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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.求：化工专业毕业论文
解读乙丙橡胶生产工艺及其技术经济分析毕业论文 乙丙橡胶（EPR）是继Zieg1er一Natta催化剂的发明、聚乙烯和聚丙烯的出现后问世的一种以乙烯。
丙烯为基本单体的共聚橡胶，分为二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）两大类。前者是乙烯和丙烯的共聚物；后者是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物。
EPR具有许多其它通用合成橡胶所不具备的优异性能，加之单体价廉易得，用途广泛，是80年代以来国外七大合成橡胶品种中发展最快的一种，其产量、生产能力和消费量在发达国家中均居第三位，仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶。1998年世界EPR总生产能力约为102吨，消费量为81.4万吨。
初步统计，1999年消费量约为83.61万吨，预计2003年将达到98.0万吨。1998~2003年EPR的需求增长率为3.8%，高于丁苯橡胶和顺丁橡胶需求量的增长速率。
目前FPR工业生产工艺路线有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。下面将分别详细论述其技术状况及待点，并进行技术经济比较。
1、溶液聚合工艺1.1技术状况60年代初实现工业化，经不断完善和改进，技术己成熟，为许多新建装置所使用，是工业生产的主导技术，约占FPR总生产能力的77.6%。该工艺是在既可以溶解产品、又可以溶解单体和催化剂体系的溶剂中进行的均相反应，通常以直链烷烃如正己烷为溶剂，采用V一A1催化剂体系，聚合温度为30~50C，聚合压力为0.4~0.8 MPa，反应产物中聚合物的质量分数一般为8%~10%。
工艺过程基本上由原材料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝聚、干燥和包装等工序组成， 但由于各公司在某部分或控制方面有自己的专利技术，因而各具独特的工艺实施方法。代表性的公司有DSM、Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。
其中最典型的代表是DSM公司，它不仅是全球最大的EPR生产者，而且在荷兰、美国、日本、巴西所拥有的四套装置均是采用溶液聚合工艺，占世界溶液聚合工艺生产EPR总能力的1/4。下面将以该公司为例进行说明。
DSM公司采用己烷为溶剂，乙叉降冰片烯（ENB）或双环戊二烯（DCPD）为第三单体，氢气为分子量调节剂，VOCL3一1/2AL2Et3CL3为催化剂。此外，为提高催化剂活性及降低其用量，还加入了促进剂。
催化剂的配比用量、预处理方式、促进剂类型是DSM公司的专有技术。反应物料二级预冷到一500C，根据生产的牌号，单釜或两釜串联操作。
聚合釜容积大约为6m3。聚合反应条件为：温度低于650C，压力低于2. 5 MPa，反应热用于反应器绝热升温。
在碱性脱钒剂和热水作用下，聚合物胶液中残留的钒催化剂进入水相，经两次转相过程被彻底脱除。未反应单体经二次减压闪蒸回收并循环使用。
此时向胶液中加入稳定剂等助剂（生产充油牌号时加入填充油）。汽提蒸出残存的乙烯、丙烯和大部分溶剂后撇液送至两台串联的凝聚釜进行凝聚，并进一步蒸出回收残余己烷溶剂循环使用， JC胶粒浆液脱水后进入干燥系统，然后压块或粉料包装。
含ENB的废热空气送至焚烧炉焚烧，含钒污水送至污水脱钒单元，在脱钒剂的中和絮凝作用下，钒进入钒渣中，定期送堆埋场掩埋，经脱钒的污水排至污水处理厂处理。DSM公司EPR溶液聚合工艺技术成熟，比较先进，有下列优点： （1）投资低，工艺最佳化。
反应器的优比设计能满足反应物料混合要求，能准确控制聚合反应工艺参数和产品质量，聚合物胶液浓度高而循环溶剂量少，聚合釜体积小但生产强度高，原料和循环单体不需要精制，催化剂效率高，三废中钒含量低，生产弹性大。（2）生产操作费用低，装置年操作时间长，原料和催比剂的消耗低，采用先进控制系统对生产进行控制。
（3）产品质量具有极强的竞争力。产品中催化剂残渣含量低，生产中次品少，产品牌号切换灵活，切换废品量少，产品特性能够按用户要求进行调整，产品牌号多，门尼值可在20~160宽范围内调节，质量稳定，重复性好，产品规格指标变化幅度窄和产品加工性能优异。
1.2技术特点技术比较成熟，操作稳定，是工业生产EPR的主要方法；产品品种牌号较多，质量均匀，灰分含量较少，应用范围广泛；产品电绝缘性能好。但是由于聚合是在溶剂中进行，传质传热受到限制，聚合物的质过分数一般控制在6%~9%，最高仅达11%~14%，聚合效率低。
同时，由于溶剂需回收精制，生产流程长，设备多，建设投资及操作成本较高。2 悬浮聚合工艺2.技术状况EPR悬浮聚合工艺产品牌号不多，其用途有局限性，主要用作聚烯烃改性，目前只有Enichem公司和Bayer公司两家使用，占EPR总生产能力的13.4%。
该工艺是根据丙烯在共聚反应中活性较低的原理，将乙烯溶解在液态丙烯中进行共聚合。丙烯既是单体又兼作反应介质，靠其本身的蒸发致冷作明控制反应温度，维持反应压力。
生成的共聚物不溶于液态丙烯，而呈悬浮于其中的细粒淤浆。又可分为一般悬浮聚合工艺和简化悬浮聚合工艺。
2.1.1一般悬浮聚合工艺Enichem公司采用此工艺：以乙酰丙酮钒和AlEt2Cl为催化剂，二氯丙二酸二乙酯为活化剂，HNB或DCPD为第三单体，二乙基锌和氢气为分子量调节。
3.求一篇毕业论文,要求是对化工类化工工艺的设计和研究,字数要求
西北大学 化工设计概论期中论文 院 系 专业 姓名 学号 化工学院 化学工程与工艺 张洪姣 2008115023 引言多年来， 静态流程模拟技术在石油化工过程的设计和已有的生产装置操作方案的有 选方面发挥了非常重要的作用， 已为石油化工行业广泛接受。
但由于化工稳定状态过程 只是相对的、暂时的，实际过程总是存在各种各样的波动、干扰及条件变化，因而化工 过程的动态变化是必然且经常发生的，在这一背景下，动态模拟在近 20 多年来尤其进 入 90 年代后获得了长足的发展和广泛的应用。 进入 80 年代以来，众多动态模拟软件纷纷推出，如美国普度大学的 BOSS、英国 剑桥大学的 QUASLIN、美国威士康星大学的 POLYRED 等。
然而，商品化、通用性较 好的动态模拟软件还是出自专业化的化工过程模拟公司。 80 年代后期， 如 美国 ASPEN TECH 公 司 推 出 了 著 名 的 动 态 模 拟 软 件 SPEED Up 。
90 年 代 中 期 ， 加 拿 大 HYPROTECH 公司在其稳定模拟软件 HYSIM 的基础上，又推出了动态模拟原软件 HYSIS 。 HYSIS 同时兼有稳定模拟和动态模拟的功能， 用户可以方便的实现在稳定和 动态之间切换。
ChemCAD 是由 Chemstations 公司推出的一款极具应用 和推广价值的软件， 它主要用于化工生产方面的工艺开发、优化设计和技术改造。由于 ChemCAD 内置的 专家系统数据库集成了多个方面且非常详尽的数据，使得 ChemCAD 可以应用于化工生 产的诸多领域，而且随着 Chemstations 公司的深入开发， ChemCAD 的应用领域还将不 断拓展。
软件介绍 ChemCAD是一个用于对化学和石油工业、炼油、油气加工等领域中的工艺过程进行 计算机模拟的应用软件， 是工程技术人员用来对连续操作单元进行物料平衡和能量平衡 核算的有力工具。ChemCAD的应用范围包含了化学工业细分出来的多个方面，如炼油、石化、气体、气电共生、工业安全、特化、制药、生化、污染防治、清洁生产等。
它可 以对这些领域中的工艺过程进行计算机模拟并为实际生产提供参考和指导。 ChemCAD内置了功能强大的标准物性数据库， 它以AIChE的DIPPR数据库为基 础，加上电解质共约2000多种纯物质，并允许用户添加多达2000个组分到数据库中，可以 定义烃类虚拟组分用于炼油计算，也可以通过中立文件嵌入物性数据，从5.3版开始还提 供了200多种原油的评价数据库，是工程技术人员用来对连续操作单元进行物料平衡和 能 量 平 衡 核 算 的 有 力 工 具 。
ChemCAD 各 模 块 共 同 拥 有 软 件 的 基 本 功 能 （ COMMON FEATURES） ，图形接口一致且容易使用，并且提供AIChE的DIPPR纯物质物性数据库、完 整的热力学计算方法及参数、数据拟合功能、各式设备选型、在线相关工具等功能。根 据单元操作的特性分为CC-STEADYSTATE-化工稳态过程仿真模块、CC-DYNAMICS-化工动 态过程仿真模块、CC-THERM换热器设计及选型模块、CC-BATCH-间歇蒸馏模块、CC-RECON现场资料拟合模块和CC-SAFETYNET-紧急排放系统及管网计算模块。
使用它，可以在计 算机上建立与现场装置吻合的数据模型， 并通过运算模拟装置的稳态或动态运行， 为工 艺开发、工程设计以及优化操作提供理论指导。 ChemCAD提供了大量的操作单元供用户选择，使用这些操作单元，基本能够满足一 般化工厂的需要。
其中针对反应器和分离塔，提供了多种计算方法，通过Window交互操 作功能， ChemCAD还可以和其它应用程序交互作用： 使用者可以迅速而容易地在ChemCAD 和其它应用程序之间传送模拟数据。ChemCAD在三个不同层次上支持这种交互操作性， 这些新的功能可以把过程模拟的效益大大扩展到工程工作的其它阶段中去。
软件应用在工程设计中，无论是建立一个新厂或是对老厂进行改造， ChemCAD都可以用来 选择方案，研究非设计工况的操作以及工厂处理原料范围的灵活性。工艺设计模拟研究 不仅可以避免工厂设备交付前的费用估算错误，还可用模拟模型来优化工艺设计，同时通 过一系列的工况研究，来确保工厂能在较大范围的操作条件内良好运行。
即使是在工程 设计的最初阶段，也可用这个模型来估计工艺条件变化对整个装置性能的影响。对于老 厂，由ChemCAD建立的模型可作为工程技术人员用来改进工厂操作以提高产量产率、减 少能量消耗、降低生产成本的有力工具。
可模拟确定操作条件的变化以适应原料、产品 要求和环境条件的变化，也可模拟研究工厂合理化方案以消除“瓶颈”问题，或模拟采用先 进技术改善工厂状况的可行性，如采用改进的催化剂、新溶剂或新的工艺过程操作单元。 现结合工程设计实例讨论ChemCAD软件在化工课程设计中的应用。
1. 设计任务及条件： 设计任务及条件 务及条件 某厂以甲醇、氧气和一氧化碳为原料， 通过液相羰基氧化法反应生成含碳酸二甲酯 和甲醇的混合物。经萃取精馏、普通精馏等工序获得纯度较高的碳酸二甲酯。
产品混合 物经过精馏分离出的甲醇返回循环使用。 现要求设计一采用萃取精馏的方法， 利用邻二 甲苯做萃取剂从碳酸二甲酯中分离出甲醇的精馏装置。
要求从塔顶馏出的甲醇中， 甲醇 的含量高。
4.化工工艺专业的毕业论文怎么写
声发射技术在化工设备检测中的应用研究 1. 引言 声发射检测与结构完整性综合评价技术就是解决上述问题的新方法之一。
声发射检测的目标主要是针对设备中的活性缺陷，它可以在压力变化过程中，利用少量固定不动的换能器，就可获得活性缺陷的动态信息，而活性缺陷——声发射源的位置可通过时差定位、区域定位等方法来确定。因此，采用声发射技术可以达到提高检测速度，节省检测费用，达到储罐和压力容器安全、连续使用的目的。
2. 声发射检测技术特点 （1） 可检测对结构安全更为有害的活动性缺陷。由于提供缺陷在应力用的，动态信息，适评于价缺陷对结构的实际有害程度。
（2） 对大型构件，可提供整体或范围快速检测，易于提高检测效率。 （3） 由于被检测件的接近要求不高，而适用于其他方法难于或不能接近环境下的检测，如高低温、核辐射、易燃、易爆及极毒等环境。
（4） 由于对构件的几何形状不敏感，而适用于检测其他方法受到限制的形状复杂的构件。 3. 声发射技术在石化设备无损检测中的应用 3.1 在压力容器无损检测中的应用 声发射检测技术作为一种动态无损检测技术，以其动态特性、整体性、实时性、高效性和经济性等特点，在压力容器的制造质量验证、在线监测上被广泛应用。
我国已制定并发布了与此相配套的检测评定标准。应用声发射检测技术与应力测定两种方法对加氢精制预反应器进行检验与评定，结果表明采用新检测及评价技术与常规检验技术相结合的方法，对容器进行全面安全评定，特别是超期服役的容器，是一种安全、可行的方法。
3.2 在常压储罐中检测中的应用 储罐是一种比较容易发生事故的特殊设备，因此，储罐最根本的两大问题是安全性和经济性。考虑我国目前在用储罐的拥有量、检测维修能力，以及特殊生产工艺条件等因素，不可能在检修期内对所有的储罐都进行全面的检查。
这样，哪些储罐作重点检查，哪些才是大危险而急需检测的储罐往往缺乏科学的依据。 4. 凯塞效应和其在声发射检测中的应用 声发射现象与材料的塑性变形和断裂是紧密相连的，由于材料塑性变形和断裂的不可逆性。
声发射现象也是不可逆的。试样第一次受力后，再以同样的方式受力时，达到以前受力的最大载荷前不出现声发射现象，这一现象被称为不可逆效应，也称为凯塞效应。
根据声发射不可逆效应——凯塞尔效应，对已使用过的压力容器因已承受过一定的压力，故在检修中再次进行水压试验时，当压力不超过使用时的最高压力，则不出现声发射。 5. 化工设备中声发射源特征研究 了解现场压力容器的声发射源特性是进行压力容器声发射信号源分析和解释的基础，现场压力容器声发射检验可能遇到的典型声发射源分为：裂纹扩展、焊接缺陷开裂、机械摩擦、焊接残余应力释放、泄漏、氧化皮剥落、电子噪音等。
5.1 裂纹扩展 裂纹的形成和扩展是许多设备破坏的基本原因，其过程包括裂纹形成、裂纹尖端的塑性变形和裂纹扩展3个步骤。塑性材料受到外力作用时，由于其中第一相硬质点与基体材料变形不一致，往往在前者界面上形成微孔，当外力增加时，微孔不断长大并且与相邻微孔连接起来形成初始裂纹。
裂纹尖端由于应力集中而形成塑性区域，在外力作用下，塑性区域产生微观裂纹，进一步扩展成为宏观裂纹。对于脆性材料不产生明显的塑性变形，其裂纹的形成主要是由于位错塞积，裂纹的扩展也较快。
5.2 未熔合、未焊透、夹渣、气孔等焊接缺陷 容器在制造焊接过程中，如果焊接工艺操作不当，即可出现各种焊接缺陷。其中气孔、夹渣和未熔合三种焊接缺陷很易同时出现，混合在一起。
根据大量的压力容器声发射试验结果，大部分缺陷在正常的水压试验条件下不易产生声发射信号，但也有一些缺陷可产生大量声发射信号。这些缺陷产生的声发射定位源也比较集中，在进行加载声发射检测时，一般在低于压力容器运行的压力下即可产生声发射定位源信号。
5.3 结构摩擦 在现场压力容器加压试验过程中，容器壳体会产生相应的应变，以至整个结构因摩擦产生大量的声发射定位源信号是十分常见的现象。结构摩擦通常由脚手架、保温支撑环、容器的支座、裙座、柱腿、平台等焊接垫板引起。
5.4 泄漏 裂纹的穿透、人孔、法兰和阀门的泄漏等都可产生连续的声发射信号。由于由泄漏产生的声发射信号是连续的，因此不能被时差定位方法进行定位。
但是，对于多通道仪器来说，探头越接近泄漏源的通道，采集的声发射信号越多，信号的幅度、能量等声发射参数也越大。通过采用声发射信号撞击数、幅度、能量等与声发射通道的分布图，可以确定泄漏源的区域。
6. 化工设备中声发射检测方法 6.1 声发射检测的基本程序 （1） 完成各项检测准备工作；（2） 确定传感器阵列；（3） 布置声发射传感器并保证声耦合良好；（4） 接线并检查线路，设定检测条件；（5） 排除噪声干扰；（6） 校准检测系统；（7） 耐压试验，同时进行AE检测（信号收集）；（8） 数据处理和结果评定；（9） 出具检测报告。 6.2 化工设备定期检验的和缺陷评定程序 采用声发射技术对在用压力容器进行全而定期检验和缺陷评定的步骤如下： （1） 将容器停产倒空。
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