W多致夜工辱儻化工安全設計學院 化學與材料工程學院班級學號

設計任務書學生姓名(學號)課程名稱 化工安全課程設計設計題目30萬噸/年乙酸乙烯酯工廠進行安全設計完成期限自2016年6月20日至2016年7月10日 共三周設計依據1、《建筑設計防火規范》GB50016-20062、《石油化工企業廠區綠化設計規范》SHJ8-893、《石油化工工藝裝置布置設計規范》SH3011-2011對化工廠的平面布置，化工工藝，消防系統，建筑安全方面做了綜合的設計分析。設計要求及主要內容設計要求：通過本課程的學習，要求學生初步掌握化工安全設計的基本原理、程序和方法，能根據所學理論知識，對設計項目的生產工藝進行分析和論證，并根據物料衡算和能量衡算選擇合適的設備、裝置、管線及其他附屬設施，最后分析其安全生產條件和經濟效益情況，并獨立完成設計計算，繪制設計圖紙，編制課程設計報告書，正確闡述設計過程和分析結果。主要內容：1、總平面布置安全設計2、化工裝置及設備安全設計3、配套設施及公用工程安全設計4、消防和報警系統安全設計參考資料[1]《建設項目環境風險評價技術導則》(HJ/T169-2004)[2]解立峰，防火防爆工程；冶金工業出版社[3]《石油化工工藝裝置布置設計規范》SH3011-2011[4]陳聲宗，楊澤慧，尹疆.化工設計[M].北京:化學工業出版社,2013,259-284[5]李萌中.化工防火防爆手冊.中國石化出版社，2003[6]《建筑設計防火規范》GB50016-2006[7]《石油化工企業廠區綠化設計規范》SHJ8-8TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument".化工廠選址及總平面布置 1\o"CurrentDocument"乙酸乙烯酯的化學特性 1\o"CurrentDocument"化工廠選址應當遵循的原則 1\o"CurrentDocument"化工廠大致布局要求 1\o"CurrentDocument"工藝裝置區 1\o"CurrentDocument"罐區 2\o"CurrentDocument"公用設施區 3\o"CurrentDocument"生產輔助區 3\o"CurrentDocument"布局要求 3總平面布置的安全要點 4\o"CurrentDocument".生產工藝流程設計 7\o"CurrentDocument"主反應方程式： 7主要的副反應方程式： 8生產工藝流程示意圖 8\o"CurrentDocument".主要生產裝置危險和可操作性分析 8\o"CurrentDocument"HAZOP分析的原理是什么？ 8HAZOP的應用范圍? 9HAZOP相關術語 9乙酸乙烯酯的特性及安全措施和應急處置原則 9\o"CurrentDocument".主要設備的工藝設計和選型 11\o"CurrentDocument"固定床反應器 11\o"CurrentDocument"板式分離塔 12\o"CurrentDocument"主要設備一覽表 13\o"CurrentDocument".車間布置設計 14概述 14車間布置的基本原則和要求[21] 14\o"CurrentDocument".公用工程設施 16\o"CurrentDocument"電氣設施 16\o"CurrentDocument"水和蒸汽設施 17\o"CurrentDocument"供氧空氣和輔助氣體設施 18\o"CurrentDocument"廢料處理設施 19\o"CurrentDocument".消防設施 20\o"CurrentDocument"消防規范 20\o"CurrentDocument"消防設備 21\o"CurrentDocument"參考文獻 21附錄一： 23.化工廠選址及總平面布置乙酸乙烯酯的化學特性醋酸乙烯(Vinylacetate,簡稱VAc),全稱為醋酸乙烯酯，分子式C4H6O2,結構式是CH3COOH=CH2,分子量86.09。在常溫下醋酸乙烯是一種無色透明液體，易揮發、稍有毒性、帶有特殊的氣味，對人的眼睛和皮膚有刺激作用。它的蒸汽為濕麻醉劑，能刺激皮膚及呼吸器官。醋酸乙烯能與水部分互溶，與甲醇、乙醇等形成共沸物，能與苯、水形成三元恒沸物。醋酸乙烯的熔點-92.3℃,沸點72.2℃,相對密度0.9317,折射率1.3953,閃點-1℃,爆炸極限2.6?13.4(V%),能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、四氯化碳等有機溶劑，不溶于水。醋酸乙烯是不飽和的竣酸酯，由于分子內存在不飽和雙鍵及較基，化學性質活潑，能夠發生聚合反應、加成反應、水解反應、乙烯基轉移反應、氧化反應等化學反應。化工廠選址應當遵循的原則1、廠址宜選在原料、燃料供應和產品銷售便利的地區，并在儲運、機修、公用工程和生活設施等方面具有良好協作條件的地區。2、廠址應靠近水量充足、水質良好，電力供應充足的地方。3、廠址應選在有便利交通的地方。4、選廠應注意節約用地，不占或少占耕地，廠區的面積形狀和其它條件應滿足工藝流程合理布置的需要，并要予留適當的發展余地。5、選廠應注意當地的自然環境條件，工廠投產后對周圍環境造成的影響作出預評價，工廠的生產區和居民區的建設地點應同時選定。化工廠大致布局要求工藝裝置區.工藝裝置區的布置，應符合GB50160及SH3053有關規定。.工藝裝置區的工藝裝置宜集中控制、合理布置，區內的建筑物宜合并布置。工藝裝置宜按其生產類型、開停工特征、火災危險性類別、污染環境程度、物料運輸方式和生產聯系緊密程度等因素，合理組合布置。.工藝裝置區宜布置在人員集中場所的全年最小頻率風向的上風側，并位于輕油成品罐區及油品裝卸設施的全年最小頻率風向的下風側。.工藝裝置區的布置，應力求減少工藝裝置之間管線的迂回往返，并應盡量集中工藝裝置架空管線的出入口。工藝裝置內、外架空主管帶的布置，是采用相互平行式還是相互垂直式，應經技術經濟比較確定。.在滿足生產、檢修和消防的前提下，應盡量減少工藝裝置內部和工藝裝置間的道路。.工藝裝置與其相鄰系統單元或獨立建（構）筑物之間的距離，應根據兩單元的平面布置、性質、火災危險性及兩單元間的管帶和道路寬度等因素，合理確定。罐區.易燃品倉庫與罐區之間應隔離開，嚴禁無關人員和車輛進入罐區及站臺，嚴格禁火管理；.經允許進入站臺區卸液氨、硫酸等原料的車輛，要嚴格遵守《危險物料槽車卸車安全規定》，灌區工作人員在卸車時加強現場的檢查、監督，嚴禁外來人員動用罐區內的管線、閥門、儀表等；.罐區擴、改建施工要嚴格遵守《邊生產邊施工安全管理規定》，制訂安全措施，采取必要的安全隔離措施，嚴格動火、進設備內作業等十大直接作業環節安全監督和安全作業票證管理，落實施工主管部門、公用工程部及施工單位的安全職責；.完善罐區各崗位的安全生產〃一崗一責制〃，及時修訂《安全技術規程》、《崗位操作法》、《事故預案》并嚴格執行，特別是要認真做好高溫季節〃防火防爆防超溫防超壓防超貯〃等安全生產工作，以及冬季防凍防凝防滑工作，避免重大、特大事故的發生；.罐要有位號及所貯存物料名稱標志，管線應標有管道位號、物料名稱及走向;.制訂具體的巡檢要求，嚴格執行崗位巡檢制度，規范檢查項目；.對進出罐區物料的關鍵操作要實行看板管理，現場閥門開關的狀況在控制室要有明顯的標記或顯示，避免誤操作，并有防止誤操作和防止超貯外溢的安全措施；.貯罐發生高低液位報警或可燃氣體報警器報警時，必須到現場檢查確認，采取措施，嚴禁隨意消除報警。.雨季防火堤內積水，要及時排出，排出后立即關閉出水口；.罐區儀表及安全設施必須及時維護保養，確保完好。公用設施區公用設施的布置，應靠近其負荷中心。生產輔助區總控制室：位于主風向的上風方向，為全場自動控制的中心，生產區，儲罐區及輔助生產設施的運行情況、同時負責與各部門的聯系，調整生產指標。消防站：位于廠區的東部，此處交通方便，消防可方便到達廠區各處。消防站不位于生產區的下風方向且各部門的距離適中，能快速到達生產區。若生產區發生火災，消防站不受大的影響，占地面積約為500m2。維修站：負責設備的維修工作，位于廠區的安全區域。配電站：位于廠區邊緣，方便線路的進出。設置在廠區中部西面。此處處于廠區邊緣又靠近負荷中心。布局要求滿足生產工藝和物料運輸流向要求。b、執行國家現行的生產、管理、防火、衛生和安全規范的要求。c、結合地形、地質、氣象和周圍環境等條件，因地制宜，節約用地。d、避免人流和物流的交叉，確保交通順暢。e、搞好環境綠化和美化，改善和創造人工空間環境。供水、供電、供氣供電由工業園的變壓站提供，電先進入工廠配電站，然后送至工廠的車間變電所，之后由變電所為工廠提供用電、變電站位于廠區邊緣，同時靠近生產區。供水由工業園的供水網絡引入工廠后，通過工廠的給水網絡分配到工廠的用水戶。總平面布置的安全要點(1)施工基準。施工基準一般與計劃地基面一致，計劃地基面應不受高潮位、洪水、地形等影響。如果占地面積大或地勢高低相差很大，也可將占地分為若干區，分別給定施工基準面。(2)建筑物的組合安排。建筑物的組合安排，涉及建筑體型、朝向、間距、布置方式所在地段的地形、道路、管線的協調等。建筑物的建筑層次，應根據土壤承載能力來確定，有地下室設施的建、構筑物應布置在地下水位較低的地方。對散發有毒害物質的生產工藝裝置及其有關建筑物應布置在廠區的下風向。為了防止在廠區內有害氣體的彌漫和影響，并能迅速予以排除，應使廠區的縱軸與主導風向平行或忘45°交角。對化學工廠中需加速氣流擴散的部分建筑物，應將長軸與主導風向垂直或三45°交角，這樣可以有效地利用人為的穿堂風，以加速氣流的擴散。建筑物的方位應保證室內有良好的自然采光和自然通風，但應防止過度的日曬。最適宜的朝向應根據不同緯度的方位角來確定。為了有利于自然采光，各建筑物之間的距離，應不小于相對兩建筑物中最高屋檐的高度。(3)廠區內道路布置。化工廠內道路布置應滿足廠內交通運輸、消防順暢，車流、人行安全，維護廠區正常的生產秩序。根據滿足工藝流程的需要和避免危險、有害因素交叉相互影響的原則，合理規劃廠內交通路線。大型化工廠的人流和貨運應明確分開，危險貨物運輸需有單獨路線，主要人流出入口與主要貨流出入口分開布置，主要貨流出口、入口宜分開布置；工廠交通路線應盡可能作環形布置，道路的寬度原則上應能使兩輛汽車對開錯車；道路凈空高度不得＜5m。在廠區周圍及中間設置的主干道，將全廠劃分為幾個區域，每個區域的大小一般是90mx120m。考慮到安全可增加空間，主干道的寬度一般為15-30m。在一個區域內如有兩個以上裝置，在裝置之間要設次干道，次干道的寬度也要考慮到裝置的施工及維修，一般為6-8m。設置主干道和次干道應不影響消防及地下埋設物的維修，不應有死路。（4）工藝裝置區內設備的配置。設備合理的配置既可降低建設和操作費用又可充分保證安全。大多數塔器、筒體、換熱器、泵和主要管線成直線排列的區域規劃方法是傳統常用方法，這種設備排列方法的主要特點是：1）設備配置直線的兩邊都與廠區道路連接。這樣，在火災或其他緊急情況時，設備配置線主要部分的兩邊都有方便的通路。連接道路可以作為阻火堤，把設備配置線與廠區其余部分隔離。2）鋼制框架與道路鄰接。熱交換器設置在框架上部，冷卻水箱設置在框架下部。吊車可以方便地駛入，安全裝運熱交換器的管束、管件和較重的組件。冷卻水箱設置在框架上使得整個冷卻水系統的維修極為方便，而不必挖掘裝置周圍和裝置之下的地基。3）設備配置直線上的精餾塔、熱交換器、餾出液接收器、回流筒等裝置，一般采用框架結構平坡式布局方式。框架結構在精餾塔旁邊提供了開放區域，塔板和其他塔內件易于拆卸裝車運至維修區。在線的塔器、回流筒、熱交換器之下的平坡低洼部分，對于易燃或毒性溢流物可以起截流的作用，防止污水管將其排凈前擴散至單元的其他區域。4）泵排設置在設備配置直線的旁邊，與道路鄰接。泵排上面沒有任何障礙物，使得泵和傳動裝置維修時便于移動。5）筒體、泵、裝配有觀測平臺的蒸餾塔以及需要橋式吊車鋼梁導軌吊人的設備，按序定在設備配置線上，從而把相關的危險操作集中在一起。設備以安裝在地平面上為宜。但是由于過程原因，如蒸餾塔或吸收塔，噴霧干燥塔或立式反應器，需要提供重力自流或泵的負壓壓頭的設備等，設備提升是不可避免的。重的設備應盡量避免高位安裝，最好和其他設備在同一水平線上或者有堅實的基座。⑸原料的接收、產品生產及出廠系統的設計。原料的接收、儲存設備及產品的儲存、出廠設備等，應充分考慮到利用廠區周圍的鐵路、船舶、公路等運輸條件，各裝置之間的原料、中間產品、產品等物料的流動不應交叉，途徑應最短。除非絕對必要，鐵路支線才引入廠區。當鐵路支線引入廠區時，應該提供貨車可能脫軌的充分空間。不宜把裝卸設備設置在鐵路支線終點的延伸方向，以避免貨車的過沖、扯脫貨車擋與裝卸設備碰撞。(6)公用工程及設備的配套性、可靠性。發電設備、變電設備、鍋爐、工業用水設備、凈化水設備、空氣設備、燃料設備、惰性氣體供給設備等公用工程設備最好集中設置在廠區中。因為這樣可以縮短公用工程設備與各裝置之間的距離，以最短線路連接，既可減少施工費用，又方便生產。公用工程設施配置還應注意：1)電力線路必須從地下進入加工單元，適當安排入口點，避免在整個單元的電力系統設置人孔。2)如果裝配有緊急釋放閥或煙氣管線，這些設施應靠近控制室，遠離有火災危險或其他危險區域。消防火栓或監控器必須與危險點離得足夠近，從而能有效發揮作用，但也不能離得太近，以至于危急時無法靠近。注意可能會阻止水流到達危險點的障礙物，檢查有無必要時迅速撤退的通路，水龍帶拖車或安全噴射器也作類似的配置。(7)配管。配置管線是在一些裝置中配置回路管線，是一個重要的安全問題。回路系統的任何一點出現故障即可關閉閥門將它隔離開，并把裝置與系統的其余部分接通。要做到這一點，就必須保證這些裝置至少能從兩個方向接近工廠的關鍵點。為了加強安全，特別是在緊急情況下，這些裝置的管線對于如消防用水、電力或加熱用蒸汽等的傳輸必須構成回路。管線的配置還應注意：1)裝置周圍布置管架，高度一般為3-4m。過路時，應高出路面4.5m以上。管架的寬度，在初步規劃時考慮將來備用，應取大約30%的余量。管架的合理排布可以消除過頂間距太小或是僅敷設在平坡上的管束，而且可以避免管溝，而管溝常常是危險液體或蒸氣的良好載體。2)罐區的配管為動結構，其高度一般為地上25-30cm，與道路的相交處采用地溝或地下埋管。

3)液、氣處理設備。關于液、氣的處理，應從防止公害角度出發，很好地調查周圍環境。其處理設備應有充分的占地面積并遠離開其他設備，以確保發生火災時的安全。(8)防火間距。設計總平面布置時，留出足夠的防火間距，對防止火災的發生和減少火災的損失有著重要的意義。確定防火間距的目的，是在發生火災時不使鄰近裝置及設施受火源輻射熱作用而被加熱或著火；不使火災地點流淌、噴射或飛散出來的燃燒物體、火焰或火星點燃鄰近的易燃液體或可燃氣體，減少對鄰近裝置、設施的破壞，便于消火及疏散。防火間距一般是指兩座建筑物或構筑物之間留出的水平距離。在此距離之間，不得再搭建任何建筑物和堆放大量易燃材料，不得設置任何儲有可燃物料的裝置及設施。防火間距的計算方法，一般是從兩座建筑物或構筑物的外墻(壁)最突出的部分算起；計算與鐵路的防火間距時，是從鐵路中心線算起；計算與道路的防火間距時，是從道路的鄰近一邊的路邊算起。在確定防火間距大小時，主要是從熱輻射這個因素來考慮。在許多火場上的一瞳建筑物著火，由于沒有及時控制和撲滅，使火勢很快地向周圍防火間距不夠的建筑物蔓延擴大，使小火變成大火，往往造成嚴重損失。因此在新建、擴建和改建時，應留出足夠的防火間距，對預防火災擴大蔓延是能起到一定作用的。防火間距的確定，應以生產的火災危險性大小及其特點來衡量，并進行綜合評定。.生產工藝流程設計電石乙炔法合成醋酸乙烯主要包括乙炔氣發生及凈化、醋酸乙烯的合成及精制等四個部分。在我國主要采用此法生產醋酸乙烯,生產原理如下。主反應方程式：(1)電石制乙炔氣體：CaC2+2H2Of C2H2t+Ca(OH)2乙炔氣體與醋酸蒸汽在一定溫度下通過醋酸鋅?活性炭催化劑的作用合成醋酸乙烯[4],反應方程式:酸乙烯[4],反應方程式:C2H2+CH3COOHCH3COOCH=CH2主要的副反應方程式：(1)乙醛的生成。醋酸乙烯水解：CH3COOCHCH2+H2O-CH3CHO+CH3COOH(2)巴豆醛(丁烯醛)的生成。由乙醛生成：2CH3CHO-CH3CH=CHCHO+H2Ob.乙炔與乙醛作用：CH三CH+CH3CHO-CH3CH=CHCHO生產工藝流程示意圖電石經電磁振動加料器連續加入乙炔發生器，電石與水發生化學反應生成的乙炔從發生器頂部逸出進入乙炔凈化裝置中凈化，再進入反應器中與醋酸蒸汽反應合成醋酸乙烯，反應器出料混合物轉移至分離工段進行初步分離再進入精餾工段中進行精餾，制得純度99.5%的醋酸乙烯目的生成物，該工藝生產醋酸乙烯的工藝流程見圖。電石水 醋酸乙懶醇酸 /醋酸蒸發器 瞅柳麟 [11~YrrH乙燭發生器上』乙粒凈化器?床式反應器―分離工段一精懵工段—循環?勵—?電石灰渣 精情組分.主要生產裝置危險和可操作性分析HAZOP分析的原理是什么？通過確定工藝系統可能發生的有意義的偏離，反向追溯導致偏離的特定初始事件(原因)，正向推理偏離可能導致的不利后果，并評估其在健康、環境、財產、聲譽等方面的后果嚴重程度。HAZOP的應用范圍？在裝置的基礎設計階段、詳細設計階段、生產運行階段、拆除階段，以及對間歇操作過程，操作規程等都可以進行HAZOP分析HAZOP相關術語1引導詞（Guidewords）是一個簡單的詞或詞組，用來限定或量化意圖，并且聯合參數以便得到偏離。引導詞的應用使得HAZOP分析的過程更具結構性和系統性。IEC61882中規定的11個引導詞：無（NO）、過多（MORE）、過少（LESS）、伴隨（ASWELLAS）、部分（PARTOF）、相反（REVERSE）、異常（OTHERTHAN）、超前（EARLY）、遲后（LATE）、過先（BEFORE）、過后（AFTER）。2參數（Parameters）與過程有關的物理和化學特性，參數的類型可以分為兩個大類：一是概念性參數；二是具體參數（或過程參數）。具體參數：如溫度、壓力、流量、液位、組成等，概念性參數：如泄漏、儀表、壓力分界、布置位置、維護、啟動停止、反應、混合、濃度、PH值等3偏離（Deviation）指偏離所期望的設計意圖。例如儲罐在常溫常壓下儲存300噸某種液態物料，其設計意圖是在上述工藝條件下，確保該物料處于所希望的儲存狀態。“引導詞NO（無）++參數=偏離”=無流量壓力高FLOW（流量）MORE（過多）+PRESSURE（壓力）3.4乙酸乙烯酯的特性及安全措施和應急處置原則特別警示可疑致癌物，高度易燃液體。理化特性無色透明液體，有水果香味。微溶于水，溶于醇、醚、丙酮、苯、氯仿。分子量86.09,熔點-93.2℃,沸點71.8?73℃,相對密度（水=1）0.93,相對蒸氣密度（空氣=1）3.0,飽和蒸氣壓15.33kPa（25℃）,燃燒熱1953.6kJ/mol,臨界溫度252℃,臨界壓力4.25Mpa,辛醇/水分配系數0.73,閃點-8℃ ，引燃溫度402℃,爆炸極限2.6%?13.4%（體積比）。主要用途：用于有機合成，主要用于合成維尼綸，也用于粘結劑和涂料工業等。危害信息【一般要求】操作人員必須經過專門培訓，持證上崗，嚴格遵守操作規程。熟練掌握操作技能，具備乙酸乙烯酯應急處置知識。嚴加密閉，防止泄漏。工作場所提供充分的局部排風和全面通風、

換氣。工作現場嚴禁煙火。作業現場設置乙酸乙烯酯檢測報警儀、聲光報警器、視頻監控裝置并導入DCS系統，DCS系統設置UPS不間斷電源。設置獨立于DCS控制系統外的安全聯鎖系統，使用防爆型的通風系統和設備。穿戴防靜電作業服，佩戴化學安全防護眼鏡和口罩，可能接觸其蒸氣時，應該佩戴過濾式防毒面具（半面）。緊急事態搶救或撤離時，佩戴正壓自給式空氣呼吸器。戴橡膠耐酸手套。戴化學安全防護眼鏡。戴安全帽。嚴格控制工藝參數，關鍵參數設置溫度、壓力、液位上下限報警裝置，防止發生自聚反應。生產裝置設置放空系統，自動聯鎖保護裝置，裝置內所有帶壓設備及管道設安全閥及備閥，裝置內關鍵轉動設備設有備臺，生產儀表按所處區域的防爆等級選用防爆型號。主要設備的裙座均設置防火層，對高溫設備和管道均進行隔熱保溫，加熱爐設置阻火器及長明燈，安裝防爆門，并設置滅火蒸汽管。設立應急氮氣裝置直送各工序，保證事故狀態下的氮氣使用。避免與氧化劑、酸類、堿類接觸。灌裝時應注意流速（不超過3m/s），且設置接地裝置，并采用增濕作業方法導除靜電，防止靜電積聚。搬運時輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。【儲存安全】（1）通常加有阻聚劑。儲存于陰涼、通風庫房內。庫房內溫度不宜超過37℃。遠離火種、熱源。包裝要求密封，不可與空氣接觸。不宜大量或久存。（2）應與氧化劑、酸類、堿類食用化學品分開存放，切忌混淆。配備相應品種和數量的消防器材。儲存間內的照明、通風等設施應采用防爆型，開關設在倉外。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。倉庫內設置乙酸乙烯酯檢測報警儀。應急處置原則【急救措施】吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。食入：飲足量溫水，催吐。就醫。皮膚接觸：脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。【滅火方法】遇大火，消防人員須在有防護掩蔽處操作。用水滅火無效，但須用水保持火場容器冷卻。滅火劑：抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。【泄漏應急處置】消除所有點火源。根據液體流動和蒸氣擴散的影響區域劃定警戒區，無關人員從側風、上風向撤離至安全區。建議應急處理人員戴正壓自給式空氣呼吸器，穿防靜電服。作業時使用的所有設備應接地。禁止接觸或跨越泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止泄漏物進入水體、下水道、地下室或密閉性空間。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸收。使用潔凈的無火花工具收集吸收材料。大量泄漏：構筑圍堤或挖坑收容。用石灰粉吸收大量液體。用抗溶性泡沫覆蓋，減少蒸發。噴水霧能減少蒸發，但不能降低泄漏物在受限制空間內的易燃性。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內。噴霧狀水驅散蒸氣、稀釋液體泄漏物。作為一項緊急預防措施，所有方向上的泄漏隔離距離至少為50m。如果為大量泄漏，下風向的初始疏散距離應至少為300m。.主要設備的工藝設計和選型固定床反應器乙炔氣相法合成乙酸乙烯酯?的反應器主要有固定床反應器和流化床反應器，根據反應的轉化率、選擇性、反應熱提供或轉移的方法、催化劑的性能和壽命等幾個方面因素選擇。固定床反應器被廣泛應用于流一固相催化和非催化反應，尤其適用于要求高轉化率和高選擇性的反應，這次化工設計采用固定床反應器。固定床反應器按催化劑床與外界是否進行熱量交換可以分為絕熱反應器和換熱式反應器，工業上普遍采用換熱式反應器，尤其是列管式換熱反應器[24]。(1)體積的計算依一般經驗看來固定床反應器進口氣體的初始濃度Co=1.89kg/m3,原料氣的25617.70+27752.51V= 二體積流量h 1.89 28238.20m3/h，即是固定床反應器每小時需要處理的物料量，反應器采用連續式操作。空速(每m3催化劑每h通過的標準氣體量)U=315h-1[25],則催化劑床層理論體積Y=h/U=28238.20/315=89.65m3。0.4*床層空隙率是0.4[25],則Vo=89.65。6=59.77m3,則催化劑床層實際體積V 八一……CVp=Vc+V0=149.42m3。從下面有關的固定床反應器的尺寸設計，我們知道反應器內列管呈三角形排列，列管之間的間距是63mm,列管有效長度是8m,則反應器內列管及其空間排布所占的體積VL=28.26義8=226.08m3,反應器內催化劑的體積是37.36m3。固定床反應器體積不僅包括Vp，還包括原料分布體積空間和物料分離空間，這部分空間占據的體積Vw=（12-8）x28.26+20=133.04m3.那么反應器的體積V=VL+Vw=359.12m3，圓整取360m3。（2）反應器的技術參數表5-1 乙酸乙烯酯合成反應器的技術參數項目殼程管程設計壓力/MPa0.080.08設計溫度/℃140~225140~225工作介質蒸汽冷凝水CH、HAc、VAc材料16MnR22 ?.一16MnR+316L復合板腐蝕裕度/mm1.01.0換熱面積/mz85.00設備重量/kg90000乙酸乙烯酯合成反應器的結構特點分析可知，該設備由六大部件組成，即上封頭法蘭組合件、上部簡體短節組件、下部簡體組合件、下錐體組合件、中間換熱主體組合件及導熱油夾套組合件等。設備的設計選材較為多樣，有16MnR、20R、20、Q235A、00Crl7Ni14Mo2、1Crl8Ni9Ti、00Crl7Ni12Mo2等。板式分離塔氣液傳質設備種類繁多，逐級接觸式主要以板式塔為代表，微分接觸式主要以填料塔為代表。醋酸乙烯分離裝置中采取的是逐級分離方式，故而這次設計采用板式塔作為分離裝置的主設備。根據通過能力大、塔板效率高、塔板壓降低、操作彈性大、結構簡單制造成本低五項標準進行綜合評價，結合設計具體情況，這次設計采用篩板塔。在篩孔塔板上，氣液兩相的接觸和傳質主要發生在開有篩孔的區域內。（1）溢流堰的型式和高度的選擇溢流堰是平頂的，堰上液高how46mm，溢流堰采用齒形堰。溢流堰的高度hw對板上泡沫層高度和液層阻力有很大影響，據《化工原理》［31］表10-3,再結合這次設計實際情況溢流堰高度hw取33mm。(2)降液管和受液盤的結構和有關尺寸的選擇[23]弓形降夜管提供的降夜面積和兩相分離空間都很大，這次設計采用弓形降夜管，垂直型式的。旨在保證液封，降夜管底部與塔板的間隙h0=L「4x10-3(—)23lw ，式中Lh是冷凝水量。帶入數據解得ho=26.25mm，h。小于溢流堰高度hw符合設計要求。受液盤使用凹形受液盤，液體進入塔板時更平穩，防止漏液問題的出現。(3)孔徑和開孔率的選擇[23]篩孔直徑對篩板堵塞、篩板漏液、操作彈性有重大影響，這次設計的篩孔直徑do=5mm。開孔率平與板壓降直接有關，故對板的性能有重大影響，篩孔(%')直徑d0與孔間距t比值0t決定。對壓降和操作彈性作全盤考慮，孔間距①=0.907(%)2t=12mm，塔板開孔率 t=15.75%。.3主要設備一覽表表5-1合成VAc裝置的設備一覽表序號設備名稱材質臺數1乙煥發生器Q-32542次氯酸鈉洗滌塔B1襯膠13乙酸加料槽316L14乙酸加料泵316L25乙酸蒸發器316L46換熱器316L87蒸汽發生器316L48固定床反應器18-949氣體分離塔316L410分離塔冷凝器Q-235811排氣洗滌塔18-9112精餾塔316L813精餾塔再沸器316L614精餾塔冷凝器18-9915精餾塔加熱器316L2.車間布置設計概述車間布置設計是完成設備工藝設計和初步設計工藝流程之后的設計內容。車間布置設計是對車間建筑物等設施配置的安排作出合理的布局，滿足生產和運輸、安全和衛生、有關標準和規范、施工安裝、工廠發展、豎向布置和管線布置、綠化等幾個方面的要求。車間布置設計開始，設計進入各專業間共同協作階段，工藝專業在此階段除工藝設計本身外，還需要了解和考慮總圖、土建、設備、儀表、電氣、供排水等專業及機械、安裝、操作等各方面的要求。上述非工藝專業同時相互提出對車間布置的要求。車間布置設計主要工作是設備的空間布置，重點協作伙伴是建筑專業。車間布置的基本原則和要求［21］車間布置涉及面較廣，但大致可以歸納為以下幾個方面［22］。.廠房建筑(1)廠房平面力求簡單化，以利用建筑定型化和施工機械化。常用形式有直線型、T型和L型，廠房組成形式有集中式和單體式，應在符合建筑設計防火規范(GB16-1987)和工業企業設計衛生標準(GBZ1-2002)的前提下綜合考慮。(2)工業廠房有單層、多層或單層和多層結合的形式，主要根據工藝流程、安裝和檢修的需要具體決定。廠房的寬度、長度和柱距，除非特殊需要，單層廠房應盡可能符合建筑模數制的要求。化工工業廠房的常見結構尺寸是寬度不宜超過30m。(3)層高與設備的高低、安裝位置有關，一般每層4m?6m,最低不低于3.2m,凈空高度不得低于2.6m,盡量符合建筑模數(標準化)的要求。(4)在可能情況下盡量采用露天化和敞開式設計，這樣既能節省投資，又有利于通風采光、防爆、放毒等安全需要。(5)在不影響流程情況下，較高設備集中布置，可簡化廠房立體化布置，又省投資。(6)笨重設備和震動設備盡量布置底樓的地面。同類設備可盡量集中。(7)設備穿孔必須避開主梁。(8)廠房出入口、交通道、樓梯等都需精心安排。一般廠房大門寬度要比通過的設備寬度大0.2m以上，滿載的運輸設備大0.6m?1.0m,單門寬一般900mm,雙門寬有1200mm、1500mm、1800mm，樓梯的坡度45°?60°,主樓梯45°的較多。.生產操作(1)設備布置盡量和工藝流程一致，避免交叉往返送料。盡量采用位差送料，一般從高層到低層設備布置槽一反應設備一貯槽、重型設備和震動設備。(2)相互有聯系的設備盡量靠近，但要考慮操作、送料及半成品堆放等空地。(3)相同、相似設備盡可能對稱、集中，以利操作管理及水、電、氣等供應。(4)考慮進出料、取樣、觀察等方便。4、設備之間及設備與建筑物之間的一般安全距離。設備與設備之間、設備與建筑物之間的凈距離，目前尚無統一的規定，表6-1所列設備之間的安全距離僅供這次設計使用。表6-1設備安全距離一序號項目凈安全距離(不小于m)1往復運動部分離墻1.52回旋運動部分離墻0.8?1.03回旋機械之間0.8?1.24吊動物與設備最高點0.45換熱器與換熱器之間1.0?2.06塔與塔的間距1.57泵與泵的間距0.78反應罐底部與人行通道的間距1.8?2.09設備蓋上轉動裝置離天花板0.810通廊、操作通行部分凈高2.011設備與墻之間一人操作1.012設備與墻之間無人操作0.513二設備間二人操作小車通過3.114二設備間一人操作小車通過1.915二設備間二人操作偶有人過1.816一設備間一人操作常有人過2.417二設備間一人操作偶有人過1.26公用工程設施公用工程設施是指水、電、汽的供應設施以及其他輔助設施，公用工程設施的充分設計和配置直接關系化工廠運行和操作的安全。公用工程設施的各個款項不僅對于化工廠人員的健康和安全極為重要，而且這些款項的失誤常是化工廠事故或傷害的淵源。本文主要討論的是公用工程設施的安全維護，而不涉及其設計和安裝的細節。電氣設施電是化工過程中熱能、機械能和光能的重要供應源，電氣設施在化工生產中起著重要的作用。由于化工生產本身所固有的易燃、易爆、易腐蝕等危險性以及高溫或深冷、高壓或真空等苛刻的操作條件，化工廠對電氣設施有很高的要求。在所有電氣設施的裝配中，都應該考慮至少是最低安全限度的防護措施。工廠或實驗室的所有電工作業都必須滿足安全防護的要求，遵循限定的規則和程序。在化學加工業中，電氣線路、設備和照明設施的配置，必須滿足易燃液體或氣體泄漏形成爆炸性混合物的防護要求。需要采取的防護措施包括，防蒸汽的照明設施、全封閉的電動機、油浸式或部分封閉的開關、火花放電設施的完全隔離等。由于人員不允許在爆炸性氣氛中作業，防止爆炸性氣氛的形成比采用防爆設備更安全、更經濟，這是普通的工業實踐。當爆炸性氣氛通過密封或控制易燃液體、氣體和粉塵仍不能避免時，所涉及的空間應該限制或隔離在防護罩下或通風櫥中。設置在高過地面6m以上露天構架上的電氣設備，一般可以認為不受近于泄漏點的臨時的、局部的爆炸性混合物暴露的影響，所有的建筑鋼筋和露天構架，所有的罐、鼓、管線和罐車，所有的處理或應用或在處理或應用易燃液體或氣體區的化工設備，都應該接地消除靜電。松軟接地最好與大的水管道連接，打人地內或嵌入接地鋼板，但務必不得與電纜管線、噴水支路管道，氣體、蒸汽或過程管線連接。對于接地應該適當維護，定期檢驗損壞情況并測定接地電阻，為了避免控制儀表和設備的使用失誤，被控制設備的電壓、名稱和序號應該明顯標示在開關盒、補償器和啟動器上。所有延伸電纜都應該是三相的，而且限定在一定的長度。目前，由于安全維護方法的不斷開發，過去禁用的閃光信號燈有從非危險區擴展應用到危險區的傾向。某些人員所戴的助聽器能夠產生可以點燃易燃蒸氣的足夠能量的火花，因此，當佩戴者對可以形成爆炸性混合物的泄漏點暴露時，不得開啟助聽器。普通電話撥號、呼叫和打印時可以產生高能火花，是一個更值得注意的火花源。為此，應該盡量安裝和使用防爆電話。無線電傳系統和對講電話裝置對易燃蒸氣暴露時，也呈現電的危險。許多電氣儀表如果使用不當都有可能成為火源。應該按照電器規范選擇和安裝電氣儀表，謹慎操作，避免失誤。有時可以把電氣儀表封閉起來，通過小空氣管不斷地吹送緩慢的清新的空氣流，對儀表進行清洗和凈化。從電器安全的角度出發，常把電氣儀表設置在危險區以外。如果載流部件或導線必須暴露，應該將其提升到至少高過人行面2.4m以上，或采用密封的方法。靠近供能電導線或設備的區域，應該避免使用金屬尺、金屬安全帽、金屬扶梯或其他金屬物件。水和蒸汽設施在許多化工廠，操作人員應用熱水沖洗地板或設備。而蒸汽吹洗只能由受過專門訓練的人員在嚴密控制的條件下進行。除非使用經過充分設計的、冷水供應一旦中斷就完全關閉的水一蒸汽混合器，不得把蒸汽管道和水管道直接連接產生熱水。最大可能的熱水溫度應該確知并標示出來，所有管線都要在混合器和出口處簽上名稱加以識別。溫度高于57℃的水與皮膚接觸一般會引起至少是一度的灼傷。如果使用高過這個溫度的水，一定要提供適當的訓練并對水的使用加以控制。洗浴或沖洗皮膚使用的熱水，務必不得由蒸汽和水直接混合產生。只能使用有熱交換的水加熱器，這樣的加熱器可以供應溫度精確控制的熱水。熱水加熱器不僅應該有過壓壓力釋放閥，而且還應該有過熱釋放熔斷塞。在處理腐蝕性或毒性物料的區域應該安裝安全淋浴器。即使工作人員穿戴防火服，安全淋浴器對于撲滅粘附在防護服上的易燃液體的火焰有重要價值。重要的是頭頂上方大容量、慢速地連續噴射水，使人員的燃火服裝易于徹底浸透。所有安全淋浴器的閥門應該設置在相同的高度，與噴頭的相對位置也應該相同。這些閥門應該沿著相同的方向以完全類似的方式操作。上述這些要求對于在緊急情況下不能看到但可以觸摸到淋浴器的閥門變得十分重要。對于每個淋浴器，都必須堅持進行定期檢驗。水供應的飲用安全，無論是飲用要求足夠純度水的安全供應，還是防止污染供應源，都起著重要的作用。市政的或其他公共的水源一般都能滿足保健用或飲用的要求。對于一些類型的沖水廁所應該特別注意，防止水的供應壓力損失時污水對水供應管線的污染，為此，需要配置抗虹吸裝置。與過程水或過程冷卻水的供應管線或系統連接的所有管接頭，都應該具備這樣的功能，能夠防止可能被污染的水回流至飲用水系統。不能單純依靠止逆閥，還必須應用附加的設施，防止供應管線壓力損失時水的虹吸回流。一種有效的裝置是把飲用水供應管線與空水箱排在一起，水自由落入水箱進入泵的入口并被輸送應用于過程目的，有一個水溢流出口設置在供應管線出水口的下方。許多化工廠的冷卻或其他過程目的使用的是非飲用水。在有些情況下，非飲用水也用來沖洗地板和設備。為了在所有供應非飲用水的水出口都能識別出水的類型，應該張貼警戒條款，向工作人員警示水是不安全的，不得用于餐飲或人員洗浴，不得用于炊具、餐具、食品制備或加工器具、服裝等的洗滌。非飲用水可以洗滌其他用具，只是要求其不含有化學晶以及構成不衛生條件或對人員有害的其他物質。盡管有不少過程或動力供應需要高壓蒸汽，但只有0.1MPa或更低壓力的低壓蒸汽適合于室內加熱裝置。對于壓力高于0.1MPa蒸汽設施，從安全的觀點出發，應該由壓力來鑒別蒸汽管線。蒸汽的疏水器和泄放閥應該安裝在人員可以避開的區域。室外填石的干井可以用于小型蒸汽疏水器冷凝液的排放。如果蒸汽冷凝液排放至污水管線，應該配置專門設施，防止疏水器故障蒸汽泄放造成壓力的累計。人員與沒有保溫的蒸汽管線、散熱器接觸會引起嚴重的燙傷。高出地面2.1m以下或人員易于接觸的所有蒸汽管線、設備和散熱器，都應該保溫并保持足夠的警惕。供氧空氣和輔助氣體設施空氣一般是經壓縮由管道輸送至各個區域，供過程、動力或儀表應用，有時與空氣面罩連通，供人員呼吸。由于所需空氣質量的差異，任何供氧空氣都應該由各自的系統供應。供呼吸的空氣必須與一氧化碳、油蒸氣、銹粉末或其他雜質等污染物隔離，氧、氮和二氧化碳的比例必須適當。因為連續操作會產生高溫，潤滑油有可能裂解污染空氣，普通的油潤滑空氣壓縮機無法保證供應的空氣質量。油潤滑壓縮機需要配置特殊的裝置，包括一氧化碳報警裝置、油蒸氣移出裝置以及氣味消除裝置。一氧化碳移出裝置要有把一氧化碳催化轉化為二氧化碳的功能。粉塵或粒狀物應用過濾器濾掉。即使如此，仍需要經常檢驗空氣中一氧化碳的水平。專門設計的供氧空氣壓縮機無疑是更好的選擇。這樣的壓縮機是機內水潤滑，在水中添加微量的脂肪酸鹽或天然礦物油。所謂無潤滑壓縮機，只是壓縮機的軸承和工件需要潤滑，氣缸由于活塞上使用的是低摩擦的密封墊而無需潤滑。隔膜型壓縮機也可以視為是無潤滑的。供氧空氣在輸送過程中仍然需要不被污染。為此，與供氧空氣連接的設備、過程或其他設施不得相互連通。空氣管道與空氣面罩連接時，過濾器和吸塵護罩應該安裝在靠近出口處，截取或移除雜質粒子和濕氣液滴等。過濾器下游管道的材質應該是非鐵的，最好是鋼的。從呼吸空氣中不必添加或移出濕氣，人體能夠承受相當寬的濕度范圍而不至于感到不適或有害。氮、二氧化碳和其他惰性氣體有時被稱作輔助氣體而非過程氣體。這些氣體的管線一般是在1MPa或略低的壓力下操作，主要的安全問題是氣體的鑒別。在罐內或限定的空間內工作時，惰性氣體被錯當成呼吸氣體通入，會造成傷亡事故。輔助氣體的所有出口和閥門都應該標示出氣體的名稱。廢料處理設施空氣污染，無論是從公共關系的觀點還是從個人安全的角度，都是備受關注的課題。釋放到空氣中的氣體和排放到工廠以外的液體，都必須控制在有害濃度之下。粉塵、特殊物質、煙霧和蒸氣都不得排放到空氣中。回收或清除，包括不同復雜程度的設備的考慮，每一項都是個別的工程問題。有時為了清除或減少排放，要對過程本身進行修改。從排風系統或煙囪排放出的有害氣體和懸浮微粒，必須在環境法規規定的允許濃度限度之下。液體或固體廢料的處理也完全類似。排放到公共下水系統的化學廢液在排放前必須經過充分處理，完全清除有害化學物質，確保其在下水道通往河流的出口點處于無害的濃度。分液器和捕集器常用來清除油品或其他非水溶性物質，沉降池可以有效地清除夾帶的固體。加工易燃揮發性物料，應用地下管道系統輸出廢液，在管道內空氣的間隙中會形成爆炸性混合物。所以，重要的是要防止任何易燃揮發性廢液進入封閉的地下下水管線。下水管道清理和維護時也應該足夠開放。有時需要應用明渠敷設廢液下水管道，并配置充分的阻火設施。明渠由耐化學暴露的材料構筑，并且成一條線，易于清理和檢查。廢液在進入廢液處理系統前，多數