星期六,二月26 2011:17 38

主要單元操作和流程:概述

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本文介紹了有關化學加工行業的基本工藝設備、存儲、工廠佈局和操作注意事項的信息,包括廣泛適用於整個化學工業的主要項目和概念。 然而,化學加工所需的許多設備都是高度專業化的,不能廣泛推廣。 有關毒性和有害物質以及過程安全的更多詳細信息,請參見本文檔的其他部分 百科全書。

化學加工行業的佈局有兩個基本類別:工廠佈局,包括所有工藝單元、公用設施、存儲區、裝卸區、建築物、商店和倉庫,以及單元或工藝佈局,僅包括設備佈置具體過程,也稱為過程塊。

工廠佈局

選址

整個工廠的定位或選址基於許多一般因素,如表 1 (CCPS 1993) 所示。 這些因素因地點、政府和經濟政策而有很大差異。 在這些不同的因素中,安全考慮是一個極其重要的問題,在某些地方,它們可能是決定工廠選址的主要因素。


表 1. 一些一般選址因素

  • 場地周圍的人口密度
  • 自然災害發生(地震、洪水等)
  • 盛行風和氣象數據
  • 電力、蒸汽和水的可用性
  • 安全考慮
  • 空氣、水和廢物法規及其複雜性
  • 原材料和市場的可及性
  • 交通運輸
  • 選址許可證和獲得它們的複雜性
  • 產業發展中的交互需求
  • 勞動力可用性和成本
  • 投資優惠

 

選址工廠安全的一個重要方面是在具有危險過程的工廠與附近的工廠、住宅、學校、醫院、高速公路、水道和飛機走廊之間定義一個緩衝區。 表 2 列出了一些總體安全注意事項。緩衝區很重要,因為距離往往會減少或減輕各種事故的潛在暴露。 可以定義通過大氣相互作用將有毒濃度降低到可接受水平所需的距離,以及有毒物質從意外釋放中擴散的距離。 此外,緩衝區造成的有毒物質釋放和公眾接觸之間的時間差可用於通過預先計劃的應急響應方案向民眾發出警告。 由於工廠有各種類型的含有毒物質的設施,應對潛在危險系統進行擴散分析,以確保工廠周邊的每個區域都有足夠的緩衝區。

 


表 2. 工廠選址安全注意事項

  • 緩衝區
  • 附近其他危險設施的位置
  • 有毒有害物品清單
  • 消防供水是否充足
  • 應急設備通道
  • 鄰近行業和社區的應急響應支持的可用性
  • 極端天氣和盛行風
  • 公路、水路、鐵路和飛機走廊的位置
  • 緊急情況下的環境和廢物處理限制
  • 排水和坡度
  • 保養與檢查

 

火災是加工廠和設施中的潛在危險。 大火可能是熱輻射的來源,也可以通過距離來減輕。 在緊急情況或啟動/關閉操作期間,升高的耀斑也可能是熱輻射源。 火炬是一種在高處或特殊地面位置自動燃燒廢氣或緊急釋放蒸汽的裝置。 這些應該遠離工廠周邊(為了社區保護),火炬基地的一個區域應該禁止工人使用。 如果操作不當,液體夾帶到火炬中會導致液滴燃燒。 除火災外,設備內還可能發生爆炸或產生衝擊波的蒸汽雲。 雖然距離會在一定程度上降低緩衝區上方的爆炸強度,但爆炸仍會對附近社區產生影響。

還應考慮擬議地點附近的現有設施可能發生意外洩漏或火災的可能性。 應對潛在事件進行建模和評估,以確定對擬議工廠佈局的可能影響。 應評估對外部事件的緊急響應,並與其他工廠和受影響社區協調響應。

其他考慮因素

陶氏化學公司根據最大可能財產損失 (MPPD) 和業務中斷風險 (B1) 的可接受水平開發了另一種工廠佈局方法 (Dow Chemical Company 1994a)。 這些考慮因素對於新工廠和現有工廠都很重要。 陶氏火災和爆炸指數在新工廠佈局或向現有工廠添加設備時很有用。 如果發現根據指數計算出的風險不可接受,則應增加間隔距離。 或者,佈局更改也可以降低潛在風險。

總體佈局

在整個工廠佈局中,盛行風是一個重要的考慮因素。 點火源應位於潛在洩漏源的上風處。 明火加熱器、鍋爐、焚化爐和火炬屬於這一類 (CCPS 1993)。 另一個建議是將儲罐安裝在工藝裝置和公用設施的下風處 (CCPS 1993)。 環境法規已導致儲罐洩漏顯著減少(Lipton 和 Lynch 1994)。

工藝單元、設備和不同工廠功能的各種出版物中概述了最小間隔距離(CCPS 1993;Dow Chemical Company 1994a;IRI 1991)。 表 3 顯示了通常在整個工廠佈局中建議距離間隔的一般設施。應仔細定義實際距離建議。 雖然表 3 中未顯示明火加熱器和工藝爐,但它們是重要的項目,建議的距離間隔必須包含在單元工藝佈局中。


表 3. 工廠總體佈局中通常分開的設施

  • 處理單元
  • 罐區
  • 裝卸設施
  • 喇叭褲
  • 電力、鍋爐和焚化爐
  • 冷卻塔
  • 變電站、大型電氣開關場
  • 中央控制室
  • 倉庫
  • 分析實驗室
  • 傳入的公用事業計量和阻塞系統
  • 消防水帶、固定式水砲、蓄水池和應急消防泵
  • 垃圾處理區
  • 維修建築物和區域
  • 行政樓

 

此外,道路對於緊急和維護車輛或設備通道是必需的,並且需要在工藝單元之間和整個工廠的各個部分仔細放置。 應為高架管架和其他高架設備留出可接受的間隙,並在十字路口和所有設施的入口處留出橫向間隙。

佈局要求可以基於推薦的最小間隔距離(CCPS 1993;NFPA 1990;IRI 1991;Mecklenburgh 1985)或通過危害分析確定(Dow Chemical Company 1994a)。

工藝單元佈局

表 3 顯示了整個工廠分離佈局摘要。 處理單元包含在總體佈局中顯示的特定塊中。 化學過程通常在過程和實施圖 (P&ID) 中詳細顯示。 工藝佈局需要考慮特定設備間隔距離以外的因素,其中一些因素如表 4 所示。


表 4. 工藝單元佈局的一般注意事項

  • 未來擴展和單元可訪問性的區域定義
  • 維修設備可達性,便於經常維護
  • 個別設備維修的空間要求(例如,拉動熱交換器管束所需的區域或控制閥的可及性)
  • 具有爆炸可能性的高壓設備或反應器的屏障
  • 裝卸固體填充反應器或塔的機械和空間要求
  • 粉塵爆炸的洩放空間
  • 將經常打開或維護的設備與高溫管道、容器等分開。
  • 特殊建築物或構築物以及必要的間隙(例如,帶有內部橋式起重機或外部起重機的壓縮機房)

 

任何特定工藝單元中的設備組合都會有很大差異,具體取決於工藝。 單元內的流和材料的毒性和危險特性也有很大差異。 儘管存在這些差異,但已為許多設備項目制定了最小距離標準(CCPS 1993;NFPA 1990;IRI 1991;Mecklenburgh 1985)。 計算過程設備的潛在洩漏和有毒暴露也會影響間隔距離的程序是可用的(Dow Chemical Company 1994b)。 此外,當洩漏估計已經計算時,可以應用分散分析。

設備與間隔距離

矩陣技術可用於計算分離設備所需的空間(CCPS 1993;IRI 1991)。 基於特定加工條件和設備危險評估的計算可能導致與標準矩陣指南不同的分隔距離。

可以通過細化各個類別和添加設備來開發矩陣的廣泛列表。 例如,壓縮機可以分為幾種類型,例如處理惰性氣體、空氣和有害氣體的壓縮機。 發動機驅動壓縮機的間隔距離可能不同於電機或蒸汽驅動機器。 儲存液化氣體的儲存設施的間隔距離應根據氣體是否惰性來分析。

應仔細定義過程電池限制。 它們是工藝單元的邊界線或繪圖限制(該名稱源於早期在加工過程中使用的烤箱電池組)。 其他單位、道路、公用設施、管道、徑流溝等根據電池限制繪製。 雖然單元設備位置不延伸到電池限制,但應定義設備與電池限制的分隔距離。

控制室或控制室

過去,每個過程單元都設計有一個控制室,提供過程的操作控制。 隨著電子儀器和計算機控制處理的出現,單獨的控制室已被中央控制室所取代,中央控制室在許多操作中控制多個過程單元。 由於過程優化和人員效率的提高,集中控制室在經濟上是有利的。 獨立的過程單元仍然存在,在一些專門的單元中,已被集中控制室取代的舊控制室仍可用於本地過程監控和緊急控制。 雖然控制室的功能和位置通常由過程經濟性決定,但控制室或控制室的設計對於維持緊急控制和工人保護非常重要。 中央和本地控制室的一些注意事項包括:

  • 控制室加壓,防止有毒有害蒸氣進入
  • 抗爆破控制室設計
  • 建立一個風險最小的位置(基於間隔距離和氣體洩漏的可能性)
  • 淨化所有入口空氣並安裝入口煙囪位置,以最大限度地減少有毒或有害蒸氣的攝入
  • 密封控制室的所有下水道出口
  • 安裝滅火系統。

 

減少庫存

工藝和工廠佈局的一個重要考慮因素是包括設備在內的整個庫存中有毒和有害物質的數量。 隨著材料體積的增加,洩漏的後果會更加嚴重。 因此,應盡可能減少庫存。 改進的工藝可以減少設備的數量和尺寸,從而減少庫存、降低風險,同時還可以減少投資並提高運營效率。

表 6 顯示了一些潛在的庫存減少考慮因素。如果將安裝新的加工設施,則應通過考慮表 5 中顯示的一些目標來優化加工。


表 5. 限制庫存的步驟

  • 通過改進過程控制、操作和及時庫存控制減少儲罐庫存減少
  • 通過流程整合消除或最小化現場儲罐庫存
  • 使用反應變量分析和開發來減少反應器體積
  • 用連續反應器代替間歇式反應器,這也減少了下游滯留
  • 通過減少底部體積和使用更先進的塔盤或填料的塔盤滯留來降低蒸餾塔滯留
  • 用熱虹吸再沸器代替釜再沸器
  • 最大限度地減少塔頂鼓和塔底緩衝鼓的體積
  • 改進管道佈局和尺寸以最大限度地減少滯留
  • 在產生有毒物質的地方,最大限度地減少有毒部分的滯留

儲存設施

化學加工廠的儲存設施可以存放液體和固體進料、中間化學品、副產品和加工產品。 儲存在許多設施中的產品用作其他過程的中間體或前體。 稀釋劑、溶劑或其他工藝材料也可能需要儲存。 所有這些材料通常都儲存在地上儲罐 (AST) 中。 一些地方仍在使用地下儲罐,但由於通道問題和容量有限,使用通常受到限制。 此外,當洩漏污染地下水時,此類地下儲罐 (UST) 的潛在洩漏會帶來環境問題。 一般的地球污染會導致潛在的大氣暴露和更高蒸氣壓的材料洩漏。 在地面修復工作中,洩漏的材料可能是一個潛在的暴露問題。 UST洩漏導致許多國家的環境法規越來越嚴格,例如對雙壁罐和地下監測的要求。

典型的地上儲罐如圖 1 所示。立式 AST 是錐形或圓頂罐、有蓋或無蓋浮頂的浮頂罐或外部浮頂罐 (EFRT)。 改裝或封閉式屋頂儲罐是 EFRT,其蓋子安裝在通常為測地線型圓頂的儲罐上。 由於 EFRT 隨著時間的推移不會保持完美的圓形形狀,因此密封浮頂很困難,因此需要在儲罐上安裝覆蓋物。 測地圓頂設計消除了錐形屋頂儲罐 (FRT) 所需的屋頂桁架。 測地圓頂比錐形屋頂更經濟,此外,圓頂減少了材料對環境的損失。

圖 1. 典型的地上儲罐

CMP020F1

通常,儲罐僅限於液體蒸汽壓力不超過 77 kPa 的液體儲存。 如果壓力超過此值,則使用橢球體或球體,因為兩者都是為壓力操作而設計的。 球體可能非常大,但不會安裝在壓力可能超過機械設計定義的某些限制的地方。 對於大多數更高蒸汽壓力的存儲應用,球體通常是存儲容器,並配備減壓閥以防止過壓。 球體出現的一個安全問題是翻滾,它會產生過多的蒸汽並導致安全閥排放或更極端的情況,例如球體壁破裂 (CCPS 1993)。 一般來說,液體內容物會分層,如果將溫暖的(密度較小的)材料裝入球體底部,溫暖的材料會上升到表面,而較冷的、密度較高的表面材料會滾到底部。 溫暖的表面材料蒸發,壓力升高,這可能導致安全閥排放或球體過壓。

坦克佈局

儲罐佈局需要仔細規劃。 有關於儲罐間隔距離和其他注意事項的建議(CCPS 1988;1993)。 在許多地點,法規並未指定間隔距離,但最小距離 (OSHA 1994) 可能是適用於間隔距離和地點的各種決定的結果。 表 6 列出了其中一些考慮因素。此外,儲罐服務是加壓、冷藏和常壓儲罐的儲罐分離的一個因素(CCPS 1993)。


表 6. 儲罐分隔和位置注意事項

  • 基於殼與殼距離的分隔可基於參考,並以計算相鄰儲罐發生火災時的熱輻射距離為準。
  • 儲罐應與工藝裝置分開。
  • 儲罐位置最好位於其他區域的下風處,這樣可以最大限度地減少儲罐釋放大量蒸汽時的點火問題。
  • 儲罐應有堤壩,這在大多數地區也是法律要求的。
  • 儲罐可以分組使用普通堤壩和消防設備。
  • 堤壩應具有緊急情況下的隔離能力。

 

堤壩是必需的,並且名義上的體積尺寸可以容納水箱的內容物。 如果一個堤壩內有多個水箱,最小體積堤壩容量等於最大水箱的容量 (OSHA 1994)。 堤牆可以用土、鋼、混凝土或實心磚石建造。 但是,土堤應該是不透水的,頂部平坦,最小寬度為 0.61 m。 此外,堤防區內的土壤也應有一層防滲層,以防止任何化學​​品或油類滲入土壤。

油箱洩漏

多年來一直存在的一個問題是罐底腐蝕導致的罐洩漏。 通常,儲罐在儲罐底部有水層,這會導致腐蝕,並且由於與大地接觸可能會發生電解腐蝕。 因此,各個地區都制定了監管要求,以控製罐底洩漏以及水中污染物對地下土壤和水的污染。 已經開發了多種設計程序來控制和監測洩漏(Hagen 和 Rials 1994)。 此外,還安裝了雙層底。 在某些裝置中,已安裝陰極保護以進一步控制金屬劣化(Barletta、Bayle 和 Kennelley 1995)。

抽水

定期從水箱底部手動排放水會導致暴露。 通過開放式手動排水的目視觀察確定界面可能會導致工人接觸。 可以安裝帶有接口傳感器和控制閥的封閉式排放裝置,從而最大限度地減少潛在的工人接觸(Lipton 和 Lynch 1994)。 市場上有多種傳感器可用於此服務。

滿罐

儲罐經常裝滿,造成潛在的安全和工人暴露危險。 這可以通過控制入口截止閥或進料泵的冗餘或雙級儀器來防止 (Bahner 1996)。 多年來,溢流管一直安裝在化學品儲罐上,但它們終止於排水口上方一小段距離,以便可以目視觀察溢流排放。 此外,排水口的尺寸必須大於最大填充率,以確保適當的排水。 然而,這樣的系統是潛在的暴露源。 這可以通過將溢流管直接連接到排水管並在管中使用流量指示器來顯示溢流來消除。 雖然這會令人滿意地發揮作用,但這會導致排水系統超載,並產生非常大的污染物體積和潛在的健康和安全問題。

儲罐檢查和清洗

定期將儲罐從服務中移除以進行檢查和/或清潔。 必須仔細控制這些程序,以防止工人接觸並最大程度地減少潛在的安全隱患。 排水後,儲罐經常用水沖洗以去除工藝液體痕跡。 從歷史上看,必要時會手動或機械清潔水箱。 當水箱排空時,它們充滿了可能有毒且可能在可燃範圍內的蒸汽。 水沖洗可能不會顯著影響蒸汽毒性,但它可以減少潛在的燃燒問題。 對於浮頂,浮頂下方的材料可以被沖洗和排放,但一些儲罐的集水槽中可能仍有材料。 這種底部材料必須手動移除,並且可能存在潛在的暴露問題。 工作人員可能需要穿戴個人防護裝備 (PPE)。

通常情況下,封閉儲罐和浮頂下方的任何體積都會用空氣吹掃,直到達到指定的氧氣濃度水平,然後才允許進入。 但是,應連續獲得濃度測量值,以確保毒性濃度水平令人滿意且不會改變。

蒸汽排放和排放控制

對於固定頂或改裝的浮頂儲罐 (CFRT),在許多地方可能不接受向大氣排放。 壓力真空 (PV) 排氣口(如圖 2 所示,這些罐被移除,蒸汽通過封閉管道流向控制裝置,污染物在控制裝置中被破壞或回收。對於這兩個罐,惰性吹掃(例如氮氣)可以被注入以消除晝夜真空效應並為回收裝置保持正壓。在 CFRT 罐中,氮氣消除了晝夜效應並減少了通過 PV 通風口排放到大氣中的任何蒸汽。但是,並沒有消除蒸汽排放。有大量控制裝置和技術可用,包括燃燒、吸收器、冷凝器和吸收(Moretti 和 Mukhopadhyay 1993 年;Carroll 和 Ruddy 1993 年;Basta 1994 年;Pennington 1996 年;Siegall 1996 年)。控制系統的選擇是最終排放目標的函數以及運營和投資成本。

在浮頂罐中,無論是外部還是內部,密封件和輔助配件控制都有效地減少了蒸汽損失。

安全隱患

易燃性是儲罐中的一個主要問題,需要消防系統來幫助控制和防止火區擴大。 提供消防水系統和安裝建議(CCPS 1993;Dow Chemical Company 1994a;NFPA 1990)。 在某些情況下,水可以直接噴灑在火上,這對於冷卻相鄰的儲罐或設備以防止過熱至關重要。 此外,泡沫是一種有效的滅火劑,可以在儲罐上安裝永久性泡沫設備。 應與製造商一起審查移動消防設備上泡沫設備的安裝。 現在可以使用環境可接受且毒性低的泡沫,它們在快速滅火方面的效果可與其他泡沫相媲美。

加工設備

由於流程眾多、專業化的工藝要求和產品的變化,化學品加工需要各種各樣的工藝設備。 因此,無法審查當今使用的所有化學設備; 本節將重點介紹在處理序列中應用更廣泛的設備。

電抗器

化學工業中有大量的反應器類型。 反應器選擇的基礎是許多變量的函數,首先要對反應是分批反應還是連續反應進行分類。 通常,隨著反應經驗的增加和一些改進(例如改進的催化劑)變得可用,間歇反應會轉變為連續操作。 連續反應處理通常更有效並且產生更一致的產品,這在滿足產品質量目標方面是可取的。 但是,仍然存在大量的批量操作。

反應

在所有反應中,必須將反應分類為放熱或吸熱(產生熱量或需要熱量),以便定義控制反應所需的加熱或冷卻要求。 此外,必須建立失控反應標準,以安裝可防止反應失控的儀器傳感器和控制裝置。 在反應堆全面運行之前,必須調查和製定應急程序,以確保失控反​​應得到安全控制。 各種潛在解決方案中的一些是自動啟動的緊急控制設備,注入停止反應的化學物質以及可以容納和容納反應堆內容物的通風設施。 安全閥和排氣操作非常重要,需要始終維護良好且功能正常的設備。 因此,經常安裝多個互鎖安全閥,以確保對一個閥的維護不會降低所需的洩壓能力。

如果安全閥或通風口因故障而排放,幾乎在所有情況下都必須控制排放流出物,以盡量減少潛在的安全和健康危害。 因此,應仔細分析通過管道控制緊急排放的方法以及反應堆排放的最終處置。 一般而言,應將液體和蒸汽分離,將蒸汽送至火炬或回收,並在可能的情況下回收液體。 去除固體可能需要一些研究。

批量

在涉及放熱反應的反應器中,一個重要的考慮因素是用於保持溫度的冷卻介質在壁或內部管道上結垢。 污垢材料的去除變化很大,去除方法是污垢材料特性的函數。 可以使用溶劑、高壓噴嘴流或在某些情況下手動去除污染的材料。 在所有這些程序中,必須仔細控制安全和暴露。 材料進出反應器的運動不得允許空氣進入,這可能會導致易燃蒸氣混合物。 應使用惰性氣體(例如氮氣)打破真空。 船舶進入檢查或工作可歸類為進入密閉空間,應遵守該程序的規則。 應了解蒸氣和皮膚毒性,技術人員必須了解健康危害。

連續

流通式反應器可以充滿液體或蒸汽和液體。 一些反應在反應器中產生漿液。 此外,還有含有固體催化劑的反應器。 反應流體可以是液體、蒸氣或蒸氣和液體的組合。 促進反應而不參與反應的固體催化劑通常包含在網格中,稱為固定床。 固定床反應器可以有單床或多床,可以有放熱或吸熱反應,大多數反應需要通過每個床的恆溫(等溫)。 這經常需要在床之間的不同位置注入進料流或稀釋劑以控制溫度。 對於這些反應系統,通過床的溫度指示和傳感器位置對於防止反應失控和產品產量或質量變化極為重要。

固定床一般會失去活性,必須再生或更換。 對於再生,床上的沉積物可以被燒掉,溶解在溶劑中,或者在某些情況下,通過將惰性流體中的化學物質注入床中來再生,從而恢復催化劑活性。 根據催化劑的不同,可以應用這些技術之一。 在床燃燒的地方,反應器被清空並清除所有工藝流體,然後充滿惰性氣體(通常是氮氣),惰性氣體被加熱和再循環,將床升高到指定的溫度水平。 此時,向惰性流中添加極少量的氧氣以啟動火焰前鋒,該火焰前鋒逐漸穿過床層並控制溫度升高。 過量的氧量對催化劑具有有害影響。

固定床催化劑去除

固定床催化劑的去除必須小心控制。 反應器中的工藝流體被排出,然後剩餘的流體用沖洗流體置換或用蒸汽吹掃,直到所有工藝流體都被移除。 在打開容器或在惰性覆蓋層下從容器中排出催化劑之前,可以用惰性氣體或空氣吹掃容器之前,最終吹掃可能需要其他技術。 如果在此過程中使用水,則水會通過封閉管道排入工藝下水道。 一些催化劑對空氣或氧氣敏感,會自燃或有毒。 這些需要特殊程序以在填充或排空容器期間消除空氣。 必須仔細定義個人防護和處理程序,以最大程度地減少潛在暴露並保護人員。

用過的催化劑處理可能需要進一步處理,然後才能送到催化劑製造商進行回收或進入環境可接受的處理程序。

其他催化劑系統

流過鬆散固體催化劑床的氣體使床膨脹並形成類似於液體的懸浮液,稱為流化床。 這種類型的反應用於各種過程。 廢催化劑作為氣固側流被去除以進行再生,然後通過封閉系統返回到工藝中。 在其他反應中,催化劑活性可能非常高,雖然催化劑在產物中排出,但濃度極低,不會造成問題。 如果不希望產品蒸氣中的催化劑固體濃度過高,則必須在純化前去除殘留的固體。 然而,固體的痕跡將保留下來。 這些在其中一個副產品流中被移除以進行處置,而副產品流又必須被澄清。

在通過燃燒再生廢催化劑的情況下,流化床系統需要大量的固體回收設施以滿足環境限制。 回收可能包括旋風分離器、電除塵器、袋式過濾器)和/或洗滌器的各種組合。 在固定床上發生燃燒的地方,基本問題是溫度控制。

由於流化床催化劑通常在呼吸範圍內,因此在固體處理過程中必須小心謹慎,以確保使用新鮮或回收的催化劑保護工人。

在某些情況下,可以使用真空從固定床上去除各種成分。 在這些情況下,蒸汽驅動的真空噴射器通常是真空發生器。 這會產生經常含有有毒物質的蒸汽排放物,儘管在射流中的濃度非常低。 但是,如果直接排放到大氣中,應仔細檢查蒸汽射流的排放以確定污染物的數量、毒性和潛在的擴散。 如果這不能令人滿意,則噴射排放可能需要在所有蒸汽都受到控制的集水坑中進行冷凝,並將水輸送到封閉的下水道系統。 旋轉真空泵將執行此服務。 往復式真空泵的排放物可能不允許直接排放到大氣中,但在某些情況下可以排放到火炬管線、焚化爐或過程加熱器中。

安全指引

在所有反應器中,壓力增加是一個主要問題,因為不得超過容器壓力額定值。 這些壓力增加可能是過程控制不佳、故障或反應失控的結果。 因此,需要洩壓系統通過防止反應器過壓來保持容器完整性。 洩壓閥排放必須仔細設計,以在所有條件下保持足夠的洩壓,包括洩壓閥維護。 可能需要多個閥門。 如果洩壓閥設計為排放到大氣中,則排放點應高於附近所有建築物,並應進行擴散分析以確保對工人和附近社區提供充分保護。

如果爆破片安裝有安全閥,排放口也應封閉,最終排放位置應如上所述指定。 由於圓盤破裂不會復位,沒有安全閥的圓盤可能會釋放大部分反應器內容物,空氣可能會在釋放結束時進入反應器。 這需要仔細分析,以確保不會產生易燃情況,並且不會發生非常不良的反應。 此外,磁盤的排放可能會釋放液體,通風系統必須設計為容納所有液體和排放的蒸汽,如上所述。 大氣緊急釋放裝置在安裝前必須獲得監管機構的批准。

安裝在反應器中的混合攪拌器是密封的。 洩漏可能是危險的,如果發生洩漏,則必須修復密封,這需要關閉反應堆。 反應器內容物可能需要特殊處理或預防措施,緊急停堆程序應包括反應終止和反應器內容物的處置。 必須仔細審查每個步驟的易燃性和暴露控制,包括反應器混合物的最終處置。 由於停工可能代價高昂並且涉及生產損失,因此引入了磁力驅動混合器和更新的密封系統以減少維護和反應器停工。

進入所有反應堆都需要遵守安全的密閉空間進入程序。

分餾塔或蒸餾塔

蒸餾是通過利用沸點差異的方法分離化學物質的過程。 化工廠和煉油廠中熟悉的塔是蒸餾塔。

各種形式的蒸餾是絕大多數化學過程中的一個處理步驟。 分餾或蒸餾可以在純化、分離、汽提、共沸和萃取工藝步驟中找到。 這些應用現在包括反應蒸餾,其中反應發生在蒸餾塔的單獨部分。

蒸餾是用塔中的一系列塔盤進行的,也可以在裝滿填料的塔中進行。 填料具有特殊的配置,可輕鬆讓蒸汽和液體通過,但為蒸汽-液體接觸和有效分餾提供足夠的表面積。

手術

熱量通常供應給帶有再沸器的塔,儘管特定物流的熱含量可能足以消除再沸器。 利用再沸器的熱量,在塔盤上發生多步汽液分離,較輕的材料通過塔上升。 來自頂部托盤的蒸汽在塔頂冷凝器中完全或部分冷凝。 冷凝液收集在餾出物回收罐中,其中一部分液體被回收到塔中,另一部分被抽出並送到特定位置。 未冷凝的蒸氣可在別處回收或送至可以是燃燒器或回收系統的控制裝置。

壓力

塔通常在高於大氣壓力的壓力下運行。 然而,塔經常在真空下運行,以最大限度地降低可能影響產品質量的液體溫度,或者在塔材料由於可能難以達到的溫度水平而成為機械和經濟問題的情況下。 此外,高溫可能會影響流體。 在重質石油餾分中,非常高的塔底溫度經常會導致焦化問題。

真空通常通過噴射器或真空泵獲得。 在工藝裝置中,真空負載包括一些輕質蒸氣材料、塔進料流中可能存在的惰性物質和洩漏的空氣。 通常,真空系統安裝在冷凝器之後,以減少真空系統中的有機負荷。 真空系統的大小是根據估計的蒸汽負荷確定的,噴射器處理更大的蒸汽負荷。 在某些系統中,真空機可以直接連接到冷凝器出口。 典型的噴射器系統操作是噴射器和直接氣壓式冷凝器的組合,其中噴射器蒸汽與冷卻水直接接觸。 氣壓式冷​​凝器耗水量非常大,蒸汽-水混合物會導致高出水溫度,這往往會蒸發大氣氣壓槽中的任何有機化合物痕跡,從而可能增加工作場所的暴露。 此外,廢水系統中增加了大量的污水負荷。

在改進的真空系統中,隨著蒸汽消耗量的顯著減少,實現了大幅減水。 由於真空泵不能處理大的蒸汽負荷,因此在第一級使用蒸汽噴射器與表面冷凝器相結合以減少真空泵負荷。 此外,還安裝了一個用於地面操作的污水池。 更簡單的系統減少了廢水負荷並保持封閉系統,從而消除了潛在的蒸汽暴露。

安全指引

必須保護所有塔和鼓免受可能因故障、火災 (Mowrer 1995) 或公用設施故障導致的超壓。 危害審查是必要的,並且在某些國家/地區是法律要求的。 適用於流程和工廠運營的通用流程安全管理方法可提高安全性、最大限度地減少損失並保護工人健康(Auger 1995;Murphy 1994;Sutton 1995)。 排放到大氣或封閉系統的洩壓閥 (PRV) 提供保護。 PRV 通常安裝在塔頂以釋放大量蒸汽負荷,儘管有些安裝將 PRV 定位在塔的其他位置。 PRV 也可以位於餾出物塔頂回收罐上,只要在 PRV 和塔頂之間不放置閥門即可。 如果截止閥安裝在通往冷凝器的工藝管線中,則 PRV 必須安裝在塔上。

在解除蒸餾塔超壓時,在某些緊急情況下,PRV 排放量可能會非常大。 封閉系統排放排氣管線中的非常高的負載可能是系統中的最大負載。 由於 PRV 放電可能是突然的並且整個釋放時間可能非常短(少於 15 分鐘),因此必須仔細分析這種極大的蒸汽負荷(Bewanger 和 Krecter 1995 年;Boicourt 1995 年)。 由於這種短而大的峰值負荷很難在吸收器、吸附器、熔爐等控制裝置中處理,因此在大多數情況下,首選的控制裝置是用於蒸汽破壞的火炬。 通常,多個 PRV 連接到火炬管路集管,火炬管路集管又連接到單個火炬。 然而,必須仔細設計火炬和整個系統,以涵蓋大量潛在的突發事件 (Boicourt 1995)。

健康危害

對於直接釋放到大氣中,應對釋放閥排放的蒸汽進行詳細的擴散分析,以確保工人不會暴露在空氣中,並且社區濃度完全在允許濃度指南範圍內。 在控制擴散時,可能必須提高大氣安全閥排放管線,以防止附近結構上濃度過高。 可能需要一個非常高的火炬狀煙囪來控制擴散。

另一個值得關注的領域是在停機期間進入塔進行維護或機械更換。 這需要進入密閉空間並使工人暴露於相關的危險中。 打開前的沖洗和吹掃方法必須小心進行,以通過將任何有毒濃度降低到推薦水平以下來確保將接觸降至最低。 在開始沖洗和吹掃操作之前,必須降低塔內壓力,並且所有與塔的管道連接都必須封閉(即,必須在塔法蘭和連接管法蘭之間放置扁平金屬盤)。 應仔細管理此步驟,以確保將暴露降至最低。 在不同的過程中,清除塔中有毒液體的方法各不相同。 通常,塔內流體會被毒性極低的流體所取代。 然後將驅替液排出並泵送到選定位置。 剩餘的液膜和液滴可以通過頂部法蘭排放到大氣中,該頂部法蘭具有特殊的隔離盲板,在盲板和塔法蘭之間有一個開口。 蒸完後,隨著塔冷卻,空氣通過特殊的盲孔進入塔內。 塔底部和塔頂部的檢修孔打開,允許空氣吹過塔。 當塔內濃度達到預定值時,即可進入塔內。

換熱器

化學過程工業中有各種各樣的熱交換器。 熱交換器是用於將熱量傳入或傳出工藝流的機械裝置。 它們是根據工藝條件和換熱器設計來選擇的。 圖 2 顯示了一些常見的換熱器類型。為過程服務選擇最佳換熱器有些複雜,需要進行詳細調查 (Woods 1995)。 在許多情況下,由於壓力、溫度、固體濃度、粘度、流量和其他因素,某些類型並不適用。 此外,單個熱交換器的設計可能會有很大差異; 有幾種類型的浮頭管式和板式換熱器可供使用(Green、Maloney 和 Perry 1984)。 浮頭通常選擇在溫度可能導致管過度膨脹的情況下,否則無法在固定管板換熱器中保持完整性。 在圖 2 中的簡化浮頭換熱器中,浮頭完全包含在換熱器內,與殼蓋沒有任何連接。 在其他浮頭設計中,浮動管板周圍可能有填料(Green、Maloney 和 Perry 1984)。

圖 2. 典型的熱交換器

CMP020F4

洩漏

浮動管板上的填料與大氣接觸,可能是洩漏和潛在暴露的來源。 其他換熱器也可能有潛在的洩漏源,應仔細檢查。 由於其傳熱特性,板框式換熱器通常安裝在化學工業中。 這些板具有各種波紋和配置。 板由墊圈隔開,以防止流混合併提供外部密封。 然而,密封件將溫度應用限制在 180 ºC 左右,儘管改進密封件可能會克服這一限制。 由於有許多板,因此必須適當地壓縮板以確保它們之間的適當密封。 因此,必須小心進行機械安裝,以防止洩漏和潛在危險。 由於有大量海豹,仔細監測海豹對於最大程度地減少潛在暴露非常重要。

風冷式換熱器在經濟上很有吸引力,並且已經安裝在大量的過程應用中和過程單元內的不同位置。 為了節省空間,這些換熱器通常安裝在管道上並經常堆疊。 由於管材料的選擇很重要,因此在化學工業中使用了多種材料。 這些管子連接到管板上。 這需要使用兼容的材料。 通過管裂縫或管板洩漏是一個問題,因為風扇會使洩漏的蒸汽循環,擴散可能導致潛在的暴露。 空氣稀釋可顯著降低潛在的接觸危險。 然而,風扇在某些天氣條件下經常關閉,在這些情況下泄漏濃度會增加,從而增加潛在的暴露。 此外,如果不修復洩漏的管子,裂縫可能會惡化。 對於不易蒸發的有毒液體,可能會發生滴落並導致潛在的皮膚接觸。

殼管式熱交換器可能會通過各種法蘭中的任何一個產生洩漏(Green、Maloney 和 Perry 1984)。 由於管殼式換熱器的表面積從小到非常大不等,因此外法蘭的直徑通常比典型的管法蘭大得多。 對於這些大型法蘭,墊圈不僅必須承受工藝條件,而且還必須在螺栓載荷變化的情況下提供密封。 使用了各種墊圈設計。 很難在所有法蘭螺栓上保持恆定的螺栓載荷應力,這會導致許多換熱器發生洩漏。 法蘭洩漏可以通過法蘭密封環來控制(Lipton 和 Lynch 1994)。

任何可用的換熱器類型都可能發生管道洩漏,板式換熱器和其他一些專用換熱器除外。 然而,後面這些交換器還有其他潛在問題。 當管道洩漏到冷卻水系統中時,冷卻水將污染物排放到冷卻塔中,這可能成為工人和附近社區的接觸源。 因此,應對冷卻水進行監測。

由於強制通風冷卻塔中的風扇,冷卻塔蒸汽的擴散可能很普遍。 此外,自然對流塔將蒸汽排放到大氣中,然後擴散。 然而,擴散會根據天氣條件和排放高度而有很大差異。 較少揮發性有毒物質留在冷卻水和冷卻塔排污流中,它們應該具有足夠的處理能力來破壞污染物。 冷卻塔和塔盆必須定期清潔,污染物會增加水盆和塔填料中的潛在危害。 大部分這項工作都需要個人保護。

換熱器清潔

冷卻水服務中管道的一個問題是由於腐蝕、生物有機體和固體沉積導致材料在管道中堆積。 如上所述,管子也可能通過裂縫洩漏,或者洩漏可能發生在管子在管板上捲成條紋的地方。 當出現任何這些情況時,需要對換熱器進行維修,並且必須從換熱器中移除工藝流體。 這需要一個完全封閉的操作,這是滿足環境、安全和健康暴露目標所必需的。

通常,過程流體被排放到接收器,剩餘的材料用溶劑或惰性材料從交換器中沖洗出來。 後一種材料也通過排放或用氮氣加壓被送到受污染材料的接收器。 如果換熱器中有有毒物質,則應對換熱器進行任何有毒物質痕蹟的監測。 如果測試結果不令人滿意,可以對換熱器進行蒸汽處理以蒸發並去除所有材料痕跡。 但是,蒸汽排放口應連接到封閉系統,以防止蒸汽逸出到大氣中。 雖然封閉式排氣口可能不是絕對必要的,但有時換熱器中可能會有更多的污染物,因此需要始終關閉蒸汽排放口以控制潛在的危險。 汽蒸之後,通向大氣的通風口允許空氣進入。 此通用程序適用於換熱器一側或含有有毒物質的一側。

然後用於清潔管子或殼程的化學品應在封閉系統中循環。 通常情況下,清洗液從油罐車系統中循環,系統中受污染的溶液排到卡車上進行處理。

高跟鞋

最重要的過程功能之一是液體的移動,在化學工業中,所有類型的液體材料都使用各種各樣的泵來移動。 屏蔽泵和磁力泵是無密封離心泵。 磁力泵驅動器可安裝在其他類型的泵上以防止洩漏。 表 7 列出了化學過程工業中使用的泵類型。


表 7. 化工過程中的泵

  • 離心式
  • 往復式(柱塞)
  • 聽裝
  • 渦輪
  • 跑步裝備
  • 光圈
  • 軸流式
  • 擰緊
  • 動腔
  • 葉片

封口

從健康和安全的角度來看,密封和維修離心泵是主要問題。 構成普遍軸封系統的機械密封可能會洩漏,有時甚至會爆裂。 然而,自 1970 世紀 XNUMX 年代以來,密封技術取得了重大進步,顯著減少了洩漏並延長了泵的使用壽命。 其中一些改進包括波紋管密封、集裝式密封、改進的端面設計、更好的端面材料以及改進泵變量監控。 此外,對密封技術的持續研究應該會帶來進一步的技術改進。

在工藝流體有劇毒的地方,經常安裝無洩漏或無密封罐裝泵或磁力泵。 運營服務期或平均維護間隔時間 (MTBM) 已顯著改善,通常在三到五年之間變化。 在這些泵中,過程流體是轉子軸承的潤滑液。 內部流體的蒸發會對軸承產生不利影響,並且通常需要更換軸承。 通過確保軸承系統中的內部壓力始終大於工作溫度下的液體蒸汽壓力,可以維持泵中的液體條件。 修理無密封泵時,完全排空揮發性相對較低的材料很重要,應與供應商仔細審查。

在典型的離心流程泵中,填料基本上已被機械密封取代。 這些密封件通常分為單機械密封或雙機械密封,後一術語涵蓋串聯或雙機械密封。 還有其他雙密封組合,但它們沒有被廣泛使用。 通常,在密封件之間安裝帶有液體緩衝液的串聯或雙機械密封件以減少密封件洩漏。 美國石油協會 (API 1994) 發布了適用於離心泵和旋轉泵的泵機械密封標準,涵蓋單機械密封和雙機械密封規格和安裝。 現在可以使用機械密封應用指南來幫助評估密封類型 (STLE 1994)。

為防止密封件失效導致過度洩漏或爆裂,在密封件後安裝了壓蓋板。 它可能含有壓蓋沖洗液,可將洩漏物轉移到封閉的排水系統中 (API 1994)。 由於壓蓋系統不是一個完整的密封件,因此可以使用節氣門襯套等輔助密封系統。它們安裝在壓蓋中,以控製過度洩漏到大氣或密封爆裂(Lipton 和 Lynch 1994)。 這些密封件不是為連續運行而設計的; 激活後,它們將在故障前運行長達兩週,從而為運行切換泵或進行過程調整提供時間。

可以使用更新的機械密封系統,從根本上將排放量減少到零水平。 這是一個帶有氣體緩衝系統的雙機械密封系統,該系統取代了標準雙機械密封系統中的液體緩衝器(Fone 1995;Netzel 1996;Adams、Dingman 和 Parker 1995)。 在液體緩衝系統中,密封面由一層極薄的緩衝液潤滑膜隔開,該潤滑膜還可以冷卻密封面。 儘管稍微分開,但存在一定量的面接觸,這會導緻密封件磨損和密封面發熱。 氣體密封被稱為非接觸式密封,因為帶有彎曲凹痕的密封面將氣體泵送通過密封面並形成完全分隔密封面的氣體層或壩。 這種不接觸導緻密封壽命非常長,並且還減少了密封摩擦損失,從而顯著降低了功耗。 由於密封件泵送氣體,因此進入過程和大氣的流量非常小。

健康危害

泵的一個主要問題是排水和沖洗,以便為泵進行維護或維修做準備。 排放和清除包括過程流體和緩衝流體。 程序應要求將所有流體排放到封閉的連接排放系統中。 在泵的填料函中,喉管襯套將葉輪與填料函隔開,襯套起到堰的作用,將一些液體保持在填料函中。 套管中的滲水孔或填料函中的排放口將允許通過排放和沖洗完全去除工藝液體。 對於緩衝流體,應該有一種方法可以從雙密封區域排出所有流體。 維護需要拆除密封件,如果密封容積沒有完全排空和沖洗,則密封件是維修過程中的潛在暴露源。

灰塵和粉末

由於可能發生火災或爆炸,在固體加工設備中處理粉塵和粉末是一個問題。 由於爆炸產生的壓力將壓力和火波的組合發送到工作區域,設備內的爆炸可能會穿透牆壁或外殼。 工人可能處於危險之中,並且相鄰的設備可能會受到嚴重影響並產生劇烈影響。 當存在具有足夠能量的點火源時,懸浮在空氣中或含氧氣體中以及密閉空間中的粉塵或粉末容易爆炸。 一些典型的爆炸性設備環境如表 8 所示。

表 8. 設備中的潛在爆炸源

輸送設備

儲存應用

氣動管道

垃圾桶

機械輸送機

料斗

 

旋轉閥

加工設備

過濾除塵器

磨床

流化床乾燥機

球磨機

傳輸線乾燥器

粉末混合

篩選

旋風分離器

 

爆炸產生熱量和快速氣體膨脹(壓力增加),通常會導致爆燃,這是一種火焰前鋒,在這些條件下移動速度很快,但速度低於聲速。 當火焰前鋒速度大於聲速或處於超音速時,這種情況稱為爆轟,它比爆燃更具破壞性。 爆炸和火焰前鋒擴展發生在幾毫秒內,並且沒有為標準過程響應提供足夠的時間。 因此,必須定義粉末的潛在火災和爆炸特性,以確定各種加工步驟中可能存在的潛在危險(CCPS 1993 年;Ebadat 1994 年;Bartknecht 1989 年;Cesana 和 Siwek 1995 年)。 然後,此信息可以為安裝控件和防止爆炸提供基礎。

爆炸危險量化

由於爆炸一般發生在封閉的設備中,所以各種試驗都是在專門設計的實驗室設備中進行的。 雖然粉末可能看起來相似,但不應使用已公佈的結果,因為粉末的微小差異可能具有非常不同的爆炸特性。

對粉末進行的各種測試可以確定爆炸危險,測試系列應包括以下內容。

分類測試確定粉塵雲是否可以引發和傳播火焰(Ebadat 1994)。 具有這些特性的粉末被認為是 A 類粉末。 那些不會點燃的粉末被稱為 B 類。然後需要對 A 類粉末進行一系列進一步的測試,以評估它們的爆炸和危險可能性。

最小點火能量測試定義了點燃粉末云所需的最小火花能量 (Bartknecht 1989)。

在爆炸強度和分析中,A 組粉末隨後作為球體中的粉塵雲進行測試,在球體中根據最小點火能量在測試爆炸期間測量壓力。 最大爆炸壓力與每單位時間的壓力變化率一起定義。 根據此信息,確定以巴米每秒為單位的爆炸特定特徵值 (Kst) 並定義爆炸等級(Bartknecht 1989;Garzia 和 Senecal 1996):

Kst(bar·m/s) 粉塵爆炸等級 相對強度

1-200 St 1 稍弱

201-300 街 2 強

300+ St 3 很強

大量粉末已經過測試,其中大部分屬於 St 1 類(Bartknecht 1989;Garzia 和 Senecal 1996)。

在評估非混濁粉末時,對粉末進行測試以確定安全操作程序和條件。

防爆試驗

在無法安裝防爆系統的情況下,防爆測試會很有幫助。 它們提供了一些關於理想操作條件的信息(Ebadat 1994)。

最低氧氣測試定義了灰塵不會點燃的氧氣水平(Fone 1995)。 如果氣體可接受,過程中的惰性氣體將防止著火。

確定最低粉塵濃度是為了確定不會發生點燃的操作水平。

靜電危害測試

許多爆炸是靜電點火的結果,各種測試表明存在潛在危險。 一些測試包括最小點火能量、粉末電荷特性和體積電阻率。 根據測試結果,可以採取某些措施來防止爆炸。 步驟包括增加濕度、修改建築材料、適當接地、控制設備設計的某些方面和防止火花(Bartknecht 1989 年;Cesana 和 Siwek 1995 年)。

防爆

基本上有兩種方法可以控制爆炸或鋒面從一個位置傳播到另一個位置或將爆炸控制在一件設備內。 這兩種方法是化學抑製劑和隔離閥(Bartknecht 1989;Cesana 和 Siwek 1995;Garzia 和 Senecal 1996)。 根據爆炸強度測試的爆炸壓力數據,可使用快速響應傳感器觸發化學抑製劑和/或快速關閉隔離屏障閥。 抑製劑是市售的,但抑製劑噴射器的設計非常重要。

防爆孔

在可能發生潛在爆炸的設備中,經常安裝在特定壓力下破裂的防爆閥。 這些必須仔細設計,並且必須定義設備的排氣路徑,以防止工人出現在該路徑區域。 此外,應分析爆炸路徑中對設備的衝擊,以確保設備安全。 可能需要屏障。

上貨和下貨

產品、中間產品和副產品被裝入油罐車和軌道車。 (在某些情況下,根據設施位置和碼頭要求,使用油輪和駁船。)裝卸設施的位置很重要。 雖然裝載和卸載的材料通常是液體和氣體,但固體也會根據移動的固體類型、潛在爆炸危險和轉移難度在首選位置進行裝載和卸載。

打開艙口

在通過頂部開口艙口裝載油罐車或軌道車時,一個非常重要的考慮因素是在裝滿容器時盡量減少飛濺。 如果填充管位於容器底部的上方,填充會導致飛濺和產生蒸汽或混合液體-蒸汽的產生。 通過將填充管出口定位在遠低於液面的位置,可以最大限度地減少飛濺和蒸汽的產生。 填充管通常在容器底部上方延伸穿過容器最小距離。 由於液體填充也會置換蒸汽,因此有毒蒸汽可能對健康造成潛在危害,並且還會帶來安全隱患。 因此,應收集蒸氣。 填充臂是市售的,具有深填充管並延伸通過關閉艙口開口的特殊蓋子(Lipton 和 Lynch 1994)。 此外,蒸汽收集管在特殊艙口蓋下方延伸一小段距離。 在臂的上游端,蒸汽出口連接到回收裝置(例如,吸收器或冷凝器),或者蒸汽可以作為蒸汽平衡傳輸返回到儲罐(Lipton 和 Lynch 1994)。

在油罐車敞開式艙口系統中,臂升起以允許排放到罐車中,臂中的一些液體可以在臂撤回時用氮氣加壓,但此操作期間的填充管應保留在艙口內開幕。 當加註臂離開艙口時,應在出口上方放置一個桶以接住加註臂上的水滴。

軌道車

許多軌道車都有封閉的艙口,艙口帶有非常靠近容器底部的深填充腿和一個單獨的蒸汽收集出口。 通過延伸到封閉艙口的臂,以類似於打開艙口臂方法的方式裝載液體和收集蒸汽。 在軌道車裝載系統中,關閉臂入口處的閥門後,將氮氣注入臂的容器側,在軌道車上的填充閥關閉之前將留在臂中的液體吹入軌道車(Lipton 和 Lynch 1994) .

油罐車

許多油罐車從底部裝滿,以盡量減少蒸汽的產生(Lipton 和 Lynch 1994)。 填充線可以是特殊的軟管或可操縱的臂。 乾式接頭安裝在軟管或臂端以及油罐車底部連接處。 當油罐車加滿油並自動切斷管路時,臂或軟管在乾式接頭處斷開,接頭分離時接頭自動關閉。 較新的聯軸器設計為幾乎零洩漏斷開。

在底部裝載中,蒸汽通過頂部蒸汽通風口收集,蒸汽通過終止於容器底部附近的外部管線傳導(Lipton 和 Lynch 1994)。 這允許工人接觸蒸汽耦合連接。 必須收集壓力略高於大氣壓的收集蒸汽並將其送至回收裝置(Lipton 和 Lynch 1994)。 這些設備是根據初始成本、有效性、維護和可操作性來選擇的。 通常,回收系統優於火炬,後者會破壞回收的蒸汽。

加載控制l

在油罐車中,液位傳感器永久安裝在卡車車身內,以指示何時達到填充液位並向遠程控制截止閥發出信號以停止流向卡車。 (利普頓和林奇 1994)。 油罐車中可能有多個傳感器作為備用,以確保油罐車不會裝得太滿。 過度填充會導致嚴重的安全和健康暴露問題。

專門用於化學服務的軌道車可能在車廂內部安裝了液位傳感器。 對於非專用車廂,流量累加器控制發送到軌道車廂的液體量,並在預定設置下自動關閉遠程控制截止閥(Lipton 和 Lynch 1994)。 應對兩種容器類型進行調查,以確定液體在灌裝前是否殘留在容器中。 許多軌道車都有可用於此服務的手動液位指示器。 但是,如果通過打開一個通向大氣的小水平尺排氣孔來顯示液位,由於某些裝載的化學品具有毒性,因此只能在適當控制和批准的條件下執行此程序。

卸載

如果化學品的蒸氣壓非常高,而軌道車或油罐車的壓力相對較高,則化學品會在其自身的蒸氣壓下卸載。 如果蒸氣壓下降到會干擾卸載程序的水平,可以注入氮氣以保持令人滿意的壓力。 來自同一化學品罐的蒸汽也可以被壓縮和注入以提高壓力。

對於蒸氣壓相對較低的有毒化學品,例如苯,液體在氮氣壓力下卸載,這消除了泵送並簡化了系統(Lipton 和 Lynch 1994)。 用於此服務的油罐車和軌道車的設計壓力能夠處理遇到的壓力和變化。 然而,卸載容器後較低的壓力會一直保持到油罐車或軌道車重新裝滿為止; 壓力在加載過程中重建。 如果在加載過程中沒有達到足夠的壓力,可以添加氮氣。

裝卸操作中的問題之一是排空和清洗裝卸設施中的管線和設備。 封閉的排水管和特別低點的排水管對於氮氣吹掃是必要的,以去除所有痕蹟的有毒化學物質。 這些材料可以收集在一個桶中並返回到接收或回收設施(Lipton 和 Lynch 1994)。

 

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