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 典型無機化工產品的生產方法 003
1.1.3 有機化工產品的生產方法 005
1.2 化工安全設計 008
1.2.1 化工安全設計的任務 008
1.2.2 行業規範對化工安全設計的要求 008
1.2.3 化工安全設計的主要內容 010
參考文獻 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、用途及制備方法 012
2.1.2 烴類熱裂解制乙烯的發展歷程 015
2.2 烴類熱裂解制乙烯的反應原理 017
2.2.1 烴類熱裂解反應 017
2.2.2 烴類熱裂解反應的熱力學特點 018
2.2.3 烴類熱裂解反應的機理 020
2.2.4 烴類熱裂解反應的動力學特點 021
2.3 熱裂解反應結果的影響因素 024
2.3.1 裂解原料的特性及其對裂解反應結果的影響 024
2.3.2 操作參數對裂解反應結果的影響 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 裂解氣的淨化 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性及安全措施 051
2.5.1 乙烯生產中物料的危險性及安全措施 051
2.5.2 乙烯生產過程中的危險性及安全措施 052
參考文獻 053
思考題 054

第3章 化工流程安全設計 055
3.1 化工流程安全設計的內容 056
3.2 危險與可操作性分析 056
3.2.1 HAZOP 方法概述 057
3.2.2 HAZOP 的分析流程及分析用術語 057
3.2.3 HAZOP 分析結果 061
3.2.4 LOPA 分析簡述 064
3.3 化工過程安全控制 068
3.3.1 化工自動控制繫統簡述 068
3.3.2 安全儀表繫統 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 085
3.5.2 管道及儀表流程圖的內容及繪制 089
3.6 各類的流程安全設計 100
3.6.1 的流程安全設計 100
3.6.2 的流程安全設計 101
3.6.3 加的流程安全設計 103
3.6.4 鍋爐（汽包）的流程安全設計 106
3.6.5 離心泵的流程安全設計 107
3.6.6 壓縮機繫統的流程安全設計 110
3.6.7 液體儲罐的流程安全設計 112
參考文獻 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、用途 117
4.1.2 合成氨生產原料及工藝流程 118
4.2 合成氨粗原料氣的制取及過程控制 120
4.2.1 氣態烴蒸汽轉化制合成氣 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 合成氨粗原料氣的淨化及過程控制 146
4.4.1 含硫物質的脫除 146
4.4.2 含碳物質的粗脫除 152
4.4.3 低濃度含硫、含碳雜質氣體的深度淨化 154
4.5 氨的合成及過程控制 159
4.5.1 氨合成反應基礎 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 生產介質的危險性 167
4.6.2 專業安全設施 167
參考文獻 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、用途及制備方法 170
5.1.2 聚氯乙烯的性質、用途及制備方法 172
5.2 氧氯化法生產氯乙烯工藝及安全 173
5.2.1 氧氯化法生產氯乙烯的基本反應 173
5.2.2 氧氯化法生產氯乙烯的工藝技術 176
5.2.3 氧氯化法生產氯乙烯的工藝安全分析與設計 180
5.3 電石乙炔法生產氯乙烯工藝及安全 189
5.3.1 電石乙炔法生產氯乙烯的基本原理 190
5.3.2 電石乙炔法生產氯乙烯的工藝流程 190
5.3.3 電石乙炔法生產氯乙烯反應器的操作條件 192
5.3.4 電石乙炔法生產氯乙烯的工藝安全分析與設計 193
5.4 聚氯乙烯的生產工藝及安全 197
5.4.1 概述 197
5.4.2 聚氯乙烯的反應機理和生產工藝 199
5.4.3 聚氯乙烯生產的工藝安全分析與設計 204
參考文獻 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 化工園區的安全設計 211
6.1.3 化工廠總平面的安全設計 213
6.2 車間安全布置設計 219
6.2.1 工藝裝置的安全布置設計 219
6.2.2 典型設施的安全布置設計 226
6.2.3 車間布置圖的繪制規定 234
6.3 管道安全布置設計 238
6.3.1 工藝及公用物料管道安全布置要點 238
6.3.2 含可燃液體的生產污水管道安全布置要點 240
6.4 化工裝置專業安全設施的設置 241
6.4.1 危險性氣體檢測報警繫統 241
6.4.2 火災自動報警繫統 244
6.4.3 消防繫統 246
6.4.4 安全衛生設施 252
6.4.5 火炬繫統 260
6.4.6 化工裝置的其他安全防護設施 263
參考文獻 265
思考題 266

化學工業是國民經濟的支柱產業。化工產品生產過程因涉及的危險性物料品種多、數量大，涉及危險操作的工況多，是事故發生頻率較高且事故後果較為嚴重的工業過程。安全設計是保障化工生產過程安全運行的基礎，在預防和遏制事故發生，減少事故損失中發揮著非常重要的作用。了解化工生產過程的特點，可以更加深入地理解化工安全設計中各種安全措施設置的必要性及安全設計過程的復雜性。
要想更好地理解並有效地設計安全對策措施，要求相關的專業人員既要了解化工產品生產過程的特點，又要熟悉和掌握各種安全對策措施的特征及保護功能。將“化工工藝”和“化工安全設計”的內容設置於同一本教材中，便於讀者結合學習，可以避免簡單記憶相關規定的枯燥性，增加學習的趣味性，取得更好的學習效果，基於此目的，我們編寫了本教材。教材力爭借助對國家安監部門重點監管的三個化工產品生產工藝，即烴類熱裂解制乙烯生產工藝、合成氨生產工藝、氯乙烯及聚氯乙烯生產工藝的講解，讓讀者在學習三種產品具體生產技術的同時，了解化工產品生產工藝流程的結構及組織思路，了解反應及其他典型過程工藝條件確立的依據，加深對化學反應工程、化工原理、化工熱力學等課程知識的認識。通過對化工流程安全設計及化工裝置安全布置設計的講解，讓讀者了解主要的化工安全對策措施，熟悉國家現行的相關法規和規範，學習如何將相關的安全對策措施在化工設計中體現出來。在具體內容的安排上，化工工藝和安全設計適當穿插設置，在講授化工安全設計的內容時結合對應化工工藝產品的案例，在典型化工產品工藝講述過程中，進一步闡述工藝控制、安全分析、安全控制方案等安全設計的內容。
具體章節安排上，第1 章為緒論。第2 章講述一種產品工藝，即烴類熱裂解制乙烯的生產工藝，首先讓讀者對化工產品生產工藝及其特點有一種具像的認識，方便後續講述流程安全設計時讀者對具體內容的理解。第3 章為化工流程安全設計，主要講述在化工流程中能夠體現的安全對策措施，包括基本的過程控制繫統、安全儀表繫統及安全附件，這樣安排的目的是方便讀者在後續的產品工藝及安全對策措施的學習中，理解透徹、目標明確。第4 章和第5 章分別是合成氨生產工藝及安全和氯乙烯、聚氯乙烯的生產工藝及安全，講述相應產品的生產原理、生產工藝過程、重要的工藝參數，分析重點的參數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計，講述設備安全布置、管道安全布置及相對獨立的安全設施，如危險性氣體檢測報警繫統、火災自動報警繫統、消防繫統、安全衛生設施、火炬繫統等等。
本書為河北工業大學安全工程專業省級一流本科專業建設成果教材。第1～4 章和第6 章主要由王桂赟編寫和統稿，邬長城、譚朝陽、薛偉參加了編寫工作；第5 章主要由邬長城編寫和統稿，吳飛超參加了編寫工作。感謝王延吉、趙新強、王淑芳、王桂榮等老師在編寫過程中給予的建議和意見！感謝河北工業大學化工學院各位領導的大力支持！感謝化學工程與工藝繫和安全工程繫各位領導和老師的幫助！
由於作者的水平有限，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；另外由於篇幅的限制，內容的深度和廣度都存在一定的欠缺。懇請廣大讀者提出寶貴的意見！

編者
2023年6月