化工安全技术教案.docx

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化工安全技术教案

1绪论

1．1安全含义

1、化工（高温、高压、易燃、易爆、有毒）

2、矿山（煤矿、非煤矿山、尾矿库）

3、建筑业

4、民用爆破品（炸药、雷管、硝铵、消化甘油等）

5、交通（汽车、火车、轮船、飞机、摩托、拖拉机）

6、公共场所（宾馆、医院、公园、娱乐场所、电影院、图书馆、学校、广场）

7、河流、海洋影响（涨水、污染、河流改道；潮汐、海啸、海洋热带风暴）

8、地震、火山影响

9、其他自然灾害（泥石流、滑坡、干旱、水灾、飓风）

10、电站、水库（火电、水电、核电；电站坝体、水库坝体）

1．2我国安全现状

1、煤矿：

6、交通运输：

99088人

2、非煤矿山：

7、公共场所及娱乐场所：

3、危险化学品：

8、地质灾害：

4、建筑业9、台风、地震、洪水等

5、民用爆破品：

10、

1．3化工安全要求及安全理论

1．3．1化工危险因素

主要职业危险、有害因素是火灾、爆炸、毒物危害和酸腐蚀、灼伤等，还有机械伤害、噪声、高处坠落、物体打击及缺氧窒息等其它危害。

《企业职工伤亡事故分类》（GB6441–1986）中综合考虑起因物、引起事故的先发的诱导性原因、致害物、伤害方式等，将危险因素分为20类。

卫生部、原劳动部、总工会等颁发的《职业病范围和职业病患者处理办法的规定》将有害因素分为生产性粉尘、毒物、噪声与振动、高温、低温、辐射、其他有害因素等七类。

（1）工厂选址（周边环境、气象条件、地质灾害、水源地、地形）

（2）工厂布局（风向、分类布置、安全距离、安全通道、禁火区、昂贵设备集中、地形障碍）

（3）结构

（4）加工物质的危险性

（5）化工工艺

（6）物料输送

（7）误操作

（8）设备缺陷

（9）应急救援

注：

P7表1-1

1．3．2化工安全要求

（1）先进、合理、稳定、成熟、安全的工艺

（2）设备安全（制作质量）

（3）使用安全、稳定、无毒的原料

（4）装置布置安全（风向、分区、安全距离）

（5）安全设施设备（消防、防爆、防泄漏（中毒、爆炸、腐蚀）、防火源、防雷、防静电、防坠落、防淹溺、防尘、防噪音、职业卫生防护）

（6）安全管理及操作安全

1．3．3化工安全理论

1．4我国安全方面的法律、法规及标准

1．4．1法律法规

（1）《中华人民共和国安全生产法》（主席令第70号2002.6.29）

（2）《中华人民共和国消防法》（主席令第4号1998.4.29）

（3）《危险化学品安全管理条例》（国务院令第344号2002.1.26）

（4）《安全生产许可证条例》（国务院令第397号2004.1.23）

（5）《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》（国家安全监管局令第10号2004.5.17）

（6）《特种设备安全监察条例》（国务院令第373号2003.2.19）

1．4．2标准及规范

（1）《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2006年版）

（2）《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92

（3）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92

（4）《生产过程安全卫生要求总则》（GB12801-91）

（5）《职业安全卫生术语》（GB/T15236-94）

（6）《重大危险源辨识》（GB18218-2000）

（7）《常用化学危险品贮存通则》GB15603-1995

（8）《化工企业静电接地设计规范》HGJ28-90

（9）《爆炸危险场所安全规定》劳动部，1995.1.22

（10）《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98

（11）《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000

（12）《化工企业安全卫生设计规定》HG20571-95

（13）《化工企业总图运输设计规范》HGJ1-85

（14）《室外排水设计规范》（1997年版）

（15）《化工企业安全管理制度》化工部（91）化劳字第247号

（16）《安全标志》GB2894-96

（17）《常用危险化学品的分类及标志》GB13690-92

（18）《特种作业人员安全技术考核管理规定》GB5306-85

（19）《安全评价通则》（国家安全监管局安监管技装字〔2004〕37号）

（20）《危险化学品生产企业安全现状评价导则》（试行）国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局

1．4．3化工安全技术的新进展

1、设备故障诊断技术和安全评价技术

设备裂纹、断裂的探测：

声发射技术和红外热像技术

安全评价：

定性、定量评价

2、监测危险状况、消除危险因素的新技术3、救火救人技术

各种检测仪、报警器、监视器4、预防职业危害的安全技术

2物质性质、物化原理与安全

2.1化学物质及其危险概述

一、危险化学品分类（八类）

1、

爆炸品易燃气体

2、压缩气体和液化气体不燃气体

有毒气体

低闪点液体：

闪点∠-18℃

3、易燃液体中闪点液体：

-18℃∠闪点∠23℃

闪点P20高闪点液体：

23℃∠闪点∠61℃

4、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品

5、氧化剂和有机过氧化物

6、有害物品和有毒感染性物品

7、放射性物品

8、腐蚀品

二、化学物质的危险性可燃物质

爆炸性危险可燃物爆炸的三要素空气或其它助燃剂

1、物理危险氧化性危险与其它物质接触产生强烈火源或高于着火点的温度

放热反应，特别易燃物质极度易燃性物质：

闪点∠0℃

易燃性危险（P18）高度易燃性物质：

闪点∠21℃

易燃性物质：

闪点21~55℃

毒性危险

2、生物危险腐蚀性和刺激性危险

致癌性和致变性危险

3、环境危险水质污染和空气污染

2.2易燃、毒性、反应物等物质的特性和特征

2.2．1易燃物质的特性和特征（P20）

2.2．2毒性物质的特性和特征（P22）

2.2．3反应物质的特性和特征（P26）

2.3压力系统、化学反应系统、化工操作

2.3．1压力系统热力学行为与危险性

一、温度对蒸气压的影响

1、蒸气压关系式：

pi=psix少许易挥发杂质的存在会降低液体的闪点，

yi=psixi/p在应用混合溶剂时，应注重考虑。

2、空气中易燃蒸气的产生

3、空气中毒性蒸气过高浓度的产生超常吸热引起

4、不同情形的过压问题化学反应引起

蒸气爆炸引起物料喷射故障或失误引起

二、相变引起的体积变化少量易燃或毒性液体在有限空间内变化

蒸气冷凝或被其它液体吸收引起的内爆

2.3．2化学反应系统物化原理与安全

一、化学反应动力学：

r=KCaACbB

P35

二、反应物质的非互容性质

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发生强烈化学反应，甚至引起爆炸。

1、毒性危险：

P36表2-5

2、反应危险：

P36表2-6

3、水敏性危险：

一些化学物质与水接触会产生易燃气体。

如：

钾、电石会生成H2、C2H2

三、化学反应类型及其危险性：

P37~40

2.3．3化工操作原理与安全

一、化学反应与热量传递

硫酸沸腾炉、锅炉、转化器必须把多余热量移走

二、相平衡与组分分离

1、

蒸馏水偶然进塔，大量水分立即蒸发

蒸馏塔需要配置真空或压力释放设施冷水喷入充满蒸气而无真空释放阀（内爆）

2、吸收

安全：

容器中的液面应自动控制和易于检查，毒性气体必须有低液位自动报警器

3、液-液萃取

常使用易燃稀释剂或萃取剂，消除静电非常重要

4、结晶

三、相混合和相分离

1、混合

1）液-液混合

2）气-液混合

如液体是易燃的，喷入的是空气形成易燃混合物，则须采取适当的防护措施：

低流速、低压报警、自动断路、防止静电产生等

3）固-液混合

4）固-固混合

5）气-气混合：

注意易燃、易爆混合物防护措施

2、蒸发

3、干燥

4、过滤和离心

四、物料的输送和机械加工

1、物料输送

1）固体物料输送

2）液体物料输送

3）气体物料输送

a）压力管道和设备：

设压力表、安全阀，泄压时，须把危险气体引致安全地区

b）可燃气体输送管道：

保持正压，并据需要安装止逆阀、水封、阻火器等

c）可燃气体和液体不许与电缆一起敷设

d）操作场所采用防爆电器、开关和灯具

2、粉碎和研磨：

粉尘爆炸、机械伤害

3化工厂设计和操作安全

3．1工厂的定位、选址和布局

一级危险：

潜在（隐患）在正常的条件下不会造成人身或财产损害，只有事故时才会引起损伤、火灾或爆炸

二级危险：

直接（事故）一级危险失去控制，发展成事故，造成对人身或财产的直接损害。

周边环境（人口、村镇、文物、古迹、军事、保护动、植物）

厂址选择：

地质、地形、

气象、水文（河流、湖泊）

布局：

分区集中布置，工艺装置区、仓贮区、辅助生产区（含污水处理）、公用工程区（水、电、气）、运输装卸区、办公区、生活区（七个区）

《化工企业安全卫生设计规定》、《石油化工企业设计防火规范》

一般规定

3.1厂址选择

　　1、化工企业的厂址选择应全面考虑建设地区的自燃环境和社会环境，认真收集拟建地区的地形测量、工程地质、水文、气象、区域规划等基础资料，进行多方案论证、比较，选定技术可靠、经济合理、交通方便、符合环境和安全卫生要求的建设方案。

2、选择厂址应充分考虑地震、软地基、湿陷性黄土、膨胀土等地质因素以及飓风、雷暴、沙暴等气象危害，采取可靠技术方案，避开断层、滑波、泥石流、地下溶洞等比较发育的地区。

　　3、厂址应不受洪水、潮水和内涝的威胁。

凡可能受江、河、湖、海或山洪威胁的化工企业场地高程设计，应符合国家《防洪标准》的有关规定，并采取有效的防洪、排涝措施。

　　4、厂址应避开新旧矿产采掘区、水坝（或大堤）溃决后可能淹设地区、地方病严重流行区、国家及省市级文物保护区，并与航空站、气象站、体育中心、文化中心保持有关标准或规范所规定的安全距离。

　　5、化工企业之间、化工企业与其它工矿企业、交通线站、港埠之间的距离应符合安全卫生、防火规定。

　　6、化工企业的厂址应符合当地城乡规划，按工厂生产类型及安全卫生要求与城镇、村庄和工厂居住区保持足够的间距。

　　7、工厂的居住区、水源地等环境质量要求较高的设施与各种有害或危险场所应按有关标准规范设置防护距离，并应位于附近不洁水体、废渣堆场的上风、上游位置。

　　8、化工企业厂址必须考虑当地风向因素，一般应位于城镇、工厂居住区全年最小频率风向的上风方向。

　　9、厂区具体定位应与当地现有和规划的交通线路、车站、港口进行顺捷合理的联结。

厂前区尽量临靠公路干道；铁路、索道和码头应在厂后、侧部位，避免不同方式的交通线路平面交叉。

　　10、集中建设的工厂居住区不宜分散在铁路或公路干道两侧，邻近居住区的线路应保持有关规范所规定的距离。

　　3．2厂区总平面布置

　　1、化工企业厂区总平面应根据厂内各生产系统及安全、卫生要求进行功能明确合理分区的布置，分区内部和相互之间保持一定的通道和间距。

　　2、厂区内火灾危险较高，散发烟尘、水雾和噪音的生产部分应布置在全年最小风频率的上风方位，厂前、机、电、仪修和总变配电等部分应位于全年最小风频率的下风向，厂前区宜面向城镇和工厂居住区一侧。

　　3、污水处理场、大型物料堆场、仓库区应分别集中布置在厂区边缘地带。

　　4、厂区面积大于5万米2的化工企业应有两个以上的出入口，大型化工厂的人流和货运应明确分开，大宗危险货物运输须有单独路线，不与人流及其它货流混行或平交。

　　5、厂内铁路线群一般应集中布置在后部或侧面，避免伸向厂前、中部位，尽量减少与道路和管线交叉。

铁路沿线的建、构筑物必须遵守建筑限界和有关净距的规定。

　　6、厂区道路应根据交通、消防和分区和要求合理布置，力求顺通。

危险场所应为环行，路面宽度按交通密度及安全因素确定，保证消防、急救车辆畅行无阻。

　　1）街区道路均应考虑消防车通行，道路中心线间距应符合防火规范的有关规定。

　　2）道路两侧和上下接近的建、构筑物必须满足有关净距和建筑限界要求。

　　7、机、电、仪修等操作人员较多的场所宜布置在厂前附近，避免大量人流经常穿行全厂或化工生产装置区。

　　8、循环水冷却塔不宜布置在室外变配电装置冬季风向频率的上风附近，并应与总变电所、道路、铁路和各种建构筑物保持规定的距离。

　　9、储存甲、乙类物品的库房、罐区、液化烃储罐宜归类分区布置在厂区边缘地带，其储存量和总平面及交通线路等各项设计内容应符合有关规范的规定。

　　10、新建化工企业应根据生产性质、地面上下设施和环境特点进行绿化美化设计，其绿化用地系统应按有关规范并与当地环保部门协同商定。

　　3．3化工装置安全卫生设计原则

　　1、生产工艺安全卫生设计必须符合人一机工程的原则，以便最大限度地降低操作者的劳动强度以及精神紧张状态。

　　2、应尽量采用没有危害或危害较小的新工艺、新技术、新设备。

淘汰毒尘严重又难以治理的落后的工艺设备，使生产过程本身为本质安全型。

　　3、对具有危险和有害因素的生产过程应合理地采用机械化、自动化和计算机技术，实现遥控或隔离操作。

　　4、具有危险和有害因素的生产过程，应设计可靠的监测仪器、仪表，并设计必要的自动报警和自动联锁系统。

　　5、对事故后果严重的化工生产装置，应按冗余原则设计备用装置和备用系统，并保证在出现故障时能自动转换到备用装置或备用系统。

　　6、生产过程排放的有毒、有害废气、废（液）和废渣应符合国家标准和有关规定。

　　7、应防止工作人员直接接触具有危险和有害因素的设备、设施、生产原材料、产品和中间产品。

　　8、化工专用设备设计应进行安全性评价，根据工艺要求、物料性质，按照《生产设备安全卫生设计总则》（GB5083）进行。

设备制造任务书应有安全卫生方面内容。

选用的通用机械与电气设备应符合国家或行业技术标准。

劳动安全

　　3．4防火、防爆

　　1、具有火灾、爆炸危险的化工生产过程中的防火、防爆设计应符合《石油化工企业设计防火规范》（BG50160）和《建筑设计防火规范》《GBJ16》等规范，火灾和爆炸危险场所的电气装置的设计应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058）。

　　2、具有易燃易爆的工艺生产装置、设备、管道，在满足生产要求的条件下，宜按生产特点，集中联合布置，采用露天、敞开或半敞开式的建（构）筑物。

　　3、化工生产装置内的设备、管道、建筑（构）筑物之间防火距离应符合GB50160和GBJ16中规定。

　　4、明火设备应集中布置在装置的边缘，应远离可燃气体和易燃、易爆物质的生产设备及储槽，并应布置在这类设备的上风向。

　　5、有可燃气体和粉尘泄露的封闭作业场所必须设计良好的通风系统，保证作业场所中的危险物质的浓度不超过有关规定，并设计必要的检测和自动报警装置。

　　6、有火灾爆炸危险场所的建（构）筑物的结构形式以及选用的材料，必须符合防火防爆要求。

　　7、具有火灾爆炸危险的工艺、储槽和管道，根据介质特点，选用氮气、二氧化碳、蒸汽、水等介质置换及保护系统。

　　8、化工生产装置区内应准确划定爆炸和火灾危险环境区域范围，并设计和选用相应的仪表、电气设备。

　　9、化工生产装置的露天设备，设施及建（构）筑物均应有可靠的防雷电保护措施，防雷电保护系统的设计应符合3.3节及其它有关标准和规范。

　　10、生产设备、管道的设计应根据生产过程的特点和物料的性质选择合适的材料。

设备和管道的设计、制造、安装和试压等应符合国家标准和有关规范要求。

　　11、具有火灾爆炸危险的生产设备和管道应设计安全阀，爆破板等防爆泄压系统，对于输送可燃性物料并有可能产生火焰蔓延的放空管和管道间应设置阻火器、水封等阻火设施。

　　12、危险性的作业场所，必须设计防火墙和安全通道，出入口不应少于两个，门窗应向外开启，通道和出入口应保持畅通。

　　13、消防系统

　　1）化工装置消防设计必须根据工艺过程特点及火灾危险程度、物料性质、建筑结构，确定相应的消防设计方案。

　2）化工企业低压消防给水设施、消防给水宜与生产或生活给水管道系统合并。

高压消防给水应设计独立的消防给水管道系统。

消防给水管道一般应采用环状管网。

　　3）化工生产装置的水消防设计应根据设备布置、厂房面积以及火灾危险程度设计相应的消防供水竖管、冷却喷淋、消防水幕、带架水枪等消防设施。

　　4）化工生产装置、罐区、化学品库应根据生产过程特点、物料性质和火灾危险性质设计相应的泡沫消防及惰性气体灭火设施。

　　5）化工生产装置区、储罐区、仓库除应设置固定式、半固定式灭火设施外，还应按规定设置小型灭火器材。

　　6）重点化工生产装置、计算机房、控制室、变配电站、易燃物质仓库、油库应设置火灾自动报警和消防灭火设施。

　　3．5防静电

　　1、化工装置防静电设计应符合《防止静电事故通用导则》（GB12518）以及《化工企业静电接地设计技术规程》（HGJ28）的规定。

　　2、化工装置防静电设计，应根据生产工艺要求、作业环境特点和物料的性质采取相应的防静电措施。

　　3、化工装置防静电设计，应根据生产特点和物料性质，合理地选择工艺条件、设备和管道的材料以及设备结构，以控制静电的产生，使其不能达到危险程度。

　　4、化工生产装置在防爆区域内的所有金属设备、管道、储罐等都必须设计静电接地，不允许设备及设备内部结构，以控制静电的产生，使其不能达到危险程度。

　　非导体设备、管道、储罐等应设计间接接地，或采用静电屏蔽方法，屏蔽体必须可靠接地。

　　5、具有火灾爆炸危险的场所、静电对产品质量有影响的生产过程；以及静电危害人身安全的作业区，所有的金属用具及门窗零部件、移动式金属车辆、梯子等均应设计接地。

　　6、根据静电序列表选用原料配方和使用材料，使摩擦或接触两种物质在序列表中的位置接近，减少静电产生。

　　7、非导体如橡胶、塑料、纤维、薄膜、纸张、粉体等生产过程设计，应根据工艺特点、作业环境和非导体性质，设计静电消除装置。

　　8、在生产工艺许可的条件下，当采用空气增湿、降低亲水性静电非导体的绝缘性能来消除静电的措施时，应保持作业环境中的空气相对湿度大于50%。

　　9、采用抗静电添加剂增加非导体材料的吸湿性或离子化来消除静电的措施时，应根据使用对象、目的、物料工艺状态以及成本、毒性、腐蚀性等具体条件进行选择。

　　10、对可能产生静电危害的工作场所，应配置个人防静电防护用品。

　　重点防火、防爆作业区的入口处，应设计人体导除静电装置。

　　11、化工建设项目应根据生产特点配置必要的静电检测仪器、仪表。

　　3．6防雷

　　1、化工装置、设备、设施、储罐以及建（构）筑物，应设计可靠的防雷保护装置，防止雷电对人身、设备及建（构）筑物的危害和破坏。

防雷设计应符合国家标准和有关规定。

　　2、化工生产装置的防雷设计应根据生产性质、环境特点以及被保护设施的类型，设计相应防雷设施。

　　3、有火灾爆炸危险的化工装置、露天设备、储罐、电气设施和建（构）筑物应设计防直击雷装置。

　　4、具有易燃、易爆气体生产装置和储罐以及排放易燃易爆气体的排气筒的避雷设计，应高于正常事故状态下气体排放时所形成的爆炸危险范围。

　　5、平行布置的间距小于100mm金属管道或交叉距离小于100mm的金属管道，应设计防雷电感应装置，防雷电感应装置可与防静电装置联合设置。

　　6、化工装置的架空管道以及变配电装置和低压供电线路终端，应设计防雷电波侵入的防护措施。

　　3．7触电保护

　　1、正常不带电而事故时可能带电的配电装置及电气设备外露可导电部分，均应按《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65）要求设计可靠接地装置。

　　2、移动式电气设备应采用漏电保护装置。

　　3、凡应采用安全电压的场所，应采用安全电压，安全电压标准按《安全电压》（GB3805）。

　　3．8化学危险品储运

　　1、储存

　　1）化工企业的化工危险品储存设计必须符合国家标准和有关规定。

　　2）化工危险品储存设计应根据化学品的性质、危害程度和储存量，设置专业仓库、罐区储存场（所）。

并根据生产需要和储存物品火灾危险特征，确定储存方式、仓库结构和选址。

　　3）化学危险品仓库、罐区、储存场应根据危险品性质设计相应的防火、防爆、防腐、泄压、通风、调节温度、防潮、防雨等设施，并应配备通讯报警装置和工作人员防护物品。

　　4）化学危险品仓库消防设计应符合3.1.13条规定。

　　5）化学危险品库区设计，必须严格执行危险物品配置规定。

应根据化学性质、火灾危险性分类储存，性质相低触或消防要求不同的化学危险品，应分开储存。

　　6）放射性物质储存，应设计专用仓库。

　　2、装卸运输

　　1）装运易燃、剧毒、易燃液体、可燃气体等化学危险品，应采用专用运输工具。

　　2）化学危险品运输线路、中转站、码头应设在郊区或远离市区。

　　3）化学危险品装卸应配备专用工具、专用装卸器具的电器设备，应符合防火、防爆要求。

　　3、化学危险品包装

　　1）根据化学物品特性和运输方式正确选择容器和包装材料以及包装衬垫，使之适应储运过程中的腐蚀、碰撞、挤压以及运输环境的变化。

　　2）化学物品包装应标记物品名称、牌号、生产及储存日期。

具有危险或有害化学物品，必须附有合格证、明显标志和符合规定的包装。

　　3）易燃和可燃液体、压缩可燃和助燃气体、有毒、有害液体的灌装，应根据物料性质、危害程度，采用敞开或半敞开式建筑物。

灌装设施设计应符合有关防火、防爆、防毒要求。

　　4）有毒、有害液体的装卸应采用密闭操作技术，并加强作业场所通风，配置局部通风和净化系统以及残液回收系统。

　　3．9防机械及坠落等意外伤害

　　1、化工装置内有发生坠落危险的操作岗位时应按规定设计便于操作、巡检和维修作业的扶梯、平台、围栏等附属设施。

　　设计扶梯、平台和栏杆应符合《固定式钢直梯》（GB4053.1）、《固定式钢斜梯》（GB4053.2）、《固定式工业防护栏杆》（GB4053.3）、《固定式工业钢平台》（GB4053.4）的规定。

　　2、高速旋转或往复运动的机械零部件应设计可靠的防护设施、挡板或安全围栏。

　　3、传动运输设备、皮带运输线应按规定设计带有栏杆的安全走道和跨越走道。

　　4、埋设于建（构）筑物上的安装检修设备或运送物料用吊钩、吊梁等，设计时应考虑必要的安全系数，并在醒目处标出许吊的极限荷载量。

　　5、高大的设备、烟囱或其它建（构）筑物的顶部应按有关规定设计红色障碍标志灯。

3．2化工工艺设计有潜在危险的过程

1、工艺流程（P56）有潜在危险的操作《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录》（第二批）

平面布置：

直线狭长排列：

塔器、筒体、换热器、泵主要管线

2、管线布置图立面布置非直线排列的配置：

控制室、压缩机、反应器、加热炉

3、物料的选择：

低毒取代高毒，无毒取代有毒

3．3压力容器的设计、制造和检验

一压力容器

1.同时具备下列条件的容器属于压力容器：

⑴最高工作压力（pw）大于等于0.1MPa（不含液体静压力，下同）；

⑵内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3；

⑶盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

2.压力容器划分为三类：

⑴下列情况之一的，为第三类压力容器