第一章绪论(化工安全).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,民航与安全工程学院,课程类型：学科基础课。,目的与任务：开设本课程的目的与任务是在学习的过程中了解工艺过程及典型反应过程中的主要危险特性、主要设备的危险点及主要的控制手段，提高学生在生产工艺、生产设备、工艺流程等方面的知识。,课程特点：探讨型。,考核方式：考查。,常用国外十一大数据库,(1)Wiley InterScience(英文文献期刊),(2)美国IEEE(英文文献期刊),ieeexplore.ieee.org/Xplore,(3)美国EBSCO(英文文献期刊),EBSCO内含有两个免费数据库：ERIC为(Educational Resource Information Center)(教育资源信息中心)是美国教育部的教育资源信息中心数据库，收录980多种教育及和教育相关的期刊文献的题录和文摘，包括250多种EBSCO收录的全文杂志教育文献数据库，数据为 Newspaper Source(报纸资源)Newspaper Source收录159种美国地方报纸、18种国际性报纸、6个新闻专线、9个报纸专栏，包括基督教科学箴言报、洛山矶时报等194种报纸的全文。另 外还收录4种美国全国性报纸的索引和摘要。,常用国外十一大数据库,(4)美国(umi)ProQuest,springer 德国施普林格,/,本课程的主要内容,主要内容,化工装置安全检修,绪 论,典型生产过程安全技术,化学危险物质,化工单元及工艺过程安全技术,化工安全设计,成绩分布,日常表现：无故缺课、迟到、早退，纪律、听课状态,1,0分。,作业：独立及时完成，内容完整、质量高20分。,期末考试：,7,0分,第一章 绪 论,民航与安全工程学院,主要内容,1.1,基本概念,1.2,化学工业的分类,1.3,化学工业的地位及作用,1.4,化学工业的特点和发展方向,化学,1.5,工业的原料资源和主要产品,1.6,化学工艺基础知识,化学工业：是以化学方法为主的加工制造业。,化学工艺：是根据化学的原理与规律，采用化学和物理的措施，将原料转化为产品的方法和过程。,1.1,基本概念,预处理,化学反应,产物分离,1.2化学工业的分类,化学工业,美国标准工业分类法（SIC）：包括生产基本化工产品的企业和产品加工以化学过程为主的企业，以及与石油加工有关的企业。,俄罗斯工业分类法：包括石油化学工业在内的工业企业，并把产品划分为八个大类。,中国工业分类法：包括石油化学工业在内的生产部门。,序号,按产品分类,按行业分类,统计部门的分类,1,化学矿,化学矿,基本化学原料制造业,2,无机化工原料,无机盐,化学肥料制造业,3,有机化工原料,有机化工原料,化学农药制造业,4,化学肥料,化学肥料,有机化学品制造业,5,农药,化学农药,合成材料制造业,6,高分子聚合物,合成纤维,日用化学产品制造业,7,涂料、颜料,涂料、颜料,其他化学工业,8,染料,染料和中间体,医药工业,9,信息用化学品,感光和磁性材料,化学纤维工业,10,试剂,化学试剂,橡胶制品业,11,食品和饲料添加剂,石油化工,塑料制品业,12,合成药品,化学医药,13,日用化学品,合成树脂和塑料,14,粘合剂,酸、碱,15,橡胶和橡塑料制品,合成橡胶,16,催化剂和助剂,催化剂、试剂和助剂,17,火工产品,煤化工,18,其他化学产品,橡胶制品,19,化工机械,化工机械,20,化工新型材料,1.3化学工业重要发展、地位和作用,利,弊,衣食住行,事故,污染,人身伤害,农业,工业,国防,全球十大污染事件,比利时马斯河谷,烟雾事件,日本富山“骨痛病”,美国洛杉矶光化学,烟雾事件 日本米糠油事件,美国多诺拉烟雾事件,印度博帕尔公害事件,英国伦敦烟雾事件 剧毒物污染莱茵河事件,日本水俣病事件,切尔诺贝利核漏事件,比利时马斯河谷烟雾事件,比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。12月1日到5日的几天里，河谷上空出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，其中心脏病、肺病患者死亡率最高，许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件。,1943年夏季，洛杉矶市250万辆汽车燃烧的1100吨汽油所产生的碳氢化合物等气体，在太阳紫外线照射下引起化学反应，形成了浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼。1955年和1970年洛杉矶又两度发生该类事件，分别有400多人死亡和全市四分之三的人患病。,美国洛杉矶光化学烟雾事件,自1952年以来，伦敦发生过12次大的烟雾事件。1952年12月那一次，伦敦大雾，燃煤排放的粉尘和二氧化硫无法散去。迫使所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路困难。烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增，5天内有4000多人死亡，两个月内又有8000多人死去。,英国伦敦烟雾事件,日本水俣病事件,水灵”取源于一个古老的传说。说的是人们一旦喝了来自黄泉的死水，就将受到水灵的诅咒，不能自拔，最后痛苦的死去。这就是日本电影水灵的故事。,19531956年，日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的含汞废水，使汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。截止目前为止，已被正式确认的水俣病患者有12617人，其中1004多人死亡，至今尚无根治的有效疗法。,日本水俣病事件,日本富山“骨痛病”,富山县位于日本中部地区，在富饶的富山平原上，流淌着一条名叫“神通川”的河流。这条河贯穿富山平原，注入富山湾，不仅是居住在河流两岸人们世世代代的饮用水源，也灌溉着两岸肥沃的土地，使之成为日本主要粮食基地的命脉水源。然而，谁也没有想到多年后，这条命脉水源竟成了“夺命”水源。,20世纪初期开始，人们发现该地区的水稻普遍生长不良。1931年又出现了一种怪病，患者大多是妇女，病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，就连咳嗽都能引起骨折。患者不能进食，疼痛无比，常常大叫“痛死了！”“痛死了！”有的人因无法忍受痛苦而自杀。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病”,19461960年，日本医学界从事综合临床、病理、流行病学、动物实验和分析化学的人员经过长期研究后发现，“骨痛病”是由于神通川上游的神冈矿山废水引起的镉（Cd）中毒。,据记载，由于工业的发展，富山县神通川上游的神冈矿山从19世纪80年代成为日本铝矿、锌矿的生产基地。神通川流域从1913年开始炼锌，“骨痛病”正是由于炼锌厂排放的含镉废水污染了周围的耕地和水源而引起的。,镉是重金属，是对人体有害的物质。人体中的镉主要是由于被污染的水、食物、空气通过消化道与呼吸道摄入体内的，大量积蓄就会造成镉中毒。神冈的矿产企业长期将没有处理的废水排放注入神通川，致使高浓度的含镉废水污染了水源。用这种含镉的水浇灌农田，稻秧生长不良，生产出来的稻米成为“镉米”。“镉米”和“镉水”把神通川两岸的人们带进了“骨痛病”的阴霾中。,重金属中毒,岛上的居民都是传说中狂热的异教徒！他们都信奉可怕的死神，甚至还用男人作祭品，而导致这样“狂热”的原因是因为岛上的居民，都是重金属中毒！重金属中毒的症状不仅是古怪离奇，甚至有时还能改变人类的基因呢！,“女儿国”之谜,这个神奇的“女儿国”位于海拨1500多米我国的湖南炎陵、资兴和桂东县交界的群山莽林之间。村子不大，但是90以上都是女的，近100年来，这个村里几乎只生女孩不生男孩，据调查“女儿国”形成的原因可能与当地的水质有关，在矿床中有一种叫镉的物质，就是这种镉污染了水源，男人们喝了这种水后，含有男性基因的精子就受到了损伤，育龄男子在喝了这个含有铬的水之后，就会破坏精子中的男性基因。所以，就导致了只生女孩不生男孩的局面。,1968年日本九州爱知县一个食用油厂在生产米糠油时，因管理不善，操作失误，致使米糠油中混入了在脱臭工艺中使用的热载体多氯联苯，造成食物油污染。由于当时把被污染了的米糠油中的黑油用去做鸡饲料，造成了九州、四国等地区的几十万只鸡中毒死亡的事件。随后九州大学附属医院陆续发现了因食用被多氯联苯污染的食物而得病的人。病人初期症状是皮疹、指甲发黑、皮肤色素沉着、眼结膜充血，后期症状转为肝功能下降、全身肌肉疼痛等，重者会发生急性肝坏死、肝昏迷，以至死亡。1978年，确诊患者人数累计达1684人。,日本米糠油事件,苏联切尔诺贝利核泄漏事件,1986年4月26日，位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站，由于管理不善和操作失误，4号反应堆爆炸起火，致使大量放射性物质泄漏。西欧各国及世界大部分地区都测到了核电站泄漏出的放射性物质。31人死亡，237人受到严重放射性伤害。而且在20年内，还将有3万人可能因此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海滨，核电站周围的庄稼全被掩埋，少收2000万吨粮食，距电站7公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，10公里内不能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶事故后的7年中，有7000名清理人员死亡，其中13是自杀。参加医疗救援的工作人员中，有40%的人患了精神疾病或永久性记忆丧失。时至今日，参加救援工作的83.4万人中，已有5.5万人丧生，7万人成为残疾，30多万人受放射伤害死去。,剧毒物污染莱茵河事件,1986年,11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内，60多万条鱼被毒死，500公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使莱茵河因此而,“,死亡,”,20年。,印度博帕尔事件,1984年间12月3日凌晨，印度中部博帕尔市北郊的美国联合碳化物公司印度公司的农药厂发生的严重异氰酸甲酯（MIC）毒气泄漏事故。30吨毒气化作浓重的烟雾以5千米/小时的速度迅速四处弥漫，很快就笼罩了25平方公里的地区，数百人在睡梦中就被悄然夺走了性命，几天之内有,2500,多人毙命。至1984年底，该地区有,2,万多人死亡，,20,万人受到波及，附近的3000头牲畜也未能幸免于难,印度博帕尔公害事件,工厂一夜间泄漏四十吨毒气，翌晨一些生还者坐在工厂门外，他们的眼睛和肺部被严重损害。,毒气过后，牲畜的尸体遍地,印度博帕尔公害事件,1.4现代化学工业的特点和发展方向,装置型工业,资金密集型工业,知识密集型工业,高能耗、资源密集型工业,多污染工业,特 点,1.4现代化学工业的特点和发展方向,发展方向,高新技术、缩短开发周期,最充分最彻底地利用原料,大力发展绿色化工,化工过程要高效、节能和智能化,实施废物再生利用工程,绿色化学工艺,是利用化学的原理和工程技术，减少或消除化工生产中污染环境的有害原料、催化剂、溶剂、副产品以及部分产品，代之以无毒、无害的原料或生物废弃物进行无环境污染的化工生产技术。,绿色化工技术,绿色化工技术是在绿色化学基础上开发的从源头上阻止环境污染的化工技术，是指采用绿色化工技术进行清洁生产、制取环境友好产品的全过程。,(1)新技术、新材料、新产品；,(2)催化剂,(3)清洁原料、能源、溶剂、设备、工艺,(4)节能技术、节水技术、生化技术,(5)“三废”治理,(6)化工设计、,1.5化学工业的原料资源和主要产品,原料资源,矿物资源,生物资源,非自然资源,金属矿、非金属矿、化石燃料矿,动、植物体,废料、垃圾,1.5化学工业的原料资源和主要产品,主要产品,无机化工产品,有机化工产品,高分子化工产品,精细化工产品,生物化工产品,1.6化学工艺基础知识,1.6.1化工生产过程,化工生产过程（简称化工过程）是若干个加工工序的有机组合，而每一个工序又由若干个设备组合而成。,物料通过各个设备完成某种化学或物理的加工，最终转化成合格产品，此即化工生产过程。,1.化工生产的工序,化工生产是将若干个单元反应过程、若干个化工单元操作，按照一定的规律组成生产系统，这个系统包括化学、物理的加工工序,化学工序,以化学的方法改变物料化学性质的过程，也称反应过程。例如：磺化、硝化、氯化、酰化、氧化、烷基化等,物理工序,只改变物料的物理性质而不改变其化学性质，也称化工单元操作。例如：流体输送、传热、吸收、干燥、结晶等。,只改变物料的物理性质而不改变其化学性质，也称化工单元操作。例如：流体输送、传热、吸收、干燥、结晶等。,2.化工生产的主要操作,此外，在化工生产中还有破碎、筛分、除尘等操作,反应,分离提纯,改变物料的温度、压力,混合,3.化工过程的组成,还需要动力供给、机械维修、仪器仪表、分析检验、安全和环境保护、管理等保障和辅助系统。,4.化工生产的操作方式,三种方式：间歇操作、连续操作、半连续（半间歇）操作,原料,产品,原料,产品,原料1,原料2,产品,1.6.2化工生产工艺流程,工艺流程,是指原料转化为产品，经历各种反应设备和其他设备（如缓冲罐、储罐、输送设备）以及管路的全过程，反映了原料转化成产品采取的化学和物理的全部措施，是原料转化为产品所需单元反应、化工单元操作的有机组合。,工艺流程图,：,是以图解的形式表示化工生产过程。,按用途分为生产工艺流程图、物料流程图、带控制点的工艺流程图。,1.生产工艺流程图,包括工艺流程框图和工艺流程图。,乙炔,吸附,鼓风机增压,混合,蒸发,预热,合成,气固分离,加料泵,蒸发残液,醋酸,合成产物气体,催化剂粉末,醋酸乙烯酯合成工序工艺流程框图,醋酸乙烯酯合成工序工艺流程图,工艺流程图常用设备的代号与图例,2.物料流程图,由框图、图例和经过各工序（或设备）的物料名称及数量组成，表示所加工物料的数量关系。每个框表示过程的名称、流程序号以及物料组成和数量。,氯苯硝化生产硝基氯苯的流程图,3.带控制点的工艺流程图,是组织、实施和指挥生产的技术文件，也称施工流程图。表示了全部工艺设备及其纵向关系，物料和管路及其流向，冷却水、加热蒸汽、真空、压缩空气和冷冻盐水等辅助管路及其流向，阀门与管件，计量-控制仪表及其测量-控制点和控制方案，地面及厂房各层标高。,1.6.3化工过程的参数,温度,压力,流量流速,物料组成,1.6.4化工过程的质量与能量守恒,1.质量守恒与计算,2.热量守恒与计算,1.6.5,化工过程的指标与影响因素,1.生产能力,是指一台设备、一套装置或是一个工厂，在单位时间内生产的产品量或处理的原料量，单位为,kg/h,t/d,kt/a,或万吨/a。,生产能力有设计能力、核定能力和现有能力之分。,设计能力是设备或装置在最佳条件下可达到的最大生产能力。,核定能力是在现有条件的基础上，结合实现各种技术、管理措施确定的生产能力。,现有能力也称计划能力，是根据现有生产技术条件和计划年度内能够实现的实际生产效果，按计划产品方案计算确定的生产能力,。,2.生产强度,生产强度是指单位体积或单位面积的设备在单位时间内生产的产品量或加工的原料量，其单位是,kg/(h.m,3,),t/(h.m,3,),kg/(h.m,2,),t/(h.m,2,)。,具有相同化学或物理过程的设备（装置），可用生产强度指标比较其优劣。如催化反应装置的生产强度常用时空收率表示。,工业化学过程中，当反应原料的配比不按化学计量比时，根据反应物的化学计算数的大小，可称其为限制反应物与过量反应物。,（1）限制反应物：化学反应原料不按化学计量比配料时，其中以最小化学计量数存在的反应物称为限制反应物。,（2）过量反应物：不按化学计量比配料时，某种反应物的量超过限制反应物完全反应所需的理论量，该反应物称为过量的反应物。,（3）过量百分数：过量反应物超过限制反应物所需理论量的部分占所需理论量的百分数。,3.限制反应物和过量反应物,4.转化率x,某一反应物反应掉的量占其输入量的百分数。,若以N,A1,、N,A2,分别表示反应物A输入及输出体系的量(mol)，则反应物A的转化率为：,一个化学反应，由不同反应物计算得到不同的转化率。因此，应用时必须指明某个反应物的转化率。,若没有指明，则是指限制反应物的转化率。,5.选择性,实际生产中，常采用选择性评价反应过程效率的高低，即目的产物的产出率或原料的利用率。,对于由某反应物生成目的产物，选择性可表示为：,也可以用目的产物的实际产量与其理论产量的比值表示：,6.收率,收率是指生成目的产物所转化的某反应物的量占投入该反应物的量的百分率。,对于同一反应物，转化率X、选择性S和收率Y三者之间的存在如下关系：,7.质量收率,质量收率是指投入单位质量的某原料所能生产的目的产物的质量。,【,例题1,】,已知 丙烯氧化法生产丙烯醛的一段反应，原料丙烯的投入量为600kg/h，丙烯醛出料量为640kg/h，另外还有未反应的丙烯25kg/h，计算原料丙烯的转化率、选择性以及丙烯醛的收率。,