众文网1.应用化工专业毕业论文
石油化工装置设计与安全 摘 要：针对石油化工装置中存在的危险因素，从工艺设计、装置布置设计、工艺管道设计、设计缺陷防范等多方面 详细介绍保证石油化工装置安全的设计方法和措施，强调了安全设计的重要性。
关键词：石油化工装置；设计；安全 石油化工装置的生产过程复杂，条件苛刻，制约 因素多，装置布置密集，管道纵横交错，加工处理的 原料及产品多属可燃、易爆、有毒介质，还有社会、经 济、管理等原因，装置必然存在潜在的火灾、爆炸和 中毒危险。说到安全，人们更多想到的是生产领域，更侧重 于生产过程中的防范。
实际上，从标本兼治的理念 来看，设计成品的质量对安全生产有着不可忽视的 影响。石油化工装置设计安全是预防火灾爆炸事故 发生，实现安全生产的一项重要工作。
如何保证装置设计安全，首先要严格、正确地执 行相关法规、标准规范，特别是强制性标准。除此而 外，设计人员还应做些什么？下面是自己的一些学 习体会，供关心设计和生产安全的同行参考。
1 装置危险因素 石油化工装置存在的危险因素大致归结如下：中毒危险、火灾爆炸危险、反应性危险、负压操作、高 温操作、高压操作、低压操作、腐蚀、泄漏、明火源。2 工艺安全设计2.1 工艺路线的安全设计 工艺方法安全是装置设计安全的基础。
在项目 立项和可行性研究阶段，要充分考虑工艺路线的安 全。2. 1. 1 尽量选用危险性小的物料 实现产品的原料及辅料不都是唯一的，有选择 余地时，应尽量选用危险性小的物料。
2. 1. 2 尽量降低工艺过程条件的苛刻程度 工艺过程条件的苛刻程度不是不能改变的，如 采用催化剂或选用好的催化剂、改气相进料为液相 进料，都能缓解反应的剧烈程度。2. 1. 3 尽量使流程简单化 流程越复杂，参数越多，干扰也越大。
所以应尽 量使流程简单化，如避开一台设备完成多种功能的 复杂流程，采用多台设备分别完成各自功能的简单 流程。2. 1. 4 尽量减少危险介质的藏量 危险介质的藏量越大，事故时的损失和影响范 围也越大，所以，应尽量减少危险介质的藏量。
2.2 工艺过程的安全设计1）原料和产品为易燃易爆介质的生产工艺过 程，工艺设计时必须考虑防火、防爆等安全对策措 施。2）有危险反应的工艺过程，应设置必要的报 警、自动控制及自动连锁停车的设施。
3）工艺过程设计应提出保证供电、供水、供风 及供汽系统可靠性的措施。4）生产装置出现紧急情况或发生火灾爆炸事 故需要紧急停车时，应设置必要的自动紧急停车措 施。
5）工艺过程中放空的可燃气体或液体（包括安 全阀排放），应采取必要的安全措施，不得任意排 放。液化烃类设备和管道的放空应进入火炬系统，并注意若泄放物夹带有液体时，需设分液罐；可燃介 质设备和管道的排净应设密闭收集系统；毒性、腐蚀 性介质排放应进行无害化处理。
6）采用新工艺、新技术进行工艺过程设计时，必须审查其防火、防爆设计资料，核实其在安全防 火、防爆方面的可靠性，确定所需的防火、防爆设施。7）引进国外技术自行设计时，工艺过程的防 火、防爆设计，必须满足我国安全防火、防爆法规及 标准的要求；成套引进的项目，其工艺过程的防火、防爆设计，除必须符合引进合同所规定的条款及确认的标准规范外，应审查国外厂商提供的各种防火、防爆设计内容，不得低于我国现行防火、防爆规范、法规及标准的要求。
2.3 工艺流程的安全设计1）火灾爆炸危险性较大的工艺流程设计，应针 对容易发生火灾爆炸事故的部位和特定时期（如开 车、停车及操作切换等），采取有效的安全措施。2）工艺流程设计，应考虑正常操作、正常开停 车、异常操作处理及紧急事故处理时的安全措施。
3）工艺安全泄压系统设计，应考虑设备及管道 的设计压力，允许最高工作压力与安全阀、防爆膜的 设定压力的关系，并对火灾时的排放量，停水、停电 及停汽等事故状态下的排放量进行计算及比较，选 用可靠的安全泄压设备，以免发生爆炸。4）石油化工企业火炬系统的设计，应考虑进入 火炬的物料量、物料性质、物料压力、温度、堵塞、爆 炸等因素的影响。
5）工艺流程设计，应全面考虑操作参数的监测 仪表、自动控制回路，设计应正确可靠，吹扫应考虑 周全，应尽量减少工艺流程中火灾爆炸危险物料的 存量。6）控制室的设计，应考虑事故状态下不致受到 破坏或倒塌，并能实施紧急停车、减少事故的蔓延和 扩大。
7）工艺操作的计算机控制设计，应考虑分散控 制系统、计算机备用系统及计算机安全系统，确保发 生火灾爆炸事故时能正常操作。8）对工艺生产装置的供电、供水、供风、供汽等 公用设施的设计，必须满足正常生产和事故状态下 的要求（如仪表的供电应有事故电源，供气应有贮 气罐，容量应能保证停电、停气后维持15min以上的 用量；供水中断时，冷却系统应能维持正常冷却10 分钟以上；燃料也应考虑事故储备量），并符合有关 防火、防爆法规、标准的规定。
9）应尽量消除产生静电和静电积聚的各种因 素，采取静电接地等各种防静电措施。静电接地设 计应遵守有关静电接地设计规程的要求。
10）工艺流程设计中，应设置各种自控检测仪 表、报警信号系统及自。
2.【乙烯大量用来生产环氧乙烷,生产工艺主要有两种：工艺一：工艺
工艺一除生成环氧乙烷外还有CaCl 2 和H 2 O的生成，副产物多，原子利用率低；工艺二乙烯和氧气反应全部生成了环氧乙烷，原子利用率为100%，原子利用率高；“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，工艺一：除生成环氧乙烷外还有CaCl 2 和H 2 O的生成，还使用有毒气体氯气，不符合绿色化学的原则；工艺二：乙烯和氧气反应全部生成了环氧乙烷，原子利用率为100%，符合绿色化学的原则，故选工艺二；A.乙醇能与钠反应，羟基上的氢原子被还原，生成乙醇钠和氢气，故A不选；B.乙酸能与钠反应，羧基中的氢原子被还原，生成乙酸钠和氢气，故B不选；C.水与钠反应生成氢氧化钠和氢气，故C不选；D.苯与钠不反应，故D选；故选D.故答案为：低；高；工艺二；D.。
3.环氧乙烷
环氧乙烷是一种有机化合物，化学式是C2H4O，是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。环氧乙烷易燃易爆，不易长途运输，因此有强烈的地域性。被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。
环氧乙烷可杀灭细菌（及其内孢子）、霉菌及真菌，因此可用于消毒一些不能耐受高温消毒的物品。美国化学家Lloyd Hall在1938年取得以环氧乙烷消毒法保存香料的专利，该方法直到今天仍有人使用。环氧乙烷也被广泛用于消毒医疗用品诸如绷带、缝线及手术器具。 大部份的环氧乙烷被用于制造其它化学品，主要是乙二醇。乙二醇主要的最终用途是生产聚酯聚合物，也被用作汽车冷却剂及防冻剂。 由于环氧乙烷易燃及在空气中有广阔的爆炸浓度范围，它有时被用作燃料气化爆弹的燃料成份。 环氧乙烷有杀菌作用，对金属不腐蚀，无残留气味，因此可用材料的气体杀菌剂。 通常采用环氧乙烷-二氧化碳（两者之比为90:10）或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物，主要用于医院和精密仪器的消毒。环氧乙烷用熏蒸剂常用于粮食、食物的保藏。例如，干蛋粉的贮藏中常因受细菌的作用而分解，用环氧乙烷熏蒸处理，可防止变质，而蛋粉的化学成分，包括氨基酸等都不受影响。 环氧乙烷易与酸作用，因此可作为抗酸剂添加于某些物质中，从而降你这些物质的酸度或者使用其长期不产生酸性。例如，在生产氯化丁基橡胶时，异丁烯与异戊二烯共聚物的溶液在氯化前如果加入环氧乙烷，则成品即可完全不用碱洗和水洗。 环氧乙烷自动分解时能产生巨大能量，可以作为火箭和喷气推进器的动力，一般是采用硝基甲烷和环氧乙烷的混合物（60:40-95:5）。这种混合燃料燃烧性能好，凝固点低，性质比较稳定，不易引爆。总的来说，环氧乙烷的上述这灯直接用途消费量很少，环氧乙烷作为乙烯工业衍生物仅次于聚乙烯，为第二位的重要产品。其重要性主要是以其为原料生产的系列产吕。由环氧乙烷衍生的下游产品的种类远比各种乙烯衍生物多。环氧乙烷的毒性为乙二醇的27倍，与氨的毒性相仿。在体内形成甲醛、乙二醇和乙二酸，对中枢神经系统起麻醉作用，对粘膜有刺激作用，对细包原浆有毒害作用。 环氧乙烷是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。环氧乙烷易燃易爆，不易长途运输，因此有强烈的地域性。被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。
4.环氧乙烷发展趋势
2000~2009年，全球环氧乙烷市场需求平均以4.4%速度增长，预计2009年至2020年复合增长率还将维持在4.5%水平。
全球乙二醇需求预计将由2009年的1892.6万吨增长到2020年的3408.8万吨。亚洲是世界上环氧乙烷和乙二醇的最大消费地区。
2009年亚洲占全球环氧乙烷需求的35%份额，乙二醇消费量在全球所占比例更是高达63%。北美成为世界上乙二醇第二大需求地区，占有20%市场份额。
因为巨大的需求，2010到2015年，我国环氧乙烷将步入一个快速发展期，多家企业计划建设规模化环氧乙烷生产装置，环氧乙烷生产能力及下游产业均将快速增加。由于大量民营企业涉足环氧乙烷生产领域，传统两大石化企业垄断国内环氧乙烷市场的局面已经发生改变，环氧乙烷的价格在进一步稳定的同时，由于供应过剩，环氧乙烷市场逐渐酝酿危机。
市场格局七大变化1.良好的市场表现不断地刺激环氧乙烷投资欲望，并且投资呈现多元化趋势。2.由目前的总体供不应求、装置基本满负荷生产到供大于求，装置负荷随需求而调整。
3.环氧乙烷产品长期以来形成的高价位格局将逐步打破，价格将理性回归。4.环氧乙烷下游议价能力逐步提升。
5.环氧乙烷原料呈现多元化趋势。6.就近设立下游工厂也是未来发展的必然趋势。
7.水泥添加剂成为环氧乙烷下游行业的新热点。 环氧乙烷下游由早期的表面活性剂，到乙醇胺、氯化胆碱再到现在的减水剂，多年来下游行业热点频现，造就了环氧乙烷下游行业的蓬勃发展，也是环氧乙烷不断热销的根本保障。
5.环氧乙烷发展趋势
2000~2009年，全球环氧乙烷市场需求平均以4.4%速度增长，预计2009年至2020年复合增长率还将维持在4.5%水平。全球乙二醇需求预计将由2009年的1892.6万吨增长到2020年的3408.8万吨。亚洲是世界上环氧乙烷和乙二醇的最大消费地区。2009年亚洲占全球环氧乙烷需求的35%份额，乙二醇消费量在全球所占比例更是高达63%。北美成为世界上乙二醇第二大需求地区，占有20%市场份额。
因为巨大的需求，2010到2015年，我国环氧乙烷将步入一个快速发展期，多家企业计划建设规模化环氧乙烷生产装置，环氧乙烷生产能力及下游产业均将快速增加。由于大量民营企业涉足环氧乙烷生产领域，传统两大石化企业垄断国内环氧乙烷市场的局面已经发生改变，环氧乙烷的价格在进一步稳定的同时，由于供应过剩，环氧乙烷市场逐渐酝酿危机。
市场格局七大变化
1.良好的市场表现不断地刺激环氧乙烷投资欲望，并且投资呈现多元化趋势。
2.由目前的总体供不应求、装置基本满负荷生产到供大于求，装置负荷随需求而调整。
3.环氧乙烷产品长期以来形成的高价位格局将逐步打破，价格将理性回归。
4.环氧乙烷下游议价能力逐步提升。
5.环氧乙烷原料呈现多元化趋势。
6.就近设立下游工厂也是未来发展的必然趋势。
7.水泥添加剂成为环氧乙烷下游行业的新热点。
环氧乙烷下游由早期的表面活性剂，到乙醇胺、氯化胆碱再到现在的减水剂，多年来下游行业热点频现，造就了环氧乙烷下游行业的蓬勃发展，也是环氧乙烷不断热销的根本保障.
6.环氧乙烷的主要用途和化学性质
理化性质 环氧乙烷又称氧化乙烯，是一种最简单的环醚，在常温下是无色的气体，在低于 10.7℃时是无色易流动的液体，有乙醚的气味，其蒸气对眼和鼻粘膜有刺激性，与水、酒精、乙醚相互混溶，化学性质非常活泼，能与许多化合物起加成反应与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为3%-100%（体积）。
环氧乙烷是一种高毒性物质，空气中允许量为100PPM，吸入环氧乙烷能引起麻醉中毒。 用途 环氧乙烷是用途广泛的合成中间体。
主要用于生产乙二醇，还可生产乙醇胺类、醚类、非离子表面活性剂、防冻剂、增塑剂、添加剂、香料、高能燃料、推进剂等。