元利科技安全讲座--潍坊学院曹淑华博士

元利科技化工安全知识讲座泵的分类及工作原理主要内容化工生产防火防爆技术危险化学品的安全储运劳动保护常识金誉石化“6·5”爆炸事故2017年6月5日凌晨1时左右，位于山东省临沂市临港经济开发区的金誉石化有限公司装卸区的一辆运输石油液化气（闪点-80℃～-60℃，爆炸下限1.5%左右，以下简称液化气）罐车，在卸车作业过程中发生液化气泄漏爆炸着火事故，造成10人死亡、9人受伤，厂区内15辆危险货物运输罐车、1个液化气球罐和2个拱顶罐毁坏、6个球罐过火、部分管廊坍塌，生产装置、化验室、控制室、过磅房、办公楼以及周边企业、建构筑物和社会车辆不同程度损坏。一是安全风险意识差，风险辨识评估管控缺失，没有对装卸区进行风险评估，卸车区24小时连续作业，10余辆罐车同时进入卸车现场，尤其是扩产后液化原料产品吞吐量增加三分之二仍全部采取罐车运输装卸，造成风险严重叠加。二是隐患排查治理流于形式，卸车区附近的化验室和控制室均未按防爆区域进行设计和管理，电器、化验设备均不防爆。三是应急初期处置能力低下，应急管理缺失，自泄漏到爆炸间隔2分多钟，未能第一时间进行有效处置，也未及时组织人员撤离。四是企业主要负责人危险化学品安全知识匮乏、安全管理水平低下，管理人员专业素质不能满足安全生产要求，装卸区操作人员岗位技能严重不足。五是重大危险源管理失控，重大危险源旁大量设置装卸区。此外，应急处置过程中事故企业违规将罐区在用储罐、装置区安全阀的手阀全部关闭，戊烷罐区安全阀长期直排大气而没有接入火炬系统，存在重大安全风险。第一部分化工生产防火防爆技术第一节燃烧与爆炸第二节防火防爆技术第三节消防灭火技术燃烧与爆炸一、燃烧燃烧是可燃物质与助燃物质（氧或其他助燃物质）发生的一种发光发热的氧化反应.放热燃烧特征：发光生成新物质燃烧发生必须同时具备以下三个条件:1、可燃物2、助燃物3、点火源举例在无惰性气体覆盖的条件下加工处理一种如丙酮之类的易燃物质燃烧三要素中的前两个要素,即可燃物质和氧化气氛丙酮的闪点是-10℃在高于-10℃的任何温度,丙酮都可以释放出足够量的蒸气,与空气形成易燃混合物,一旦遭遇火花、火焰或其他火源就会引发燃烧。燃烧反应在温度、压力、组成和点火能等方面都存在极限值。可燃物质和助燃物质达到一定的浓度,火源具备足够的温度或热量,才会引发燃烧。为了达到防火的目的,至少要实现下列四个条件中的一个条件:环境温度保持在-10℃以下;切断大气氧的供应;在区域内清除任何形式的火源;在区域内安装良好的通风设施工业规模上很难达到不难实现二、燃烧过程o放热o自行着火o氧化分解o燃烧熔化蒸发或分解固体加热液体气体蒸发物质燃烧过程热积累物质燃烧时的温度变化三、燃烧类型（1）闪燃和闪点各种可燃液体的表面空间由于温度的影响，都有一定量的蒸气存在，这些蒸气与空气混合后，一旦遇到点火源就会出现瞬间火苗或闪光，这种现象称为闪燃。引起闪燃的最低温度称为闪点。闪点是液体可以引起火灾危险的最低温度。液体的闪点越低，它的火灾危险性越大。表1-1易燃和可燃液体闪点分类分级种类级别闪点/℃举例易燃液体ⅠT≤28汽油、甲醇、乙醇、乙醚、苯、甲苯等Ⅱ28T≤45煤油、丁醇等可燃液体Ⅲ45T≤120戊醇、柴油、重油等ⅣT＞120植物油、矿物油、甘油等表1-1某些可燃液体的闪点物质名称闪点/℃物质名称闪点/℃物质名称闪点/℃戊烷己烷庚烷甲醇乙醇丙醇丁醇乙酸丁酯-40-21.7-41111.1152922丙酮乙醚苯甲苯二甲苯乙酸乙酸酐甲酸甲酯-19-45-11.14.4304049-20乙酸甲酯乙酸乙酯氯苯二氯苯二硫化碳氰化氢汽油-10-4.42866-30-17.8-42.8（2）自燃和自燃点可燃物质在没有外界火源的直接作用下，常温中自行发热，或由于物质内部的物理（如辐射、吸附等）、化学（如分解、化合等）、生物（如细菌的腐蚀作用）反应过程所提供的热量聚积起来，使其达到自燃温度，从而发生自行燃烧的现象，叫做自燃。自燃的最低温度，称为自燃点。表1-2某些可燃物质的自燃点物质名称自燃点/℃物质名称自燃点/℃物质名称自燃点/℃二硫化碳乙醚甲醇乙醇丙醇丁醇乙酸乙酸酐乙酸甲酯丙酮甲胺102170455422405340485315475537430苯甲苯乙苯二甲苯氯苯萘汽油煤油重油原油乌洛托品555535430465590540280380～425380～420380～530685甲烷乙烷丙烷丁烷水煤气天然气一氧化碳硫化氢焦炉气氨半水煤气537515466365550～650550～650605260640630700(3)着火和着火点足够的可燃物质在有足够的助燃物质存在下，遇明火而引起持续燃烧的现象，称为着火。使可燃物发生持续燃烧的最低温度，称为着火点，又叫燃点。表1-3某些可燃物质的燃点物质名称燃点/℃物质名称燃点/℃物质名称燃点/℃赤磷石蜡硝酸纤维硫黄160158～195180255聚丙烯醋酸纤维聚乙烯聚氯乙烯400482400400吡啶有机玻璃松香樟脑48226021670问题讨论1.可燃物、氧化剂、温度共同存在一定燃烧吗？2.物质在燃烧过程中，温度将发生什么样的变化？人为控制燃烧的关键在什么时期？二、爆炸1．爆炸的定义爆炸是物质发生急剧的物理、化学变化，在瞬间释放出大量的能量并伴有巨大声响的过程。爆炸现象一般具有如下特征：1.爆炸过程进行得很快；2.爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波；3.发出或大或小的响声；4.使周围建筑物或者装置发生震动或遭受破坏。2．爆炸的分类（1）物理爆炸物理爆炸是指物质的物理状态发生急剧变化而引起的爆炸。物质的化学成分和化学性质在物理爆炸后均不发生变化。（2）化学爆炸化学爆炸是指物质发生急剧化学反应，产生高温、高压而引起的爆炸。物质的化学成分和化学性质在化学爆炸后均发生了质的变化。（3）核爆炸核武器或核装置在几微秒的瞬间释放出大量能量的过程。【案例】2014年8月2日上午7时37分，江苏省昆山市开发区某金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间在生产过程中发生特别重大铝粉尘爆炸事故，事故的直接原因是粉尘遇到明火引发的安全事故。爆炸事故导致75人遇难，185人受伤，直接经济损失3.51亿3.粉尘爆炸实际上任何可燃物质,当其由粉尘形式与空气以适当比例混合时,被热、火花、火焰点燃,都能迅速燃烧并引起严重爆炸。谷物、面粉、煤的粉尘以及金属粉末都有这方面的危险性。化肥、木屑、奶粉、洗衣粉、纸屑、可可粉、香料、软木塞、硫磺、硬橡胶粉、皮革和其他许多物品的加工业,时有粉尘爆炸发生。4、粉尘爆炸的特点具有二次爆炸的可能性与可燃性气体爆炸相比，破坏力强产生有毒气体5、粉尘爆炸的影响因素物化性质颗粒大小粉尘的浮游性粉尘的浓度[案例]2004年，浙江省台州市某制药厂，发生甲苯反应釜爆炸事故，造成二人死亡，一人受伤。事故的主要原因是某车间的液氨、甲苯等化工原料泄漏遇高温而引发爆炸。6．爆炸极限（1）爆炸极限可燃气体、可燃液体的蒸气或可燃粉尘、纤维与空气形成的混合物遇火源会发生爆炸的极限浓度称为爆炸极限。爆炸下限：在空气中能引起爆炸的最低浓度称为爆炸下限；爆炸上限：在空气中能引起爆炸的最高浓度称为爆炸上限。只有在爆炸下限和爆炸上限范围之间才有爆炸危险。表1-4某些常见物质的爆炸极限物质名称爆炸极限/%物质名称爆炸极限/%下限上限下限上限氢气氨气一氧化碳二硫化碳乙炔氰化氢乙烯苯甲苯邻二甲苯氯苯甲醇乙醇丙醇4.015.012.51.01.55.62.71.21.21.01.35.53.51.775.628.074.060.082.041.034.08.07.07.611.036.019.048.0丁醇甲烷乙烷丙烷丁烷甲醛乙醚丙酮汽油煤油乙酸乙酸乙酯乙酸丁酯硫化氢1.45.03.02.11.57.01.72.51.40.74.02.11.24.310.015.015.59.58.573.048.013.07.65.017.011.57.645.0注：根据爆炸极限可以知道它们的危险程度。[案例1-2]2005年四川某高速公路隧道工程右线隧道特大瓦斯爆炸事故的直接原因是：由于掌子面处塌方，瓦斯异常涌出，致使模板台车附近瓦斯浓度达到爆炸极限，模板台车的配电箱附近悬挂的三芯插头短路产生火花引起正在施工的隧道右洞发生瓦斯爆炸事故，共造成44人死亡，11人受伤。（2）爆炸极限的影响因素爆炸极限不是固定的数值，而是受一系列因素的影响而变化。影响爆炸极限的因素主要有以下几点。①初始温度混合系初始温度越高，爆炸极限范围增大。②初始压力系统初始压力增高，爆炸极限范围也扩大。③惰性气体含量爆炸性混合物中惰性气体含量增加，其爆炸极限范围缩小。当惰性气体含量增加到某一值时，混合系不再发生爆炸。表4-8初始温度对混合物爆炸极限的影响物质初始温度/℃L下/%L上/%物质初始温度/℃L下/%L上/%04.28.03004.4014.25丙酮504.09.84004.0014.701003.210.0煤气5003.6515.35206.0013.46003.3516.40煤气1005.4513.57003.2518.752005.0513.8表4-9初始压力对甲烷爆炸极限的影响初始压力/MPaL下/%L上/%初始压力/MPaL下/%L上/%0.10135.614.35.0655.429.41.0135.917.212.665.745.7④容器容器的材质和尺寸对物质爆炸极限均有影响。若容器材质的传热性能好，则由于器壁的热损失大，混合气体的热量难于积累，而导致爆炸范围变小。容器或管道直径越小，爆炸极限范围越小。⑤能源火花能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等，对爆炸极限均有影响。光对爆炸极限也有影响。在黑暗中，氢与氯的反应十分缓慢，在光照下则会发生连锁反应引起爆炸。对于给定的爆炸性物质,各种浓度下引爆的最低能量中的最小值,称为最小引爆能量,或最小引燃能量。表4-10列出了部分气体的最小引爆能量。表4-10部分气体的最小引爆能量气体体积分数/%能量/×106J·mol-1气体体积分数/%能量/×106J·mol-1甲烷8.500.280氧化丙烯4.970.190乙烷4.020.031甲醇12.240.215丁烷3.420.380乙醛7.720.376乙烯6.520.016丙酮4.871.15丙烯4.440.282苯2.710.550乙炔7.730.020甲苯2.272.50表4-10部分气体的最小引爆能量甲基乙炔4.970.152氨21.80.77丁二烯3.670.170氢29.20.019环氧乙烷7.720.105二硫化碳6.520.015问题讨论1．何谓爆炸极限？爆炸时会发生哪些现象？为何具有破坏作用？2．爆炸性混合物的爆炸条件是什么？第二节防火防爆技术1．物料的火灾危险性的评价（1）气体爆炸极限和自燃点是评价气体火灾爆炸危险的主要指标。（2）液体闪点和爆炸极限是评价液体火灾爆炸危险性的主要指标。（3）固体固体的火灾爆炸危险性评价主要指标取决于固体的熔点、着火点、自燃点、比表面积及热分解性能等。2．工艺装置的火灾爆炸危险化工装置的火灾和爆炸事故，主要原因可以归纳为以下五项，各项中都包含一些小的条目。（1）装置有隐患①高压装置中高温、低温部分材料选型不适当；②接头结构和材料选型不适当；③有易使可燃物着火的电热装置；④防静电措施不够完善；⑤装置开始运转时无法预料的影响。（2）操作失误①阀门的误开或误关；②燃烧装置点火不当；③违规使用明火。（3）装置故障①贮罐容器、配管的破损；②泵和机械的故障；③测量和控制仪表的故障。1996年8月12日4时20分，山东瑞星化学工业基团总公司制药厂山梨醇车间发生空间氢气爆炸事故，造成2人死亡2人重伤，4人轻伤，投资新建的44m*23m的双层车间被摧毁（4）不停产检修设备①带压力切断配管连接部位时发生无法控制的泄漏；②破损配管没有修复，在压力下降的条件下恢复运转，升压后物料泄漏；③不知装置中有压力，而误将配管从装置上断开；④在加压条件下，某一物体掉到装置的脆弱部分而发生破裂。（5）异常化学反应①反应物质匹配