，均采用焊接连接。
正确确定设备之间的安全距离（防火防爆）
工艺装置之间的防火间距是指工艺装置最外 侧的设备外缘或建筑物、构筑物的最外轴 线间的距离
设备之间的防火距离是指设备外缘之间的距 离
7.管道的工艺设计和安全设计
管道敷设的几种形式 (1) 架空敷设 (2) 地下敷设 埋地敷设 管沟敷设 架空敷设的原则 (1)大直径的管道靠近管廊布置 (2)小直径、气体共用工程管道宜布置在管廊中间 （3）工艺管道宜布置在与管廊相连接的设备一侧 （4）需要热补偿的高温管道，应布置在靠近柱子处，补偿器应集中 布置。 （5）低温核液化石油气管道，不应靠近热管道布置 （6）对于双层管廊，气体管道、热管道、共用工程管道、泄压总管 、火炬干管，仪表和电气电缆桥架易布置在上层；一般工艺管道 、腐蚀性管道、低温管道宜布置在下层。
去或爆炸区与非爆炸区分隔在各自的厂房或界区内 (5)在设备内科采用氮气或惰性气体覆盖的措施 (6）宜采取安全连锁或事故时加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施； (7)防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间。
宜采取下列措施
5.工艺设计宜采取的对策措施
a.工艺装置宜采取露天或敞开布置； b. 设置机械通风装置 c. 在爆炸危险环境内设置正压室； d. 对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地 点设置自动测量仪器装置，当气体或蒸汽浓度接 近下限的50%时，应能可靠地发出信号或切断电 源。 f. 在爆炸危险区域内应采取消除或控制电气线路 产生的火花、电弧或高温的措施。
通阀是为调节流量之用，一般选用截止阀，但通经大于150mm时，可 选用闸阀。 （6）热管道上的调节阀组的支架，两个支架应有一个固定支架，另一 个是滑动支架 （7）在一个区域内，有较多调节时，在满足操作、检修和安全通道的 条件下，应考虑形式统一，整齐、美观。 （8）要注意工艺过程对调节阀位置有无特殊要求
一次危险：是设备或系统内潜在着发生火灾或爆炸的 危险，但在正常操作状态下，不会危害人身安全。
次生危险：是指由于一次危险而引起的危险，它会直 接危害到人身的安全、毁害设备和建筑物
石油化工装置中产生爆炸必须同时存在的条件 a. 存在可燃气体、可燃液体的蒸汽或薄雾，其浓度在 爆炸极限范围内； b. 存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧或高 温 爆炸区域：爆炸性混合物出现的或预期出现的数量达 到足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取预防 措施的区域。
10.泵类的管道设计一般要求
（1）泵进出口管道要有足够的柔性，以减少管道作用在泵
管口处的应力和力矩 （2）泵的吸入管道应满足泵的“汽蚀余量”的要求，管道
应尽可能短，少拐弯，不宜有“袋形” （3)当泵吸入管道较长时，宜设计成一定的坡度（i=5‰),泵
比容器底时宜坡向泵，泵比容器高时宜坡向容器。 （4为防止泵流体倒流引起泵叶轮倒转，泵出口一般都需要
化工设计
第三讲 化工工艺的安全设计
一、工艺设计的安全性
1。 危险物质的几个重要参数和名词
燃点——是指可燃物质加温受热、并点燃所需的最低温度 闪点——是指可燃液体挥发出来的蒸汽与空气形成的混合 物遇火源能够发生闪燃的最低温度。 自然点——是指可燃物质达到某一温度时，与空气接触， 无需引火即可剧烈氧化燃烧，发生这种情况的最低温度 爆炸极限—可燃气体、可燃液体的蒸汽或可燃粉尘和空气 混合达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸。达到爆炸 的空气混合物的浓度，称之为爆炸极限，保证极限通常以 可燃气体、蒸汽或粉尘在空气中的体积百分数来表示，最 低浓度称为“爆炸下限”，最高浓度称为“爆炸上限”
14.储罐的安全设计
1。要满足储罐之间的防火间距
液体类别 固定顶罐
浮顶罐
≤1000m3 >1000m3
卧罐
甲B、乙类 0.6D
0.6D
0.4D
丙A
0.4D但不宜大于15m
丙B
2m
5m
0.8m
要采取氮封 采取水喷淋降温 进出管道要有柔性设计 要有高低液位的安全设计 要有可燃气体检测仪 安全阀不得采取金属面密封 要有安全围堰和隔油措施
2.1 规范标准在工程设计中的地位 标准规范是工程设计的准绳，任何的设计必须遵 守相应的标准规范，必须在标准规范的范围内部 进行设计活动。 查阅规范标准的基本方法及注意事项 1。规范标准的时效性 2。规范标准的适用范围 3。规范标准中“宜”和“应”的区别 4。规范标准的解释条文
类别 甲类 乙类
可燃气体与空气混合 物的爆炸下限 <10%（体积）
≥10%（体积）
3.爆炸性气体环境危险区域的划分原则
是根据爆炸新气体混合物出现的频繁程度和持续时间。按 照以下进行分区 0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 1区：在正常运行时可能出现出现爆炸性气体混合物的环 境 2区：在正常运行时不可能出现出现爆炸性气体混合物的 环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的 环境 当易燃物质可能大量释放并扩散到15m至30m范围，地面 上0.6m以内，该爆炸危险区域的范围应划分为附加2区。
6.设备布置得安全设计
执行的规范标准
GB50160《石油化工企业设计安全防火规范》 GBJ16-87（2002版）《建筑设计防火规范》 GB5005-92 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
• 装置布置设计的三重安全措施 安全生产对石油化工企业特别重要。这是因为石油化工企业 的原料和产品绝大多数属于可燃、一包或有毒物质。潜在着 火灾、爆炸或中毒的危险。 火灾和爆炸的危险程度，从生产安全的角度来看，可划分为 一次危险和次生危险两种。装置布置设计的三重安全措施是 根据有关防火防爆规范，首先预防一次危险引起的次生危险 ，其次是一旦发生次生危险则尽可能限制其危害程度和范围 ，第三是次生危险发生以后，能为及时抢救和安全疏散提供 方便。
15.自动控制的安全设计
自动控制在安全方面的重要性 是生产装置的眼睛和耳朵 是生产装置的大脑 可燃气体报警仪 安全连锁系统
16.电气的安全设计
爆炸区域图 防雷设计 电气的防火防爆设计 防静电设计 消防报警系统的设计
17.消防设计
确定消防用水量 设计消防系统 水消防系统 泡沫消防系统
二、规范标准的应用
13.安全泄压装置主要作用
安全泄压装置主要作用是防止压力容器、 锅炉和管道等受压设备因火灾、操作故障 或停水，停电造成压力设备超过其设计压 力而发生爆炸事故，当设备内介质的压力 达到预定值时，安全泄压装置立即动作， 泄放出压力介质。
安全阀的安装及管道布置设计的要点
（1）在设备或管道上的安全阀一般应直立安装。但对设置对液体管道、换热器或
9.调解阀组安装的一般要求
（1）调节阀应尽量正立、垂直安装于水平管道上 (2) 为了便于操作和维修，调节阀组应尽量安装在地面或平台上，且易
于接近的地方。 （3）调节阀的膜头与旁通观外壁净距离应大于200mm
(4) 调节阀与隔断阀的直径不同时，异径管应尽量靠近条件阀安装 （5）隔断阀的作用是当调节阀检修时关闭管道用，故应选用闸阀，旁
1. 何为压力容器 最高工作压力大于0.1MPa 内经大于等于0.15m 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液 体 2。如何提交压力容器工艺条件设计条件
正确确定操作温度和操作压力 压力容器的安全措施 a. 设备自身的安全设计 b. 进料控制措施 c. 安全释放措施 d. 温度控制措施
有止回阀； （5）在满足工艺要求的前提下，泵的管道、阀门手轮不得
影响泵正常运行和维修检查所需的空间；
11.泵的六种保护线
（1）暖泵线 （2）小流量线 （3）平衡线 （4）旁通线 （5）防凝线 （6）安全阀线 其作用是为了使泵体不受损害和正常运行，要根据 使用条件设置泵的保护线。
12.压力容器工艺方面的安全设计
2。物料介质火灾危险性分类 a. 液态烃、可燃液体的火灾危险性分类
类别
甲
A
B
乙
A
B
丙
A
名称
特征
液化烃 甲A液化烃15℃时的蒸汽压力>0.1MPa的烃 类液体及其他类似的液体
可燃液体 甲A类以外闪点<28℃
闪点≥28℃至≤45℃
闪点>45℃至<60℃
闪点≥60℃至≤120℃B
Baidu Nhomakorabea
B
闪点>120℃
b.可燃气体的火灾危险性分类
4.石油化工生产装置中防止爆炸的基本措施
(1)首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能减少到最低程度； (2)工艺设计中英采取消除或减少易燃物质的产生和积聚的措施； (3)工艺流程中采取较低的压力和温度，将可燃物质限制在密闭的容器内
； (4)工艺布置应限制和缩小危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险
8. 可燃液体、可燃气体、液化烃的管道设计原则
（1）管道不得穿越与其无关的建筑物
（2)管道架空或沿地敷设 （3）必须采用管沟敷设时，应采取防止气体或液体在管沟
内积聚的措施，并在进、出装置及厂房处密封隔断。 （4）管沟内的污水，应经水封冰排入生产污水管道 （5）取样管道不应引入化验室 （6）金属管道除特殊需要法兰连接外，均采用焊接连接。
正确确定设备之间的安全距离（防火防爆）
工艺装置之间的防火间距是指工艺装置最外 侧的设备外缘或建筑物、构筑物的最外轴 线间的距离
设备之间的防火距离是指设备外缘之间的距 离
7.管道的工艺设计和安全设计
管道敷设的几种形式 (1) 架空敷设 (2) 地下敷设 埋地敷设 管沟敷设 架空敷设的原则 (1)大直径的管道靠近管廊布置 (2)小直径、气体共用工程管道宜布置在管廊中间 （3）工艺管道宜布置在与管廊相连接的设备一侧 （4）需要热补偿的高温管道，应布置在靠近柱子处，补偿器应集中 布置。 （5）低温核液化石油气管道，不应靠近热管道布置 （6）对于双层管廊，气体管道、热管道、共用工程管道、泄压总管 、火炬干管，仪表和电气电缆桥架易布置在上层；一般工艺管道 、腐蚀性管道、低温管道宜布置在下层。
去或爆炸区与非爆炸区分隔在各自的厂房或界区内 (5)在设备内科采用氮气或惰性气体覆盖的措施 (6）宜采取安全连锁或事故时加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施； (7)防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间。
宜采取下列措施
5.工艺设计宜采取的对策措施
a.工艺装置宜采取露天或敞开布置； b. 设置机械通风装置 c. 在爆炸危险环境内设置正压室； d. 对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地 点设置自动测量仪器装置，当气体或蒸汽浓度接 近下限的50%时，应能可靠地发出信号或切断电 源。 f. 在爆炸危险区域内应采取消除或控制电气线路 产生的火花、电弧或高温的措施。
通阀是为调节流量之用，一般选用截止阀，但通经大于150mm时，可 选用闸阀。 （6）热管道上的调节阀组的支架，两个支架应有一个固定支架，另一 个是滑动支架 （7）在一个区域内，有较多调节时，在满足操作、检修和安全通道的 条件下，应考虑形式统一，整齐、美观。 （8）要注意工艺过程对调节阀位置有无特殊要求
一次危险：是设备或系统内潜在着发生火灾或爆炸的 危险，但在正常操作状态下，不会危害人身安全。
次生危险：是指由于一次危险而引起的危险，它会直 接危害到人身的安全、毁害设备和建筑物
石油化工装置中产生爆炸必须同时存在的条件 a. 存在可燃气体、可燃液体的蒸汽或薄雾，其浓度在 爆炸极限范围内； b. 存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧或高 温 爆炸区域：爆炸性混合物出现的或预期出现的数量达 到足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取预防 措施的区域。
10.泵类的管道设计一般要求
（1）泵进出口管道要有足够的柔性，以减少管道作用在泵
管口处的应力和力矩 （2）泵的吸入管道应满足泵的“汽蚀余量”的要求，管道
应尽可能短，少拐弯，不宜有“袋形” （3)当泵吸入管道较长时，宜设计成一定的坡度（i=5‰),泵
比容器底时宜坡向泵，泵比容器高时宜坡向容器。 （4为防止泵流体倒流引起泵叶轮倒转，泵出口一般都需要
化工设计
第三讲 化工工艺的安全设计
一、工艺设计的安全性
1。 危险物质的几个重要参数和名词
燃点——是指可燃物质加温受热、并点燃所需的最低温度 闪点——是指可燃液体挥发出来的蒸汽与空气形成的混合 物遇火源能够发生闪燃的最低温度。 自然点——是指可燃物质达到某一温度时，与空气接触， 无需引火即可剧烈氧化燃烧，发生这种情况的最低温度 爆炸极限—可燃气体、可燃液体的蒸汽或可燃粉尘和空气 混合达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸。达到爆炸 的空气混合物的浓度，称之为爆炸极限，保证极限通常以 可燃气体、蒸汽或粉尘在空气中的体积百分数来表示，最 低浓度称为“爆炸下限”，最高浓度称为“爆炸上限”
14.储罐的安全设计
1。要满足储罐之间的防火间距
液体类别 固定顶罐
浮顶罐
≤1000m3 >1000m3
卧罐
甲B、乙类 0.6D
0.6D
0.4D
丙A
0.4D但不宜大于15m
丙B
2m
5m
0.8m
要采取氮封 采取水喷淋降温 进出管道要有柔性设计 要有高低液位的安全设计 要有可燃气体检测仪 安全阀不得采取金属面密封 要有安全围堰和隔油措施
2.1 规范标准在工程设计中的地位 标准规范是工程设计的准绳，任何的设计必须遵 守相应的标准规范，必须在标准规范的范围内部 进行设计活动。 查阅规范标准的基本方法及注意事项 1。规范标准的时效性 2。规范标准的适用范围 3。规范标准中“宜”和“应”的区别 4。规范标准的解释条文
类别 甲类 乙类
可燃气体与空气混合 物的爆炸下限 <10%（体积）
≥10%（体积）
3.爆炸性气体环境危险区域的划分原则
是根据爆炸新气体混合物出现的频繁程度和持续时间。按 照以下进行分区 0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 1区：在正常运行时可能出现出现爆炸性气体混合物的环 境 2区：在正常运行时不可能出现出现爆炸性气体混合物的 环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的 环境 当易燃物质可能大量释放并扩散到15m至30m范围，地面 上0.6m以内，该爆炸危险区域的范围应划分为附加2区。
6.设备布置得安全设计
执行的规范标准
GB50160《石油化工企业设计安全防火规范》 GBJ16-87（2002版）《建筑设计防火规范》 GB5005-92 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
• 装置布置设计的三重安全措施 安全生产对石油化工企业特别重要。这是因为石油化工企业 的原料和产品绝大多数属于可燃、一包或有毒物质。潜在着 火灾、爆炸或中毒的危险。 火灾和爆炸的危险程度，从生产安全的角度来看，可划分为 一次危险和次生危险两种。装置布置设计的三重安全措施是 根据有关防火防爆规范，首先预防一次危险引起的次生危险 ，其次是一旦发生次生危险则尽可能限制其危害程度和范围 ，第三是次生危险发生以后，能为及时抢救和安全疏散提供 方便。