化工、石油化工机械设备事故分析和预防讲义.pdf

化工、石油化工 机械设备 事故分析与预防 讲义 第一章 化工、石油化工机械设备 事故分析与预防概论 第一节 化工、石油化工机械设备安全运行生产中的 重要地位 一、化工、石油化工（石化）机械设备在化工、石化生产中的应用 化工、石化机械设备包括容器、换热器、反应器、塔器、干燥器、管式炉以及气体压缩 机、风机、泵、离心机等，是化工、石化生产的重要生产工具。将容器、换热器-、反应器、 塔器、干燥器、管式炉等称为静设备（简称设备），将气体压缩机、风机、泵、离心机称为 动设备（简称机器）。 设备在化工、石化生产所有的机械设备中约占 80%。它广泛用于传热、传质、化学反 应和物料贮存等方面。 由于生产工艺上的要求，一些化学反应要求在高压条件下进行，从而有利于合成与聚合。 例如，从国外引进的年产 18 万吨低密度聚乙烯生产装置中，乙烯原料气的聚合反应是在压 力为 100～150 MPa 的反应釜内进行的；在石油炼制中，原料油加氢、脱硫、脱氮和裂化反 应是在一定压力的反应器中实现的。同时，许多产品的生产也要求在高温条件下进行。为了 维持反应温度和有效地利用废热，总是伴随着各种各样的传热过程，如加热、冷却、冷凝、 蒸发。根据使用目的的不同，所采用的换热装置有加热器、冷却器、蒸发器和重沸器等。据 统计，在现代石油炼制中，换热器的投资占全部工艺设备投资的 40% 。 在生产中，气—液、液—液两相接触进行传质及传热的过程是常见的，如精馏、吸收、 萃取、气体增湿、离子交换等，这些过程大多是在塔设备内进行的。据粗略统计，在石油炼 制工厂中，塔设备的投资占全厂设备总投资的 10%～20% ，塔设备钢材消耗量几乎占全厂设 备总重的 25%～30% 。 气体、液体的贮存和输送离不开贮槽和贮罐。例如，低、高压乙烯气体受槽、压缩机级 间缓冲器是起缓冲作用的贮罐；用于贮存压缩空气或液化气体的压缩空气贮罐、氧气瓶、氯 气瓶；广泛用于炼油装置储运系统的圆筒贮罐、石油液化气的球形贮罐以及用于油水分离的 分离器、计量用的计量槽等。 在生产中，从原料到半成品再到最终产品大多是流体，而流体的输送和提高流体压力以 及自控仪表装置的风源等都离不开泵和压缩机。例如，高压法制聚乙烯需将乙烯气体由 0.03 MPa 加压至反应压力 130～250 MPa ；石油炼制中将碳氢化合物中的重组分裂化为轻组分， 要求加氢的压力为 15 MPa，这一切都必须由压缩机来完成；又如，需要通过泵输送清水、 酸碱溶液、液氨、有机溶剂、铜液和石油产品等液体并提高它们的压力。泵的应用广泛，是 仅次于电动机的第二类通用机械。 生产中，需要用离心机把液—液、液—固相混合物分离。例如，炼油生产中高级润滑油、 燃料油的提纯；合成纤维、聚氯乙烯的脱水等，都需要离心机来实现。 化工、石化厂中使用的各种离心式压缩机、风机和水泵通常都采用汽轮机作原动机。工 厂中带动各类风机和泵的中小型汽轮机为数也极多。 二、化工、石化生产的特点及安全要求 化工、石化生产的特点如下： （1）易燃易爆 化工、石化生产，从原料到产品，包括半成品、中间体、添加剂、催 化剂、各种溶剂和试剂等，绝大多数是易燃易爆的气体、液体，在高温、高压、深冷、真空 条件下极易泄漏或挥发，甚至达到物质的自燃点。如果操作失误、违反操作规程或设备年久 失修，发生燃烧爆炸事故的可能性、破坏性极大。加上有些物质还是有腐蚀、有毒的，就更 加剧了事故发生的危险性和危害性。许多生产过程中物料需加热，日常设备检修还必须动用 明火，这样一旦设备发生燃烧爆炸事故，不仅会损坏设备本身，还会毁坏厂房建筑，甚至造 成人员伤亡。 （2 ） 具有腐蚀性和毒性 化工、石化生产处理的物料，有些具有腐蚀性和毒性，如氰 化物、硫化物、氟化物、氢氧化物、烃类等。如果这些物质泄漏到车间内，当其浓度超过容 许浓度时，就会严重影响工人的身心健康，甚至造成中毒死亡事故。 此外，工业噪声、高温、粉尘和射线也会对职工和附近居民带来严重危害，导致各种职 业性疾病的发生。 （3 ）高温高压 化工、石化生产的工艺过程有高温、低温、高压、高真空度、大流量、 高转速等各种情况。例如，在高压聚乙烯生产中反应器的压力为 130～250MPa ，蒸汽裂解 炉管壁温度高达