化学安全工程.docx

1、化学安全工程第一章 绪论化学工业新危险：1、随着化学工业的发展，涉及到的化工生产呈现设备多样化、复杂化以及过程连接 管道化的特点。2、化学物质的种类和数量显著增加。3、化工装置的大型化使大量化学物质都处于工艺过程或贮存状态。化学工业发展对安全新要求：1、化工装置大型化，在基建投资和经济效益方面的优势是无可争辩的。但是，大型化是把各种生产过程有机地联合在一起，输入输出都是在管道中进行的。许多装置互相连接，形成一条很长的生产线。规模巨大、结构复杂，不再有独立运转的装置，装置间互相作用、互相制约。这样就存在许多薄弱 环节，使系统变得比较脆弱。为了确保生产装置的正常运转并达到规定目标的产品，装置的可靠

2、性研究变得越来越重要。2、化工装置大型化，加工能力显著增大，大量化学物质都处在工艺过程中，增加了物料外泄的危险性。对工艺设备的处理能力和工艺过程的参数，要求更加严格，对控制系统和人员配置的可靠性也提出了更高的要求。3、新材料的合成、新工艺和新技术的采用，可能会带来新的危险性。事故的多发性和严重性是化学工业独有的特点。化学工业危险因素：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防灾计划不充分化工装置紧急状态：(1)运转失灵(2)故障(3)异常(4)事故(5)灾害。化学工业安全措施：1设备安全2物料加工和操作安全3装置布局安全。第二章第一

3、节 危险化学品分类：爆炸品 压缩气体和液化气体 易燃液体 易燃固体、自然物品和遇湿物品氧化剂和有机过氧化物 有害物品和有毒感染性物品 放射性物品 腐蚀品 杂项危险物质和物品化学物质的危险性包括三个类别：1.物理危险 （1）爆炸性危险（2）氧化性危险（3）易燃性危险2.生物危险 （1）毒性危险（2）腐蚀性和刺激性危险（3）致癌性和致变性危险3.环境危险（1）水质污染和空气污染第二节易燃物质的性质 易燃物质的火灾等级与其以下性质有关：1闪点:易挥发可燃物质表面形成的蒸气和空气的混合物遇到火燃烧的最低温度。2着火点:蒸汽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3自燃温度:物质无火源自动

4、起火并持续燃烧的温度4蒸气相对密度 :蒸气密度与空气密度之比5熔点:固液两相平衡共存的温度 6沸点7分子式 爆炸范围 :可燃蒸气或气体与空气的混合物遇易爆源引爆既能发生爆炸或燃烧的浓度范围蒸气潜热 : 单位质量的液体完全汽化所需要的热量 燃烧热:单位质量的物质在25的氧中燃烧释放出的热量化学物质的反应性能自然性质 过氧化性质 水敏性质 物质易燃性评估（P18）: 1. 气体易燃性评估：空气中燃烧极限、最大爆炸压力、自燃温度、爆炸混合物的类别2. 可燃液体易燃性评估：3. 可燃固体易燃性评估： 反应物质的氧差额:氧差额定义为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

5、三 第三章1,危险和防护的一般考虑它们划分为潜在的和直接的两种类型，潜在的危险也称一级危险：1有易燃物质存在 2有热源存在 3有火源存在 4有富氧存在 有压缩物质存在 5有毒性物质存在 6人员失误的可能性7 机械故障的可能性 8人员、物料和车辆在厂区的流动 9由于蒸汽云降低能见度 。直接的危险称二级危险，一级危险失去控制就会发展成为二级危险1火灾 2 爆炸 3游离毒性物质的释放 4跌伤5 倒塌 6碰撞 工厂的布局和规划中也有助于构筑第一道防护线的内容 如：（1）根据主导风向，把火源置于易燃物质可能释放点的上风侧（2为人员、物料和车辆的流动提供充分通道。工厂的选址和规划方面采取措施：（1）把最危

6、险的区域与人员最常在的区域隔离开(2)把关键部位安放灭火器工厂厂区一般可划分为以下六个区块： 工艺装置区 灌区 公用设施区 运输装卸区 辅助生产区 管理区 辅助生产区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。研究室与其他管理 机构，直接连接是不恰当的。 废水处理装置是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。 高温煅烧炉的安全考虑呈现出矛盾。作为火源，应将其置于工厂的上风 区，但是严重的操作失误会使煅烧炉喷射出相当量的易燃物，对此则应将其 置于工厂的下风区。作为折中方案，可以把锻烧炉置于工厂的侧面风区域。与其

7、他设施隔开一定的距离也是可行的方案。化工单元区域规划:1设备配置的直线排列 试图平衡区域规划中互相矛盾的各种因素的多年实践，产生了一种为加工工业普遍接受的区域规划方法：单元中大多数塔器、筒体、换热器、泵和主要管线成直线狭长排列。这种设备排列方法的主要特征是； (1)设备配置直线的两边都与厂区道路连接。(2)钢制框架与道路邻接。(3)设备配置直线上的精馏塔、热交换器、馏出液接受器、回流筒等装 置，一般采用框架结构平坡式布局方式。(4)管架也设置在设备配置直线上。(5)泵排设置在设备配置直线的旁边，与道路邻接。(6)筒体、泵、装配有观测平台的蒸馏塔以及需要桥式吊车钢梁导轨吊 人的设备，按序定在设备

8、配置线上，从而把相关的危险操作集中在一起。2.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。应用这种方法一般可以达到近乎方形的最大面积规划。 控制室是单元的神经中枢，是单元中最重要的部位。最好是把控制室设置在单元的周边区域。对于处理毒性物质的单元，控制室应该设置在单元的上风区域。此外，控制室应该和高温或高压容器、盛有相当量的易燃或毒性液体的容器隔离。非直线排列设备的配置还包括许多的公用工程设施。电力线路必须从地下进入加工单元，适当安排入口点，避免在整个单元的电力系统设置人孔。如果单元装配有紧急释放阀

9、或烟气管线，这些设施应靠近控制室远离火险或其他危险区域。3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。对可能释放出毒性或易燃蒸气的情形，设置物理屏障等方法。火源和易燃物源隔离墙的门或开口，保持在最小数量。并与像控制中心这样的经常有人员的区域隔离开。二、单元区域的管线配置1管线配置的防泄漏设计 工厂化学品的主要泄漏与以下各项成比例 (1)管线的长度； (2)排放口的数量； (3)管线的复杂性。（连接管温度不同，一段甲烷转化炉的猪尾管）管线的复杂性，一般反映在连接的泵的数量以及再循环物流的数量两个方面。减少管件泄漏的简单的设计规则如下。 (

10、1)减少分支和死角的数量。 (2)减少小排放口的数量。管道配置应该做到，在少数几处容易接近、容易观察的位置排放。(3)按照相同的规范设计小口径的支管，和主管一样进行严格的检验确保小的支管在交叉点得到加强，并有充分的支撑。 (4)考虑到管件或容器的热膨胀，管线需要有一定的伸缩性。在短管管架上，需要恰当地配置波纹管。这些波纹管应该只是做轴向移动，还需要衬内套管以免在波纹管的褶沟中充入固体沉积物。(5)直接卸料的排放口，应该设在操作者能够观察到的地方。工作系统对这些排放口应该进行定期核查和报告。 (6) 保证密封垫与管内流体在最大可能的操作温度下完全互容，在最大内压下也能够紧缩密封。 (7)减少真空

11、管线(如真空蒸馏塔上的冷凝器)上的法兰盘数量。 (8)在阀式取样点应该配置可移动的插头。2软管系统的配置对于油船、罐车等的液体物料的装卸，软管的选择和应用需格外谨慎。 应考虑的是： (1)软管的适用性，并结合有关软管的标准。 (2)设置紧急状态下迅速隔离的设施，如对于油船卸货，在软管的一端要设紧急隔离阀，在另一端要设止逆阀，用过流阀替代远程隔离阀等。 (3)应该使用螺栓固定的软管夹，不宜使用侧卸式的软管夹。 (4)软管系统应用时要有充分的保护和支撑设施，不用时要防止软管的压破或损坏。 (5)所有高于大气压操作的可移动软管，都应设置排空阀，以便降压时防止软管的折断。3管线配置的安全考虑通常用于管

12、道工程的橡胶支撑物不能用于设备，设备重心之下的水平连接法兰需要用钢性板支撑。柱塞阀的邻近也需要有支撑物。聚四氟乙烯波纹管不能用来连接不同心的管道。管件和阀门配置的简单和易于识别，是安全操作的重要因素。对于不稳定液体的传递，管件、阀门和控制仪表的配置应该防止液体静止在运转的泵中。对于常设的设备管线，如果设备压力降低至过程正常压力之下，管线应该有低压报警；如果设备压力升高至过程正常压力之上，则应该有高压报警。在设备管线上应该安装止逆阀（特别是泵与风机的出口），以防止管线中流体的回流。如果回流的结果导致剧烈的反应或设备的过压，止逆阀不足以提供可靠的保证，这时需要高度可靠的断开或关闭系统。 对于泵体或

13、设备极有可能泄漏以及大量物料从设备无限制流出的情形，应该考虑安装远程操作的紧急隔离阀。液化石油气容器的所有过程排放管线。也推荐采用自动闭合阀或遥控隔离阀。6,装置的安全设计典型例子容器的压力释放装置 设备或建筑物的爆炸卸荷设施 贮罐周围的围墙防护紧急关闭系统 过程参数高限或低限启动的关闭装置 报警装置7,压力容器按照其工艺功能可以划分为 ： 反应容器 换热容器 分离容器 贮运容器8,压力容器按照其设计压力大小可划分为：低压容器（0.1Mpa-1.6Mpa）中压容器（1.6Mpa-10MPa） 高压容器（10Mpa-100MPa） 超高压容器(P100MPa)压力容器的界定： 固定式压力容器安全

14、技术监察规程中明确界定，只有同时具备下列条件的容器：1）工作压力大于等于0.1MPa；2）工作压力与容积的乘积大于等于2.5MPa.L3）盛装介质为气体、液化气体、以及介质最高工作温度高于或等于其标准沸点的液体。常规力学性能：强度、塑性、韧性、硬度。压力容器最常用的几种安全附件：安全阀 爆破片 压力表 液位计 泄压装置第四章燃烧：可燃物质与助燃物质发生的一种发光发热的氧化反应。燃烧三个基本要素： 可燃物质 助燃物质 火源 火源包括：明火 电源 过热 热表面 自燃 火花 静电 摩擦 防火四条件：1、环境温度在-10度 2、切断氧的供应3、清除火源4、安装良好的通风措施燃烧的形式包括：均相燃烧和非

15、均相燃烧、混合燃烧和扩散燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧 4 ，燃烧起因可以分为：闪燃 点燃 自燃 三种。闪点 着火点 自然点分别是上述三种燃烧类型的特征参数。闪燃：可燃液体表面的蒸气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。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。 5 燃烧的特征参数有：燃烧温度 燃烧速率 燃烧热6 爆炸是物质发生急剧的物理、化学变化，在瞬间释放出大量能量并伴有巨大响声的过程。7， 按爆炸性质分类 ： 物理爆炸 化学爆炸 按爆炸速度分类： 轻爆 爆炸 爆轰8 ，爆炸极限：可燃气体或蒸气

16、与空气的混合物能使火焰蔓延的最低浓度，称之为该气体或蒸气的爆炸下限。反之，能使火焰蔓延的最高浓度则称为爆炸上限。可燃气体或蒸气与空气的混合物，若其浓度在爆炸下限以下或爆炸上限以上，便不会着火或爆炸。9影响爆炸极限的因素：初始温度 初始压力 惰性介质或杂质 容器的材质和尺寸 能源对易燃易爆气体混合物： (1)限制易燃气体组分的浓度在爆炸下限以下或爆炸上限以上；(2)用惰性气体取代空气；(3)把氧气浓度降至极限值以下。 对于易燃易爆液体：加工时应该避免使其蒸气的浓度达到爆炸下限采取下列措施；(1)在液面之上施加惰性气体覆盖；(2)降低加工温度、保持较低的蒸气压、使其无法达到爆炸浓度。 对于易燃易爆

17、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。可采取下列措施： (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，使易燃粉尘迅速排除不至于达到爆炸浓度。控制和消除火源：1 明火 （1）加热用火 （2）维修用火2摩擦与撞击3高温热表面4电气火花一、安全装置和局限化设施1安全装置 一般安全装置有成分控制装置、温度控制装置和火源切断装置。异常抑制装置：包括防止火焰传播的装置，如冷却器、安全罩、填充环、阻火器、隔离设施等；控制聚合或分解的装置，主要用于添加反应抑制剂，提供冷却作用等；预防着火的

18、装置，如蒸汽幕、惰性气体幕、水幕等。2局限化设施局限化设施包括泄压、截流、应急设施和防护设施等。高压泄压设施有安全阀、回流阀、泄料阀、放空阀等；低压泄压设施有密封装置、排气装置、吸收装置、安全膜等。截流设施则有紧急截断阀、防止过流阀、逆止阀等。应急设施有紧急切断电源、紧急停车、紧急断流、紧急分流、紧急排放、紧急冷却、紧急通入情性气体、紧急加入反应抑制剂的装置和设施等。防护设施有防油堤、燃烧池、隔断墙、防火墙、防爆墙等。避难设施则有电话、警笛、扩音器等信号装置，指示撤离方向的标志以及安全通道、安全梯等。3阻火防爆设施阻火设备包括安全液封、阻火器和单向阀等，其作用是防止外部火焰窜入有燃烧爆炸危险的

19、设备、容器和管道，或阻止火焰在设备和管道间蔓延和扩散。防爆泄压设施，包括安全阀、爆破片、防爆门和放空管等。二、火灾爆炸局限化布局和措施1局限化工厂布局对于危险性较大的化工装置，应采取隔离安装和远距离操纵等措施。在厂区总体设计时，应慎重考虑危险车间的位置，与其他车间或装置保持一定的间距。应充分估计到相邻车间、构筑物的相互影响，采用相应的建筑材料和结构形式等。2防爆泄压措施 可燃蒸气、气体或粉尘与空气形成的爆炸性混合物，其爆炸最高压力可达0.41.1MPa，而0.3m厚的砖墙只能耐受0.002MPa的压力。建造能够耐受这样高压力的厂房和库房是不现实的。通常在具有爆炸危险的厂房设置轻质板的屋顶、外墙

20、或泄压窗，发生爆炸时这些薄弱部位首先遭受爆破，卸掉爆炸压力，从而使承重结构免遭倒塌破坏。第五章 1 ，毒性物质根据其化学性质、用途和生物作用分为：金属 卤素及其无机化合物 强酸和碱性物质 氧、氮、碳的无机化合物 窒息性惰性气体 有机毒物 农药类毒物 燃料及中间体、合成树脂、橡胶、纤维等 2 ，常用评价毒性物质急性、慢性毒性的指标有以下几种（1 绝对致死剂量或浓度，是指引起全组染毒动物全部死亡的毒性物质的最小剂量或浓度。 （2 半数致死剂量或浓度，是指引起全组染毒动物半数死亡的毒性物质的最小剂量或浓度。 （3 最小致死剂量或浓度，是指引起全组染毒动物中只引起个别动物死亡的毒性物质的最小剂量或浓度

21、。 （4 最大耐受剂量或浓度， 是指引起全组染毒动物全部存活的毒性物质的最大剂量或浓度 （5 急性阀剂量或浓度，是指一次染毒后，引起实验动物莫中有害作用的毒性物质的最大剂量或浓度。（6 慢性阀剂量或浓度， 是指长期多次染毒后，引起实验动物莫种有害作用的毒性物质的最小剂量或浓度。 （7 慢性无作用剂量或浓度， 是指在慢性染毒后，实验动物没出现任何有害作用的毒性物质的最大剂量或浓度。3 ， 化学物质毒性影响因素：化学结构对毒性的影响 物理性质对毒性的影响 环境条件对毒性的影响 个体因素对毒性的影响 4 ，毒性物质侵入人体的途径 经呼吸道侵入 经皮肤侵入 经消化道侵入 5 ， 毒性物质的毒理作用对酶

22、系统的破坏 对DNA和RNA合成的干扰 对组织活细胞的损害 对氧的吸收、运输的阻断作用 。一、现场急救设施1.急救设备及器械2.抢救药剂和药品：呼吸中枢兴奋剂；强心剂；镇静剂；氧气、葡萄糖及维生素C等注射液。解毒药品应根据具体毒物作相应准备二、急性中毒的现场处理1.救护者防护准备2.切断毒物来 采取有效措施防止毒物继续侵入人体（1）迅速将中毒者移至新鲜空气处（2）清除毒物防止沾染皮肤和粘膜。 A 、迅速脱去被污染的衣服、鞋袜、手套等； B 、立即彻底清洗被污染的皮肤，清去皮肤表面的化学刺激毒物，冲洗时间要求达15-30分钟左右；C、如毒物系水溶性，现场无中和剂，可用大量水冲洗。D、 对粘稠的毒

23、物（如有机磷农药等）可用大量肥皂水冲洗（敌百虫不能用碱性溶液冲洗），尤其注意皮肤皱折、毛发和指甲的污染；一、化学结构对毒性的影响化学结构是物质毒性的决定因素。饱和脂肪烃类对有机体的麻醉作用随分子中碳原子数的增加而增强；在碳链中若以支链取代直链，毒性减弱；如果碳链首尾相联成环，毒性增强。一般认为，对称程度越高，毒性越大；对于几何异构体的毒性，一般认为顺式异构体的毒性大于反式异构体。二、物理性质对毒性的影响：1.溶解性2.挥发度3.分散度三、环境条件对毒性的影响：1.浓度和接触时间2.环境温度、湿度和劳动强度3.多种毒物的联合作用四、个体因素对毒性的影响第十节 防治职业中毒的技术措施参见（P137

24、）一、以无毒或低毒原料代替有毒或高毒原料二、采用危害小的工艺三、密闭化、机械化、连续化措施四、隔离操作与自动化控制一、通风排毒措施 通风按其动力分自然通风和机械通风；按其范围可分局部通风和全面通风。1.局部通风是指毒物比较集中，或工作人员经常活动的局部地区的通风。局部通风有局部排风、局部送风和局部送、排风三种类型。2.全面通风是用大量新鲜空气将作业场所的有毒气体冲淡至符合卫生要求的通风方式。有全面排风、全面送风、全面送、排风等三种形式。3.混合通风具有局部通风又有全面通风的方式。二、燃烧净化方法 有害气体、蒸气或烟尘，通过焚烧使之变为无害物质成为燃烧净化方法。此方法仅适用于可燃或高温下可分解的有害气体或烟尘。1.直接燃烧：条件是有害废气中可燃组分浓度较高。2.热力燃烧：一般处理可燃组分浓度较低的废气。3。催化燃烧：是用催化剂使废气中的可燃组分在较低温度下氧化分解的方法。第五章九到十二节太多，请见书