《化工工藝及安全設(shè)計(jì)》是化工工藝與化工安全設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合。具體內(nèi)容包括：緒論、烴類熱裂解制乙烯、化工流程安全設(shè)計(jì)、合成氨工藝及安全、氯乙烯和聚氯乙烯工藝及安全、化工裝置安全布置。其中，各產(chǎn)品工藝章節(jié)在論述工藝過程及工藝原理的同時(shí)，還重點(diǎn)關(guān)注了各生產(chǎn)工藝中典型單元的基本過程控制方案和安全控制方案�；ち鞒贪踩O(shè)計(jì)主要講述在管道及儀表流程圖中能體現(xiàn)的安全對(duì)策措施；化工裝置安全布置主要論述在化工廠選址、總平面布置、車間布置及管道布置設(shè)計(jì)中的安全布置要點(diǎn)，論述了危險(xiǎn)性氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安全衛(wèi)生設(shè)施、火炬系統(tǒng)等化工裝置中需獨(dú)立設(shè)置的安全設(shè)施。在章節(jié)設(shè)置上，工藝部分和安全設(shè)計(jì)部分進(jìn)行了適當(dāng)穿插，這樣方便引證，相關(guān)的知識(shí)講解更加通俗易懂，論述過程中引用現(xiàn)行的相關(guān)法規(guī)、國家規(guī)范及行業(yè)規(guī)范�！痘すに嚰鞍踩O(shè)計(jì)》可作為化工背景的安全工程專業(yè)、化工安全專業(yè)，以及化工工藝及相關(guān)專業(yè)安全方向的本科生教材，也可以作為化工企業(yè)職工的繼續(xù)教育用書及相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。
化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)�；ぎa(chǎn)品生產(chǎn)過程因涉及的危險(xiǎn)性物料品種多、數(shù)量大，涉及危險(xiǎn)操作的工況多，是事故發(fā)生頻率較高且事故后果較為嚴(yán)重的工業(yè)過程。安全設(shè)計(jì)是保障化工生產(chǎn)過程安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，在預(yù)防和遏制事故發(fā)生，減少事故損失中發(fā)揮著非常重要的作用。了解化工生產(chǎn)過程的特點(diǎn)，可以更加深入地理解化工安全設(shè)計(jì)中各種安全措施設(shè)置的必要性及安全設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜性。
要想更好地理解并有效地設(shè)計(jì)安全對(duì)策措施，要求相關(guān)的專業(yè)人員既要了解化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程的特點(diǎn)，又要熟悉和掌握各種安全對(duì)策措施的特征及保護(hù)功能。將化工工藝和化工安全設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)置于同一本教材中，便于讀者結(jié)合學(xué)習(xí)，可以避免簡(jiǎn)單記憶相關(guān)規(guī)定的枯燥性，增加學(xué)習(xí)的趣味性，取得更好的學(xué)習(xí)效果，基于此目的，我們編寫了本教材。教材力爭(zhēng)借助對(duì)國家安監(jiān)部門重點(diǎn)監(jiān)管的三個(gè)化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，即烴類熱裂解制乙烯生產(chǎn)工藝、合成氨生產(chǎn)工藝、氯乙烯及聚氯乙烯生產(chǎn)工藝的講解，讓讀者在學(xué)習(xí)三種產(chǎn)品具體生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)，了解化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程的結(jié)構(gòu)及組織思路，了解反應(yīng)及其他典型過程工藝條件確立的依據(jù)，加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)工程、化工原理、化工熱力學(xué)等課程知識(shí)的認(rèn)識(shí)。通過對(duì)化工流程安全設(shè)計(jì)及化工裝置安全布置設(shè)計(jì)的講解，讓讀者了解主要的化工安全對(duì)策措施，熟悉國家現(xiàn)行的相關(guān)法規(guī)和規(guī)范，學(xué)習(xí)如何將相關(guān)的安全對(duì)策措施在化工設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來。在具體內(nèi)容的安排上，化工工藝和安全設(shè)計(jì)適當(dāng)穿插設(shè)置，在講授化工安全設(shè)計(jì)的內(nèi)容時(shí)結(jié)合對(duì)應(yīng)化工工藝產(chǎn)品的案例，在典型化工產(chǎn)品工藝講述過程中，進(jìn)一步闡述工藝控制、安全分析、安全控制方案等安全設(shè)計(jì)的內(nèi)容。
具體章節(jié)安排上，第1 章為緒論。第2 章講述一種產(chǎn)品工藝，即烴類熱裂解制乙烯的生產(chǎn)工藝，首先讓讀者對(duì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及其特點(diǎn)有一種具象的認(rèn)識(shí)，方便后續(xù)講述流程安全設(shè)計(jì)時(shí)讀者對(duì)具體內(nèi)容的理解。第3 章為化工流程安全設(shè)計(jì)，主要講述在化工流程中能夠體現(xiàn)的安全對(duì)策措施，包括基本的過程控制系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)及安全附件，這樣安排的目的是方便讀者在后續(xù)的產(chǎn)品工藝及安全對(duì)策措施的學(xué)習(xí)中，理解透徹、目標(biāo)明確。第4 章和第5 章分別是合成氨生產(chǎn)工藝及安全和氯乙烯、聚氯乙烯的生產(chǎn)工藝及安全，講述相應(yīng)產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝過程、重要的工藝參數(shù)，分析重點(diǎn)工藝單元的參數(shù)特征及基本過程控制方案和安全控制方案。第6 章為化工裝置安全布置設(shè)計(jì)，講述設(shè)備安全布置、管道安全布置及相對(duì)獨(dú)立的安全設(shè)施，如危險(xiǎn)性氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安全衛(wèi)生設(shè)施、火炬系統(tǒng)等等。
本書為河北工業(yè)大學(xué)安全工程專業(yè)省級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)成果教材。第1～4 章和第6 章主要由王桂赟編寫和統(tǒng)稿，鄔長(zhǎng)城、譚朝陽、薛偉參加了編寫工作；第5 章主要由鄔長(zhǎng)城編寫和統(tǒng)稿，吳飛超參加了編寫工作。感謝王延吉、趙新強(qiáng)、王淑芳、王桂榮等老師在編寫過程中給予的建議和意見！感謝河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的大力支持！感謝化學(xué)工程與工藝系和安全工程系各位領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助！
由于作者的水平有限，具體問題分析不夠透徹，難免有疏漏存在；加之一手資料的不足，例證不是特別豐富；另外由于篇幅的限制，內(nèi)容的深度和廣度都存在一定的欠缺。懇請(qǐng)廣大讀者提出寶貴的意見！
編者
2023年6月
第1章 緒論 001
1.1 化工工藝 001
1.1.1 化工工藝過程 001
1.1.2 典型無機(jī)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法 003
1.1.3 有機(jī)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法 005
1.2 化工安全設(shè)計(jì) 008
1.2.1 化工安全設(shè)計(jì)的任務(wù) 008
1.2.2 行業(yè)規(guī)范對(duì)化工安全設(shè)計(jì)的要求 008
1.2.3 化工安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 010
參考文獻(xiàn) 010
思考題 011
第2章 烴類熱裂解制乙烯 012
2.1 概述 012
2.1.1 乙烯的性質(zhì)、用途及制備方法 012
2.1.2 烴類熱裂解制乙烯的發(fā)展歷程 015
2.2 烴類熱裂解制乙烯的反應(yīng)原理 017
2.2.1 烴類熱裂解反應(yīng) 017
2.2.2 烴類熱裂解反應(yīng)的熱力學(xué)特點(diǎn) 018
2.2.3 烴類熱裂解反應(yīng)的機(jī)理 020
2.2.4 烴類熱裂解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn) 021
2.3 熱裂解反應(yīng)結(jié)果的影響因素 024
2.3.1 裂解原料的特性及其對(duì)裂解反應(yīng)結(jié)果的影響 024
2.3.2 操作參數(shù)對(duì)裂解反應(yīng)結(jié)果的影響 027
2.4 烴類熱裂解制乙烯工藝 030
2.4.1 總流程 030
2.4.2 裂解及預(yù)分餾工藝 030
2.4.3 裂解氣的壓縮及制冷 038
2.4.4 裂解氣的凈化 039
2.4.5 裂解氣的精餾分離 047
2.5 烴類熱裂解制乙烯的危險(xiǎn)性及安全措施 051
2.5.1 乙烯生產(chǎn)中物料的危險(xiǎn)性及安全措施 051
2.5.2 乙烯生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)性及安全措施 052
參考文獻(xiàn) 053
思考題 054
第3章 化工流程安全設(shè)計(jì) 055
3.1 化工流程安全設(shè)計(jì)的內(nèi)容 056
3.2 危險(xiǎn)與可操作性分析 056
3.2.1 HAZOP 方法概述 057
3.2.2 HAZOP 的分析流程及分析用術(shù)語 057
3.2.3 HAZOP 分析結(jié)果 061
3.2.4 LOPA 分析簡(jiǎn)述 064
3.3 化工過程安全控制 068
3.3.1 化工自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述 068
3.3.2 安全儀表系統(tǒng) 071
3.4 化工安全附件 075
3.4.1 管道過濾器 075
3.4.2 限流孔板 076
3.4.3 安全閥和爆破片 077
3.4.4 止逆閥 079
3.4.5 阻火器 080
3.4.6 安全水封 082
3.4.7 盲板 082
3.4.8 呼吸閥 083
3.5 管道及儀表流程圖 084
3.5.1 管道的基本性能參數(shù) 085
3.5.2 管道及儀表流程圖的內(nèi)容及繪制 089
3.6 各類設(shè)備單元的流程安全設(shè)計(jì) 100
3.6.1 反應(yīng)單元的流程安全設(shè)計(jì) 100
3.6.2 精餾單元的流程安全設(shè)計(jì) 101
3.6.3 加熱爐單元的流程安全設(shè)計(jì) 103
3.6.4 鍋爐（汽包）的流程安全設(shè)計(jì) 106
3.6.5 離心泵的流程安全設(shè)計(jì) 107
3.6.6 壓縮機(jī)系統(tǒng)的流程安全設(shè)計(jì) 110
3.6.7 液體儲(chǔ)罐的流程安全設(shè)計(jì) 112
參考文獻(xiàn) 115
思考題 116
第4章 合成氨工藝及安全 117
4.1 概述 117
4.1.1 氨的性質(zhì)、用途 117
4.1.2 合成氨生產(chǎn)原料及工藝流程 118
4.2 合成氨粗原料氣的制取及過程控制 120
4.2.1 氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氣 120
4.2.2 重油部分氧化制合成氣 127
4.2.3 煤氣化制合成氣 132
4.3 一氧化碳的變換及過程控制 140
4.3.1 變換反應(yīng)原理 140
4.3.2 變換工藝流程及過程控制 141
4.4 合成氨粗原料氣的凈化及過程控制 146
4.4.1 含硫物質(zhì)的脫除 146
4.4.2 含碳物質(zhì)的粗脫除 152
4.4.3 低濃度含硫、含碳雜質(zhì)氣體的深度凈化 154
4.5 氨的合成及過程控制 159
4.5.1 氨合成反應(yīng)基礎(chǔ) 159
4.5.2 氨合成的工藝流程及過程控制 161
4.6 合成氨工廠的其他安全措施 167
4.6.1 生產(chǎn)介質(zhì)的危險(xiǎn)性 167
4.6.2 專業(yè)安全設(shè)施 167
參考文獻(xiàn) 168
思考題 169
第5章 氯乙烯和聚氯乙烯工藝及安全 170
5.1 概述 170
5.1.1 氯乙烯的性質(zhì)、用途及制備方法 170
5.1.2 聚氯乙烯的性質(zhì)、用途及制備方法 172
5.2 氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯工藝及安全 173
5.2.1 氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的基本反應(yīng) 173
5.2.2 氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的工藝技術(shù) 176
5.2.3 氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的工藝安全分析與設(shè)計(jì) 180
5.3 電石乙炔法生產(chǎn)氯乙烯工藝及安全 189
5.3.1 電石乙炔法生產(chǎn)氯乙烯的基本原理 190
5.3.2 電石乙炔法生產(chǎn)氯乙烯的工藝流程 190
5.3.3 電石乙炔法生產(chǎn)氯乙烯反應(yīng)器的操作條件 192
5.3.4 電石乙炔法生產(chǎn)氯乙烯的工藝安全分析與設(shè)計(jì) 193
5.4 聚氯乙烯的生產(chǎn)工藝及安全 197
5.4.1 概述 197
5.4.2 聚氯乙烯的反應(yīng)機(jī)理和生產(chǎn)工藝 199
5.4.3 聚氯乙烯生產(chǎn)的工藝安全分析與設(shè)計(jì) 204
參考文獻(xiàn) 207
思考題 208
第6章 化工裝置安全布置 209
6.1 廠址選擇及總體布置 209
6.1.1 廠址安全選擇 209
6.1.2 化工園區(qū)的安全設(shè)計(jì) 211
6.1.3 化工廠總平面的安全設(shè)計(jì) 213
6.2 車間安全布置設(shè)計(jì) 219
6.2.1 工藝裝置的安全布置設(shè)計(jì) 219
6.2.2 典型設(shè)施的安全布置設(shè)計(jì) 226
6.2.3 車間布置圖的繪制規(guī)定 234
6.3 管道安全布置設(shè)計(jì) 238
6.3.1 工藝及公用物料管道安全布置要點(diǎn) 238
6.3.2 含可燃液體的生產(chǎn)污水管道安全布置要點(diǎn) 240
6.4 化工裝置專業(yè)安全設(shè)施的設(shè)置 241
6.4.1 危險(xiǎn)性氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng) 241
6.4.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 244
6.4.3 消防系統(tǒng) 246
6.4.4 安全衛(wèi)生設(shè)施 252
6.4.5 火炬系統(tǒng) 260
6.4.6 化工裝置的其他安全防護(hù)設(shè)施 263
參考文獻(xiàn) 265
思考題 266
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