沈阳化工大学期末复习化工安全工程复习大全.docx
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沈阳化工大学期末复习化工安全工程复习大全
化工安全工程概论
化工优创1202班
1、考试时间：
6月23日（16周周三）
2、考试题型：
1.单选题
2.多选题
3.判断题
4.名词解释
5.简答题
6.计算题
7.论述题
三、考试重点：
1.爆炸极限计算
2.氧差额判断
3.毒物接触时间评价计算
4.道化学评价方法
5.故障树分析计算
6.HAZOP分析
第一章绪论
1.1重要概念（本章简答题为主）
一、任何生产过程都离不开人、物、环境三个方面的因素（PPT）。
二、安全工程研究的基本内容：
（1）安全技术
（2）劳动卫生技术
（3）安全卫生管理
三、海因里希划分化工装置紧急状态五个等级（P6）：
（1）运转失灵；
（2）故障；（3）异常；（4）事故；（5）灾害。
四、安全工程评价方法（P8）：
（1）经验系统化方法；
（2）系统解剖分析法；
（3）逻辑推到法；
（4）人的失误分析法。
五、化工工业危险因素（P4）
（1）工厂选址
（2）工厂布局
（3）结构
（4）对加工物质的危险性认识不足
（5）化工工艺
（6）物料输送
（7）误操作
（8）设备缺陷
（9）防灾计划不充分
第二章物质性质、物化原理与安全
2.1基本概念（本章名词解释为主）
一、危险化学品的分类（P12、PPT）
（1）爆炸品
（2）压缩气体和液化气体
（3）易燃液体
（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）有毒品
（7）放射性物质
（8）腐蚀品
（9）杂项危险物质和物品
2、易燃物质的性质（P16）：
闪点、着火点、自燃温度、蒸汽相对密度、熔点、沸点、分子式、爆炸范围、蒸发潜热、燃烧热。
3、闪点：
定义为易挥发可燃物质表面形成的蒸气和空气的混合物遇火燃烧的最低温度。
4、着火点：
是指蒸气和空气的混合物在开口容器中可以点燃并持续燃烧的最低温度。
着火点一般高于闪点。
当缺少闪电数据时，着火点可以标示出物质的火险。
5、爆炸范围：
也称爆炸极限或燃烧极限。
用可燃蒸汽或气体在空气中的体积分数表示，是可燃蒸汽或气体与空气的混合物遇引爆源引爆即能发生爆炸或燃烧的浓度范围。
上述浓度范围用爆炸下限和爆炸上限来表示。
六、易燃性危险（P15）：
可分为极度易燃性、高度易燃性和易燃性3个危险类别。
（1）极度易燃性是指闪点低于0、沸点低于或等于35的物质或制剂具有的特征。
例如乙醚、甲酸乙酯、乙醛就属于这个类别。
（2）高度易燃性是指无需能量，与常温空气接触就能变热起火的物质或制剂具有的特征。
氢氧化物、烷基铝、磷以及多种溶剂都属于这个类别。
（3）易燃性是指闪点在21~55的液体物质或助剂具有的特征。
包括大多数溶剂和许多石油馏分。
七、毒性物质的临界限度（P18）：
表示的是所有工人日复一日地重复暴露而不会受到危害的最高浓度。
八、LD50是一次经口半数致死剂量；LC50是吸入2小时毒气半数致死剂量。
九、氧差额：
（1）定义：
系统的氧含量与系统中的碳氢和其他可氧化元素完全氧化所需的氧量之间的差值。
（2）分类：
负氧差额、零氧差额、正氧差额
a.对于负氧差额的化合物，氧化剂的存在会减少负的氧差额。
如三硝基甲苯。
b.对于零氧差额的化合物，潜在的释放量最大。
如甲酸。
c.对于正氧差额的化合物，燃料和还原剂的存在会增加潜能的释放。
如七氧化二锰。
8.燃烧反应
点火时应注意物质的爆炸或爆炸极限。
燃烧速率控制：
温度、氧化剂、燃料加入量。
2.2重要例题氧差额计算（P23）
1.吸收氧气，负氧差额
2.不吸收不生成，零氧差额
3.释放氧原子，正氧差额
危险性：
正氧差额>零氧差额>负氧差额
第三章化工厂设计和操作
3.1重要概念（本章选择、判断为主）
一、危险和防护的一般考虑（P38）
危险按潜在或直接的危害分一级危险和二级危险。
二级危险是在一级危险失去控制后发展成的，会造成人身或财产的直接损失。
二、防护危险的措施（P38）
对于一级、二级危险，可设置三道防线
（1）第一道防护线：
为了解决一级危险，并防止二级危险的发生。
（2）第二道防护线：
当二级防护危险发生时，将人身和财产损失降至最小程度。
（3）第三道防护线：
发生人身伤害事故时，提供有效的急救和医疗设施，使受到伤害的人员得到迅速救治。
三、三道防护线的具体内容主要有（P38）：
充分利用地形（如：
液体向下流，毒气易扩散）
水源充足（灭火、稀释）
主导风向（牌城市下风口）
隔离距离（防止发生火灾、爆炸互相影响）
安全设施（灭火、防护、救生）
四、工厂定位系列问题（P39）
1.工厂定位问题实际上是要解决把工厂建于何处的问题，面对的主要问题有：
原料问题、运输问题、经济问题、环境问题
2.化工厂定位，一般遵循以下基本原则：
（1）有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条件；
（2）有储运、公用工程和生活设施等方面良好的协作环境；
（3）靠近水量充足，水质优良的水源；
（4）有便利的交通条件；
（5）有良好的工程地址和水文气象；
3.工厂应避免定位在下列地区：
（1）震断层地区和基本烈度9度以上的地震区；
（2）厚度较大的IIII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（P36）
工厂选址仍然是一种工厂相对于基环境的定位问题，考虑如下方面：
1.相对隔离或主导风向——尽量将厂址选择在一个孤立地区。
若客观条件不允许，可依据主导风，将工厂置于社区的下风区域。
2.高大构筑物可能的坍塌是对社区的另一种潜在的危险。
3.废气排放——工厂都会有不同程度的废液排放，应确保不会污染社区的饮用水，不会对养殖、海洋生物造成影响。
可能含有爆炸混合物的排污管道不可穿越公共场所或私人地界。
4.进出口道路——工厂的主要出入口要格外小心，避免严重的交通事故，若工厂邻近高速公路，可能会有车辆离开公路冲入工厂的危险。
5.毗邻工厂——毗邻的工厂可能会释放毒性或易燃气体飘入工厂，引起人员中毒或由于火花或加热面而起火。
这种情况应将工厂建于上风区，或者隔开一定的距离。
6.水源——充足的水源可以保障消防能力。
7.地形方面——工厂救火时往往需要社区的协助，社区协助的有效与否，有时对救火的成败起着决定作用。
四．工厂布局的安全问题
1．化工厂而已普遍采用留有一定间距的区块化的方法。
工厂厂区一般可划分为以下六个区块（P40）：
（1）工艺装置区；
（2）罐区；（3）公用设施区；（4）运输装卸区；（5）辅助生产区；（6）管理区。
2.加工单元可能是工厂中最危险的区域。
五、加工单元区域的规划（P46）
单元区域规划分三种：
（1）流程线状布局
（2）分组布局
（3）架空布局
加工单元设备设施配置主要有以下几种方式：
（1）地面设备直线排列；
（2）地面设备非直线排列；
（3）地面设备室内配置
六、压力容器安全附件（P59）：
（1）安全阀；
（2）爆破片；（3）压力表；
（4）液位计；（5）泄压装置。
7、容器内作业八个必须（P62、PPT）
1 必须申请、办证,并得到批准.
2 必须进行安全隔绝.
3 必须切断动力电,并使用安全灯具.
4 必须进行置换、通风.
5 必须按时间要求进行安全分析.
6 必须佩戴规定的防护用具.
7 必须有人在器外监护,并坚守岗位.
8 必须有抢救后备措施.
九、动火作业六大禁令（P63、PPT）
1 动火证未经批准,禁止动火.
2 不与生产系统可靠隔绝,禁止动火.
3 不清洗、置换不合格,禁止动火.
4 不清除周围易燃物,禁止动火.
5 不按时做动火分析,禁止动火.
6 没有消防措施,禁止动火.
十、公用工程设施安全（P65-67）
第四章燃烧和爆炸与防火防爆安全技术
4.1基本概念（本章是重点，一定要好好看课本）
1、燃烧定义：
可燃物质与助燃物质（氧或其他助燃物质）在一定的条件下发生的一种发光发热的氧化反应。
P68
2、可燃物质燃烧基本三要素：
可燃物质、助燃物质和火源。
P68
3、燃烧形式（P71）：
按照相态可分为均相燃烧和非均相燃烧：
均相燃烧又分为混合燃烧和扩散燃烧；非均相燃烧又可分为蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。
4、燃烧按照起因可分为：
闪燃、点燃和自燃。
闪点、着火点和自燃点分别是其特性参数。
5、燃烧特性参数：
燃烧温度、燃烧速率和燃烧热。
P76
六、燃烧性物质的贮存和运输（P88-92）
七、爆炸的定义：
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随有巨大声响的过程。
P78
八、按照爆炸反应物分类（P80）：
（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）可燃蒸汽云爆炸
九、爆炸极限理论（P82）
爆炸下限：
可燃气体或蒸气与空气的混合物能使火焰蔓延的的最低浓度。
爆炸上限：
能使火焰蔓延的最高浓度。
十、影响爆炸极限的因素
1.初始温度
初始温度越高，爆炸极限范围越广，下限下移，上限上移；
2.初始压力
初始压力越大，爆炸极限范围越广，下限不变，上限上移；CO除外；
3.惰性介质或杂质
惰性介质或杂质越浓，爆炸极限范围越窄，下限不变，上限下移；
4.容器管道的材质与尺寸
容器管道直径越小，爆炸极限范围越小；
5.能源
点火能越大，爆炸极限范围越大，下限不变，上限上移。
十一、引爆能：
爆炸性物质引爆所需要的能量。
十二、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。
十三、火灾和爆炸的局限化措施（P110-112）
十四、灭火剂与灭火器（P112-115）
4.2重要公式
爆炸极限计算公式（P87看1、2、4、5的公式）
★★★多组元可燃性气体混合物爆炸极限
爆炸上限：
爆炸下限：
yi——组元i的浓度，LHi——组元i的爆炸上限，LLi——组元i的爆炸下限
4.3重要例题
某混合气体组成如下，求爆炸极限：
组分
甲烷
乙烯
己烷
空气
yi，%
2
0.5
0.8
96.7
LL，%
5.3
2.7
1.1
LH，%
14.0
36
7.5
解：
去掉空气所占百分浓度
爆炸下限：
爆炸上限：
第五章职业毒害与防毒措施
5.1基本概念（本章有简答和计算）
1、职业病定义：
用人单位劳动者在职业活动中引起的疾病。
2、职业中毒定义：
在生产过程中由于接触化学毒物而引起的中毒。
3、剂量——作用关系：
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。
P118
4、剂量——响应关系：
毒性物质在一组生物体中产生一定标准作用的个体数，即产生作用百分率与毒性物质剂量之间的关系，是卫生标准的依据。
P118
5、评价指标（P118）：
1.绝对致死剂量或浓度（LD100或LC100）
2.半数致死剂量或浓度（LD50或LC50）
3.最小致死剂量或浓度（MLD或MLC）
4.最大耐受剂量或浓度（LD0或LC0）
5.急性阀剂量或浓度（LMTac）
6.慢性阀剂量或浓度（LMTcb）
7.慢性无作用剂量或浓度
六、化学结构对毒性的影响（P125）
（1）在有机化合物中，碳链的长度对毒性有很大的影响
（2）分子结构的不饱和程度越高，毒性越大
（3）分子结构的对称性和几何结构。
一般认为，对称程度越高，毒性越大。
（4）有机化合物的氢取代基团对毒性的影响显著
（5）在芳香烃中，苯环的氢原子若被甲基或乙基取代，全身毒性减弱，而对粘膜的刺激性增加
七、毒性物质侵入人体途径（P127）：
1.经呼吸道侵入（主要途径）；
2.经皮肤侵入；
3.经消化道侵入（危险途径）。
八、防止职业毒害的技术措施（P137）
1.代替或排除有毒或高毒物料
2.采用危害性小的工艺
3.密闭化、机械化、连续化措施
4.隔离操作和自动控制
5.2基本公式
有毒物质接触时间评价方法及计算
1、时间加权平均容许浓度：
以时间为权数规定的8小时工作日的平均容许接触浓度。
公式：
Ca，Cb，…Cn——Ta，Tb，…Tn时间段接触的相应浓度；
Ta，Tb，…Tn——Ca，Cb，…Cn浓度下的相应接触时间。
二、混合物毒性计算（相加作用）
两种或两种以上有毒物质共同作用于同一器官、系统或具有相同刺激，或已知这些物质可产生相加作用时，按下式计算：
C1，C2，…Cn——各个物质所测得的浓度；
L1，L2，…Ln——各个物质相应的容许浓度限值。
5.3重要例题
1、乙酸乙酯的时间加权平均容许浓度为200mg/m3，劳动者接触状况：
300mg/m3浓度，接触2小时；160mg/m3浓度，接触2小时；120mg/m3浓度，接触4小时。
评价该车间卫生状况。
解：
此结果<200mg/m3，未超过该物质的时间加权平均容许浓度。
二、某车间空气有苯、甲苯、二甲苯三种物质，经分析其浓度分别为4，20和50mg/m3。
依据标准知此三种毒物的PC-STEL分别为10,100,100mg/m3，评价该车间卫生是否达标。
解：
三种毒物相加作用
4/10+20/100+50/100=1.1>1
因值大于1，所以该车间卫生不符合国家标准，需要整改。
第九章系统安全分析与评价
9.1基本概念（本章有两道大题，十分重要）
1、系统定义：
指由若干相互联系的、为了达到一定目标而具有独立功能的要素所构成的有机整体。
P219
2、系统的四个特性：
1.系统至少是由两个及两个以上的要素构成的、具有统一性的整体；
2.系统内各要素之间是有联系的、相互作用的；
3.具有既定的任务目标；
4.任何系统的存在都具有一定的条件，并处于一定的环境之中。
3、生产系统六要素：
人员、物资、设备、资金、任务指标和信息。
4、安全的实质：
识别危险，防止事故，消除导致死亡、伤害、职业病及各种损失的条件。
5、导致灾难事故的原因：
人的原因、物的原因和环境条件。
9.2道化学公司火灾爆炸危险指数评价方法（P227-237）
1、物质系数MF查表
2、单元工艺危险系数F3=一般工艺危险系数F1×特殊工艺危险系数F2
3、安全设施补偿系数C=工艺控制补偿系数C1×隔离措施补偿系数C2×防火措施补偿系数C3。
4、单元火灾爆炸指数F&EI=F×MF
5、基本MPPD=0.82×单元损害系数×影响区域财产值×价格上涨因素
6、实际MPPD=基本MPPD×安全设施补偿系数
单元评价程序流程图：
9.3事故树分析及其应用（P238-239）
一、事故树符号
①矩形符号 表示顶上事件或中间事件,也就是需要再往下面分
析的事情。
②圆形符号 表示基本原因事件,是最基本的、不能再继续往下
分析的事件,如人为差错、设备元件的故障、环境不良因素等。
③屋形符号 表示正常事件,是系统在正常状态下出现正常功能
的事件。
④菱形符号 表示省略事件,包括两种情况:
第一,不必进一步分析
的事件,如泵、继电器、开关等都是由厂家制造的定型产品,对于
使用单位而言,可不必再做进一步分析;第二,由于资料反应的情况
不具体、不明确,无法作进一步分析。
①与门 其逻辑符号如下图,逻辑表达式A=B1B2,表示原因事件B1
和B2都发生,才有结果事件A发生。
②或门 其逻辑符号如下图,逻辑表达式A=B1+B2,表示原因事件B
1和B2中,只要有一个发生,结果事件A就会发生。
③条件与门 其逻辑符号如下图,逻辑表达式A=B1B2C,表示原因
事件B1和B2都发生,而且还必须满足条件C,结果事件A才发生。
④条件或门 其逻辑符号如下图,逻辑表达式A=（B1+B2）C,表示原
因事件B1和B2中只要有一个发生,在满足条件C的情况下,结果事件
A就发生。
⑤控制门 其逻辑符号如下图,逻辑表达式A=BC,表示输入事件B
⑥排斥或门 其逻辑符号如下图,逻辑表达式A=B1+B2,表示当原
因事件B1或B2发生,结果事件A发生,B1、B2不可能同时发生。
二、布尔代数运算
等幂法则：
交换法则：
结合法则：
分配法则：
吸收法则：
对偶法则：
对合法则：
重叠法则：
例题1（重点）
如图故障树用布尔代数表示出来：
解：
T=G1+G2
=x4·G3+x1·G4
=x4·（x3+G5）+x1·（x3+x5）
=x4·（x3+x2·x5）+x1·（x3+x5）
三、割集合：
能使顶事件发生的基本事件集合。
如果割集合中任一基本事件不发生就会造成顶事件不发生，即割集合中包含的基本事件对引起顶事件发生不但充分而且必要，则该割集合叫做最小割集合。
例题2、在例1基础上求最小割集合。
解：
T=x4·（x3+x2·x5）+x1·（x3+x5）
=x1x3+x1x5+x3x4+x2x4x5
得到最小割集合：
（x1x3）、（x1x5）、（x3x4）、（x2x4x5）
四、径集合：
其中的基本事件都不发生就能保证顶事件不发生的基本事件集合。
若径集合中包含的基本事件不发生对保证顶事件不发生不但充分而且必要，则该径集合叫做最小径集合。
例题3、在例1基础上求最小径集合
解：
只要把例1中的所有事件变成对立事件，把与门变或门，或门变与门，就可以得到与之相反的成功树。
T=G1·G2
=（x4+G3）·（x1+G4）
=（x4+x3·G5）·（x1+x3·x5）
=（x4+x3·（x2+x5））·（x1+x3·x5）
=x1x4+x1x2x3+x1x3x5+x3x42x5+x2x3x5+x32x52
得到最小径集合（x1x4）（x1x2x3）（x1x3x5）（x3x4x5）（x2x3x5）（x3x5）
五、结构重要度：
导致事故发生的主要原因
例题4、分析例题1的结构重要度
解：
按照最小割集合或最小径集合里出现的阶数与次数可判断。
阶数就是几个x相乘，次数是同阶出现的次数。
最小割集合：
（x1x3）、（x1x5）、（x3x4）、（x2x4x5）
一阶
二阶
三阶
X1
0
2
0
X2
0
0
1
X3
0
2
0
X4
0
1
1
X5
0
1
1
得到结构重要度：
9.5HAZOP分析
一、HAZOP（HazardandOperabilityAnalysis），即危险与可操作性分析，是一种系统化的对工艺装置进行安全性和可操作性分析的方法。
二、引导词法
偏差=引导词+工艺参数
如：
较多+温度=温度过高，无+氧气=没有氧气，较少+水流量=水流量过低，空白+搅拌=无搅拌。
举例：
（1）HAZOP分析
a.分析节点：
DAP反应器
b.设计工艺指标：
在一定的温度和压力下搅拌反应
c.选择引导词：
NO（空白）
d.工艺参数：
搅拌
e.偏差：
空白+搅拌=无搅拌
f.后果：
未反应的氨代入DAP贮槽并释放到封闭的工作区域
（2）原因
a.搅拌器电动机故障
b.搅拌器机械联接故障
c.操作有人未启动搅拌
（3）建议措施
a.考虑安装反应器无搅拌时的报警或停车系统
b.确保工作区域通风良好，或者使用封闭的DAP贮槽
例题1、DAP氨与磷酸混合反应生成磷酸氢二铵
表1.HAZOP分析表
序号
偏差
原因
后果
安全保护
建议措施
1.0容器——DAP反应器；反应温度x℃，压力yPa
1.1
无搅拌
搅拌器电动机故障
未反应的氨带入DAP贮槽并释放到封闭的工作区域
氨检测器和报警器
考虑增加反应器无搅拌时的报警/停车系统
搅拌器机械联接故障
保证封闭工作区域通风良好或使用封闭的DAP贮槽
操作人员未启动搅拌器
2.0管线——氨送人DAP反应器的管线；进入反应器的氨流量为xkmol／h，压力zPa
2.1
高
氨进料管线上的控制阀A因故障打开
未反应的氨带到DAP贮槽并释放到工作区域
定时维护阀门A
考虑增加液氮进入反应器流量高时的报警／停车系统
流
流量指示器因故障显示流量低
氨检测器和报警器
确保定时维护和检查阀门A
量
操作人员设置的氨流量太高
在工作区域确保通风良好，或者使用封闭的DAP贮槽
2.2
泄漏
腐蚀
少量的氨连续泄漏到封闭的工作区域
定期对管线进行维护
在工作区域保证通风良好
磨蚀
操作人员定期检查DAP工艺区域
外来破坏
密封故障
维护失误
3.0容器——磷酸溶液贮槽；酸在环境温度和压力下进料
3.1
磷酸
供应商供给的磷酸浓度低
未反应的氨带人DAP贮槽并释放到封闭的工作区域
磷酸卸料和输送规程
保证实施物料的处理和接受规程
浓度
送入进料贮槽的磷酸有误
氨检测器和报警器
在操作之前分析贮槽中的磷酸浓度
低
保证封闭工作区域通风良好或使用封闭的DAP贮槽
4.0管线——磷酸送入DAP反应器的管线；磷酸进料流量xkmol／h，压力yPa
4.1
低／无
磷酸贮槽中无原料
未反应的氨带入DAP贮槽并释放到封闭的工作区域
定期维护阀门B
考虑增加磷酸进入反应器流量低时的报警／停车系统
流量
流量指示器因故障显示流量高
氨检测器和报警器
保证定期维护和检查阀门B
操作人员设置的磷酸流量太低
保证封闭工作区域通风良好或使用封闭的DAP贮槽
磷酸进料管线上的控制阀B因故障关闭
管道堵塞
管道泄漏或破裂
5.0容器——液氨贮槽；在环境温度和压力下进料
5.1
高
氨站来液氮量太大，液氨贮槽无足够容积
氨可能释放到大气中
贮槽上装有液位显示器
检查氨站来液氮量以保证液氨贮槽有足够容积
液
氨贮槽液位指示器因故障显示液位低
氨贮槽上装有安全阀
考虑将安全阀排出的氨气送人洗涤器
位
考虑在氨贮槽上安装独立的高液位报警器
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