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物质：

性质及其在一定条件下应用时随时间变化的可能性

第三节毒性物质的性质和特征

一、毒性物质的类别

粉尘、烟尘、烟雾、蒸汽、气体

二、毒性物质的临界限度和致死剂量

最小致死量：

使一组试验动物中恰恰一个致死的单位体重的毒物量

半致死量（50%致死量）：

使一组试验动物中一半致死的毒物量

四、毒性物质的毒性等级和危险等级

毒性等级

1.“U”：

未知

2.“0”：

无毒性

3.“1”：

轻度毒性

4.“2”：

中度毒性

5.“3”：

重度毒性

危险等级，根据物质的半致死剂量划分（重点）

“0”：

无毒性，LD50>

15g/kg

“1”：

实际无毒性，5g/kg<

LD50<

“2”：

轻度毒性，0.5g/kg<

5g/kg

“3”：

中度毒性，50mg/kg<

500mg/kg

“4”：

毒性，LD50<

50mg/kg

第四节 

反应物质的性质和特征

一、化学物质的反应性能

1.自燃性质

2.过氧化性质

3.水敏性质

二、反应物质不稳定性结构因素和热力学表征

1.物质不稳定性的结构因素（p27表格重点）

2.物质不稳定的热力学表征

Gibbs自由能变化的热力学关系式为△G=△H—T△S

三、反应物质的氧差额

系统的氧含量与系统中的C、H和其他可氧化元素完全氧化所需要氧量之间的差值。

系统缺氧，氧差额为—；

系统剩余氧，氧差额为+

氧差额的概念更多的是用于孤立的化合物而非前述的反应混合物

第六节化学反应系统物化原理与安全

二、反应物质的非互容性质

概念：

许多化学物质彼此互不相容，它们必须在严格控制的条件下接触，否则会生成剧毒物质或强烈化学反应，甚至引起爆炸

1．毒性危险

2．反应危险

3．水敏性危险

三、化学反应类型及其危险性

1、燃烧2、氧化3、中和4、点解5、复分解反应6、煅烧7、硝化

第三章 

化工厂设计和操作安全

第一节 

工厂的定位、选址和布局（必考）

一、危险和防护的一般考虑

潜在的危险：

一级危险

直接的危险：

二级危险

三道防护线：

第一道防护线：

针对一级危险

1）根据主导的风向，把火源置于易燃物质可能释放点的上风口侧

2）为人员、物料和车辆的流动提供充分的通道

第二道防护线：

针对二级危险

1）把最危险的区域与人员最常在的区域隔离开

2）在关键部位安放灭火器材

二、工厂的定位问题

基本原则：

1）有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条件

2）有贮运、公用工程和生活措施等方面良好的协作环境

3）有便利的交通条件

4）靠近水量充足、水质优良的水源附近

5）有良好的工程地质和水文气象条件

工厂应避免定位在下列地区：

1）发震断层地区和基本烈度9度以上的地震区；

2）厚度较大的Ⅲ级自重湿陷性黄土地区；

3）易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山区；

4）有开采价值的矿藏地区

5）对机场、电台等使用有影响的地区

6）国家规定的历史文物、生物保护和风景游览地区

7）城镇等人口密集的地区

三、工厂选址的安全问题

1）依据主导风向，把工厂置于社区的下风区域

2）应确保预期的排污方法不会污染社区的饮用水

3）对工厂的主要进出口点要格外小心

4）充足的水源会增强灭火能力

5）地形也是一个要考虑的因素，平地好

6）协调好与社区的呼应关系

四、工厂布局的安全问题

工厂厂区一般可划分为六个区块：

工艺装置区；

罐区；

公用设施；

运输装卸区；

辅助生产区；

管理区

1）工艺装置区（放于下风口）

加工单元可能是工厂中最危险的区域

加工单元应该离开工厂边界一定的距离，集中布置，别太拥挤

加工单元应该在厂区内主要火源和人口密集区的下风区

2）罐区

布局有三个基本问题

i罐与罐之间的间距

ii罐与其他装置的间距

iii设置拦液堤所需要的面积

3）公用设施区

4）运输装卸区

良好的工厂布局不允许铁路支线通过厂区，把铁路支线规划在工厂边缘地区解决这个问题

装卸台上有可能发生毒性或易燃物的溅撒，装卸设施应该设置在工厂的下风区域，最好是在边缘地区

5）辅助生产区（同属于一个功能区，地理位置不一定一样p53）

维修车间和研究室要远离工艺装置区和罐区。

维修车间是重要的火源，同时人员密集，应该置于工厂的上风区域。

废水处理装置时工厂各处流出的毒性或易燃物汇集的终点，应该置于工厂的下风远程区域。

把煅烧炉置于工厂的侧面风区域；

与其他设施隔开一定的距离也是可行的方案。

6）管理区

主要办事机构应该设置在工人的边缘区域，并尽可能与工厂的危险区隔离

化工工艺设计

P54

三、过程物料的安全评价

分类：

过程内物料、过程辅助物料

所需的典型资料：

一般性说明资料、基础物性资料（如J-T系数）、易燃性资料、反应性资料（如热分解试验）、毒性资料、暴露作用、放射性资料

五、过程路线的选择

1.有潜在危险的过程（掌握）

1）爆炸、爆燃或强放热过程

2）有粉尘或烟雾生成的过程

3）在物料的爆炸范围或近区操作的过程

4）在高温、高压或冷冻条件下操作的过程

5）含有易燃物料的过程

6）含有不稳定化合物的过程

7）含有高毒性物料的过程

8）有大量贮存压力负荷能的过程

3.有潜在危险的操作（掌握）

1）易燃或毒性固体或气体的蒸发和扩散

2）可燃或毒性固体的粉碎和分散

3）易燃物质或强氧化剂的雾化

4）易燃物质和强氧化剂的混合

5）危险化学品与惰性组分或稀释剂的分离

6）不稳定液体的温度或压力的升高

第三节 

化工单元区域的规划

化工单元区域规划是定出各单元边界内不同设备的相对物理位置

一、加工单元区域的规划（了解概念）

设备配置的直线排列：

单元中大多数塔器、筒体、换热器、泵和主要管线直线狭长排列

非直线排列设施的配置：

直线排列的设备构成了单元区域的骨架，单元的其他组件如控制室、压缩机、反应器、溢流槽、加热炉等，可以设置在直线排列的两边

室内装置的配置：

对于需要精确的温度控制或需要操作者经常观察的情形，必须把加工单元的部分或全部置于室内

三、单元装置和设施的安全设计（两个概念）

故障自动保险：

要求当装置、仪表或过程控制回路出现故障时，系统恢复到最小危险状态

二次概率设计：

当操作失误或设备出现故障时会启动备用设备，预防危险出现或降低危险的作用。

（如楼道里的应急灯）

压力容器的设计、制造和检验

一、压力容器概述

2、非燃火压力容器分类p67

压力容器可以粗分为蒸汽锅炉和非燃火压力容器两大类

按工艺功能分：

1）反应容器2）换热容器3）分离容器4）贮运容器

按设计压力分：

低压容器0.1-1.6、中压容器1.6-10、高压容器10-100、超高压容器>

100

综合分类方法（掌握）：

第一类：

非易燃或无毒介质的低压容器；

易燃或有毒介质的低压传热容器和低压分离容器

第二类：

pV<

196.2kJ、剧毒介质的低压容器；

易燃或有毒介质的低压反应容器和低压贮运容器；

内径<

1m的低压废热锅炉；

一般介质的中压容器

第三类：

PV≥196kJ、剧毒介质的低压容器；

内径≥1m的低压废热锅炉；

中压废热锅炉；

PV≥490.5kJ、易燃或有毒介质的中压反应容器；

PV≥4905kJ、易燃或有毒介质的低压贮运容器；

剧毒介质的中压容器；

高压或超高压容器；

四、压力容器定期检验

3、压力试验（耐压试验、气密性试验）

耐压性试验（检验容器强度、制造工艺质量的综合性试验）和气密性试验（检验容器的严密性）应在内外部检验合格后进行

对于气密性试验，达到规定的试验压力后保持30min，在焊缝和连接部位涂肥皂水进行试验

除非特殊要求，要用液体进行耐压试验

气密性试验要在液压试验合格后进行

五、压力容器安全附件（理解啥东西）

安全阀、爆破片、压力表、液位计、泄压装置

第四章 

燃烧和爆炸与防火防爆安全技术

燃烧要素和燃烧类别

一、燃烧概论

（必考）定义：

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。

可燃物质燃烧的三个基本要素：

可燃物质、助燃物质、火源

可燃物：

一切可氧化的物质。

助燃物质：

氧化剂。

火源：

能够提供一定的温度或热量

为了达到防火的目的，至少要实现四个条件中的一个条件：

1）环境温度保持在-10℃以下（工厂难实现）

2）切断大气氧的供应（工厂难实现）

3）在区域内清除任何形式的火源

4）在区域内安装良好的通风设施。

二、燃烧要素

1、燃料2、氧和热3、火源（明火、电源、过热、热表面、自燃、火花、静电、摩擦）

三、燃烧形式

1、均相燃烧和非均相燃烧（理解）p92

均相燃烧：

可燃物质和助燃物之间的燃烧反应在同一相中进行，煤气在空气中燃烧

非均相燃烧：

可燃物质和助燃物质并非在同相，石油在空气中的燃烧

2.混合燃烧和扩散燃烧

混合燃烧：

可燃气体与助燃气体预先混合而后进行的燃烧。

爆炸一般是混合燃烧。

扩散燃烧:

可燃气体由容器或管道中喷出，与周围的空气（或氧气）互相接触扩散而产生的燃烧

3.蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧

蒸发燃烧：

可燃液体蒸发出的可燃蒸气的燃烧。

通常液体本身并不燃烧，只是由蒸发出的蒸气进行燃烧。

如硫磺和萘先熔融，蒸发

分解燃烧：

很多固体或不挥发性液体经热分解产生的可燃气体的燃烧。

如木材和煤都是

表面燃烧：

当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体时，便没有火焰，燃烧继续在所剩固体的表面进行。

如金属燃烧

四燃烧类别、类型及其特征参数

1.易燃物质的燃烧类别（老师说有要求）按可燃物性质分类

1）A类燃烧：

如木材、纤维织品、纸张等普通可燃物的燃烧

2）B类燃烧：

易燃石油或其他易燃液体、油脂等的燃烧

3）C类燃烧：

供电设备的燃烧

4）D类燃烧：

可燃金属的燃烧

2.燃烧类型及其特征参数

按燃烧起因，燃烧分闪燃、点燃、自然三种类型

1）闪燃和闪点（必考）

闪燃：

可燃液体表面的蒸汽与空气形成的混合气体与火源接近时会发生瞬间燃烧，出现瞬间火苗或闪光。

闪点：

闪燃的最低温度为闪点

2）点燃和着火点

点燃：

可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧5min以上，这种现象称为点燃。

着火点：

点燃的最低温度

可燃液体的着火点约高于其闪点5-20℃，但闪点在100℃以下时，近似相等

3）自燃和自燃点

第二节燃烧过程和燃烧原理（p97看图）

一、燃烧过程

（掌握）燃烧诱导期：

从理论上的自燃点到开始出现火焰的温度（实际测得的自燃点）的时间间隔为燃烧诱导期

二、燃烧活化能理论（掌握）

三、燃烧的过氧化物理论（知道）

在燃烧过程中，氧首先在热能作用下被活化而形成过氧键，可燃物质与过氧键加和成为过氧化物。

过氧化物不稳定，容易分解甚至燃烧或爆炸

四、燃烧的连锁反应理论（知道p98）

第三节燃烧的特征参数

一、燃烧温度：

可燃物质燃烧所产生的热量在火焰区域释放出来，火焰温度即燃烧温度

二、燃烧速率p100

1.气体燃烧速率

气体的燃烧性能常以火焰传播速率来表征，火焰传播速率又是也称为燃烧速率。

燃烧速率是指燃烧表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃烧部分传播的速率。

单质气体的燃烧速率要比化合物气体的快。

混合燃烧速率高于扩散燃烧速率。

（掌握）管道中气体的燃烧速率与管径有关，当管径小于某个小的量值时，火焰在管中不传播。

若管径大于这个小的量值，火焰传播速率随管径增加而增加，当管径增加到某个量值时，火焰传播速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率

2.液体燃烧速率

1）质量速率

每平方米可燃液体表面，每小时烧掉的液体的质量。

单位：

kg·

m-2·

h-1

2）直线速率

直线速率指每小时烧掉可燃液层的高度。

m·

3.固体燃烧速率（知道p101）分解燃烧更快

第四节爆炸及其类型

一、爆炸概述

爆炸是物质发生急剧物理、化学变化，在瞬间释放出大量能量并伴有巨大声响的过程

二、爆炸分类

1.按爆炸性质分类

1）物理爆炸

2）化学爆炸（要清楚）

2.按爆炸速度分类：

（掌握）

轻爆：

每秒零点几米到数米的爆炸过程

爆炸：

每秒十米到数百米的爆炸过程

轰炸：

每秒一千米到数千米以上

3.按爆炸反应物质分类

1）纯组元可燃气体热分解爆炸

2）可燃气体混合物爆炸

3）可燃粉尘爆炸

4）可燃液体雾滴爆炸

5）可燃蒸气云爆炸

三、常见爆炸类型

1、气体爆炸

1）纯组元气体分解爆炸

具有分解爆炸特性的气体分解石可以产生相当数量的热量

在高压下，容易引起分解爆炸的气体，当压力降至某个数值时，火焰便不再传播，这个压力称作该气体分解爆炸的临界压力，如高压乙炔、环氧乙烷

2.粉尘爆炸

任何可燃物质，当其成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。

为了防止粉尘爆炸，维持清洁十分重要。

屋顶下裸露的管线、横梁和其他突出部分都应避免积累粉尘。

在多尘操作设置区，如果有过顶的管线或其他设施，人们往往错误的认为在其下架设平滑的顶板，就可以达到防止粉尘积累的效果，除非顶板是精细安装、特殊设计，否则只会增加危险。

3.熔盐池爆炸

事后抢救往往于事无补的灾难性事件，管理和操作人员对熔盐池潜在危险疏于认识

第五节爆炸极限理论与计算（必考！

注意要给出上下限）

二、影响爆炸极限的因素

1.初始温度

爆炸性混合物的初始温度越高，混合物分子内能增大，燃烧反应更容易进行，则爆炸极限范围越宽。

2.初始压力

爆炸性混合物初始压力对爆炸极限影响很大。

一般爆炸性混合物初始压力在增压的情况下，爆炸极限范围扩大。

（CO除外）

3.惰性介质或杂质

爆炸性混合物中惰性气体含量增加，其爆炸极限范围缩小。

且对上限影响更显著

4.容器的材质和尺寸

容器管道直径越小，爆炸极限范围越小

5.能源

火花能量、热表面积、火源与混合物的接触时间等，对爆炸极限均有影响

对于一定浓度的爆炸性混合物，都有一个引起该混合物爆炸的最低能量。

浓度不同，引爆的最低能量也不同。

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。

（老师上课考过）

6.光、表面活性物质的影响

三、爆炸极限的计算P112（必考）

1、链烷烃L下=0.55Co=

Co为爆炸性气体完全燃烧时的化学计量浓度；

no为一分子可燃气体完全燃烧时所需的氧分子数；

O2%为空气中氧气的浓度

常压下25℃的链烷烃在空气中爆炸L上=7.1L下0.56

不伴有冷火焰，L上=

=

计算过程：

1.写出反应式，配平

2.计算Co

3.算L下、L上

2、多组分可燃性气体混合物的爆炸极限

仅适用于各组分元间不反应、燃烧时无催化作用的可燃性气体混合物:

Lm=

Lm为混合气体爆炸极限，%；

Li为i组分的爆炸极限，%；

V为扣除空气组元后i组元的体积分数，%。

上下限均用这个求

第七节爆炸性物质的贮存和销毁

一、爆炸性物质概述（要求）

爆炸性物质：

在一定的温度、震动或受其他物质激发的条件下，能够在极短时间内发生剧烈化学反应，释放出大量的气体和热量，并伴有巨大声响的物质

八类：

起爆器材和起爆剂、硝基芳香类炸药、硝酸酯类炸药、硝化甘油类混合炸药、混合炸药、氯酸类混合炸药、高氯酸盐类混合炸药、液氧炸药、黑色火药

引爆能：

爆炸性物质引爆所需要的能量称为引爆能。

敏感度：

爆炸性物质在高热、震动、冲击等外力作用下发生爆炸的难易程度则成为敏感度

二、爆炸性物质的销毁

除起爆器材和起爆剂以外的绝大多数爆炸性物质，推荐采用焚烧销毁

起爆器材最常用的处理方法是爆炸销毁

有些爆炸性物质能溶于水而失去爆炸性能；

还有的能与某些化学物质反应而分解而失效

第八节燃烧和爆炸事故的调查和分析

目的：

1汲取教训

2燃烧和爆炸事故（特别是规模很大时），其作用的再生实验耗费巨大。

必须从事故调查中得到大量信息，从很小的事故和近似失误的调查中也可以得到有价值的信息

二、事故调查程序和步骤

1.调查程序（过一下）

1）调查授权

2）事故初步了解

3）事故前实际情况调查

4）事故损坏检查

5）证人探访

6）研究和分析

7）调查报告准备

2.调查授权和事故初步了解

3.事故前实际情况调查

4.损坏检查和证人探访

5.调查分析和报告

三、燃烧和爆炸分析

1.燃烧分析

因为纯铜熔点1080 

，虽然铜导线由于表面氧化会被损耗掉，一般纯铜能承受燃烧的作用。

铁和钢铁在火灾中一般不会熔化。

但结构钢制件在500-600 

之间，强度会严重恶化，产生惊人的扭曲变形。

2.爆炸分析

3.火源分析

第九节火灾爆炸危险与防火防爆措施

一、物料的火灾爆炸危险

1.气体爆炸极限和自燃点是评价气体火灾爆炸危险性的主要指标

2.液体闪点和爆炸极限是液体火灾爆炸危险性的主要指标

3.固体固体的熔点、着火点、自燃点、比表面积、热分解性能等

三、防火防爆措施

基本目的：

降低人员伤亡和财产损失

预防发生、限制扩大、灭火熄爆、防火防爆

基本内容：

易燃易爆物质的安全处理、点火源的安全控制

1.易燃易爆物质的安全处理

对于易燃易爆气体混合物，应该避免在爆炸范围内加工，措施如下

1）限制易燃气体组分的浓度在爆炸极限以外

2）用惰性气体取代空气

3）把氧气浓度降低至极限值以下

对于易燃易爆液体，加工时应该避免其蒸气浓度达到爆炸极限，措施如下

1）在液面之上施加惰性气体覆盖

2）降低加工温度，保持较低的蒸汽压，使其无法达到爆炸浓度

对于易燃易爆固体，加工时应该避免暴热使其蒸气达到爆炸浓度，应该避免形成爆炸性粉尘

1）粉碎、研磨、筛分时，施加惰性气体覆盖

2）加工设备配置充分的降温设施，迅速移除摩擦热、撞击热

3）加工场所配置良好的通风设施，使易燃粉尘迅速排出不至于达到爆炸浓度

第十节有火灾爆炸危险物质的加工处理（了解）

一、用难燃溶剂代替可燃溶剂

二、根据燃烧性物质的特性分别处理

三、密闭和通风措施

四、惰性介质的惰化和稀释作用

五、减压操作

六、燃烧爆炸性物料的处理

第十一节燃烧爆炸敏感性工艺参数的控制（了解）

一、反应温度的控制

二、物料配比和投料速度控制

三、物料成分和过反应的控制

四、自动控制系统和安全保险装置

第十二节火灾和爆炸的局限化措施（了解）

三、火灾爆炸局限化布局和措施

1．局限化工厂布局

2．防爆泄压措施

3．阻止火灾爆炸扩大化的措施

第十三节灭火剂与灭火设施

一、灭火的原理及措施

原理：

消除可燃物或把可燃物浓度充分降低、隔绝氧气或把氧气量充分减少、把可燃物冷却至燃点以下

措施：

1.抑制反应物接触2.减少反应物浓度3.降低反应物温度4.初期灭火

二、灭火剂及其应用

1.水的灭火作用：

i水的蒸发潜热较大，与燃烧物质接触被加热汽化吸收大量的热，使燃烧物质冷却降温，从而减弱燃烧的强度。

ii 

水遇到燃烧物后汽化生成大量的蒸汽，能够阻止燃烧物与空气接触，并能稀释燃烧区的氧，使火势减弱。

2.泡沫灭火剂

3.干粉灭火剂

4.其他灭火剂CO2、卤代烃灭火剂

补充：

环境因子（Efactor）

E=废物质量/目标产物质量

原子经济性（AE）

AE%=（目标产物相对分子质量/总产物相对分子质量）×

100%

氧平衡（OB）（必考）

含义：

一个爆炸物能被完全氧化的程度

反应缺氧，OB为—；

反应剩余氧，OB为+；

刚好反应，OB=0

OB=-1600（2x+y/2-z）/M 

M为化合物CXHYOZ的分子量

越靠近OB=0，爆炸越厉害

有机磷农药:

磷酸酯、硫代磷酸酯

第五章 

职业毒害与防毒措施

毒性物质类别与有效剂量

一、毒性物质概述

1.毒性物质：

有些物质进入机体后并积累到一定量后，就会与机体组织和体液发生生物化学或生物物理学作用，扰乱或破坏机体的正常生理功能，进而引起暂时性或永久性的病变，甚至危及生命，这些物质称为毒性物质。

2.中毒：

有毒物侵入机体而导致的病理状态成为中毒。

3.职业中毒：

在生产过程中由于接触化学毒物而引起的中毒。

二、毒物的分类

1.按照其存在的物理状态分类：

2.按其生物作用分类：

刺激性、腐蚀性、窒息性、麻醉性、溶血性、致敏性、致突变性、致畸胎性

3.按其损害的系统分类：

神经毒性、血液毒性、肝脏毒性、肾脏毒性、全身毒性

4.把化学性质、用途和生物作用结合起来的分类方法八类：

1.金属2.卤素及其无机化合物3.强酸和碱性物质4.氧、氮、碳的无机化合物5.窒息性惰性气体6.有机毒物7.农药类毒物8.燃料及中间体、合成树脂、橡胶、纤维等。

三、毒性物质的有效剂量p154

毒性是用来表示毒性物质的剂量与毒害作用之间关系的一个概念

剂量-作用关系是指毒性物质在生物个体内所起作用与毒性物质剂量之间的关系

剂量-响应关系是以试验动物的死亡作为终点，测定毒物引起动物死亡的剂量或浓度

1.半数致死剂量或浓度（LD50或LC50），指引起全组染毒动物半数（50%）死亡的毒性物质的最小剂量或浓度

2.致死浓度和急性阈浓度之间的浓度差距：

能够反映出急性中毒的危险性，差距越大，急性中毒的危险性就越小

3.急性阈浓度和慢性阈浓度之间的浓度差距：

能够反映出慢性中毒的危险性，差距越大，慢性中毒的危险性就越大。

4.根据嗅觉阈或刺激阈，可估计工人能否及时发现生产环境中毒性物质的存在

5.毒性物质的急性中毒性危险常按LD50（吸入2h的结果）进行分级

毒性物质在化工行业中的分布

第三节化工常见物质的毒性作用

一、刺激性气体

氯气Cl2、光气COCl2、氮氧化合物NOx、二氧化硫SO2、氨NH3

二、窒息性气体

一氧化碳CO、氰化氢HCN、硫化氢