?溫度、壓力、流量、投料比、物位等工藝參數，

?實現化工生產過程預定目的主要參數，是進行工藝和設備設計的基礎參數。

?生產過程中，實際的參數有一定的波動范圍，在此范圍內不僅可以順利完成生產，而且是安全的，如果超出安全范圍則可能使設備實效、物料可能發生不希望的變化，也就是發生事故。

（1）溫度控制

① 移出反應熱

② 防止攪拌中斷

③ 正確選用傳熱介質

④ 熱不穩定物質的處理與儲存

① 移出反應熱

?移出反應熱就是通常說的冷卻。

?硝化、磺化、氧化、氯化、水合或聚合等反應過程多是放熱反應，尤其是硝化反應屬于強放熱反應。

?為了保持反應在一定溫度下穩定進行，通常需要移去一定比例的反應熱。

?裂解、脫氫、脫水等反應為吸熱反應，需要加熱來維持適宜的反應溫度。

?乙烯氧化制取環氧乙烷是典型的放熱反應。環氧乙烷沸點低，只有10.7℃，而爆炸范圍極寬，3%—100%，沒有氧氣也能分解爆炸。

?此外，雜質存在易引發自聚放熱，使溫度升高；遇水發生水合反應，也釋放出熱量。

?如果反應熱不及時移出，溫度不斷升高會使乙烯燃燒放出更多的熱量，從而引發爆炸。

?合成硝基苯的反應為硝化反應，原料為苯、濃硝酸及硫酸，如果反應溫度過高，不僅硝酸會分解放出二氧化氮氣體而造成沖料、硝硫混酸遇到有機物將引起燃燒，而且溫度過高會生成比硝基苯更容易燃燒爆炸的危險物質——二硝基苯。?

?移出反應熱的方法主要是通過傳熱把反應器內的熱量由流動介質帶走，常用的方式有夾套、蛇管冷卻等。

?工廠為了降低成本，有時要利用反應熱加熱（預熱）低溫的物料。

?目前，強放熱反應的大型反應器，普遍配裝有廢熱鍋爐，靠廢熱蒸汽帶走反應熱，同時廢熱蒸汽作為加熱源可以利用。

② 防止攪拌中斷

?攪拌能加速物料的擴散混合，使反應均勻進行，反應器內溫度也均勻，有利于溫度控制和反應的進行。

?如中途停止攪拌，物料不能充分混勻，反應和傳熱不良，未反應物料大量積聚，局部反應溫度驟升，或當攪拌恢復時則大量反應物迅速反應，往往造成沖料，甚至釀成燃燒爆炸事故。

?一般情況下，攪拌停止則立即停止加料，在恢復攪拌后，應待反應溫度趨于平穩時再繼續加料。

?如果必要，可以在設計時應考慮雙路供電。

?氨基磺酸的生產原料為尿素和發煙硫酸，合成過程中把尿素均勻加到熱的發煙硫酸中，反應過程中伴隨二氧化碳氣體生成，同時放出大量的反應熱，如果中途停止攪拌，且未停止添加尿素，則會造成沖料事故，噴出的發煙硫酸對人、對設備都是嚴重的威脅。

③ 正確選用傳熱介質

?傳熱介質就是熱載體，常用熱載體有水蒸氣、熱水、過熱水、聯苯醚、熔鹽和熔融金屬、煙道氣等。

?選用熱載體應注意三個方面的問題：熱載體不能與反應物、溶劑、產物發生化學反應；熱載體不能在傳熱面上發生聚合、縮合、凝聚、炭化（結焦）等結垢現象；高沸點熱載體中不能混入低沸點液體，如聯苯混合物(73.5％聯苯醚和26.5％聯苯)中的水。

?換熱器內傳熱流體宜采用較高流速，這樣既可以提高傳熱效率，又可以減少污垢在傳熱表面的沉積。

④ 熱不穩定物質的處理與儲存

?熱不穩定物質指分解溫度低和自燃點低的物質。

?在生產、儲存、使用過程中要特別注意降溫、隔熱和避免陽光直曬，始終控制在安全溫度范圍內。

?H發泡劑烘房溫度超過90℃時就可能起火；

?甲脒亞磺酸純品烘干溫度達到110℃時分解；

?煙花爆竹藥粉在高溫季節晾曬會爆炸。

?乙醚在儲存過程中與空氣的接觸，在蒸餾乙醚時會生成極不穩定、易猛烈爆炸的亞乙基過氧化物，因此要控制其發生和積累，必要時分離脫除。

?電石中常含有磷化鈣，磷化鈣與水產生磷化氫，磷化氫遇空氣能自燃，可導致乙炔-空氣混合氣體爆炸，因此在乙炔生產中要求磷含量不超過0.08%。

（2）控制投料速度和料比

?對于放熱反應，投料速度過快，放熱速率也快，放熱速率超過設備移出熱量的速率，熱量急劇積累，可能出現“飛溫”和沖料危險。

?物料配比極為重要，這不僅決定著反應進程和產品質量，而且對安全也有著重要影響。例如

?松香鈣皂的生產，是把松香投入反應釜內，加熱至240℃，緩慢加入氫氧化鈣，生成目的產物和水，水在高溫下變成蒸氣。

?投入的氫氧化鈣如果過量，水的生成量也相應增加，生成的水蒸氣量過多而容易造成跑鍋，與火源接觸有可能引發燃燒。

?丙烯直接氧化制取丙烯酸，在氧化反應時，丙烯在丙烯-空氣-水蒸氣系統中其爆炸范圍如圖3-1-1所示。一旦加料或反應失控，則丙烯濃度就會發生變化，有可能進入爆炸范圍，從而引起爆炸，因此必須嚴格控制料速和料比。

（3）壓力控制

?控制了反應溫度和流速、料比一般就能夠控制住壓力。

（4）自動控制系統和安全保險裝置

① 自動控制系統

?自動控制系統按其功能分為以下四類：自動檢測系統；自動調節系統；自動操縱系統；自動訊號、聯鎖和保護系統。

?自動檢測系統是對機械、設備或過程進行連續檢測，把檢測對象的參數如溫度、壓力、流量、液位、物料成分等訊號，由自動裝置轉換為數字，并顯示或記錄出來的系統。

?自動調節系統是通過自動裝置的作用，使工藝參數保持在設定值的系統。

?小氮肥的煤氣發生爐，

?造氣過程由制氣循環的六個工序組成。

?整個過程是由氣動執行機構操縱旋塞做兩次正轉和兩次逆轉90°實現的。

?電子控制器按工藝要求發出指令，程序控制的氣動機構做二次正轉和二次逆轉，并且在二次回收、吹風、回收三處打開空氣閥門，在其余各處關閉空氣閥門，阻止空氣進入氣柜，防止氧含量增高而發生爆炸。

② 信號報警、保險裝置和安全聯鎖

?在化學工業生產中，可配置信號報警裝置，情況失常時發出警告，以便及時采取措施消除隱患。

?報警裝置與測量儀表連接，用聲、光或顏色示警。

?例如在硝化反應中，硝化器的冷卻水為負壓，為了防止器壁泄漏造成事故，在冷卻水排出口裝有帶鈴的導電性測量儀，若冷卻水中混有酸，導電率提高，則會響鈴示警。

保險裝置

?保險裝置則能在危險狀態下自動消除危險狀態。

?例如氨的氧化反應是在氨和空氣混合物爆炸極限邊緣進行的，在氣體輸送管路上應該安裝保險裝置，以便在緊急狀態下切斷氣體的輸入。

?在反應過程中，空氣的壓力過低或氨的溫度過低，都有可能使混合氣體中氨的濃度提高，達到爆炸下限。在這種情況下，保險裝置就會切斷氨的輸送，只允許空氣流過，因而可以防止爆炸事故的發生。

安全聯鎖

?安全聯鎖就是利用機械或電氣控制依次接通各個儀器和設備，使之彼此發生聯系，達到安全運行的目的。

?例如硫酸與水的混合操作，必須先把水加入設備，再注入硫酸，否則將會發生噴濺和灼傷事故。

?把注水閥門和注酸閥門依次聯鎖起來，就可以達到此目的。

?某些需要經常打開孔蓋的帶壓反應容器，在開蓋之前必須卸壓。頻繁的操作容易疏忽出現差錯，如果把卸掉罐內壓力和打開孔蓋聯鎖起來，就可以安全無誤。

?在生產、使用、儲存可燃氣體和易揮發可燃液體的場所，一旦發生泄漏則應該及時發現，監測（檢測）報警裝置的作用就是隨時檢測可燃氣體以及蒸汽的濃度，達到報警濃度就發出報警信號，使工作人員及時采取措施，避免達到可燃可爆濃度，或者防止超過國家規定的最高允許濃度。

?有時設備泄漏孔或縫很小，泄漏量也比較少，追蹤或定位泄漏源（點）也是檢測裝置應該完成的任務。

（1）可燃氣體檢測器分類

?按照使用位置分類

?固定式檢測器（裝置）的安裝位置固定，就猶如一個監視崗哨，檢測位置和范圍是固定的，主要用于固定裝置的監測；

?便攜式檢測器（儀）可以隨著檢測人員或移動的設備而變換檢測位置，對于場所不固定的檢測，或泄漏后擴散范圍的檢測靈活方便。

按照采樣方式分類

?分為吸入式儀器和擴散式儀器，前者的響應時間應小于30s，后者的響應時間應小于60s。

按照傳感器的原理分類

按照檢測器中傳感器的原理不同可以將傳感器分為：

? 半導體氣體傳感器、

? 固體電解質氣體傳感器、

? 接觸燃燒式氣體傳感器、

? 高分子氣體傳感器

? 光離子化氣體傳感器。

測爆儀（如熱催化原理測爆儀、熱導原理測爆儀、氣敏原理測爆儀等）也是根據與此相同的工作原理設計的。

①半導體氣體傳感器工作原理

?這種傳感器主要使用半導體氣敏材料。

?按照檢測氣敏特征量方式不同分為電阻式和非電阻式兩種。

?電阻式半導體氣體傳感器是通過檢測氣敏元件電阻隨氣體含量的變化情況而工作的。主要使用金屬氧化物陶瓷氣敏材料。

?例如：WO₃氣體傳感器可檢測NH₃的濃度范圍為5ppm～50ppm，ZnO-CuO氣體傳感器對200ppm的CO非常敏感。

?非電阻式半導體氣體傳感器是利用氣敏元件的電流或電壓隨氣體含量而變化的原理工作的。

?主要有MOS二極管式和結型二極管式，以及場效應管式氣體傳感器。

?檢測氣體大多為氫氣、硅烷等可燃氣體。

②固體電解質氣體傳感器

?固體電解質氣體傳感器使用固體電解質氣敏材料做氣敏元件。

?其原理是氣敏材料在通過氣體時產生離子，從而形成電動勢，測量電動勢從而測量氣體濃度。

?由于這種傳感器電導率高，靈敏度和選擇性好，得到了廣泛的應用，幾乎打入了石化、環保、礦業等各個領域，僅次于金屬氧化物半導體氣體傳感器。

?如測量H₂S的YST-Au-WO₃、測量NH₃的NH+4CaCO₃等。

③接觸燃燒式氣體傳感器

?可分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式兩種。

?工作原理：氣敏材料在通電狀態下，可燃性氣體氧化燃燒或在催化劑作用下氧化燃燒，產生的熱量使電熱絲升溫，從而使其電阻值發生變化，測量電阻變化從而測量氣體濃度。

?這種傳感器只能測量可燃氣體，對不燃性氣體不敏感。

?例如，在Pt絲上涂敷活性催化劑Rh和Pd等制成的傳感器，具有廣譜特性，即可以檢測各種可燃氣體。

?接觸燃燒式氣體傳感器在環境溫度下非常穩定，并能對爆炸下限的絕大多數可燃性氣體進行檢測，普遍應用于石油化工廠、造船廠、礦井隧道、浴室、廚房等處的可燃性氣體的監測和報警。 ?

④高分子氣體傳感器

?高分子氣敏材料在遇到特定氣體時，其電阻、介電常數、材料表面聲波傳播速度和頻率、材料重量等物理性能發生變化。

?主要有酞菁聚合物、LB膜、苯菁基乙炔、聚乙烯醇-磷酸、聚異丁烯、氨基十一烷基硅烷等。

?高分子氣敏材料由于具有易操作性、工藝簡單、常溫選擇性好、價格低廉、易與微結構傳感器和聲表面波器件相結合，在毒性氣體和食品鮮度等方面的檢測中具有重要作用。

?根據所用材料的氣敏特性，這類傳感器可分為：

?通過測量氣敏材料的電阻來測量氣體濃度的高分子電阻式氣體傳感器；

?根據氣敏材料吸收氣體時形成濃差電池，測量電動勢來確定氣體濃度的濃差電池式氣體傳感器；

?根據高分子氣敏材料吸收氣體后聲波在材料表面傳播速度或頻率發生變化的原理制成的聲表面波氣體傳感器；

?根據高分子氣敏材料吸收氣體后重量變化而制成的石英振子式氣體傳感器等。

?高分子氣體傳感器具有對特定氣體分子靈敏度高，選擇性好，且結構簡單，能在常溫下使用，可以補充其它氣體傳感器的不足。

⑤光離子化氣體傳感器
?（Photo Ionization Detector PID）

?光離子化檢測儀可以做成類似手持式對講機大小的便攜式氣體檢測儀（portable gas detector）

?用于較寬濃度范圍多種揮發性有機化合物（volatile organic compound?VOC）的現場測定。

?同時也可測定H₂S、CS₂、NH₃、H₃As、H₃Se、Br₂、I₂等氣體。

?即不僅可以用于測定可燃氣體，也可以測定有機和無機有毒氣體。

光離子化檢測器工作原理示意圖?

（4）固定式氣體檢測報警器的安裝與檢測系統布置

?固定安裝式檢測器一經安裝就位就只能被動接受擴散到檢測器的濃度，不能主動尋找高濃度區域，其能否及時檢測到泄漏氣體，與氣體擴散過程及安裝位置有關，所以選定安裝場所的問題十分重要。

?對于要監測一個三維空間且規模較大的工業生產裝置，往往不是少數幾個監測點就能確保其效果的。

?對于布點的疏密程度、上下高度以及與可能泄漏點的距離等，都是比較復雜的問題。

?既要考慮投資的合理性和可接受程度，更要考慮投資的切實效果，以確保安全生產。

安裝可燃氣體檢測報警器基本要求：

①易燃、易爆場所應安裝可燃氣體檢測報警器；

②可燃氣體檢測報警器的檢測器的數量應滿足被檢測區域的要求，每個檢測器的有效檢測距離，在室內不宜大于7.5m，在室外不宜大于15 m；

③可燃氣體報警控制器應安裝在有人值守的操作室或值班室；

④安裝和使用的可燃氣體檢測報警器應有經國家指定機構認可的計量器具制造認證、防爆性能認證和消防認證；

⑤在用的可燃氣體檢測報警器應按規定定期標定。

可燃氣體檢測報警器選型基本原則：

?①按使用場所爆炸危險區域的劃分及被測氣體的類別、級別、組別選擇檢測器的防爆類型、防爆性能與防爆等級組別；

?②按檢測點的數量選擇單路或多路檢測報警器；

?③按使用場所的環境溫度選擇檢測器和控制器的溫度適應范圍。