一、化學(xué)反應(yīng)與熱量傳遞
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　　幾乎所有化學(xué)轉(zhuǎn)化都離不開熱量傳遞。雖然傳熱裝置都已標(biāo)準(zhǔn)化，但其使用特點(diǎn)卻有很大不同。如果夾層內(nèi)壁兩側(cè)的物流能互相反應(yīng)，就應(yīng)該安裝特殊的檢測裝置，進(jìn)行檢漏和報警。傳熱面的結(jié)垢會慢慢降低傳熱效率。如果傳熱很快并且是在高溫下進(jìn)行，如燃燒爐中的輻射管，管路上的垢層會形成熱點(diǎn)，軟化甚至損壞管路。壓力容器以及內(nèi)部或外部的加熱或冷卻蛇管結(jié)垢會降低設(shè)備的傳熱能力，有時會使反應(yīng)失控。入口和出口聯(lián)線上的溫度和壓力測定一般能給出傳熱能力降低的警示，一旦達(dá)到危險限度，應(yīng)該有視聽信號報警。更嚴(yán)格的應(yīng)該有自動關(guān)閉供油線路和自動啟動通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)施。還有按比例增加的問題。反應(yīng)器的體積按其尺寸的立方增加，而夾套傳熱面積僅按其尺寸的平方增加。
　　除非反應(yīng)器攪拌非常有效，處理的物質(zhì)不很黏稠，以及通過冷卻面的溫度降很小，反應(yīng)器內(nèi)存在明顯的徑向溫度梯度。如果從器壁到反應(yīng)器中心的溫度降是10℃，反應(yīng)器中心的反應(yīng)速率將比器壁附近的倍減。測溫儀表一般安裝于反應(yīng)器的固定點(diǎn)，觀測不出存在的徑向溫度梯度，而且，指示的溫度往往不是溫度的平均值。
　　一般是通過熱交換控制和調(diào)節(jié)反應(yīng)過程。對于穩(wěn)定操作，熱量移出應(yīng)和其生成速率平衡?？紤]遵守Arrhenius定律的簡單的放熱反應(yīng)，其產(chǎn)熱速率可表示為
??? dQ／dt=Aexp(-E/RT)　　(1)
如果反應(yīng)是在夾套式反應(yīng)器中進(jìn)行，熱移出速率則表示為
??? dQ′/dt=UB(T—T0)　　(2)
　　式中? Q和Q′分別為反應(yīng)熱和移出熱；t為時間；A為常數(shù)；T為反應(yīng)混合物溫度；T0為冷卻水溫度；U為傳熱系數(shù)；B為傳熱面積；R為氣體常數(shù)。由式(1)和式(2)可見，放熱反應(yīng)的熱生成速率與溫度呈指數(shù)律，而熱傳遞速率則與冷卻介質(zhì)與物料間的溫差成線性關(guān)系。這常是產(chǎn)生事故的原因。
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　　二、相平衡與組元分離
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　　多相系統(tǒng)的平衡準(zhǔn)則要求處于平衡的各相必須滿足熱平衡、機(jī)械平衡和相平衡條件，即各相的溫度、壓力和組元逸度必須分別相等。Gibbs相律規(guī)定了多相系統(tǒng)獨(dú)立的強(qiáng)度變量數(shù)，各相組元逸度相等的相平衡判據(jù)式則給出了各相組成隨溫度和壓力變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式。在相同的溫度和壓力下，各組元的揮發(fā)度或溶解度不同，而各相組成隨溫度和壓力則呈現(xiàn)一定的規(guī)律性的變化。據(jù)此，人們設(shè)計不同形式的一級、二級或多級單元操作，實(shí)現(xiàn)組元的分離。
　　1．蒸餾
　　(1)易燃液體的蒸餾
　　蒸餾可以是間歇的或連續(xù)的，在大氣壓下、真空下或壓力下操作，存在著空氣進(jìn)入、蒸氣排出的可能性。在蒸餾操作中，由于蒸氣是在塔板或填料層中與塔頂冷凝器回流液逆流分級產(chǎn)生的，易燃液體的組成在不斷變化，其閃點(diǎn)是不確定的。這樣，易燃液體的蒸餾操作本身就有著固有的危險。
　　如果溶質(zhì)和溶劑回收不包含二次蒸餾或蒸發(fā)操作，用液—液萃取替代蒸餾是合理的考慮。作為替代方法，也可以把塔器和輔助設(shè)備的總量減至最低限度，例如
　　①去掉回流筒；
　　②應(yīng)用上升氣流柱的部分冷凝操作，去掉物料預(yù)熱器；
　?、蹆蓚€蒸餾塔應(yīng)用側(cè)流合而為一，節(jié)省一個冷凝器和一個再沸器。
　　(2)蒸餾操作的危險性
　　蒸餾塔釜容有大量的沸騰液體，塔身和冷凝器則需要有數(shù)倍沸騰液體的容量。應(yīng)用熱環(huán)流再沸器代替釜式再沸器可以減少連續(xù)蒸餾中沸騰液體的量。這樣的蒸氣發(fā)生再沸器或類似設(shè)計的蒸發(fā)器，其針孔管易于結(jié)垢堵塞造成嚴(yán)重后果，應(yīng)該選用合適的傳熱流體。還需要考慮冷凝器冷卻管有關(guān)的故障，如塔頂沾染物、餾出物和回流液，以及冷卻介質(zhì)及其污染物的影響。
　　蒸餾塔需要配置真空或壓力釋放設(shè)施。水偶然進(jìn)塔，而塔溫和塔壓又足以使大量水即刻蒸發(fā)，這是相當(dāng)危險的，特別是會損壞塔內(nèi)件。冷水噴入充滿蒸氣而沒有真空釋放閥的塔，在外部大氣壓力作用下會造成塔的塌陷。釋放閥可安裝在回流筒上，低溫排放，也可在塔頂向大氣排放。應(yīng)該考慮夾帶污物進(jìn)塔的危險。間歇蒸餾中的釜?dú)埢騻鳠崦嫖酃?、連續(xù)蒸餾中的預(yù)熱器或再沸器污染物的積累，都有可能釀成事故。
　　2．吸收
　　吸收是指氣體混合物在溶劑中選擇溶解實(shí)現(xiàn)氣體混合物組元的分離。如在污染控制中常見的，溶質(zhì)的濃度很低，這時就稱為“洗氣”。有時，相當(dāng)少量的氣體的斷續(xù)排放，可用插入容器中液體的噴管簡單鼓泡完成吸收。需要監(jiān)測溶劑的補(bǔ)充和溢流以及防止氣體回吸。為了安全，容器中的液面應(yīng)自動控制和易于檢查。對于毒性氣體，必須有低液位報警。