2019注安《化工安全》考点：主要化工设备类型

为应对2019年注册安全工程师考试，编辑整理了注册安全工程师考试2019年版的最新备考难点，希望给各位考生带来帮助!

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(一)反应设备

l. 定义

在工业生产过程中，为化学反应提供反应空间和反应条件的装置称为反应设备或反应器。

2. 常用反应设备的类型(考点)

(1)管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。

(2)釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜(见鼓泡反应器);用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。

(3)有固体颗粒床层的反应器。气体和液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。

(4)塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等。(考点)

(5)喷射反应器。利用喷射器进行混合，实现气相或液相单相反应过程和气液相、液液相等多相反应过程的设备。(考点)

(6)其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。

3. 反应设备的危险性

1)固有危险性(考点)

(1)物料：化工反应设备中的物料大多属于危险化学品，一旦泄漏后，可能引起火灾爆炸或造成人员中毒窒息。

(2)设备装置：反应器设计不合理、设备结构形状不连续、焊缝布置不当等，可能引起应力集中，材质选择不当，制造容器时焊接质量达不到要求，以及热处理不当等，可能使材料韧性降低。

2)操作过程危险性

反应设备在生产操作过程中主要存在以下风险：

(1)反应失控引起火灾爆炸：若反应失控或突遇停电、停水，造成反应热蓄积，反应釜内温度急剧升高、压力增大，超过其耐压能力，会导致容器破裂，导致反应失控的主要原因有反应热未能及时移出、反应物料没有均匀分散和操作失误等。

(2)反应容器中高压物料窜入低压系统引起爆炸：与反应容器相连的常压或低压设备，由于高压物料窜入，超过反应容器承压极限，从而发生物理性容器爆炸。

(3)水蒸气或水漏人反应容器发生事故：如果加热用的水蒸气、导热油或冷却用的水漏人反应釜、蒸f留釜，可能与釜内的物料发生反应，分解放热，造成温度、压力急剧上升，物料冲出，发生火灾事故。(考点)

(4)蒸馏冷凝系统缺少冷却水发生爆炸：物料在蒸馏过程中，如果塔顶冷凝器冷却水中断，而釜内的物料仍在继续蒸馏循环，会造成系统由原来的常压或负压状态变成正压，超过设备的承受能力发生爆炸。

(5)容器受热引起爆炸事故：反应容器由于外部可燃物起火，或受到高温热源热辐射，引起容器内温度急剧上升，压力增大发生冲料或爆炸事故。

(6)物料进出容器操作不当引发事故：很多低闪点的甲类易燃液体通过液泵或抽真空的办法从管道进入反应釜，这些物料大多数属绝缘物质，导电性较差，如果物料流速过快，会造成积聚的静电不能及时导除，发生燃烧爆炸事故。(考点)

4. 反应器安全运行的基本要求

反应器应该满足反应动力学要求、热量传递的要求、质量传递过程与流体动力学过程的要求、工程控制的要求、机械工程的要求、安全运行要求，基本要求如下：(考点)

(1)必须有足够的反应容积，以保证设备具有一定的生产能力。保证物料在设备中有足够的停留时间，使反应物达到规定的转化率。

(2)有良好的传质性能，使反应物料之间或与催化剂之间达到良好的接触。

(3)适当的温度下进行。

(4)有足够的机械强度和耐腐蚀能力，并要求运行可靠，经济适用。

(5)在满足工艺条件的前提下，结构尽量合理，并具有进行原料混合和搅拌的性能，易加工。

(6)材料易得到，价格便宜。

(7)操作方便，易于安装、维护和检修。

(二)换热设备

1.定义

换热器就是用来实现上述热量交换与传递的设备。换热器的正确使用、管理、维护检修等都非常重要。

(1)换热器按传热原理分类(考点)

1)表面式换热器。表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。表面式换热器有管壳式、套管式、板式和其他型式的换热器。

(2)蓄热式换热器。蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

(3)流体连接间接式换热器。流体连接间接式换热器，是两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

(4)直接接触式换热器。直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。

2)换热器按用途分类

(1)加热器。加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。

(2)预热器。预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

(3)过热器。过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。

(4)蒸发器。蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。

3)按换热器的结构分类

可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、 U 形管板换热器、板式换热器等。

3. 常见故障及预防措施(考点)

(1)管束故障

1) 管束的腐蚀、磨损造成管束泄漏或者管束内结垢造成堵塞引起故障。(Ca2+、Mg2+离子)

为了提高传热效果，防止管束腐蚀或堵塞， 采取了以下几种方法：

①对冷却水进行添加阻垢剂并定期清洗。

②保持管内流体流速稳定。如果流速增大，则导热系数变大，但磨损也会相应增大。

③选用耐腐蚀性材料(不锈钢、铜)或增加管束壁厚的方式。

④当管的端部磨损时，可在入口 200 mm 长度内接入合成树脂等保护管束。

(2)振动造成的故障。造成振动的原因包括：由泵、压缩机的振动引起管束的振动;由旋转机械产生的脉动;流人管束的高速流体(高压水、蒸汽等)对管束的冲击。降低管束的振动常采用以下方法：(考点)

①尽量减少开停车次数。

②在流体的人口处，安装调整槽，减小管束的振动。

③减小挡板间距，使管束的振幅减小。

④尽量减小管束通过挡板的孔径。

2)法兰盘泄漏

法兰盘的泄漏是由于温度升高，紧固螺栓受热伸长，在紧固部位产生间隙造成的。

尽量减少密封垫使用数量和采用金属密封垫;采用以内压力紧固垫片的方法;采用易紧固的作业方法。(考点)

(三)塔

1. 定义

塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使传质、传热两种传递过程能够迅速有效地进行;并能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。

2. 塔设备的分类(考点)

(1)按操作压力分类：加压塔，减压塔，常压塔。

(2)按化工单元操作分类：精馏塔，吸收塔和解吸塔，萃取塔，反应塔，再生塔，干燥塔。

(3)按气液接触的基本构件分类：填料塔，板式塔。

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