化工安全工程緒論

化工安全工程

緒論

緒論1.1化學工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

化工生產(chǎn)是以化學變化或化學處理為主要特征的工業(yè)生產(chǎn)過程。在化學工業(yè)中，對原料進行大規(guī)模的加工處理，使其不僅在狀態(tài)與物理性質(zhì)上發(fā)生變化，而且在化學性質(zhì)上也發(fā)生變化，成為符合要求的產(chǎn)品，這個過程即叫化工生產(chǎn)過程。

21.1.1化學工業(yè)發(fā)展背景

兩次突破：31.1.1化學工業(yè)發(fā)展背景

4567范旭東（1883年10月24日－1945年10月4日），中國化工實業(yè)家，中國重化學工業(yè)的奠基人，被稱作“中國民族化學工業(yè)之父”。81.1.2化工生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中的重要地位

化工產(chǎn)品食衣住行91.2化工生產(chǎn)的特點及危險性分析

1.2.1化工生產(chǎn)的特點一般習慣把化工生產(chǎn)部門分為無機化學工業(yè)和有機化學工業(yè)部門。無機化學工業(yè)a基本無機化學工業(yè)：包括無機酸、堿、鹽及化學肥料的生產(chǎn)；b精細無機化學工業(yè)：包括稀有元素、無機試劑、藥品、催化劑、電子材料的生產(chǎn)；c電化學工業(yè)：包括食鹽水溶液的電解，燒堿、氯氣、氫氣的生產(chǎn)；熔融鹽的電解，金屬鈉、鎂、鋁的生產(chǎn)，電石、氯化鈣和磷的電熱法生產(chǎn)等；d冶金工業(yè)：鋼鐵、有色金屬和稀有金屬的冶金；e硅酸鹽工業(yè)：玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料的生產(chǎn)；f礦物性顏料工業(yè)。有機化學工業(yè)a基本有機合成工業(yè)：以甲烷、一氧化碳、氫、乙烯、丙烯以及芳烴為基礎原料，合成醇、醛、酸、酮、酯等基本有機合成原料的生產(chǎn)；b精細有機合成工業(yè)：染料、醫(yī)藥、有機農(nóng)藥、香料、合成洗滌劑以及塑料、橡膠的添加劑、紡織、印染助劑的生產(chǎn)；c高分子化學工業(yè)：塑料、合成纖維、合成橡膠等高分子材料的合成工業(yè)；d燃料化學加工工業(yè)：石油、天然氣、煤、木材、泥炭的加工工業(yè)；e食品化學工業(yè)：糖、淀粉、油脂、蛋白質(zhì)、酒類等食品的生產(chǎn)；f纖維素化學工業(yè)：以天然纖維素為原料的造紙、人造纖維、膠片等生產(chǎn)。101.2化工生產(chǎn)的特點及危險性分析

1.2.1化工生產(chǎn)的特點（1）化工生產(chǎn)涉及的危險品多化工生產(chǎn)使用的原料、半成品和成品種類繁多，且絕大多數(shù)是易燃易爆、有毒、有腐蝕的化學危險品。我國已經(jīng)列出的常見易燃、易爆物品計1243種，世界常見毒物達63000多種。

111.2化工生產(chǎn)的特點及危險性分析

1.2.1化工生產(chǎn)的特點（2）化工生產(chǎn)要求的工藝條件苛刻化工產(chǎn)品種類繁多，每一種產(chǎn)品的生產(chǎn)不僅需要一種甚至幾種特定的技術(shù)，而且根據(jù)原料和選擇工藝的不同，化工生產(chǎn)的技術(shù)要求也不同，有些化學反應需要在高溫、高壓下進行，有的要在低溫、高真空度下進行。如由輕柴油裂解制乙烯、進而生產(chǎn)聚乙烯的生產(chǎn)過程中，輕柴油在裂解爐中的裂解溫度為800℃，裂解氣在深冷（-96℃）條件下進行分離，純度為99.99%的乙烯氣體在294MPa壓力下聚合，制成聚乙烯樹脂。121.2化工生產(chǎn)的特點及危險性分析

1.2.1化工生產(chǎn)的特點（3）生產(chǎn)規(guī)模大型化采用大型裝置可以明顯減低單位產(chǎn)品的建設投資和生產(chǎn)成本，有利于提高勞動生產(chǎn)率。1314151.2化工生產(chǎn)的特點及危險性分析

1.2.1化工生產(chǎn)的特點（4）生產(chǎn)方式日趨先進現(xiàn)代化工企業(yè)的生產(chǎn)方式已經(jīng)從過去的手工操作、間斷生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨茸詣踊?、連續(xù)化生產(chǎn)；生產(chǎn)設備由敞開式變?yōu)槊荛]式；生產(chǎn)裝置由室內(nèi)走向露天；生產(chǎn)操作由分散控制變?yōu)榧锌刂疲瑫r也由人工手動操作發(fā)展到計算機控制，使在正常情況下的安全生產(chǎn)有所保障。

手工操作、間斷生產(chǎn)→高度自動化、連續(xù)化生產(chǎn)生產(chǎn)設備敞開式→密閉式，生產(chǎn)裝置由室內(nèi)走向露天生產(chǎn)操作由分散控制→集中控制，手動操作→計算機控制16

1.2.2化學工業(yè)危險因素分析

美國保險協(xié)會（AIA）對化學工業(yè)的317起火災、爆炸事故進行調(diào)查，分析了主要和次要原因，把化學工業(yè)危險因素歸納為以下九個類型：171.2.2.1工廠選址a易遭受地震、洪水、暴風雨等自然災害；b水源不充足；c缺少公共消防設施的支援；d有高濕度、溫度變化顯著等氣候問題；e受鄰近危險性大的工業(yè)裝置影響；f鄰近公路、鐵路、機場等運輸設施；g在緊急狀態(tài)下難以把人和車輛疏散至安全地。181.2.2.2工廠布局a工業(yè)設備和儲存設備過于密集；b在顯著危險性和無危險性的工業(yè)裝置間的安全距離不夠；c昂貴設備過于集中；d對不能替換的裝置沒有有效的防護；e鍋爐、加熱器等水源與可燃物工藝裝置之間距離太?。籪有地形障礙。19201.2.2.3結(jié)構(gòu)a支撐物、門、墻等不是防火結(jié)構(gòu)；b電氣設備無防護措施；c防爆通風換氣能力不足；d控制和管理的指示裝置無防護措施；e裝置基礎薄弱。21221.2.1.4對加工物質(zhì)的危險性認識不足a在裝置中混合原料，在催化劑作用下自然分解；b對處理的氣體、粉塵等在其工藝條件下的爆炸范圍不明確；c沒有充分掌握因誤操作、控制不良而使工藝過程處于不正常狀態(tài)時的物料和產(chǎn)品的詳細情況。231.2.2.5化工工藝a沒有足夠的有關化學反應的動力學數(shù)據(jù)；b對有危險的副反應認識不足；c沒有根據(jù)熱力學研究確定爆炸能量；d對工藝異常情況檢測不夠。241.2.2.6物料輸送a各種單元操作時對物料流動不能進行良好控制；b產(chǎn)品的標示不完全；c風送裝置內(nèi)的粉塵爆炸；d廢氣、廢水和廢渣的處理；e裝置內(nèi)的裝卸設施。251.2.2.7誤操作a忽略關于運轉(zhuǎn)和維修的操作教育；b沒有充分發(fā)揮管理人員的監(jiān)督作用；c開車、停車計劃不適當；d缺乏緊急停車的操作訓練；e沒有建立操作人員和安全人員之間的協(xié)作體制。26271.2.2.8設備缺陷a因選材不當而引起裝置腐蝕、損壞；b設備不完善，如缺少可靠的控制儀表等；c材料的疲勞；d對金屬材料沒有進行充分的無損探傷檢查或沒有經(jīng)過專家驗收；e結(jié)構(gòu)上有缺陷、如不能停車而無法定期檢查或進行預防維修；f設備在超過設計極限的工藝條件下進行；g對運轉(zhuǎn)中存在的問題或不完善的防災措施沒有及時改進；h沒有連續(xù)記錄溫度、壓力、開停車情況及中間罐和受壓罐內(nèi)的壓力變動。281.2.2.9防災計劃不充分a沒有得到管理部門的大力支持；b責任分工不明確；c裝置運行異?；蚬收蟽H由安全部門負責，只是單線起作用；d沒有預防事故的計劃，或即使有也很差；e遇有緊急情況未采取得力措施；f沒有實行由管理部門和生產(chǎn)部門共同進行的定期安全檢查；g沒有對生產(chǎn)負責人和技術(shù)人員進行安全生產(chǎn)的繼續(xù)教育和必要的防災培訓。291987年前的20～25年間，在95個國家登記的化學品所發(fā)生突發(fā)性化學事故見下表。類別名稱比例（%）化學品類別汽油18.0氨16.1煤油14.9氯14.4原油11.2液化石油氣2.5330化學品物質(zhì)形態(tài)液體47.8液化氣27.6氣體18.8固體8.2事故來源運輸34.2工藝過程33.0貯存23.1搬運9.6事故原因機械故障34.2碰撞事故26.8人為因素22.8外部因素（地震、雷擊）15.231序號事故原因事故次數(shù)(件)事故頻率(%)順序1閥門管線泄漏3435.112泵設備故障1818.223操作失誤1515.634儀表電氣失靈1212.445反應失控1010.456雷擊自然災害88.4632根據(jù)相關的統(tǒng)計資料，化工企業(yè)各種事故概率發(fā)生的概率見下表。事故名稱發(fā)生概率（次/a）發(fā)生頻率對策管道、輸送泵、槽車損壞等泄漏事故10-1可能發(fā)生必須采取措施管線、貯槽、反應釜等破裂泄漏事故10-2偶爾發(fā)生需要采取措施管線、閥門、貯罐等嚴重泄漏事故10-3偶爾發(fā)生采取措施貯罐等出現(xiàn)重大爆炸、爆裂等事故10-4極少發(fā)生重視和防范重大自然災害引起的事故10-5~10-6很難發(fā)生注意關心331.3化工事故的預防及控制理論

1.3.1安全在化工生產(chǎn)中的重要地位

與其他行業(yè)相比，化工生產(chǎn)潛在的不安全因素更多，危險性和危害性更大，因此，對安全生產(chǎn)的要求也更嚴格。(1)安全是生產(chǎn)的前提條件。由于化工生產(chǎn)的特點，決定其有很大危險性。一些發(fā)達國家的統(tǒng)計資料表明，在工業(yè)企業(yè)發(fā)生爆炸事故中，化工企業(yè)占三分之一。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，化工生產(chǎn)安全已成為一個社會問題。一旦發(fā)生火災和爆炸事故，不但導致生產(chǎn)停頓、設備損壞、生產(chǎn)不能繼續(xù)，而且也會造成大量人身傷亡，甚至波及社會，產(chǎn)生無法估量的損失和難以挽回的影響。(2)安全生產(chǎn)是化工生產(chǎn)發(fā)展的關鍵。由于化工企業(yè)的重大傷害事故會造成人員傷亡，引起生產(chǎn)停頓，供需失調(diào)及社會不安。因此安全生產(chǎn)已成為化工生產(chǎn)發(fā)展的關鍵問題。

341.3化工事故的預防及控制理論

1.3.2化工安全事故的預防和控制原則

1.3.2.1化工生產(chǎn)事故分類與特征稱那些能夠引起人身傷害、導致生產(chǎn)中斷或國家財產(chǎn)損失的事件為事故。為方便管理，一般把事故分為以下幾類：①生產(chǎn)事故。在生產(chǎn)過程中，由于違反工藝規(guī)程、崗位操作法或操作不當?shù)仍?，造成原料、半成品或成品損失的事故，稱為生產(chǎn)事故。②設備事故?；どa(chǎn)裝置、動力機械、電器及儀表裝置、運輸設備、管道、建筑物、構(gòu)筑物等，由于各種原因造成損壞、損失或減產(chǎn)等事故，成為設備事故。③火災爆炸事故。凡發(fā)生著火、爆炸造成財產(chǎn)損失或人員傷亡的事故均屬于此列。④質(zhì)量事故。凡產(chǎn)品或半成品不符合國家或企業(yè)規(guī)定的質(zhì)量標準；基建工程不按設計施工或工程質(zhì)量不符合設計要求；機、電設備檢修質(zhì)量不符合要求；原料或產(chǎn)品保管不善或包裝不良而變質(zhì)；采購的原料不符合規(guī)格要求而造成損失，影響生產(chǎn)和檢修計劃的完成等，均為質(zhì)量事故。⑤其他事故。凡因其他原因影響或客觀上為認識到以及自然災害而發(fā)生的各種不可抗拒的災害性事故，稱之為其他事故。351.3化工事故的預防及控制理論

1.3.2化工安全事故的預防和控制原則

1.3.2.2化工生產(chǎn)事故的特點

①火災爆炸中毒事故多且后果嚴重②正常生產(chǎn)時易發(fā)生事故（據(jù)統(tǒng)計資料顯示，正常生產(chǎn)時發(fā)生事故造成的死亡占因工死亡總數(shù)的66.7%，而非正常生產(chǎn)活動僅占12%）。③化工設備自身問題多（化工設備的材質(zhì)和加工缺陷以及易蝕的特點也會導致化工生產(chǎn)事故頻發(fā)?；S的設備一般都是在嚴酷的生產(chǎn)條件下運行的，腐蝕介質(zhì)的作用，振動、壓力波動造成的疲勞，高低溫對材質(zhì)性質(zhì)的影響都是安全方面應引起重視的問題）④事故的集中和多發(fā)（化工裝置中的高負荷的塔槽、壓力容器、反應釜、經(jīng)常開閉的閥門等，運轉(zhuǎn)一定時間后，常會出現(xiàn)多發(fā)故障或集中發(fā)生故障的情況，這是因為設備進入到壽命周期的故障頻發(fā)階段）361.3化工事故的預防及控制理論

1.3.2化工安全事故的預防和控制原則

1.3.2.3化工安全事故的預防和控制原則①科學規(guī)劃及合理布局要求對化工企業(yè)的選址進行嚴格規(guī)范。要充分考慮企業(yè)周圍環(huán)境條件、散發(fā)可燃氣蒸氣和可燃粉塵廠房的設置位置、風向、安全距離、水源情況等因素，盡可能設置在城市的郊區(qū)或城市的邊緣，從而減輕事故發(fā)生后的危害。②嚴把建廠審核和設備選型關化工企業(yè)的生產(chǎn)房應按國家有關規(guī)范要求和生產(chǎn)工藝進行設計，充分考慮防火分隔、通風、防泄漏、防爆等因素。同時設備的設計、選型、選材、布置及安裝均應符合國家規(guī)范和標準，根據(jù)不同工藝流程的特點，選用相應的防爆、耐高溫或低溫、耐腐蝕、滿足壓力要求的材質(zhì)，采用先進技術(shù)進行制造和安裝，從而消除先天性火災隱患。③加強生產(chǎn)設備的管理設備材料經(jīng)過一段時間的運行，受高溫、高壓、腐蝕影響后，就會出現(xiàn)性能下降、焊接老化等情況，可能引發(fā)壓力容器及管道爆炸事故。此外還要做好生產(chǎn)裝置系統(tǒng)的安全評價。371.3.2化工安全事故的預防和控制原則

1.3.2.3化工安全事故的預防和控制原則④嚴格安全操作化工生產(chǎn)過程中安全操作包括很多方面，必須嚴格執(zhí)行工藝技術(shù)規(guī)程，遵守工藝紀律；嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程，保證生產(chǎn)安全進行，員工人身不受到傷害；此外還要做到在發(fā)現(xiàn)緊急情況時，先盡最大努力妥善處理，防止事態(tài)擴大，然后及時報告。⑤強化教育培訓且做好事故預案化工企業(yè)從業(yè)人員要確保相對穩(wěn)定，企業(yè)要嚴格職工的全員消防安全知識培訓、特殊崗位安全操作規(guī)程培訓并持證上崗、處置事故培訓等，要制定事故處置應急預案并進行演練，不斷提高職工業(yè)務素質(zhì)水平和生產(chǎn)操作技能，提高職工事故狀態(tài)下的應變能力。⑥落實安全生產(chǎn)責任制并杜絕責任事故從領導到管理人員，明確并落實安全生產(chǎn)責任制，特別是強化各生產(chǎn)經(jīng)營單位的安全生產(chǎn)主體責任，加大責任追究力度，對嚴重忽視安全生產(chǎn)的，不僅要追究事故直接責任人的責任，同時要追究有關負責人的領導責任，防止因為管理松懈，“三違”等造成事故。隨著化工安全生產(chǎn)職責的明確，責任的落實，管理環(huán)節(jié)嚴謹，基本可以杜絕責任事故的發(fā)生。⑦強化安全生產(chǎn)檢查每年組織有關部門對化工企業(yè)進行各種形式的安全生產(chǎn)檢查，及時發(fā)現(xiàn)企業(yè)存在的事故隱患，開出整改通知書，責令企業(yè)限期整改，在安監(jiān)部門監(jiān)督整改的基礎上，進行及時復查，形成閉環(huán)管理，防止出現(xiàn)脫節(jié)。狠抓整改落實工作，對整改不及時企業(yè)加大監(jiān)督，暫扣安全生產(chǎn)許可證，明確一旦發(fā)生事故，將從重從嚴追究有關責任。381.3.3化工生產(chǎn)的操作安全技術(shù)措施

1.3.3.1生產(chǎn)操作安全

（1）運行①嚴格按工藝規(guī)程和安全管理制度進行操作。②操作者必須遵守工藝紀律，不得擅自改變工藝指標，不得擅自離開自己的崗位。③安全附件和聯(lián)鎖不得隨意拆棄和解除，聲、光報警等信號不能隨意切斷。④在現(xiàn)場檢查時，不準踩踏管道、閥門、電線、電纜架及各種儀表管線等設施，去危險部位檢查，必須有人監(jiān)護。⑤嚴格安全紀律，禁止無關人員進入操作崗位和動用生產(chǎn)設備、設施和工具。⑥正確判斷和處理異常情況，緊急情況下，可以先處理后報告；在工藝過程或機電設備處在異常狀態(tài)時，不準隨意進行交接班。391.3.3化工生產(chǎn)的操作安全技術(shù)措施

1.3.3.1生產(chǎn)操作安全

（2）開車①檢查并確認水、電、汽（氣）必須符合開車要求，各種原料、材料、輔助材料的供應必須齊備、合格。投料前必須進行分析驗證。②檢查閥門開閉狀態(tài)及盲板抽加情況，保證裝置流程暢通，各種機電設備及電氣儀表等均應處在完好狀態(tài)；保溫、保壓及洗凈的設備要符合開車要求，必要時應重新置換、清洗和分析，使之合格。③安全、消防設施完好，通訊聯(lián)絡暢通，危險性較大的裝置開車，應通知消防、醫(yī)療衛(wèi)生部門到場。④開車過程中要加強有關崗位之間的聯(lián)絡，嚴格按開車方案中的步驟進行，嚴格遵守升降溫、升降壓和加減負荷的幅度（速率）要求。⑤開車過程中要嚴密注意工藝的變化和設備運行的情況，加強與有關崗位和部門的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應及時處理，情況緊急時應中止開車，嚴禁強行開車。402012年2月28日9時30分，河北省石家莊市趙縣克爾化工廠硝酸胍車間發(fā)生爆炸。經(jīng)初步核查，已造成13人死亡，43人受傷。

411.3.3化工生產(chǎn)的操作安全技術(shù)措施

1.3.3.1生產(chǎn)操作安全

（3）停車①正常停車必須按停車方案中的步驟進行。用于緊急處理的自動停車聯(lián)鎖裝置，不應用于正常停車。②系統(tǒng)降壓、降溫必須按要求的幅度（速率）并按先高壓后低壓的順序進行。凡需保壓、保溫的設備（容器）等，停車后要按時記錄壓力、溫度的變化。③大型傳動設備的停車，必須先停主機、后停輔機。④設備（容器）卸壓時，要注意易燃、易爆、易中毒等化學危險物品的排放和散發(fā)，防止造成事故。

421.3.3化工生產(chǎn)的操作安全技術(shù)措施

1.3.3.2防火防爆

（1）化工生產(chǎn)裝置①根據(jù)生產(chǎn)、使用化學物品的火災和防爆危險性等級分類要求，其廠房布置、建筑結(jié)構(gòu)、電氣設備的選用、安裝及有關的安全設施，必須符合《建筑設計防火規(guī)范》、《中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程》，以及《煉油化工企業(yè)設計防火規(guī)定）等規(guī)范、規(guī)程的有關要求。②在工藝裝置上有可能引起火災、爆炸的部位，應充分設置超溫、超壓等檢測儀表、報警（聲、光）和安全聯(lián)鎖裝置等設施。③所有自動控制系統(tǒng)，應同時并行設置手動控制系統(tǒng)；所有與易燃、易爆裝置連通的惰性氣體、助燃氣體的輸送管道，均應設置防止易燃、易爆物質(zhì)竄入的設施，但不宜單獨采用單向閥。④輸送易燃物料時，應根據(jù)管徑和介質(zhì)的電阻率，控制適當?shù)牧魉?，盡可能避免產(chǎn)生靜電。設備、管道等防靜電措施，應按《化工企業(yè)靜電接地設計技術(shù)規(guī)定》的有關規(guī)定執(zhí)行。⑤各生產(chǎn)裝置、建筑物、構(gòu)筑物、罐區(qū)等工業(yè)下水出口處，除按規(guī)定做水封井外，尚應在上述區(qū)域與水封井間設置切斷閥，防止大量易燃、易爆物料突發(fā)性進入下水系統(tǒng)。431.3.3化工生產(chǎn)的操作安全技術(shù)措施

1.3.3.2防火防爆

（2）動火、用火①應根據(jù)火災危險程度及生產(chǎn)、維修、建設等工作的需要，經(jīng)使用單位提出申請，廠安全、防火部門登記審批，劃定