化工安全技术

1化工安全技术绪论0.1该课程的目的及意义化工生产处理的物质往往具有易燃、易爆、腐蚀性强和有毒有害物质多等特点，且生产装置趋向大型化，一旦发生事故，波及面很大，对国民经济及所在地区的人民安全，带来难以估计的损失和灾害。提高学生的安全意识，为其今后充实到安全生产工作中，改变我国安全生产的被动局面打下良好的基础。化工安全属工业安全卫生学范畴，其地位和作用是由化工本身的特点决定的。在化工产品的开发和生产中，从原料、中间体到成品，大都具有易燃、易爆、有毒、有害等危险性；化工工艺过程复杂多样化，高温、高压、深冷等不安全因素很多。化工事故案例史表明，对加工的化学物质性质及有关的物理化学原理不甚了解，忽视过程和操作的安全，违章操作，是酿成化工事故的主要原因。化工事故造成的损失约为其他工业的5倍。因此，开设化工安全技术课程，进行安全技术基础训练，是很有必要的。0.2主要参考资料《化工安全技术》，化学工业出版社，1993年出版《危险化学品安全技术》，化学工业出版社，2005年出版《化工安全工程概论》，化学工业出版社，2002年出版《危险化学品安全经营、储运与使用》，中国石化出版社，2005年出版《危险化学品生产安全》，中国石化出版社，2005年出版0.3课程主要内容(1)化工生产概论(2)化工生产的基本安全技术(3)危险化学品储存、使用、运输中的安全技术(4)化工生产安全技术与管理(5)化工企业安全技术实例21化工生产概论1.1化学工业的特点及分类1.1.1化工生产概念化工生产是以化学变化或化学处理为主要特征的工业生产过程。在化学工业中，对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质上也发生变化，成为符合要求的产品，这个过程即叫化工生产过程。1.1.2化学工业发展概况现代化学工业始于18世纪的法国，随后传入英国。19世纪以煤为基础原料的有机化学工业在德国迅速发展起来。但那时的煤化工其规模并不大，主要着眼于各种化学品的开发。当时的化工过程开发主要是以化学家率领、机械工程师参加进行的。现代化学工业的发展时期是在美国开始的。19世纪末20世纪初，石油的开采和大规模炼油厂的兴建为石油化学工业的发展和化学工程技术的产生奠定了基础。炼油的化学背景不如煤化工那么复杂，以此产生了以“单元操作”为标志的现代化学工业的背景。1888年美国麻省理工学院（MASSACHUDETTSINSTITUTEOFTECHNOLOGY）开设了世界上最早的化学工程专业，接着宾夕法尼亚大学、土伦大学和密执安大学也先后设置了化学工程专业，教学内容主要是工业化学和机械工程。1915年MIT的ADLittle首次正式提出单元操作概念，随后进入大发展（包括数学模型等理论）。20世纪60年代初，新型高效催化剂的发明，新型高级装置材料的出现，以及大型离心机的研究成功，开始了化工装置大型化的进程，化学工业进入新的高度。此后，化学工业过程开发周期已能缩短至4~5年，放大倍数达500~20000倍。1.1.3化学工业分类一般习惯把化工生产部门分为无机化学工业和有机化学工业部门。（1）无机化学工业a基本无机化学工业：包括无机酸、碱、盐及化学肥料的生产；b精细无机化学工业：包括稀有元素、无机试剂、药品、催化剂、电子材料的生产；c电化学工业：包括食盐水溶液的电解，烧碱、氯气、氢气的生产，熔融盐的电解，金属钠、镁、铝的生产，电石、氯化钙和磷的电热法生产等；d冶金工业：钢铁、有色金属和稀有金属的冶金；e硅酸盐工业：玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料的生产；3f矿物性颜料工业。(2)有机化学工业a基本有机合成工业：以甲烷、一氧化碳、氢、乙烯、丙烯以及芳烃为基础原料，合成醇、醛、酸、酮、酯等基本有机合成原料的生产；b精细有机合成工业：染料、医药、有机农药、香料、合成洗涤剂以及塑料、橡胶的添加剂、纺织、印染助剂的生产；c高分子化学工业：塑料、合成纤维、合成橡胶等高分子材料的合成工业；d燃料化学加工工业：石油、天然气、煤、木材、泥炭的加工工业；e食品化学工业：糖、淀粉、油脂、蛋白质、酒类等食品的生产；f纤维素化学工业：以天然纤维素为原料的造纸、人造纤维、胶片等生产。1.1.4化工生产的特点化工生产具有易燃、易爆、易中毒，高温、高压，有腐蚀等特点，因而较其它工业部门有更大的危险性。化工生产有四大特点：a使用的原料、半成品和成品种类繁多，绝大部分是易燃、易爆、有毒、有害、有腐蚀的化学危险品，这对贮存运输有特别要求；b化工生产要求的工艺条件苛刻。有些化学反应在高温、高压下进行，有的要在低温、高真空度下进行。c生产规模大型化。近二十多年，国际上化工生产采用大型生产装置是一个明显的趋势。采用大型装置可以明显降低单位产品的建设投资和生产成本，提高劳动生产能力，降低能耗；d从生产方式上讲，化工生产已经从过去落后的坛坛罐罐的手工操作、间断生产转变为高度自动化、连续化生产；生产设备由敞开式变为密闭式；生产装置从室内走向露天；生产操作由分散控制变为集中控制，同时也由人工手动操作变为仪表自动操作，进而又发展为计算机控制。1.1.5安全在化工生产的重要意义化工生产具有易燃、易爆、易中毒，高温、高压，有腐蚀等特点，因此，安全生产在化工行业中就更为重要。一些发达国家的统计资料表明，在工业企业发生的爆炸事故中，化工企业就占了三分之一。随着生产技术的发展和生产规模的大型化，安全生产已成为一个社会问题。我国的化工企业由于安全制度不健全或执行制度不严，操作人员缺乏安全生产知识或技术水平不高、违章作业等，也发生了许多事故。1987年前的20～25年间，在95个国家登记的化学品所发生突发性化学事4故见表1-1。典型化工事故原因分类比例见表1-2。根据相关的统计资料，化工企业各种事故概率发生的概率见表1-3。表1-1国外化学品事故分类情况类别名称比例（%）化学品类别汽油18.0氨16.1煤油14.9氯14.4原油11.2液化石油气2.53化学品物质形态液体47.8液化气27.6气体18.8固体8.2事故来源运输34.2工艺过程33.0贮存23.1搬运9.6事故原因机械故障34.2碰撞事故26.8人为因素22.8外部因素（地震、雷击）15.2表1-2事故原因频率分布表序号事故原因事故次数(件)事故频率(%)顺序1阀门管线泄漏3435.112泵设备故障1818.223操作失误1515.634仪表电气失灵1212.445反应失控1010.456雷击自然灾害88.46表1-3事故概率统计5事故名称发生概率（次/a）发生频率对策管道、输送泵、槽车损坏等泄漏事故10-1可能发生必须采取措施管线、贮槽、反应釜等破裂泄漏事故10-2偶尔发生需要采取措施管线、阀门、贮罐等严重泄漏事故10-3偶尔发生采取措施贮罐等出现重大爆炸、爆裂等事故10-4极少发生重视和防范重大自然灾害引起的事故10-5~10-6很难发生注意关心几起与氨有关的事故案例。案例1：2006年5月31日，河北省辛集市化工集团化肥有限公司储罐区存有6t液氨的罐顶阀体突然破裂，发生泄漏，造成1人死亡、20人中毒（其中6人中毒较重），200m外有明显的氨气的刺激性气味，经过30min修复罐顶阀体。案例2：2005年11月29日下午2时45分，江苏常州新亚化工有限公司（原武进化肥厂）发生一起液氨泄漏事故。甲胺生产装置在处理放空缓冲罐物料时，向甲醇吸收槽排放稀释氨甲醇混合物，吸收槽顶盖突然开裂，槽中物料外泄，主要成分为氨气及少量的甲胺、甲醇。附近操作人员及设备安装人员受到了外泄氨味的刺激，造成15人不同程度的呼吸道伤害。事故发生后，企业根据事故应急预案立即采取了有效措施，至当日下午3时20分，周围气体才逐渐散去。案例3：位于上海市浦东新区唐陆路2323号的上海振众制冷有限公司于2006年2月4日下午15时39分许，液氨罐体阀门处发生泄漏，罐体内共装有液氨500kg，泄漏原因为罐体法兰螺丝松动。抢险班及时实施警戒，划出安全处置区域并协助民警疏散围观群众，同时要求主管中队消防车出水对周围区域进行稀释；防化班一组做好全面防护，使用扳手紧固阀栏部件，并用堵漏器材对裂缝处进行堵漏。10分钟后，堵漏完成，事故被成功处置。案例4：2004年9月2日18时55分，依兰县北冰洋冰棍厂在向冷库输送液氨过程中输氨管爆裂，造成200多公斤液氨泄漏。在输氨管线上有一个约2厘米长的口子，喷出的液氨有1米多高，依兰县消防中队接到110报警后，3分钟后到达事故现场，顶着液氨的强烈刺激，疏散85人，采取稀释驱散的方法降低空气中氨的浓度，及时关阀断源，经过24分钟的奋力抢险，成功处置了泄漏事故，无人员伤亡。6案例5：1977年4月29日夜11时，某化学工业公司化肥厂合成车间外通液氨仓库的一条ф89mm的液氨管道因腐蚀而断裂，致使管道内的液氨泄漏3t，氨气波及面积达2.4km2，先后发生工人43人急性氨中毒，经抢救无一例死亡和后遗症。案例6：2005年7月4日，上海月日液氨气体公司在运输10只液氨钢瓶至南汇区惠南镇时，车上一只能载重200公斤液氨的钢瓶爆裂，液氨从裂缝处向外泄漏，烟雾状氨气向四周扩散，致使方圆200米范围空气中布有刺激气味，百余人氨气轻度中毒。爆裂的原因为露天曝晒，钢瓶超期服役、腐蚀严重，钢瓶内液氨过量。国外的2起事故案例：1984年11月，墨西哥城液化石油气站发生爆炸事故，造成540人死亡，4000多人受伤。1984年11月印度博帕尔市的一家农药厂发生甲基异氰酸酯毒气泄漏事件，造成2500人死亡，5万人双目失明，15万人终身残疾。2009年3月23日云天化事故——中午12时53分许，云天化股份有限公司合成氨装置合成塔出口管道发生断裂，导致高温、高压气体外泄。由于高温、高压气体外泄形成了强冲击波，并发出爆炸似的响声，附近门窗玻璃被震裂飞溅，导致事发中心现场有7名员工受到轻微伤，工厂附近部分建筑物门窗也受到损坏。已造成17人轻伤，其中7人为公司员工，10人为厂区附近居民，没有重伤和死亡人员，也未造成有毒气体泄漏。中国的化学工业，因制度不健全或执行制度不严，操作人员缺乏安全生产知识或技术水平不高、违章作业等，发生过很多事故。据不完全统计，1983年至1988年发生重大事故647起，死亡人数117人。化工生产工程会造成环境污染，将引发肝炎、肝脾肿大、血象异常、白血病、癌症等职业病。因此化工生产过程中安全是至关重要的。1.2化学工业的危险与安全事故的多发性和严重性是化学工业独有的特点。1.2.1化学工业危险因素美国保险协会（AIA）对化学工业的317起火灾、爆炸事故进行调查，分析了主要和次要原因，把化学工业危险因素归纳为以下九个类型：1.2.1.1工厂选址a易遭受地震、洪水、暴风雨等自然灾害；b水源不充足；7c缺少公共消防设施的支援；d有高湿度、温度变化显著等气候问题；e受邻近危险性大的工业装置影响；f邻近公路、铁路、机场等运输设施；g在紧急状态下难以把人和车辆疏散至安全地。1.2.1.2工厂布局a工业设备和储存设备过于密集；b在显著危险性和无危险性的工业装置间的安全距离不够；c昂贵设备过于集中；d对不能替换的装置没有有效的防护；e锅炉、加热器等水源与可燃物工艺装置之间距离太小；f有地形障碍。1.2.1.3结构a支撑物、门、墙等不是防火结构；b电气设备没有防护措施；c防爆通风换气能力不足；d控制和管理的指示装置无防护措施；e装置基础薄弱。1.2.1.4对加工物质的危险性认识不足a在装置中混合原料，在催化剂作用下自然分解；b对处理的气体、粉尘等在其工艺条件下的爆炸范围不明确；c没有充分掌握因误操作、控制不良而使工艺过程处于不正常状态时的物料和产品的详细情况。1.2.1.5化工工艺a没有足够的有关化学反应的动力学数据；b对有危险的副反应认识不足；c没有根据热力学研究确定爆炸能量；d对工艺异常情况检测不够。1.2.1.6物料输送a各种单元操作时对物料流动不能进行良好控制；b产品的标示不完全；c风送装置内的粉尘爆炸；8d废气、废