化工單元操作是指各種化工生產(chǎn)中以物理過程為主的處理方法,主要包括加熱、冷卻、加壓操作、負壓操作、冷凍、物料輸送、熔融、干燥、蒸發(fā)與蒸餾等。
??? 1 加熱
加熱是促進化學(xué)反應(yīng)和物料蒸發(fā)、蒸餾等操作的必要手段。加熱的方法一般有直接火加熱(煙道氣加熱)、蒸汽或熱水加熱、載體加熱以及電加熱等。
(1)溫度過高會使化學(xué)反應(yīng)速度加快,若是放熱反應(yīng),則放熱量增加,一旦散熱不及時,溫度失控,發(fā)生沖料,甚至?xí)鹑紵捅ā?br />
(2)升溫速度過快不僅容易使反應(yīng)超溫,而且還會損壞設(shè)備,例如,升溫過快會使帶有襯里的設(shè)備及各種加熱爐、反應(yīng)爐等設(shè)備損壞。
(3)當加熱溫度接近或超過物料的自燃點時,應(yīng)采用惰性氣體保護;若加熱溫度接近物料分解溫度,此生產(chǎn)工藝稱為危險工藝,必須設(shè)法改進工藝條件,如負壓或加壓操作。
??? 2 冷卻
在化工生產(chǎn)中,把物料冷卻在大氣溫度以上時,可以用空氣或循環(huán)水作為冷卻介質(zhì);冷卻溫度在15℃以上,可以用地下水;冷卻溫度在0~15℃之間,可以用冷凍鹽水。
還可以借某種沸點較低的介質(zhì)的蒸發(fā)從需冷卻的物料中取得熱量來實現(xiàn)冷卻,常用的介質(zhì)有氟里昂、氨等。此時,物料被冷卻的溫度可達-15℃左右。
(1)冷卻操作時,冷卻介質(zhì)不能中斷,否則會造成積熱,系統(tǒng)溫度、壓力驟增,引起爆炸。開車時,應(yīng)先通冷卻介質(zhì);停車時,應(yīng)先停物料,后停冷卻系統(tǒng)。
(2)有些凝固點較高的物料,遇冷易變得黏稠或凝固,在冷卻時要注意控制溫度,防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。
??? 3 加壓操作
凡操作壓力超過大氣壓的都屬于加壓操作。加壓操作所使用的設(shè)備要符合壓力容器的要求,加壓系統(tǒng)不得泄漏,否則在壓力下物料以高速噴出,產(chǎn)生靜電,極易發(fā)生火災(zāi)爆炸。
所用的各種儀表及安全設(shè)施(如爆破泄壓片、緊急排放管等)都必須齊全好用。
??? 4 負壓操作
負壓操作即低于大氣壓下的操作。負壓系統(tǒng)的設(shè)備也和壓力設(shè)備一樣,必須符合強度要求,以防在負壓下把設(shè)備抽癟。
負壓系統(tǒng)必須有良好的密封,否則一旦空氣進入設(shè)備內(nèi)部,形成爆炸混合物,易引起爆炸。當需要恢復(fù)常壓時,應(yīng)待溫度降低后,緩緩放進空氣,以防自燃或爆炸。
??? 5 冷凍
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,蒸氣、氣體的液化,某些組分的低溫分離,以及某些物品的輸送、儲藏等,常需將物料降到比水或周圍空氣更低的溫度,這種操作稱為冷凍或制冷。
一般說來,冷凍程度與冷凍操作技術(shù)有關(guān),凡冷凍范圍在-100℃以內(nèi)的稱冷凍;而-100~-200℃或更低的溫度,則稱深度冷凍或簡稱深冷。
(1)某些致冷劑易燃且有毒。如氨,應(yīng)防止致冷劑泄漏。
(2)對于制冷系統(tǒng)的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路,應(yīng)注意耐壓等級和氣密性,防止泄漏。