化学工业公司精馏安全管理制度(68页).doc
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2023-11-15
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1、化学工业公司精馏安全管理制度(教育、工艺操作、防火等)编 制: 审 核: 批 准: 版 本 号: ESZAQDGF001 编 制: 审 核: 批 准: 版 本 号: 精馏安全管理制度第一章 总则第1条 根据中华人民共和国宪法关于“加强劳动保护,改善劳动条件”的规定,为贯彻落实国家各项安全法规、制度和标准,保证职工在生产过程中的安全与健康,促进化学工业的发展,特制订本制度。第2条 凡本工序人员均应严格遵守本制度。第3条 应认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针,为各项工作创造安全卫生的劳动条件,实现安全、文明生产。第4条 要采取一切可能的措施,全面加强安全管理、安全技术和安全教育工作,防止事故的发2、生。第5条 除贯彻、执行本制度外,还必须同时严格执行公司和各部委的各有关安全法规、制度和标准。第二章 安全生产职责第一节 基本原则第1条 安全工作实行各级人员负责制。第2条 各级领导人员和职能部门,应在各自的工作范围内,对实现安全生产和文明生产负责,同时向各自的领导负责。第3条 安全生产人人有责,企业的每个职工必须认真履行各自的安全职责,做到各有职守,各负其责。第二节 各级人员安全职责第1条 车间主任安全职责(一)车间主任是车间的安全负责人,对车间安全工作负全面责任,认真贯彻执行各项安全生产法规、制度和标准。(二)拟订、修订车间安全技术规程和安全生产管理制度,编制车间安全技术措施计划和方案,经3、批准后,组织实施。(三)组织开展安全生产竞赛等安全活动,总结交流安全生产经验。(四)组织落实车间级安全教育,并督促检查班组级安全教育。(五)组织职工进行安全思想和安全技术教育,定期进行考核。签发新上岗独立作业人员的安全作业证。(六)组织车间级定期、不定期安全检查,确保设备、安全装置、防护设施处于完好状态。发现隐患及时组织整改,车间无力整改的要采取临时安全措施,及时向厂部书面报告。(七)组织或参加车间各类事故调查和处理工作,并按规定及时上报。(八)建立、健全安全、防火组织,领导并支持车间和班组安全员的工作。(九)副主任(值班主任、值班长)在主任指定的工作范围内对安全生产负责。第2条 车间安全员职4、责(一)车间安全员在业务上受安全技术部门领导,并在车间主任的直接领导下开展工作。(二)贯彻有关安全生产法规、制度和标准,并检查执行情况参与拟订、修订车间安全技术规程和有关安全生产管理制度,并监督检查执行情况。(三)协助车间主任编制安全技术措施计划和方案,并督促实施。(四)制订车间安全活动计划,并检查执行情况。(五)对班组安全员进行业务指导,协助车间主任搞好职工安全思想、安全技术教育和考核工作。(六)参与车间新建、改建、扩建工程设计和设备改造以及工艺条件变动方案的审查工作。(七)深入现场进行安全检查,制止违章指挥和违章作业,对不听劝阻者,有权停止其工作,并报请领导处理。(八)负责车间安全装置、防5、护器具、消防器材的管理工作。(九)负责伤亡事故的统计上报,参与事故调查和分析。(十)车间工艺员、设备员、保管员等在车间主任指定的工作范围内,对安全生产工作负责。第3条 班组长职责(一)协助安全员开展各项安全活动,提出改进安全工作的建议。(二)严格执行有关安全生产的各项规章制度,发现违章作业有权制止,并及时报告。(三)监督检查班组人员正确使用劳动防护用品、器具和消防器材。第4条 工人安全职责(一)参加安全活动、学习安全技术知识,严格遵守各项安全生产规章制度。(二)认真执行交接班制度,接班前必须认真检查本岗位的设备和安全设施是否齐全完好。(三)精心操作,严格执行工艺规程,遵守纪律,记录清晰、真实、6、整洁。(四)按时巡回检查、准确分析、判断和处理生产过程中的异常情况。(五)认真维护保养设备,发现缺陷及时消除,并做好记录,保持作业场所清洁。(六)正确使用、妥善保管各种劳动防护用品、器具和防护器村、消防器材。(七)不违章作业、并劝阻或制止他人违章作业,对违章指挥有权拒绝执行,同时,及时向领导报告。第三章 安全教育第一节 入厂教育第1条 新入厂人员(包括新工人、合同工、临时工、外包工和培训、实习、外单位调入本厂人员等),均须经过厂、车间(科)班组(工段)三级安全教育。(一)厂级教育(一级),由劳资部门组织,安全技术、工业卫生与防火(保卫)部门负责,教育内容包括:党和国家有关安全生产的方针、政策、7、法规、制度及安全生产重要意义,一般安全知识,本厂生产特点,重大事故案例,厂规厂纪以及入厂后的安全注意事项,工业卫生和职业病预防等知识,并经考试合格,方准分配车间及单位。(二)车间级教育(二级),由车间主任负责,教育内容包括:车间生产特点、工艺及流程、主要设备的性能、安全技术规程和制度、事故教训、防尘防毒设施的使用及安全注意事项等,并经考试合格,方准分配到工段、班组。(三)班级(工段)教育(三级),由班级(工段)长负责,教育内容包括:岗位生产任务、特点、主要设备结构原理、操作注意事项、岗位责任制、岗位安全技术规程、事故安全及预防措施、安全装置和工(器)具、个人防护用品、防护器具和消防器材的使用方8、法等。每一级的教育时间,均应按化学工业部颁发的关于加强对新入厂职工进行三级安全教育的要求中的规定执行。第2条 厂内调动(包括车间内调动)及脱岗半年以上的职工,必须对其再进行二级或三级安全教育,其后进行岗位培训,考试合格,成绩记入“安全作业证”内,方准上岗作业。第3条 进入企业参观、学习的人员,接待部门负责对其进行安全注意事项教育,并指派专人负责带队。参观学习人数不宜过多。职能人员参加劳动亦应经过接受单位相应的安全教育。第二节 日常教育第1条 各级领导和各部门要对职工进行经常性的安全思想、安全技术和遵章守纪教育,增强职工的安全意识和法制观念。定期研究职工安全教育中的有关问题。第2条 应举办安全技9、术和工业卫生学习班,充分利用安全教育室,采用展览、宣传画、安全专栏、报章杂志等多种形式,以及先进的电化教育手段,开展对职工的安全和工业卫生教育。第3条 各单位应定期开展安全活动,班组安全活动每周一次(即完全活动日)。第4条 在大修或重点项目检修,以及重大危险性作业(含重点施工项目)时,安全技术部门应督促指导各检修(施工)单位进行检修(施工)前的安全教育。第5条 职工违章及重大事故责任者和工伤人员复工,应由所属单位领导或安全技术部门进行安全教育,并将内容记入“安全作业证”内。日常教育的时间应符合(1983)化生字第0154号文的有关规定。第三节特殊教育第1条 特种作业人员必须按特种作业人员安全技10、术考核管理规则(5306)的要求进行安全技术培训考核,取得特种作业证后,方可从事特种作业。第2条 对特种作业人员,按各业务主管部门的有关规定的期限组织复审。第3条 在新工艺、新技术、新设备、新材料、新产品投产前要按新的安全操作规程,对岗位作业人员和有关人员进行专门教育,考试合格后,方能进行独立作业。第4条 发生重大事故和恶性未遂事故后,企业主管部门要组织有关人员进行现场教育,吸取事故的教训,防止类似事故重复发生。第四节 安全考核第5条 厂级干部的安全技术培训和考核,由上级有关主管部门组织进行。第6条 其它干部的安全技术考核,由人事部门和安全技术部门负责组织进行,考核内容包括:(一)国家有关安全11、生产和劳动保护的方针、政策、法规、制度和标准。(二)企业各项安全生产管理制度。(三)本企业的生产工艺和特点。(四)本企业所接触的易燃、易爆、有毒、有害物质的理化性质,对人体的危害,预防措施和急救处理原则。(五)所管部门或业务范围内要害岗位的安全管理制度和注意事项。(六)车间(单位)各类安全装置的种类和作用,以及管理方法。(七)本企业劳动保护用品和器具、以及消防器材的正确使用方法。(八)化学工业部颁发安全生产禁令中的有关规定。第7条 工人的安全技术考核,由车间(单位)领导负责组织,安全员具体执行,考核内容包括:(一)国家有关安全生产和劳动保护方针、政策、法规、制度和标准。(二)本车间(岗位)的生12、产特点以及所接触的易燃、易爆、有毒、有害物质的理化性质,对人体的危害、预防方法和急救处理原则。(三)本车间(岗位)的各项安全生产规程和管理制度。(四)本车间(岗位)各类安全装置的类型和作用及其维护保养方法。(五)本岗位的劳动保护用品和器具,以及消防器材的正确使用方法。(六)本岗位的工艺流程和开停车安全注意事项。(七)化学工业部颁发的安全生产禁 令中的有关规定。第四章 安全作业证第一节 发放范围第1条 安全作业证是职工独立作业的资格凭证,其发放范围限于企业直接从事独立作业的所有作业人员。第2条 安全作业证发给经过教育培训或学徒期满后,有一定的生产理论知识,具备安全操作技能,(技术复杂的化工岗位工13、人,必须经所在工段(车间)转岗学习并经考试合格)能独立从事某项生产活动的职工。第3条 特种作业人员除取得特种作业人员操作证外,还必须取得本企业的安全作业证。第二节 考核内容和办法第1条 发放安全作业证应考核以下内容:(一)化工作业人员应考核本岗位的工艺规程、岗位操作法和有关安全技术、工业卫生知识、操作技能和事故处理、以及紧急救护能力。(二)通用工样(包括机、电、仪等维修人员)和特种作业人员,应考核本工种应掌握的安全作业技能和与之有关的安全理论知识。第2条 安全作业证由车间组织考核填写成绩,经车间主任签字,报厂安技科核发。第三节 使用管理第1条 安全作业证是职工上岗作业的证件,凡是独立直接从事生14、产作业活动的人员必须持证上岗。第2条 安全作业证应记载安全教育的考核成绩、安全工作奖罚情况。第3条 安全技术部门每月至少对安全作业证抽查一次,车间应随时检查。第4条 持证者必须每年接受至少一次安全考核,成绩记入安全作业证内,考试不合格者,允许补考一次,凡补考不合格者,应收回其安全作业证,取消独立作业资格,除对其进行教育提高外,还应给予一定的经济处罚。第五章 工艺操作第一节 运行第1条 必须编制产品的工艺规程,并根据工艺规程和安全管理制度编制操作法,严格按操作法进行操作。第2条 改变或修正工艺指标,必须有工艺管理部门以书面下达,操作者必须遵守工艺纪律,不得擅自改变工艺指标。第3条 操作者必须严格15、执行化学工业部颁发的操作工的六严格规定,不得擅自离开自己的岗位。第4条 安全附件和联锁不得随意拆弃和解除,声、光报警等信号不能随意切断。第5条 在现场检查时,不准踩踏管道、阀门、电线、电缆架及各种仪表管线等设施,去危险部位检查,必须有人监护。第6条 严格安全纪律,禁止无关人员进入操作岗位和运用生产设备、设施和工具。第7条 正确判断和处理异常情况,紧急情况下,可以先处理后报告)包括停止一切检修作业,通知无关人员撤离现场等)。第8条 在工艺过程或机电设备处在异常状态时,不准随意进行交接班。第二节 开车第1条 必须办理开车操作票,检查并确认水、电、汽(气)必须符合开车要求,各种原料、材料、辅助材料的16、供应必须齐备、合格。投料前必须进行分析验证。第2条 检查阀门开闭状态及盲板抽加情况,保证装置流程畅通,各种机电设备及电气仪表等均应处在完好状态。第3条 保温、保压及洗净的设备要符合开车要求,必要时应重新置换、清洗 和分析,使之合格。第4条 安全、消防设施完好,通讯联络畅通,危险性较大的生产装置开车,应通知消防、气防及医疗卫生部门的人员到场。第5条 必要时停止一切检修作业,无关人员不准进入现场。第6条 各种条件具备后开车,开车过程中要加强有关岗位之间的联络,严格按开车方案中的步骤进行,严格遵守升降温、升降压和加减负荷的幅度(速率)要求。第7条 开车过程中要严密注意工艺的变化和设备运行的情况,加强17、与有关岗位和部门的联系,发现异常现象应及时处理,情况紧急时应中止开车,严禁强行开车。第三节 停车第1条 必须编制停车方案,正常停车必须按停车方案中的步骤进行。用于紧急处理的自动停车联锁装置,不应用于正常停车、加强与有关岗位和部门的联系。第2条 系统降压、降温必须按要求的幅度(速率)并按先高压后低压的顺序进行。凡需保压、保温的设备容器)等,停车后要按时记录压力、温度的变化。第3条 大型传动设备的停车,必须先停主机、后停辅机。第4条 设备(容器)卸压时,要注意易燃、易爆、易中毒等化学危险物品的排放和散发,防止造成事故。第5条 冬季停车后,要采取防冻保温措施,注意低位、死角及水、蒸汽、管线、阀门、疏18、水器和保温伴管的情况,防止冻坏。第四节 紧急处理第1条 发现或发生紧急情况,必须先尽最大努力作出妥善处理,同时向有关方面报告,必要时,先处理后报告。第2条 工艺及机电设备等发生异常情况时,应迅速采取措施,并通知有关岗位协调处理,必要时,按步骤紧急停车。第3条 发生停电、停水、停气(汽)时,必须采取措施,防止系统超温、超压、跑料及机电设备的损坏。第4条 发生爆炸、着火,大量泄漏等事故时,应首先切断气(物料)源,同时尽速通知相关岗位并向上级报告。第六章 生产要害岗位管理第1条 凡是易燃、易爆、危险性较大的岗位,易燃、易爆、剧毒、放射性物品的仓库,贵重机械、精密仪器场所,以及生产过程中,具有重大影响19、的关键岗位,都属于要害岗位。第2条 要害岗位应由安全、防火(保卫)部门共同认定,经厂长审批,并报上级有关部门备案。岗位人员必须具备较好的思想、技术素质,由企业劳资、保卫部门与车间共同审定。第3条 应建立、健全严格的生产要害岗位管理制度。凡外来人员,必须经厂主管部门审批,并在专人陪同下经登记后方可进入要害岗位。第4条 施工、检修时,要设监护人,进行安全保卫工作,并做好详细记录。第七章 防火与防爆第一节 生产装置第1条 根据生产、使用化学物品的火灾和防爆危险性等级分类要求,其厂房布置、建筑结构、电气设备的选用、安装及有关的安全设施,必须符合建筑设计防火规范(16)、中华人民共和国爆炸危险场所电气安20、全规程(试行)(1987年12月16日七部一委规程),以及炼油、化工企业设计防火规定(01)等规范、规程的有关要求。第2条 在工艺装置上有可能引起火灾、爆炸的部位,应充分设置超温、超压等检测仪表、报警(声、光)和安全联锁装置等设施。第3条 在有可燃气体(蒸汽)可能汇漏扩散处,应设置可燃气体浓度检测、报警器,其报警信号值应定在该气体爆炸下限的20以下,如与安全联锁配合,其联锁动作应是在该气体爆炸下限的50以下。第4条 所有自动控制系统,应同时并行设置手动控制系统。第5条 所有与易燃、易爆装置连通的惰性气体、助燃气体的输送管道,均应设置防止易燃、易爆物质窜入的设施,但不宜单独采用单向阀。第6条 因21、反应物料爆聚、分解造成超温、超压,可能引起火灾、爆炸危险的设备,应设置自动和手动紧急泄压排放处理槽等设施。第7条 应在可燃气体(蒸汽)的放空管出口处设置阻火器,在便于操作的地方设置截止阀,以便在放空管出口处着火时,切断气源灭火。放空管最低处应装设灭火管接头。第8条 输送易燃物料时,应根据管径和介质的电阻率,控制适当的流速,尽可能避免产生静电。设备、管道等防静电措施,应按化工企业静电接地设计技术规定(903)的有关规定执行。第9条 有突然超压或瞬间分解爆炸的生产设备或贮存设备,应装有爆破板(防爆膜),导爆筒出口应朝安全方向,并根据需要采取防止二次爆炸、火灾的措施。第10条 各生产装置、建筑物、构22、筑物、罐区等工业下水出口处,除按规定做水封井外,尚应在上述区域与水封井间设置切断阀,防止大量易燃、易爆物料突发性进入下水系统。第10条 用于易燃、易爆气体的安全阀及放空管,必须将其导出管置于室外,并高于建筑物2米以上。第二节 动火、用火第1条 应根据火灾危险程度及生产、维修、建设等工作的需要,经使用单位提出申请,厂安全、防火部门登记审批,划定“固定动火区”。固定动火区以外一律为禁火区。第2条 设立固定动火区的条件和要求:(一)固定动火区应设置在易燃、易爆区域主导风向的上风向。(二)距易燃、易爆厂房、罐区、设备、阴井、排水沟、水封井等,不应小于30米。(三)室内固定动火区应以实体防火墙与其它部分23、隔开,门窗向外开,道路要畅通。(四)生产正常放空或发生事故时,可燃气体不会扩散到固定动火区内。(五)固定动火区内不准放易燃、易爆、可燃物和其它杂物,应配备一定数量的消防器材。(六)固定动火区要设立明显标志,落实专人管理。第3条 在禁火区内,除生产工艺用火外,其它可产生火焰、火花和表面炽热的长期作业(如:化验室用的电炉、电热器、酒精炉、茶炉等),均须办“用火证”,用火证的有效期限最多不许超过一年。生产区内禁止用电炉、煤气炉取暖、热饭等。第4条 用火证上应明确负责人、有效期、用火区域及安全防火措施。用火证一律由安全(防火)部门审批,用火时要将用火证悬挂在用火点附近备查。第5条 在禁火区内使用电、气24、焊(割)、喷灯及在易燃、易爆区域使用电钻、砂轮等,可生产火焰、火花及炽热表面的临时性作业,均为动火作业,必须申请办理动火证。第6条 动火作业分三级管理:(一)特殊动火,指在处于运行状态的易燃、易爆生产装置和罐区等重要部位的具有特殊危险的动火作业。(二)一级动火,易燃、易爆区域(即:甲、乙类火灾危险区域)的动火作业。(三)二级动火,指一级动火及特殊动火以外的动火作业。(四)凡全厂、一个车间或单独厂房内全部停车,装置经清洗、置换、分析合格,并采取隔离措施后的动火作业,可根据其火灾危险性大小,全部或局部降为二级动火管理。(五)遇节、假日或生产不正常情况下的动火,应升级管理。(六)各类动火作业区域应由25、各厂明文规定,并在厂区平面图上标明。第7条 特殊动火和一级动火必须经分析合格后方可进行,其动火证的有效期为一天(24小时);二级动火也应该分析,二级动火证的有效期为六天(144小时)。第8条 动火证上应清楚标明动火等级、动火有效期、申请办证单位、动火详细位置、工作内容(含动火手段)、安全防火措施、动火分析的取样时间,取样点、分析结果、每次开始动火时间以及各项责任人和各级审批人的签名及意见。第9条 各项责任人的职责。(一)动火项目负责人对执行动火作业负全责,必须在动火前详细了解作业内容和动火部位及其周围情况。参与动火安全措施的制定,并向作业人员交待任务和防火安全注意事项。(二)动火人在接到动火证26、后,要详细核对其各项内容是否落实和审批手续是否完备。若发现不具备动火条件时,有权拒绝动火,并向单位防火部门报告。动火人要随身携带动火证,严禁无证作业及审批手续不完备作业。每次动火前30分钟(含动火停歇超过30分钟的再次动火)均应主动向现场当班化工班组长呈验动火证。(三)动火监护人员负责动火现场的安全防火检查和监护工作,应指定责任心强、有经验、熟悉现场、掌握灭火手段的人担当,监护人需在动火证上签字认可。监护人在作业中不准离开现场,当发现异常情况时应立即通知停止作业,及时联系有关人员采取措施,作业完成后,要会同动火项目负责人、动火人检查,消除残火,确认无遗留火种,方可离开现场。(四)化工班、组长(27、值班长、工段长)负责生产与动火作业的衔接工作,动火作业中,生产系统如有紧急或异常情况时,应立即通知停止动火作业。(五)动火分析人对分析结果负责,根据动火证的要求及现场情况,亲自取样分析,在动火证上如实填写取样时间和分析结果并签字认可。(六)各级审查批准人必须对动火作业的审批负全责,必须亲自到现场详细了解动火部位及周围情况,审查并确定动火等级,审查并完善防火安全措施,审查动火证审批程序是否完全,在确认符合安全条件后,方可签字批准动火。第10条 动火分级终审权规定如下:一级动火,是动火单位所属车间主任复查后,报厂安全(防火)部门终审批准。二级动火由动火部位所属基层单位主管主任终审批准。特殊动火由厂28、安全(防火)部门复查后,报主管厂长或总工程师终审批准。第11条 动火分析应符合下列规定:(一)取样要有代表性,特殊动火的分析样品要保留到动火作业结束。(二)取样与动火的间隔不得超过30分钟,如超过此间隔期或动火作业中间停止作业时间超过30分钟,均必须重新取样分析。(三)使用测爆仪(或其它类似手段)进行分析时,该仪器必须经被测对象的标准样标定合格。第12条 动火分析应执行以下标准:(一)若使用测爆仪时,被测对象的气体或蒸汽的浓度应小于或等于爆炸下限的20(体积比。以下同)。(二)若使用其它分析手段时,当被测气体或蒸汽的爆炸下限浓度大于等于10时,其浓度应小于1;当爆炸下限浓度大于等于4时,其浓度29、应小于05,当爆炸下限浓度小于4,其浓度应小于02。第13条 动火尚应执行下列有关规定:(一)凡可能与易燃、可燃物相通的设备、管道等部位的动火,均应加堵盲板与系统彻底隔离、切断,必要时应拆掉一段联接管道。(二)有易燃、可燃物的设备、管线、容器等,必须经清除沉积物,清洗、置换分析合格后,方可动火。如进入设备内动火,同时要办“设备内作业许可证。”(三)在用树脂、塑料等可燃物质制造的容器、设备内动火,要做好防火隔绝措施,防止炽热焊渣引起的火灾。(四)动火部位应备有适用的消防器材或灭火措施。(五)五级以上大风,停止室外动火作业。第三节 消防组织与设施第1条 贯彻“预防为主,防消结合”的消防方针,采取先30、进的防火、防爆和救灾技术,实行目标管理。第2第 企业必须设立有主要领导和各职能部门领导参加的防火安全委员会;车间相应设立防火安全领导小组及在其领导下的义务消防组织。第3条 消防组织应根据企业的特点、生产检修情况和季节变化,拟定消防工作计划,实行消防目标管理,进行经常性的消防宣传教育、培训,结合事故预想进行演练。第4条 对所有易燃、易爆物品和可能产生火灾、爆炸危险的生产、储运、销售、使用过程及其相关的设备,进行严格管理。第5条 企业应根据生产规模、火灾危险性及邻近相关单位可提供的消防协作条件等因素,按国家、部颁规范、规定的有关要求确定其生产、储存、运输物品相适应的消防设施、消防器材。第6条 企业31、内部设置的固定式消防设施要设专人管理,并制定操作规程和管理制度,定期进行试运行。第7条 消防器材要设置在明显、取用方便又较安全的地方,要经常检查,做到“三定”(定点、定型号和用量、定专人维护管理),不准挪作它用。第8条 发生火灾时,现场人员应立即灭火并向消防队和厂总调度报警并说明着火物质,同时派人到路口接应消防车,指明引车路线和消防水源,义务消防队员要积极配合进行灭火,并维持好现场秩序。第上节 其它消防安全规定第9条 执行化学工业部关于在化工企业中禁止吸烟的决定(87化生字第892号)。第10条 禁止机动车辆进入易燃、易爆生产区和易燃、易爆化学品库。凡必须进入上述区域的机动车辆,应配装阻火器或32、采取其它安全措施。第11条 严禁使用汽油等易燃液体擦洗机动车辆、设备、地坪和衣服等。第12条 应随时将使用过的油棉纱、油纸等易自燃的擦洗材料,放入有盖的铁制专用容器内,并存放在安全地点,定期清除。第13条 厂区内不准随意存放非生产用液化石油气瓶,办公室和更衣箱(室)内不准存放酒精等易燃、可燃液体。第14条 严禁在防火间距、消防通道内搭设建筑、构筑物或堆放各类物资。第15条 高压线下严禁堆放可燃物。易燃、易爆厂房、仓库和装置,与高压线的间距要大于高压线搭杆高的15倍。第16条 研制易燃、易爆的新材料、新产品和有火灾、爆炸危险的新设备、新工艺的单位,必须对研制的每一项目提出预防火灾、爆炸的具体措施33、。第17条 采用有火灾、爆炸危险的新设备、新工艺和可燃、易燃新材料的单位,必须按照研制部门提供的预防火灾爆炸的具体办法,采取消防安全措施,经上级主管部门批准后,方可交付生产。第18条 易燃、易爆场所禁止使用撞击易产生火花的工具。第19条 易燃、易爆场所禁止穿着能产生静电火花的化纤织物工作服和带铁钉的鞋。第20条 扑救有毒、有害物质的火灾时,应站在上风向,必要时佩戴防护用具。第21条 对生产或使用氯气、煤气、乙炔气、氧气、氢气的企业,还应分别遵照氯气安全规程(11984)、工业企业煤气安全规程(6222)、城市煤气设计规范、(28)、乙炔站设计规范(31)、溶解乙炔气瓶安全监察规程(试行)(8134、劳总锅字(10号)、溶解乙炔生产安全管理规定(试行)(89化工字第0073号)、氧气站设计规范(30)、氢气使用安全技术规程(4962)等有关规定执行。第22条 汽车库应遵守汽车库设计防火规范(67)等有关规定。第23条 各种物资仓库的管理,除应遵守有关物资仓库管理的规定外,还必须遵守本制度第八、九章中的有关规定。第24条 其它有关防火、防爆规定按本制度有关章节及其它有关制度的要求执行。第八章 危险物品第一节 通则第1条 凡生产、使用、经营、运输化学危险物品的企业,必须严格执行化学危险物品安全管理条例及其实施细则等法规、制度和标准,并建立化学危险物品管理制度。对不属于化学危险物品管理范围,但具35、有一定危险性的物品,或其它危险物品均应遵守国家有关规定加强管理。第2条 危险物品的运输必须严格执行危险货物运输规则(铁路运输适用本)(铁运1987802号文公布)和汽车危险货物运输规则(3130)中的有关规定。第3条 使用和运输放射性物品,尚须执行放射卫生防护基本标准(4792)中的有关规定。第4条 危险物品的包装容器必须牢固、严密,并按照国家颁发的危险货物包装标志(190)的规定,印贴专用标志和物品名称。易燃、易爆的化学危险物品,要将其理化、毒理性质等数据(闪点、熔点、自燃点、爆炸极限等),以及防火、防爆、灭火、安全运输等注意事项写在说明书上,否则不准出厂。第5条 应指派责任心强,经培训考核36、,并熟知危险物品物质和安全防护知识的人员管理危险物品。第二节 生产和使用第1条 车间应根据生产需要,规定危险物品的存放时间、地点和最高允许存放量。原料和成品的成份应经化验确认。生产备料性质相抵触的物料不得放在同一区域,必须分隔清楚。第2条 凡使用爆炸物品,必须随用随领,所领取的数量不得超过当班用量,剩余的要及时退回。加工后的起爆炸药,必须单独存放,严禁个人自带、私存炸药和雷管,不得将炸药和雷管用于非生产活动。第3条 生产和使用剧毒物品场所及其操作人员,必须加强安全技术措施和个人防护措施。(一)安全技术措施(1)改革工艺技术,并采用安全的生产条件,防止和减少毒物溢(逸)散。(2)以密闭、隔离、通37、风操作代替敞开式操作。(3)加强设备管理、杜绝跑、冒、滴、漏。(二)个人防护措施。(1)配备专用的劳动防护用品和器具,专人保管,定期检修,保持完好。(2)严禁直接接触剧毒物品,不准在生产、使用场所饮食。(3)正确穿戴劳动防护用品,工作结束后必须更换工作服、清洗后方可离开作业场所。(4)剧毒物品场所,应备有一定数量的应急解毒药品。(三)对中毒人员的抢救,应按本制度第十三章条二节中的有关规定执行。第4条 压缩气体的液化气体(如:液氯、液氧、乙炔、液化石油气、氧气、二氧化碳、氮气等)使用时,气瓶内应留有余压,且不低于005兆帕(a),以防止其它物质窜入。第5条 易燃物品的加热禁止使用明火,在高温反应38、或蒸馏等操作过程中,如必须采用烟道气、有机热载体、电热等加热时,应采取严密隔绝措施。第6条 生产、使用危险物品的企业,应根据生产过程中的火灾危险和毒害程度,采取必要的排气、通风、泄压、防爆、阻止回火、导除静电、紧急放料和自动报警等措施。第7条 输送有毒有害物料,应采取防止泄漏的措施。第8条 输送固体氧化剂、易燃固体等,应防止摩擦、撞击。第9条 容易发生跑气、跑料的大型易燃、易爆、剧毒物品的装置,应设有能迅速停止进料,防止跑气、跑料的安全设施,并应具有捕集中和、解毒和打捞流失危险物品的方法,避免事态扩大。第10条 凡用于生产水煤气等有毒有害气体的蒸汽(水)管道,必须与生活用汽(水)管道分开,用途39、不同的工作气体(液体)管道应联通。第11条 生产、使用过程中所产生的废水、废气、废渣和粉尘的排放,必须符合国家有关排放标准,凡能相互引起化学反应发生新危害的废物不要混在一起排放。第三节 装卸运输第1条 托运危险物品必须出示有关证明,向指定的铁路、交通、航运等部门办理手续,托运物品必须与托运单上所列的品名相符,托运未列入国家品名表内的危险物品,应附交上级主管部门审查同意的技术鉴定书。第2条 危险物品的装卸运输人员,应按装运危险物品的性质,佩戴相应的防护用品,装卸时必须轻装轻卸,严禁摔拖、重压和磨擦,不得损毁包装容器,并注意标志,堆放稳妥。第3条 危险物品装卸前,应对车(船)搬运工具进行必要的通风40、和清扫,不得留有残渣,对装有剧毒物品的车(船),卸后必须洗刷干净。第4条 装运爆炸、剧毒、放射性、易燃液体、可燃气体等物品,必须使用符合安全要求的运输工具。(一)禁止电用瓶车、翻斗车、铲车、自行车等运输爆炸物品。运输强氧化剂,爆炸品及用铁桶包装的一级易燃液体时,没有采取可靠的安全措施,不得用铁底板车及汽车挂车。(二)禁止用叉车、铲车、翻斗车搬运易燃、易爆液化气体等危险物品。(三)温度较高地区装运液化气体和易燃液体等危险物品,要有防晒设施。(四)放射性物品应用专用运输搬运车和抬架搬运,装卸机械应按规定负荷降低25。(五)遇水燃烧物品及有毒物品,禁止用小型机帆船、小木船和水泥船承运。第5条 运输爆41、炸、剧毒和放射性物品,应指派专人押运,押运人员不得少于2人。第6条 运输危险物品的车辆,必须保持安全车速,保持车距,严禁超车,超速和强行会车。运输危险物品的行车路线,必须事先经当地公安交通部门批准,按指定的路线和时间运输,不可在繁华街道行驶和停留。第7条 运输易燃、易爆物品的机动车,其排气管应装阻火器,并悬挂“危险品”标志。第8条 蒸汽机车在调车作业中,对装载易燃、易爆物品的车辆,必须挂不少于二节的隔离车,并严禁溜放。第9条 运输散装固体危险品,应根据性质。采取防火、防爆、防水、防粉尘飞扬和遮阳等措施。第四节 报废处理第1条 剧毒物品用后的包装箱、纸袋、瓶、桶等必须严加管理,物资部门要统一回收42、,登记造册,专人负责管理。(一)铁制包装容器不经彻底洗刷干净,不得改作它用。(二)包装容器必须在安全、保卫部门指派的专人监护下销毁。第2条 化学危险物品和放射性物质等废弃物的报废处理,必须预先提出申请,制订周密的安全保障措施,并经当地有关部门批准后方可处理。第3条 凡拆除的容器、设备和管道内带有危险物品,必须先清洗干净,验收合格后方可报废。第4条 生产过程中生产的化学危险物品废渣等,必须加强管理,不得随同一般垃圾运出。第九章 物资储存第一节 基本要求第1条 库房、储罐区的建筑设计应符合建筑设计防火规范(16)、仓库防火安全管理规则(1990年3月23日公安部第6号令)、化学危险物品安全管理条例43、(1987年2月17日国务院发布)和炼油化工企业设计防火规定(01)的规定。第2条 物资储存场所应根据物品性质,配备足够的、相适应的消防器材,并应装设消防通讯和报警设备。第3条 必须加强管理,建立健全岗位防火责任制度、火源、电源管理制度、门卫制度、值班巡回制度和各项操作制度,做好防火、防洪(汛)、防窃等工作。第4条 在仓库:堆垛和储罐区,应设明显的防火等级标志,通道、出入口和通向消防设施的道路应保持畅通。第二节 仓库管理第1条 企业应制订物品入库验收制度,核对、检验进库物品的规格、质量、数量。无产地、铭牌、检验合格证的物品不得入库。第2条 易燃、易爆物品的仓库(堆垛)要采取杜绝火种的安全措施。44、第3条 物品的发放,应严格履行发放手续,认真核实。化学危险物品的发放,应严格控制,主管部门应经常检查核准。第4条 危险物品的储存要严格执行危险物品的配装规定,对不可配装的危险物品必须严格隔离。(一)放射性物品、剧毒物品不能与其它危险物品同存一库。(二)炸药不能与起爆器材同存一库。(三)氧化剂或具有氧化性的酸不能与易燃物品同存一库。(四)盛装性质相抵触气体的气瓶不可同存一库。(五)危险物品与普通物品同存一库时应保持一定距离。(六)遇水燃烧、易燃、自燃及液化气体等危险物品不可在低洼仓库或露天场地堆放。第5条 剧毒、炸药、放射性药品应单独存放,必须实行两人、两把锁、两本帐的管理办法。使用单位必须凭保45、卫部门批准的“危险物品领(退)单”由两人领取。第6条 储存易燃和可燃物品的仓库,堆垛附近,不准进行试验、分装、封焊、维修、动火等作业。如因特殊需要,应由仓库(堆垛场)负责人上报,企业有关领导批准,采取安全措施后才能进行。作业结束后,检查确无火种方可离开现场。第7条 保管人员应根据所保管的危险物品的性质,配备必要的防护用品、器具。第8条 自燃物品、易燃物品堆垛,应当布置在温度较低、通风良好的场所,并应设通风降温装置。第9条 甲、乙类物品的包装容器应当牢固、密封,发现破损、残缺、变形和物品变质、分解等情况时,应当及时进行安全处理。第10条 甲、乙类物品库房内不准设办公室、休息室、不准住人。每日工作46、结束后,应进行安全检查,然后关闭门窗,切断电源,方可离开。第三节 储罐区管理第1条 各种承压储罐应符合我国有关压力容器的规定,其液面计、压力计、温度计、呼吸阀、阻火器、安全阀等安全附件应完整好用。第2条 易燃、可燃液体和液化石油气的储罐和管线的绝热材料、装卸栈台、安全梯和管架等,均应用非燃烧材料建造。第3条 液化石油气及闪点低于28,沸点低于85的易燃液体储罐,无绝热措施时,应设冷水喷淋设施,以达到夏令降温的目的,设施的电器开关宜设置在远离防火(护)堤处,不准将电器开关设在防火(护)堤内。第4条 易燃、可燃液体和可燃气体储罐区内,不应有与储罐无关的管道、电缆等穿越,与储罐区有关的管道、电缆穿过47、防火(护)堤时,洞口应用不燃材料填实,电缆宜采用跨越防火(护)堤方式铺设。第5 罐区防火(护)堤的排水管应相应设置隔油池或水封井,并在出口管上设置切断阀,或在不排水时以土堵死出口。第6条 储罐的防雷、防静电接地装置,应按照石油库设计规范(74)等有关规定执行。2 精馏提纯的基本概念、基础理论及主要设备2.1 精馏的基本概念露点:把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却,当冷却到某一温度时,产生的第一个微小的液滴,此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度,简称露点。处于露点温度下的气体称为饱和气体。从精馏塔顶蒸出的气体温度,就是处在露点温度下。值得注意的是:第一个液滴不是纯组分,其组成由相平衡关系48、决定。由此可见,不同组成的气体混合物,其露点是不同的。泡点:液体混合物在一定压力下加热到某一温度时,液体中出现的第一个很小的气泡,即刚开始沸腾时的温度叫该液体在指定压力下的泡点温度,简称泡点。处于泡点温度下的液体称为饱和液体,即精馏塔的釜温温度。应该说明,这第一个很小的气泡,也不是纯组分,它的组成也是有相平衡关系决定的。沸点:当纯液体物质的饱和蒸汽压等于外压时,液体就会沸腾,此时的温度叫做该液体在指定压力下的沸点。纯物质的沸点是随外界压力的变化而改变的。当外界压力增大时,沸点升高,外界压力降低时,沸点降低。对于纯物质来说,在一定压力下,泡点、露点、沸点均为一个数值。汽化:液态变为气态的过程叫汽49、化。汽化是我们日常生活中经常遇到的,如洗过的衣服晒干,装汽油的桶不密封就会挥发,池塘里的水时间长了会减少,酒精发出酒味等,这些现象都为汽化。液化:物质从气态变成液态的过程,叫做液化。如果我们在晴天的晚上,可以发现头上有微小的水珠,早上还可以在植物的叶片上看到一层白色的露珠。蒸发:液态物质在任何温度下,从表面进行汽化的现象叫蒸发。从我们的感觉和嗅觉都会发现水、酒精、汽油和其他各种液体,不管它们在任何温度下,只要液面上是足够的空间,它们就会进行气化。为什么呢?因为组成的液体的分子是在不断地作无规则的运动的,液体的温度就是液体内部分子运动平均动能的标志,但在同一温度下,不是所有的分子运动都是相同的,50、总是有一些分子运动的动能比平均动能大或小,因此在任何温度下液体内部总有一部分分子的动能大于它的平均动能,当这一部分分子的动能大于它的平均动能时,这部分分子接近液面,就能克服液体表面层对它的引力和外部的压强而逸出空间,变成这种液体的蒸汽而逸出液面,因此液面上蒸汽的温度,并不比液体的温度高,这就是液体在任何温度下,能进行蒸发的道理。由于蒸发的不断进行,液体内部比它的平均动能大的分子逐渐逸出液面,剩下的分子的平均动能会渐渐减小,从而使液体的温度降低,因此蒸发可以降低温度。(在压力一定,液体很少的情况下)。影响蒸发速度的条件有哪些呢?a 、液体的温度愈高,蒸发得愈快。温度越高,液体内部分子运动的平均动51、能越大,液体表面层对分子的作用也越小,因为在单位时间内能克服液体表面层的作用而遇到空间的分子数目越多,所以蒸发得越快。b 、液体表面积越大,蒸发得越快。c 、液体受到的压强越少,蒸发得越快。蒸汽压:前面讲到液体在自由空间蒸发的情况,若在一密封容器中盛有部分液体,由于液体上有一定的空间,液面就要进行蒸发,最初一部分动能大的分子,克服表面层的引力,而逸出液面进入空间,在进入空间的分子中,极少数分子由于空间的气体分子数目多于返回液体内部的分子数目,随着液面上蒸汽分子的密度不断增加,由于碰撞返回液面内部的分子数目逐渐增多。即在单位时间内逸出液面分子数等于返回液面的分子数(于是蒸发就停止了)的状态,叫动52、态平衡,达到动态平衡的蒸汽叫饱和汽。饱和汽具有的压强,叫做饱和汽压;也称饱和蒸汽压。当温度一定时,汽相压力最终稳定在一定数值上,此时的汽相压力,称为某物质在该温度下的饱和蒸汽压。饱和蒸汽压:在一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压,它随温度的升高而增加。表41 20 几种液体的饱和蒸汽压液体名称蒸汽压mmHg液体名称蒸汽压mmHg乙 醚437水17酒 精44.5水 银0.0018表42 同一种液体在不同温度下的饱和蒸汽压表(mmHg)名称温度水苯乙醚汞-200.77668.9/04.3526.57184.40.00022017.5374.70437053、.00134055.32182.79070.006460149.4391.717250.026580355.1757.602030.092100760/0.2793 可以得出如下结论: a 、同一温度下,不同的液体的饱和蒸汽压不同。 b 、同一液体的饱和蒸汽压,是随温度升高而增大的,随温度下降而下降。 c 、当温度不变时,饱和蒸汽压的大小与它的体积无关。精馏:蒸馏时所产生的蒸汽与蒸汽冷凝时得到的液体传热和传质,汽相中高沸点组分和液相中低沸点组分以相反方向进行多次部分冷凝和部分汽化,达到较完全分离混合物的过程。三氯氢硅或四氯氢硅的精馏提纯一般分为两次进行,习惯上将前次叫粗馏,后次叫精馏。部分汽化54、时,因低沸点物易于汽化,故气相中低沸点物浓度较高,液相中高沸点物浓度较高;部分冷凝时,因高沸点物易于冷凝,故冷凝液中高沸点物浓度较高,气相中低沸点物浓度较高。所以,一次部分汽化和一次部分冷凝仅能使混合液通过各组分浓度的改变得到初步分离。如果多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行,最终留在液相中的基本上是高沸点组分,留在汽相中的基本上是低沸点组分。液体气化吸收热量,气体冷凝放出热量。为了合理利用热量,可以把气体冷凝时放出的热量供给液体气化时使用(即,使气液两相直接接触,在传热的同时进行传质)。这种多次部分气化伴随多次部分冷凝的过程是在逆流作用的板式设备(精馏塔)中进行的。气液两相进行热的交换:用部分55、汽化所得气体混合物中的热量来加热部分冷凝的液体混合物。气液两相在热交换的同时进行质的交换:浓度较低的液体混合物被浓度较高的气体混合物加热而部分汽化。此时,因挥发能力的差异,低沸点物比高沸点物容易挥发,表现为低沸点组分从液相转为气相,使气相中易挥发组分(低沸点组分)增浓;温度较高的气相混合物因为加热了温度较低的液体混合物,使自己部分冷凝,同样因挥发能力的差异,高沸点物比低沸点物容易冷凝,表现为高沸点组分从气相转为液相,液相中难挥发组分(高沸点组分)增浓。精馏过程是在逆流作用的塔式设备内进行的。在塔内,被蒸液体所产生的蒸汽自下而上流动,而升入塔顶的蒸汽又被冷凝成液体由上而下流动。在这种连续的汽液两56、相接触过程中就产生传热和传质现象。来自下方的蒸汽冷凝时放出潜热使上方液体部分汽化,易挥发组分从液相转入气相,同时下方蒸汽放出潜热也部分冷凝为液体,难挥发组分从气相转入液相。这样,在每一块塔板上同时进行气液两相热量和质量的交换,气体沿塔上升,易挥发组分不断从液相向气相转移,最上一块塔板出来的蒸汽几乎全是易挥发组分,冷凝后得到纯度很高的馏出液。同样,液相从塔顶到塔底易挥发组分浓度下降,难挥发组分浓度上升,最后得到几乎全是难挥发组分液体,从而达到分离提纯混合物的目的。精馏的依据:混合物中各组分挥发性能的差异。如何辨别挥发性能?同一压力下沸点不同同一温度下饱和蒸汽压不同易挥发组分:混合物中某组分,在一57、定温度时的蒸汽压比任何其它组分蒸汽压值都大,该组分称为易挥发组分。难挥发组分:混合物中某组分,在一定的温度时的蒸汽压比任何其它组分蒸汽压值都小,该组分称为难挥发组分。挥发度:挥发度通常用以表示某种纯态物质在某一温度下蒸汽压的大小。当组分互溶时,因组分彼此相互作用而降低了蒸汽压,此时各组分的挥发度,则用它在蒸汽中的分压和在蒸汽成平衡的液相中的摩尔分数之比来表示。 式中:UA ,UB 分别为组分A和B的挥发度。PA,PB 组分A和B的饱和蒸汽压(在汽相中的分压)。XA,XB 组分A和B在液相中的摩尔分数。 对于理想溶液而言,混合液遵守拉乌尔定律,则XA = XB为比较混合液中组分挥发度的大小,同时58、也便于在精馏中进行计算,因而因出相对挥发度的概念:相对挥发度:是两组分挥发度之比,用表示:对于理想溶液,遵守拉乌尔定律: 式中: :组分A在该温度下的饱和蒸汽压; :组分B在该温度下的饱和蒸汽压从值的大小,可以预计该混合物精馏提纯后的效果以及分离的可能性。当1,则表示组分A比组分B容易挥发;当1,则表示组分B比组分A容易挥发;当=1时,成为不可能分离的物质。2.2 精馏的分类依据不同的分类标准,精馏可以有不同的分类:按操作方式无回流简单蒸馏平衡蒸馏有回流精馏连续式间歇式特殊精馏恒沸精馏萃取精馏水蒸气精馏按操作压强常压减压用于常压下沸点较高的物系(脂肪酸)加压用于常压下为气体的物系2.3 精馏操59、作的几个主要术语高沸物、低沸物:对于液体混合物来说,各组分的分压之和等于外压时,物料开始沸腾。由于各组分的分压随其在液相中的含量的改变而有所不同,因此,它没有恒定的沸点。液体混合物的泡点至露点的整个范围内都处于沸腾状态,并且在不同温度下汽液相组成是不同的。高、低沸物:在混合溶液中,以某纯物质的沸点为界(如iHCl3的沸点为.)高于此沸点的物质为高沸物,反之则为低沸物。全流量:在塔的允许工作范围内最大的蒸发量。回流、全回流:为了使塔内传质、传热过程连续进行下去,从塔顶冷凝下来的液体要返回塔内,这种操作称作回流;在精馏操作中,停止向塔内加料的同时,既不引出塔顶产品,也不排走塔底和塔顶的残液,将塔顶60、蒸汽冷凝后全部回入塔中的过程称为全回流。全回流操作多半用在精馏塔的开车初期,或生产不正常时精馏塔的自身循环操作中。回流比:塔顶的回流液量与馏出液量之比。L单位时间内塔顶回流液体量D单位时间内塔顶采取量也可以这样说,当塔顶蒸汽冷凝液全部流回塔内,即无馏出液时,回流比称为全回流。液泛(液悬):塔的加热功率增加,促使上升的蒸汽流开始阻止液体沿塔板下流,下一塔板上的液体将涌到上一塔板,这种现象叫液泛现象。此时的温度叫液泛温度。对于有溢流装置的精馏塔,如果塔板上的液体难于沿溢流堰流下,造成溢流堰内液面越涨越高,直至与上一塔板上的液面相平,液体无法下流,就会发生“液泛”。当溢流堰内液面超过溢流斗高度的5061、%时,就认为开始发生轻微的液泛。雾沫夹带:指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。在传质过程中,大量雾沫夹带会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中,从而降低产品的质量,同时会降低传质过程中的浓度差,致使塔板效率下降。液体泄漏:塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。在精馏操作中,如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层,甚至低于液层所具有的位能,这时就会托不住液体而产生泄漏。空塔速度越低,泄漏越严重。其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板,不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去,致使塔板效率下降。操作弹性:指上升气体速度的最小允许值(负荷下限)到最大允许值(62、负荷上限)之间的范围。上升气体速度在此范围变动时,精馏塔能在一定的分离效果下,维持正常的操作。精馏塔的负荷上限是以上升蒸汽的雾沫夹带量不超过蒸汽流量的10%为限制;负荷下限是以塔板上液体的泄漏量不超过液体流量的10%为限制。应当注意的是,当上升气体速度变化时,塔板效率要变化,这会引起分离效果发生变化。理论塔板数、实际塔板数及塔板效率:当塔板上液体与蒸汽组成符合平衡曲线规定的那样,此时提纯到一定效果所需的塔板数为理论塔板数。但实际上由于汽液接触时间有限,蒸气和液体并不能达到平衡状态,在指定条件下,进行精馏操作所需的实际塔板数,一般比理论塔板数多得多。板效率:理论塔板数与实际塔板数之比式中:塔板效63、率 理论塔板数 实际塔板数上述塔板效率为全塔中所有塔板的总(平均)效率,把它用于计算实际塔板数时,最为简单。2.4 精馏的主要装置设备精馏的装置主要有:冷凝器、再沸器、精馏塔以加料板为界,全塔可分为:精馏段和提馏段。 塔板上,传热、传质同时反向进行。 塔板的作用:1. 气相进行部分冷凝2. 液相进行部分汽化3. 是汽、液两相进行传热、传质的场所。对每一块塔板,传热传质的液相来自上一板,汽相来自下一板。对第一块板,液相从何而来产品回流对最后一块板,汽相从何而来再沸器(加热釜)塔内件技术关键:1. 尽量降低雾沫夹带2. 尽量减少流动传质死区(尤其是弓形区)3. 尽量降低塔板液面梯度 回流及精馏段的64、作用:1. 保证各层塔板(特别是第一块板)有适当的液体层,以使汽相可部分冷凝,并不断补充塔板上易挥发组分,使各板液相组成恒定,保证连续稳定操作。2. 保证馏出液有较高纯度,只有回流液的浓度越高,所得产品的浓度也会越高。3. 精馏段作用:使汽相浓度不断提高,即不断增浓,以得到合格的塔顶产品。再沸器(加热釜)提馏段的作用:1. 供给精馏必须的汽相(蒸汽);2. 供给热量;3. 提馏段作用:浓缩难挥发组分,以在塔底得到较纯的难挥发组分产品。 精馏必须的条件:1. 塔顶必须有产品的回流;2. 塔底必须有再沸器(加热釜);3. 必须在中间加料,加料板位置应该是该板的浓度(液相或汽相)应和料液浓度一致。565、. 精馏的主要计算 确定产品的流量和组成; 确定为完成一定生产量的产品所需塔板数、塔径、塔高 塔板选型及尺寸 冷凝器、再沸器(加热釜)的热负荷其中,为工艺计算,、为设备计算。计算依据: 物料衡算; 热量衡算; 汽液平衡关系精馏进行的是物质的等分子反向扩散。精馏段物料衡算精馏操作线方程物理意义:表明精馏段任意截面(相邻两塔板)上升蒸汽和下降液体之间的操作关系(组成之间的关系)。提馏段物料衡算提馏操作线方程物理意义:表明提馏段任意截面(相邻两塔板)上升的蒸汽和下降的液体之间的操作关系(组成之间的关系)。6. 加料热状态对提馏段操作线的影响精馏塔进料状况: 冷液进料,TFT泡 饱和液体,TF=T泡(66、泡点进料) 汽液混合物,T泡TFT露 饱和蒸汽,TF=T露 过热蒸汽,TFT露 精馏段操作线与提馏段操作线交点的轨迹进料线方程(q线方程)7. 连续精馏塔理论塔板数的计算NT理论塔板NT:该板上升的蒸汽和离开该板下降液相的组成互达平衡。实际塔板NP:其中,E全塔效率求解理论塔板数的方法: 解析法逐板计算法,芬斯克Fensks方程 图解法(直角梯级法)3 三氯氢硅和四氯化硅的主要物性、精馏操作基本知识3.1 提纯三氯氢硅、四氯化硅的方法简介超纯硅质量的好坏,往往取决于原料的纯度,在产品质量要求特别高的时候,全部生产过程的效果在极大程度上由原料的纯度而定。对超纯硅的质量参数和生产工艺过程的经济分析67、表明,超纯硅的发展方向是如何进一步提高纯度效果。因此,国内外对如何提高产品质量在化学提纯方面下了很大的工夫。目前提纯SiHCl3和SiCl4的方法很多,一般不外乎精馏法、络合法、固体吸附法、部分水解法和萃取法。1、 萃取法:在一定温度下,某物质在相同化学组成的混合物中分配在两个互不混溶的有机溶剂中,充分震荡后,使某些物质进入有机溶剂中,而另一些物质仍留在溶液中,从而达到分离的效果。2、 络合物法:在混合溶液中加入对某物质能起作用的络合剂与这种物质生成一种稳定的络合物。即使加热也不会分解和挥发,而在高沸物中除去。3、 固体吸附法:是用固体吸附剂来进行吸附的,要求吸附剂的纯度要高,此种方法对分离极68、性杂质磷和金属氯化物特别有效,但被吸附的物质往往容易使吸附剂中毒。4、 部分水解法:是将三氯化硼(B2Cl3)用水洗的方法,生成硼氧化物(B2O3),同时有大量的(SiO2nH2O)产生,因此也是不太适用的一种方法。5、 精馏法:是一种最重要的提纯方法,此法具有处理量大、操作方便、板效率高的优点,同时又避免引进任何试剂,绝大多数杂质都被完全分离,特别是非极性重金属氧化物。但它对彻底分离硼、磷和强极性杂质氯化物受一定限制。3.2 三氯氢硅、四氯化硅的主要物性SiHCl3中含有Fe,Cu,Ni,Cr,Al,As,Sb等元素的氯化物。这些氯化物的蒸汽压比SiHCl3的蒸汽压小得多,精馏时较易分离因而69、在计算时不可忽略不计。与SiHCl3蒸汽压比较接近的是BCl3,SiCl4,PCl3等化合物。应该指出,迄今为止,尚未完全查明硼和磷在SiHCl3中的化合物结构形式,一般认为是BCl3、BHCl2、PCl5、POCl3等化合物,这些化合物的物理性能见下表。表 SiHCl3 BCl3 PCl3 SiCl4 POCl3等的物理性能化合物沸点温 度饱和蒸汽压,() mmHgSiHCl331.5(31.8)015.320.2218412501BCl312.10510477579695PCl379.52.821.037.656.940100200400SiCl4570203077191287POCl3170、07.2在精馏提纯SiHCl3中由于SiHCl3与杂质氯化物在相同温度下蒸汽压的差异,即相对挥发度的差异而使之分离,从SiHCl3、BCl3、PCl5等的蒸汽压与温度关系图可知,蒸汽压大的物质即沸点低的物质,在气相中的组分大于液相中的组成,精馏法提纯正是利用这个基本原理来实现的。为了把SiHCl3中的杂质除尽,首先必须了解杂质在SiHCl3中的行为以及在精馏塔中的分布情况。对于重金属元素来讲;这些金属氯化物的蒸汽压力都很小即沸点很高。相对挥发度(a)理论值都很大,一般来讲,这些金属氯化物应该是属于高沸点组分而留在塔釜中,但是由气相中少量的盐酸蒸汽腐蚀不锈钢材质的原故,致使塔顶出来的产品蒸汽中仍71、含有微量的重金属。至于SiHCl3中的主要杂质元素硼和磷,据资料介绍是以BCl3 、BHCl2、PCl3、PCl5、POCl3等形式存在于SiHCl3中,PCl3在SiHCl3中的相对挥发度(a)为7.4,PCl5在SiHCl3中的相对挥发度(a)为5,BCl3在 SiHCl3中的相对挥发度(a)为1.9。按照芬斯克公式计算或者从电子计算机的逐板结果来看,有十多块理论板已经能够使 SiHCl3与BCl3、PCl3分离到我们所需要的纯度。但实际情况却不是这样,在精馏过程中,发现低沸点成分,中间馏分以及高沸点中部分含有磷,只是高沸点组分中磷的含量略高一些而已(当采用加压精馏后磷量之差别就是明显增大72、)。另外,发现低沸点组分中硼的含量并不高,而在高沸点组分中却有一定的含量,据初步分析硼和磷的化合物在SiHCl3中的形式不单是一般文献中所介绍的那样是BCl3、PCl3、PCl5等这些化合物,可能还有一些与SiHCl3有关的化合物。因此除了在低沸点组分中外还能在高沸点组分中发现硼,同样地从磷的化合物形成有可说明下述问题,即为什么采用多于理论塔板数(10多块理论板)好多倍的筛板(如采用近80块实际塔板),而得到的SiHCl3精料中磷的化合物和络合物、那么,它们的相对挥发度将比PCl3大得多,这将显著地增加除磷效果。采用加压精馏后取得了较明显的除磷效果。这一事实就说明上述磷的化合物形式转变的可能性73、和现实意义。当然采用操作弹性大,效率高的精馏塔来操作也是很重要的条件。 精馏法对提纯SiHCl3和SiCl4具有一定的局限性,它对彻底分离硼、磷、铁、镁、铜等强极性杂质有一定限度。近年来研究表明:这种局限性产生的根源,可能是受相互作用改变了原来的化学形式,致使相对挥发度接近于1。如SiCl4中非极性和弱极性杂质(如PCl3)和强极性杂质(如FeCl3、CuCl2、AlCl3、MgCl2等)当浓度降低时,PCl3的相对挥发度几乎不变,而FeCl3的挥发度降低得接近于1,因此精馏法对除去这些极性杂质氯化物还存在一定的困难。表 SiHCl3有关的一些杂质卤化物和络合物的性能化合物沸点化合物沸点化合物74、沸点SiH3Cl10.0B5H948CrO2Cl2116.3SiH2Cl28.2CHCl:CHCl48.4PSCl3125CH3BCl211.2C3H7PH25053POCl3105.8SiH2Cl12.0P2H456TiCl4135.8BCl312.1(CH3)3SiCl57PCl5160(升华)PFCl213.9SiCl457SbCl5172B2H18CHCl361.2PH3BCl3180PO2F6Cl2123B2Cl465.5AlCl3180(升华)CH3)2PH21.5 25CH3SiCl366.4SbCl3216SiHCl331.5PCl376FeCl,3315CH3:CCL237C75、Cl476.8ZnCl2732.4(CH3)3P37.8CH3PCl37779CuCl21359CH3SiHCl341.0MgCl23.3 精馏操作基本知识3.3.1 什么是全回流?答:在精馏操作中,把停止塔进料、塔釜出料和塔顶出料,将塔顶冷凝液全部作为回流液的操作,成为全回流。全回流操作,多半用在精馏塔的开车初期,或用在生产不正常时精馏塔的自生循环操作中。3.3.2 最适宜回流比是怎样确定的?答:对固定分离要求的过程来说,当减少回流比时,运转费用(主要表现在塔釜加热量和塔顶冷量)将减少,所需塔板数将增加,塔的投资费用增大;反之,当增加回流比时,可减少塔板数,却增加了运转费用。因此,在设计时应76、选择一个最适宜的回流比,以使投资费用和经常运转的操作费用之和在特定的经济条件下最小,此时的回流比称之为最适宜回流比。3.3.3 什么是精馏塔的压力降?答:所谓精馏塔的压力降,就是平时所说的塔釜和塔顶的压力差。对板式塔来说,塔板压降主要是由三部分组成的,即干板压力降、液层压力降和克服液体表面张力的压力降。塔釜与塔顶的压力差是全塔每块塔板压力降的总和。所谓干板压力降,就把精馏塔内上升的气体(或蒸汽)通过没有液体存在的塔板时,所产生的压力降;当气体穿过每层塔板上的液体层时产生的压力降,叫做液层压力降;气体克服液体表面张力所产生的压力降,叫液体表面张力压力降。对于固定的塔来说,在正常操作中,塔压力降主77、要随上升气体的流速大小而变化。有经验表明,塔压力降与气体流速的平方成正比。3.3.4 什么是空塔速度?它与孔速有什么关系?答:空塔速度是指单位时间内精馏塔上升蒸汽的体积与塔截面积的比,即塔内上升蒸汽在单位时间内流动的距离。单位为米3/秒米2,或米/秒。孔速度是指单位时间内通过升气孔道的上升蒸汽的体积与孔道总截面的比,即上升气体穿过升气孔道的流速,单位为米3/秒米2,或米/秒。空塔速度是影响精馏操作的重要因素之一。对于已经确定的塔来说,如果在允许的范围内提高空塔速度,则能提高塔的生产能力。当空塔速度提高到一定限度时,气液两相在塔板上因接触时间过短,而且会产生严重的雾沫夹带,破坏塔的正常操作。一般78、是以雾沫夹带量不大于10%来确定空塔速度,称为最大允许速度。当空塔速度过低时,不利于气体穿过孔道,甚至托不住上层塔板的液体,塔板上的液体可以经升气孔倒流至下层塔板,这种现象称之为液体泄漏。泄漏严重时,会降低精馏塔的分离效果,特别是筛板塔、浮阀塔、舌形塔,尤其是这样。3.3.5 什么是塔的开孔面积?开孔率是怎样确定的?答:在精馏塔内流动着从下往上的蒸汽和从上往下的液体,而且它们要同时通过每层塔板。气体通过塔板的通道叫升气孔道,升气孔道的总截面积就是每块塔板的开孔面积。浮阀塔的开孔面积就是所有浮阀孔截面积的总和。开孔截面积的选定,就是根据生产负荷的大小和允许蒸汽的速度确定的。有时为了适应塔中各板或79、各段不同的气体负荷,设计时可以选用不同的开孔率。开孔率不同,其传质效率也不同。另外,开孔率对塔的处理能力也有很大的影响。在相同塔径中,处理能力随开孔率的增加而相应的提高;对于同一处理能力而言,开孔率增加,则塔径可以减小,因此开孔率是设计中的重要指标之一。3.3.6 什么是液泛?答:在精馏操作中,下层塔板上的液体涌至上层塔板,破坏了塔的正常操作,这种现象叫做液泛。液泛形成的原因,主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大,超过了最大允许速度所造成的。另外,在精馏操作中,也常常遇到液体负荷太大,使溢流管内液面上升,以至上下塔板的液体连在一起,破坏了塔的正常操作的现象,这也是液泛的一种形式。以上两种现象都属于80、液泛,但引起的原因是不一样的。3.3.7 什么是雾沫夹带?答:雾沫夹带是指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。在传质过程中,大量雾沫夹带会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中,从而降低产品的质量,同时会降低传质过程中的浓度差,致使塔板效率下降。对于给定的塔来说,最大允许的雾沫夹带量就限定了气体的上升速度。影响雾沫夹带量的因素很多,诸如塔板间距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化学性质等。虽然影响雾沫夹带量的因素很多,但最主要的影响因素是空塔速度和两块塔板之间的气液分离空间。对于固定的塔来说,雾沫夹带量主要随空塔速度的增大而增大。但是,如果增大塔板间的距离,扩大分离空间,则相应提高空塔速度。81、3.3.8 什么是液体泄漏?答:塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。在精馏操作中,如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层,甚至低于液层所具有的位能,这时就会托不住液体而产生泄漏。空塔速度越低,泄漏越严重。其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板,不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去,致使塔板效率下降。因此,塔板的适宜操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的,正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液体量的10%。泄漏量的大小,亦是评价塔板性能的特性之一。筛板、浮阀塔板和舌形塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏。3.3.9 什么是操作弹性?答82、:操作弹性是指上升气体速度的最小允许值(负荷下限)到最大允许值(负荷上限)之间的范围。上升气体速度在此范围变动时,精馏塔能在一定的分离效果下,维持正常的操作。前面已经谈过,精馏塔的负荷上限是以上升蒸汽的雾沫夹带量不超过蒸汽流量的10%为限制;负荷下限是以塔板上液体的泄漏量不超过液体流量的10%为限制。一般的说,浮阀塔操作弹性最大,有的试验表明负荷上限与负荷下限之比可达79左右,泡罩塔次之,筛板塔最小。应当注意的是,当上升气体速度变化时,塔板效率要变化,这会引起分离效果发生变化。3.3.10 什么是返混现象?答:在有降液管的塔板上,液体横过塔板与气体呈错流状态,液体中易挥发组分的浓度降沿着流动的83、方向逐渐下降。但是当上升气体在塔板上使液体形成涡流时,浓度高的液体和浓度低的液体就混在一起,破坏了液体沿流动方向的浓度变化,这种现象较做返混现象。返混现象能导致分离效果的下降。返混现象的发生,受到很多因素的影响,如停留时间、液体流动情况、流道的长度、塔板的水平度、水力梯度等。3.3.11 什么是物料平衡?物料平衡在精馏操作中的意义是什么?答:物料平衡是质量不灭和转换守恒定律在化工上的应用。对于任何一个生产过程来说,按重量计,物料转化量应为产品生成量和物料损失量之和。通过物料衡算,可以知道原料转化为产品的情况及损失量的大小,以便寻求改善的途径。物料衡算对整个过程或过程的某个阶段同样适用;可对参与84、过程的全部物质进行衡算,也可以对任意组分进行衡算。在操作中随时掌握精馏塔的物料平衡情况对于一个操作工来说是一个最基本和最起码的要求。物料平衡掌握不好,一种是进料多,采出少;另一种是进料少,采出多。这两种情况都不是正常操作,影响产品的质量和数量。因此,为了使精馏塔处于最佳条件下操作,为了提高产品的质量和数量,降低能耗,减少加工损失,在实际操作中必须经常进行物料衡算,调整操作。3.3.12 什么是最适宜的进料板位置?答:最适宜的进料板位置就是指在相同的理论板数和同样的操作条件下,具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。在化学工业中,多数精馏塔都设有两个以上的进料85、板,调节进料板的位置是以进料组分发生变化为依据的。当进料组分中的轻关键组分比正常操作较低时,应将进料板的位置向下移,以增加精馏段的板数,从而提高精馏段的分离能力。反之,进料板的位置向上移,则是为增加提馏段的板数,以提高提馏段的分离能力。总之,在进料板上进料组分中轻关键组分的含量应该小于精馏段最下一块塔板上的轻关键组分的含量,而大于提馏段最上一块塔板上的轻组分的含量。这样就使进料后不至于破坏塔内各层塔板上的物料组成,从而保持平稳操作。3.3.13 什么是塔板效率?答:在精馏塔的实际操作中,由于受到传质时间和传质接触面积的限制,不能达到气液平衡状态,即塔板上蒸汽中所含的低沸点组分的浓度较与液相达到86、平衡时的蒸汽中所含的低沸点组分的浓度要低,因此一块实际塔板的作用总不及一块理论塔板的作用。从这个概念出发,塔板效率可以表示为理论板数与实际板数之比。影响塔板效率的因素主要有:(1)气相与液相交换的快慢;(2)塔板上气液相混合的程度;(3)上升蒸汽夹带液体雾滴进入上层塔板的数量和塔板的液体泄漏量。上述三方面的因素又受塔板的设计和布置,操作条件以及所处理物料的物理性能等影响。塔板的设计和布置包括:塔板几何尺寸、塔板间距、溢流堰高度、开孔率、升气孔的排列等。操作条件包括:上升蒸汽速度,塔板上液体停留的时间,温度和压力等。处理物料的物理性能包括:相对挥发度,蒸汽与液体的粘度和重度,扩散系数和表面张力等87、。附带指出,物料的物理性质随塔中操作温度和压力的不同而变化。生产中,选择塔板型式时,塔板应满足如下要求:(1)板效率高;(2)生产能力大,即允许的气液相负荷都较高,使尺寸较小的塔能完成较大的生产任务;(3)操作稳定,操作弹性好;(4)经济耐用,消耗钢材少;(5)便于操作和检修。3.3.14 精馏操作的影响因素有哪些?答:除了设备问题以外,精馏操作过程的影响因素主要有以下几个方面:塔的温度和压力(包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义的塔板);进料状态;进料量;进料组成;进料温度;塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量;回流量;塔顶冷剂量;塔顶采出量和塔底采出量。塔的操作就是按照塔顶和塔底产品的组成要求来对这88、几个影响因素进行调节。3.3.15 精馏塔操作压力的变化对精馏操作有什么影响?答:塔的设计和操作都是基于一定的压力下进行的,因此一般的精馏塔总是先要保持压力的恒定。塔压波动对塔的操作将产生如下的影响:(1) 响产品质量和物料平衡改变操作压力,将使每块塔板上的气液相平衡的组成发生改变。压力升高,则气相中的重组份减少,相应的提高了气相中的轻组分的浓度;液相中的轻组分含量增加,同时也改变了气液相的重量比,使液相量增加,气相量减少。总的结果是:塔顶馏分中的轻组分浓度增加,但数量却相对减少;釜液中的轻组分浓度增加,釜液量增加。同理,压力降低,塔顶馏份的数量增加,轻组分浓度降低;釜液量减少,轻组分浓度减少89、。正常操作中应保持恒定的压力,但若操作不正常,引起塔顶产品中重组分浓度增加时,则可采用适当升高操作压力的办法,使产品质量合格,但此时液相中轻组分的损失增加。(2) 变组分间的相对挥发度压力增加,组分间的相对挥发度降低,分离效率下降,反之亦然。(3)改变塔的生产能力压力增加,组分的重度增大,塔的处理能力增大。(4)塔压的波动这将引起温度和组成间对应关系的混乱。我们在操作中经常以温度作为衡量产品质量的间接标准,但这只有在塔压恒定的情况下才是正确的。当塔压改变时,混合物的露点、泡点发生改变,引起全塔的温度分布发生改变,温度和产品质量的对应关系也将发生改变。从以上分析来看,改变操作压力,将改变整个塔的90、工作状况,因此在正常操作中应维持恒定的压力,只有在塔的正常操作受到破坏时,才可以根据上述分析,在工艺指标允许的范围内,对塔的压力进行适当的调整。应当指出,在精馏操作过程中,进料量、进料组成和进料温度的改变,塔釜加热蒸汽量的改变、回流量、回流温度、塔顶冷剂量的改变以及塔板的堵塞等,都有可能引起塔压的波动,此时我们应先分析塔压波动的原因,及时处理,使操作恢复正常。3.3.16 进料状态对精馏操作有什么影响?答:进料情况有五种:(1)冷进料;(2)泡点进料;(3)气液混合进料;(4)饱和蒸汽进料;(5)过热蒸汽进料。为了便于分析,令从上式可以看出:冷进料时1,泡点进料时=1,气液混合进料时01,饱和91、蒸汽进料时=0,过热蒸汽进料时0。当进料状况发生变化(回流比、塔顶馏出物的组成为规定值)时,值也将发生变化,这直接影响到提馏段回流量的改变,从而使提馏段操作线方程式改变,进料板的位置也随之改变,将引起理论塔板数和精馏段、提馏段塔板数分配的改变。对于固定进料状况的某个塔来说,进料状况的改变,将会影响到产品质量及损失情况的改变。例如,某塔应为泡点进料,当改为冷液进料时,则精馏段塔板数过多,提馏段塔板数不足,结果是塔顶产品质量可能提高,而釜液中的轻组分的蒸出则不完全。若改为气液混合进料或者饱和蒸汽、过饱和蒸汽进料,则精馏段的塔板数不足,提馏段的塔板数过多,其结果是塔顶产品种重组分含量超过规定,釜液中92、轻组分含量比规定值低,同时增加了塔顶冷剂的消耗量,减少了塔釜的热剂消耗。生产中多用泡点进料,此时,精馏段、提馏段上升蒸气的流量相等,故塔径也一样,设计计算也比较方便。3.3.17 进料量的大小对精馏操作有什么影响?答:进料量的大小对精馏操作的影响可分为下述两种情况来讨论。(1)进料量变动范围不超过塔顶冷凝器和加热釜的负荷范围时,只要调节及时得当,对顶温和釜温不会有显著的影响,而只影响塔内上升蒸汽速度的变化。进料量增加,蒸汽上升的速度增加,一般对传质是有利的,在蒸汽上升速度接近液泛速度时,传质效果为最好。若进料量再增加,蒸汽上升速度超过液泛速度时,则严重的雾沫夹带会破坏塔的正常操作。进料量减少,93、蒸汽上升速度降低,对传质是不利的,蒸汽速度降低容易造成漏液,降低精馏效果。因此,低负荷操作时,可适当的增大回流比,提高塔内上升蒸汽的速度,以提高传质效果。应该说明,上述结论是以进料量发生变动时,塔顶冷剂量或釜温热剂量均能作相应的调整为前提的。(2)进料的变动范围超出了塔顶冷凝器或加热釜的负荷范围,此时,不仅塔内上升蒸汽的速度改变而且塔顶温度、塔釜温度也会相应的改变,致使塔板上的气液相平衡组成改变,塔顶和塔釜馏分的组成改变。例如,液相进料时,若进料量过大,则引起提馏段的回流也很快增加,在热剂不够的前提下,将引起提馏段温度降低,釜温中轻组分浓度增大,釜液的流量增大,这同时也会引起上升蒸汽中轻组分量94、增加,致使全塔温度下降,顶部馏出物中的轻组分纯度提高。当气液两相混合进料时,若进料量突然增加过快,将使精馏段内蒸汽量突然增加,同时使提馏段内回流液量也突然增加,在冷剂、热剂不够的前提下,前者是精馏段的温度上升,后者是提馏段的温度下降;前者引起塔顶馏分中重组份浓度增加,使产品质量不合格,后者引起塔釜馏份中轻组分的浓度增加,损失加大。当全部为气相进料,进料量突然增加过大时,首先应想到是精馏段内上升蒸汽的量突然增加,随之而来的是塔顶的气相馏出物量增加,回流比减小,塔顶温度上升,提馏段的温度上升。前者使塔顶产品中重组分含量增加,塔内回流液体中中组份含量也增加;后者使塔底产品中重组份的浓度增加。综上所述95、,不管进料状况如何,进料量过大的波动,将会破坏塔内正常的物料平衡和工艺条件,造成塔顶、塔釜产品质量不合格或者物料损失增加。因此,应尽量使进料量保持平衡,即使在需要调节时,也应该缓慢进行。3.3.18 进料组成的变化对精馏操作有什么影响?答:进料组成的变化,直接影响精馏操作,当进料中重组分的浓度增加时,精馏段的负荷增加。对于固定了精馏段板数的塔来说,将造成重组份带到塔顶,使塔顶产品质量不合格。若进料中的轻组分的浓度增加时,提馏段的负荷增加。对于固定了提馏段塔板数的塔来说,将造成提馏段的轻组分蒸出不完全,釜液中轻组分的损失加大。同时,进料组成的变化还将引起全塔物料平衡和工艺条件的变化。组份变轻,则96、塔顶馏分增加,釜液排出量减少。同时,全塔温度下降,塔压升高。组份变重,情况相反。进料组成变化时,可采取如下措施。(1)改进料口。组份变重时,进料口往下改;组份变轻时,进料口往上改。(2)改变回流比。组份变重时,加大回流比;组份变轻时,减少回流比。(3)调节冷剂和热剂量。根据组成变动的情况,相应地调节塔顶冷剂和塔釜热剂量,维持顶、釜的产品质量不变。3.3.19 进料温度的变化对精馏操作有什么影响?答:进料温度的变化对精馏操作的影响是很大的。总的来讲,进料温度降低,将增加塔底蒸发釜的热负荷,减少塔顶冷凝器的冷负荷。进料温度升高,则增加塔顶冷凝器的冷负荷,减少塔底蒸发釜的热负荷。当进料温度的变化幅度97、过大时,通常会影响整个塔身的温度,从而改变气液平衡组成。例如:进料温度过低,塔釜加热蒸汽量没有富余的情况下,将会使塔底馏份中轻组份含量增加。进料温度的改变,意味着进料状态的改变,而后者的改变将影响精馏段、提馏段负荷的改变。因此,进料温度是影响精馏塔操作的重要因素之一。3.3.20 塔内上升蒸汽的速度和蒸发釜加热量的波动对精馏操作有什么影响?答:塔内上升蒸汽的速度的大小,直接影响着传质效果。板式塔(例如泡罩塔)内上升蒸汽是通过泡罩的齿缝已鼓泡的形式与液体进行热量和质量交换的,一般的说,塔内最大的蒸汽上升的速度应比液泛的速度小一些。工艺上常选择最大允许速度为液泛速度的80%。速度过低会使塔板效率显98、著下降。影响塔内上升蒸汽速度的主要因素是蒸发釜的加热量。在釜温保持不变的情况下,加热量增加,塔内上升蒸汽的速度加大;加热量减少,塔内上升蒸汽的速度减小。应该注意,加热量的调节范围过大、过猛,有可能造成液泛或漏液。3.3.21 回流比的大小对精馏操作有什么影响?答:操作中改变回流比的大小,以满足产品的质量要求是经常遇到的问题。当塔顶馏份重组份含量增加时,常采用加大回流的方法将重组份压下去,以使产品质量合格。当精馏段的轻组份下到提馏段造成塔下部温度降低时,可以用适当减少回流比的方法以使釜温度提起来。增加回流比,对从塔顶得到产品的精馏塔来说,可以提高产品质量,但是却要降低塔的生产能力,增加水、电、气99、的消耗。回流比过大,将会造成塔内物料的循环量过大,甚至能导致液泛,破坏塔的正常操作。3.3.22 塔顶冷剂量的大小对精馏操作有什么影响?答:对采用内回流操作的塔(例如冷凝蒸出塔),其冷剂量的大小,对精馏操作的影响是比较显著的;同时,也是影响回流量波动的主要因素。内回流塔的回流量是靠塔顶冷凝器的负荷来调节的。当冷剂量无相变时,冷凝器的负荷主要有冷剂量进入的多少来调节。如果操作中冷剂量减少,塔顶温度升高,从而流量减少,塔顶温度升高,塔顶产品中重组份的含量增加,纯度下降;如冷剂量增加,情况正相反。当冷剂有相变时,即液体冷剂蒸发吸热,在冷剂量充分的情况下,调节冷剂蒸发压力高低所带来的回流量变化,将更为100、灵敏。对于外回流的塔,同样会由于冷剂量的波动,在不同程度上影响精馏塔的操作。例如,冷剂量的减少,将使冷凝器的作用变差,冷凝液量减少,而在塔顶产品的液相采出量作定值调节时,回流量势必减少。假如冷凝器还有过冷作用(即通常所说的冷凝冷却器)时,则冷剂量的减少,还会引起回流液温度的升高。这些都会使精馏塔的顶温升高,塔顶产品中重组份含量增多,质量下降。3.3.23 塔顶采出量的大小对精馏操作有什么影响?答:精馏塔塔顶采出量的大小和该塔进料量的大小有着相互对应的关系,进料量增加,采出量应增大。采出量只有随进料量变化时,才能保持塔内固定的回流比,维持塔的正常操作,否则将会破坏塔内的气液平衡。例如,当进料量不101、变时,若塔顶采出量增大,则回流比势必减少,引起各板上的回流液量减少,气液接触不好,传质效率下降;同时操作压力也下降,各板上的气液相组成发生变化。结果是重组份背带到塔顶,塔顶产品的质量不合格。在强制回流的操作中,如果进料量不变,塔顶采出量突然增大,则易造成回流液贮槽抽空。回流液一中断,顶温就升高,这同样也会影响塔顶产品的质量下降。如果进料量加大,但塔顶采出量不变,其后果是回流比增大,塔内物料增多,上升蒸汽速度增大,塔顶与塔釜的压差增大,严重时会引起液泛。3.3.24 塔底采出量的大小对精馏操作有什么影响?答:塔釜保持稳定的液面,是维持釜温恒定的首要条件。塔釜液面的变化,又主要决定于塔底采出量的大102、小。当塔底采出量过大时,会造成塔釜液面降低或抽空。这将是通过蒸发釜的釜液循环量减少,从而导致传热不好,轻组分蒸不出去,塔顶、塔釜的产品均不合格。如果是利用列管式蒸发釜,由于循环液量太大,使釜液经过上半部列管时形成过热蒸汽,表现为挥发管的气体温度较高,而釜温却较低。如果塔底采出量过小,将会造成塔釜液面过高,增加了釜液循环阻力,同样造成传热不好,釜温下降。另外,维持一定的釜液面还起着液封的作用,以确保安全生产。3.3.25 塔的安装对精馏操作有什么影响?答:不同的物料和不同的工艺过程,对塔设备提出的要求是不同的。但是,一般总希望塔设备的分离能力高,生产能力大,操作稳定。对于一个定型的塔设备来说,由103、于安装上有问题,就可能会达不到以上的要求。如塔身、塔板、溢流口等,在安装时若不符合要求,都有可能对精馏操作带来影响。(1)塔身 塔身要求垂直,一般的倾斜度不能超过千分之一,否则将会在塔板上造成死区,对于小直径的精馏塔来说,如果塔板的安装是先分节安装,然后再组装的话,则塔身的不垂直将直接影响全塔的所有塔板的水平度,使塔的效率降低。(2)塔板 塔板要求水平,其水平度用水平仪测定不能超过2毫米。如果塔板不水平,将造成板面上的液层高度不均,塔内上升蒸汽易从液层高度较小的浅处穿过,从而降低塔板的效率。(3)溢流口 溢流口与下层塔板的距离,用根据生产能力和下层塔板的溢流堰的高度而定。但必须满足溢流口插入受104、液盘的液体中,以封住上升蒸汽。如果溢流口与下层塔板的距离太近,则可能造成上层塔板的回流也不能顺利流入下层塔板,使上层塔板的液层增高,下层塔板的压力增大,严重时造成液泛。溢流口过高,超过溢流堰的高度时,上升的蒸汽“走短路”,从溢流管直接上升到上层塔板,起不到液封作用,影响塔板效率。安装时,对于各种具体的塔板类型都有不同程度的要求,如果不按要求去安装,将可能使塔的生产效率大大下降。3.3.26 精馏塔的操作应该掌握好哪三个平衡?答:精馏塔的操作应该掌握好以下三个平衡:(1)物料平衡体现了塔的生产能力,它主要是靠进料量和塔顶、塔底采储量来调节。当塔的操作不符合总的物料平衡式时,这可以从塔压差的变化上105、看出,进得多,取得少,则塔压差上升。对于一个固定的精馏塔来说,塔压差应该在一定范围内。塔压差过大,说明塔内上升的蒸汽速度过快,雾沫夹带严重,甚至发生液泛,破坏塔的正常操作;塔压差过小,表明塔内上升蒸汽的速度过小,塔板上的气液湍动的程度过低、传质效果差,使塔板产生漏液,降低塔板效率。如果精馏塔不符合对某组分的物料平衡式时,将有两种表现:A、轻组分的采出量超过了物料平衡的量,在这种情况下,将使塔内的物料组成变重,全塔的温度逐步升高,塔顶馏分中重组份的浓度增加,以致使质量不合格。B、另一种情况是重组份的采出量超过了物料平衡的量,全塔的物料组成将随着操作的进行而逐渐变轻,塔身温度下降,特别是釜温明显下106、降,釜液中轻组分的浓度增加。由此可见,物料平衡掌握不好,将使整个塔的操作处于混乱状况,达不到预期的目的。另外,如果正常的物料平衡受到破坏,那么,气液相平衡也达不到预想的效果,随之而来的热量平衡也得重新调整。所以物料平衡是塔操作中的一个关键环节。(2)气液平衡主要体现了产品的质量和损失情况。它是靠调节塔的操作条件(温度、压力)及塔板上气液接触的情况来达到的。因为,只有在温度、压力固定时,才能确定气液平衡组成。精馏塔的操作温度和压力是根据塔的分离任务(即关键组分的分离浓度)决定的。当温度、压力发生变化时,气液平衡所决定的组成就发生了变化,产品的质量或损失情况也发生了变化。但是,气液相平衡的组成又是107、靠在每块塔板上的气液互相接触进行传质和传热而实现的。这就是说,气液相平衡和物料平衡密切相关。物料平衡掌握的好,塔内上升蒸汽的速度合适,气液接触好,则传质效率高,每块板上的气液组成就愈接近于平衡组成,也就是常说的板效率高,反之亦然。当然,温度、压力也会随着物料平衡的改变而变化。总之,汽液平衡的组成与物料平衡有着密不可分的关系。反过来,温度、压力的改变又可造成塔板上气相和液相相对量的改变,从而破坏原来的物料平衡。例如,釜温低于规定值,会使塔板上的液相量增加,蒸汽量减少,釜液量增加,顶部产物量减少;当顶温高于规定值时,就会使塔板上的气相量增加,液相量减少,顶部产物量增加,釜液量减少。这些都会破坏原来108、的物料平衡。(3)热量平衡是物料平衡和气液相平衡得以实现的基础。没有塔釜供热就没有上升蒸汽,没有塔顶冷凝就没有回流液,整个精馏过程就无法实现。而热量平衡又是依附于物料平衡和气液相平衡的。例如,进料量或组成发生了改变,则塔釜耗热量和塔顶冷剂量均应作相应的改变。塔的操作压力、温度发生了改变(即气液平衡组成改变),则每块板上气相冷凝的放热量和液体气化的吸收热量也会发生改变。例如,加热釜的供热不够,就会造成塔釜温度达不到规定值,致使:物料平衡破坏,釜液排出量增多,塔顶馏出量减少,对塔顶得到产品的工艺过程来说,塔的生产能力下降;气液平衡破坏,塔内上升蒸气量减少,气液接触变差,传质效率下降,同时气相中重组109、份含量减少,液相中轻组分含量增加,釜液中轻组分损失加大。由以上分析可知:掌握好物料平衡、汽液平衡、热量平衡是精馏操作的关键所在。这三个平衡是能够互相影响,互相制约的,操作中通常以物料平衡的变化为主,相应地调节热量平衡去达到气液相平衡的目的。3.3.27 精馏操作中影响塔压变化的因素有哪些?该如何调节?答:影响塔压变化的因素有以下几个方面:塔顶温度;塔釜温度;进料组成;进料流量;回流量;冷剂量;冷剂压力等的变化以及仪表故障、设备和管道的冻堵,都可以引起塔压的变化。在生产中,当以上因素变化引起塔压变化时,控制塔压的调节机构就会自动动作,使塔压恢复正常。当塔压发生变化时,首先要判断引起变化的原因,而110、不要简单地只从调节上使塔的压力恢复正常,要从根本上消除变化的原因,才能不破坏塔的正常操作。例如:当冷剂量不足或塔顶冷凝其设备出现故障时引起塔压升高时,若不采取正常的处理方法,而只是加大塔顶采出量来恢复正常的塔压,就有可能使重组份带到精馏段,造成塔顶产品质量不合格。又如,釜温过低引起塔压降低时,若不提釜温,而单靠减少塔顶采出量来恢复正常塔压,将造成釜液中轻组分大量增加。当釜温突然升高,引起塔压上升时,重要的是恢复塔釜正常的温度,而不是单靠增加冷剂量和加大塔顶采出量来降低塔压;否则将容易产生液泛,破坏塔的正常操作。由于设备原因而影响了塔压的正常调节时,应当考虑改变其他操作因素以维持生产,严重时则要111、停工检修。3.3.28 在精馏操作中如何调整进料口的位置?答:通常,精馏塔进料口有三个,安装在塔的不同高度上。生产中应根据具体情况,选择适当的进料口,必要时还需进行调整。按照最佳进料板位置的含义可知,对进料温度在泡点或接近泡点时进料的精馏塔,进料口的选择是依据进料的组成与进料板的组成相一致而决定的。一般说来,当被分离混合物中易挥发组份增多时,就选用位置较高的进料口,进料状态改变时也相应地调整进料口,进料温度降低时,用位置较高的进料口;反之,用位置较低的进料口。3.3.29 对采用强制回流的精馏塔,回流突然中断是什么原因?怎样处理?答:回流突然中断的原因可能是:(1)、回流液泵的电机跳闸;(2)112、回流液贮槽内的物料抽空;(3)、回流液泵不上量;(4)、对低沸点的回流液,因温度过高或泵的输出量过小,物料在泵内气化而不上量。应根据引起回流中断的原因,采取相应的措施处理。假如故障不能在短时间内排除,则应按临时停车处理。3.3.30 精馏操作中出现液泛现象如何处理?答:精馏操作中出现液泛现象时,正常的操作要受到破坏,这时要分析产生液泛的原因,做出相应的处理。若是设备问题引起的,应该停车检修;若是操作不当,釜温突然上升引起的,则应停止或减少进料量,稍降釜温,停止塔顶采出,进行全回流操作,使带到塔顶去的难挥发组份慢慢地流到塔釜。当生产不允许停止进料时,可将釜温控制在稍低于正常的操作温度下,加大塔113、顶的采出量,减小回流比,当塔压降至正常值后,再将操作条件恢复正常。这种操作只能保证产品的数量,而不能保证产品的质量。3.3.31 控制精馏塔的釜液面有什么意义?答:塔釜液面的稳定是保证精馏塔的平稳操作的重要条件之一。只有塔釜液面稳定时,才能保证塔釜传热稳定以及由此决定的塔釜温度、塔内的上升蒸汽流量、塔釜液组成稳定等的稳定,从而确保塔的正常生产。釜液面的调节,多半是用釜液的排除量来控制的。釜液面增高,排出量增大,釜液面降低,排出量减少。也有用加热釜的热剂量来控制釜液面的,釜液面增高,热剂量加大。但是只知道这些还是不够的,还必须了解影响釜液面变化的原因,才能有针对性的进行处理。影响釜液面变化的原因114、主要有以下五个方面。(1)、釜液组成的变化 在压力不变的前提下,降低釜温,就改变了塔底的气液平衡组成,加大了釜液量和釜液中轻组份的含量。在釜液采出不变的情况下,将使釜液面增高。发生这种现象时,应首先恢复正常的釜温,否则,会造成大量的轻组份损失。(2)、进料组成的变化 当进料中重组份含量增加时,根据物料衡算,釜液量将增加,此时应相应的加大釜液的排出量,否则釜液面会升高。如果保持正常的釜液排出量而用升高釜温的方法去维持正常的釜液面,那么将会使重组份带到塔顶,造成塔顶产品的质量下降。(3)、进料量的变化 进料量增大,釜液排出量应相应地加大,否则釜液面会升高。(4)、调节机构失灵 调节机构失灵时,应该115、自动调节为手动调节,同时联系检修。(5)、在开车初期时,由于塔板上液体较少,还没有处于良好的气液接触状态,大量的轻组份容易进入塔釜,其被塔釜气化的量一时还满足不了塔内热量的要求。因此,对于刚开车的塔,应在进料之前,对加热釜先适当预热,在塔釜见液面后就要适量供热,否则将会使釜温不易提起,使釜液面过高,釜液排出量增大,以至釜液中轻组份的损失增大4 精馏提纯工艺、国电晶阳精馏提纯的流程4.1 西门子多晶硅工艺中的提纯工序见下图4.2 工艺流程简介按照进料的不同,提纯工序分为四部分:1. 合成粗馏、精馏以来自合成气干法回收工序CDI-3的粗三氯氢硅或外购的工业级三氯氢硅为原料,经过多级精馏,得到高质的116、精制三氯氢硅。包括2级合成粗馏塔、3级合成精馏塔,共5个塔。2. 还原精馏以来自还原尾气干法回收工序CDI-1中分离出来的氯硅烷冷凝液为原料,经过2级精馏,得到高质的精制三氯氢硅。包括并联的2个精馏系列,每个系列含2级精馏塔,共4个精馏塔。3. 氢化精馏以来自氢化尾气干法回收工序CDI-2中分离出来的氯硅烷冷凝液为原料,经过多级精馏,得到高质的精制三氯氢硅。包括2级精馏塔。4. 回收塔及四氯化硅精馏以各塔釜的塔釜液为回收塔的进料,其塔釜高沸物作为四氯化硅精馏塔的进料,得到的精制四氯化硅去四氯化硅氢化工序。4.3 开车操作4.3.1. 开塔前的准备工作 检查再沸器热水系统是否正常,热水管阀是否处117、于待备状态。 检查热水装置(220#)是否正常运转。 检查尾气系统是否正常,回流液槽是否处于畅通状态。 检查料泵(塔釜液液泵、回流液泵)是否正常处于备用状态,进料罐是否有合适料位。 检查各个阀门开关系统是否正常。 检查各压力、温度、液位等仪表是否正常。 检查系统各点是否送电到位。4.3.2. 正常开塔步骤 第一次开塔(空塔)用氮气从塔釜赶气,尾气去淋洗塔处理。 启动进料泵加料至第一个塔的塔釜容积的70%后,停泵,关闭塔尾气。 设定塔顶尾气压力,向塔内缓慢补氮至0.15Mpa,停止补充氮气。 开启塔顶冷凝器循环水。 再沸器通热水进行升温,观察塔板上液层的建立情况。 调节好热水阀位和冷凝水阀位后,118、转入自动控制。 待各塔板有适当液层后,回流量逐步达到控制范围,开始计算全流量时间。 全回流58小时后即可出产品(全回流时间视塔高、塔板数量而定)。 出产品时开启进料泵,调好进料量、产品量和排高/低量,保持物料平衡,严格控制塔内压力、温度和塔釜液位,使主要工艺参数在规定的范围内。 第一个塔的产品进入第二个塔,第二塔的准备、开车步骤基本重复第一塔的过程。4.3.3. 停塔生产需要或紧急事故时,需要停塔。 关闭再沸器热水加热。 立即停供料泵,关闭进料阀和出料阀。 停止出产品和高/低沸物。 待各塔板上液层回落塔釜后,停塔顶冷凝器冷凝水,关闭相应阀门。 塔内压力逐渐下降时,需补氮气保持塔内0.05Mpa119、压力。注:长期停塔需要将塔内余料压出,并用氮气干燥后封压0.02Mpa保存。4.4 安全事项、紧急事故处理4.4.1. 三氯硅烷的主要物料安全数据分子式:SiHCl3闪点:13.9自燃温度:175常压沸点:31.8爆炸极限(V%):6.970火灾危险性分类:甲危险特性:遇明火强烈燃烧。受高热分解产生有毒的氯化物气体。与氧化剂发生反应,有燃烧危险。极易挥发,在空气中发烟,遇水或水蒸汽能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。燃烧(分解)产物:氯化氢、二氧化硅。禁忌物:酸类、强碱、强氧化剂、水、醇类、胺类。灭火方法:必须配戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上风向灭火。眼睛接触:立即提起眼脸,用大量流动清水冲洗至少15分钟,之后立即就医。灭火剂:干粉、干沙,切忌使用水、泡沫、二氧化碳、酸碱灭火剂。4.4.2. 当氯硅烷提纯工序出现严重泄漏、火灾、或重大自然灾害时,须紧急停运精馏塔。 立即切断塔的进料。 立即切断再沸器的热源。 立即切断塔顶采出。 立即切断塔釜采出。 塔顶的压力和温度控制维持不变。 必须保证塔顶冷凝器中的冷媒流量。