串讲课件(化工安全).ppt

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slogan,LOGO,1.化工安全技术的概念,为了预防或消除对工人健康的有害影响和各类事故的发生，改善劳动条件，而采取各种技术措施和组织措施，这些措施的综合叫做安全技术。,安全技术是职业安全卫生科学中的一个学科，可以分为,“,产业职业安全卫生学,”,如：煤矿安全技术、冶金安全技术、机械制造安全技术等，在化工领域中就称为化工安全技术；此外还有,“,专门职业安全卫生学,”,，如电气安全技术、工业锅炉安全技术等,化工安全技术包括的内容有：防火防爆安全技术、电气安全技术、压力容器与锅炉安全技术、安全检修技术、危险化学品、职业卫生与防护、安全管理等。,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。,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,1.6.,4,化工过程的指标,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。,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,)。,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。,第二章化学危险物质,2.1,基本概念,化学品：指各种化学元素，由元素（单质）组成的化合物及其混合物，包括天然的和人造的,危险化学品：,是指具有易燃、易爆、毒害、腐蚀、放射性等危险性质，,在运输、装卸、生产、使用、储存、保管过程中，,在一定条件下能引起燃烧、爆炸，导致人身伤亡和财产损失等事故的化学物品，,统称为危险化学品。,国内分类,危险货物分类和品名编号（,GB6944-2005,）,危险货物命名原则（,GB7694-87,）,危险货物品名表（,GB12268-2005,）,常用危险化学品的分类及标志（,GB13690-92,）,危险货物运输包装类别划分原则（,GB/T15098-94,）,爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、毒害品、放射性物品、腐蚀品，共,8,类,17,项,爆炸品；气体；易燃液体；易燃固体、易于自燃物质和遇湿放出易燃气体物质；氧化性物质和有机过氧化物；毒性物质和感染性物质；放射性物质；腐蚀性物质；杂项危险物质和物品；,2.4,危险化学品识别,2.4.,1,.,危险化学品识别定义,危险品识别就是根据化学品（化合物、混合物或单质）本身的特性，依据有关标准，确定是否是危险化学品，并划出可能的危险性类别及项别,危险性鉴别与分类,2.4.,4,危险化学品识别的一般程序,确定某种化学品是否为危险化学品，一般可按下列程序：,对于现有的化学品，可以对照,危险货物品名表,(GB12268),和,常用危险化学品的分类及标志,（,GB13690-92,）,两个标准，确定其危险性类别和项别,对于新的化学品，可首先检索文献，利用文献数据进行危险性初步评估，然后进行针对性实验；对于没有文献资料的，需要进行全面的物化性质、毒性、燃爆、环境方面的试验，然后依据,危险货物分类与品名编号,(GB,6944,),和,常用危险化学品的分类及标志,（,GB13690-92,）,两个标准进行分类。,化学品,GB13690-92,、,GB12268-90,中是否有该物质,查出其类、项,检索有关理化、燃爆和毒性数据或通过试验得到有关数据,根据,GB13690-92,、,GB6944-86,分类标准确定是否为危险品,非危险化学品,是否具有一种以上危险性,得到类、项,根据联合国建议书危险性先后顺序确定方法，得到所属类、项,有,无,否,是,否,是,2.5,安全技术说明书,国际上称作化学品安全信息卡，简称,MSDS,或,CSDS,，是一份关于危险化学品燃爆、毒性和环境危害以及安全使用、泄漏应急处置、主要理化参数、法律法规等方面信息的综合性文件。,化学品安全技术说明书编写规定,（,GB16483-2000,）,安全技术说明书的结构,MSDS,或,CSDS,MSDS,由以下四部分构成：,在紧急事态下首先需要知道是什么物质，有什么危害？（第,1,，,2,，,3,部分）,危险情形已经发生，我们应该怎么做（第,4,，,5,，,6,部分）,如何预防和控制危险发生？,（第,7,，,8,，,9,，,10,部分）,其他一些关于危险化学品安全的主要信息（第,11,，,12,，,13,，,14,，,15,，,16,部分）,安全技术说明书内容,1,、化学品及企业标识,2,、成分组成信息,3,、危险性概述,4,急救措施,5,消防措施,6,、泄漏应急处理,7,、操作处置与储存,8,、接触控制个体防护,9,、理化特性,16,、其他信息,10,、稳定性和反应活性,11,、毒理学资料,12,、生态学资料,13,、废弃处置,14,、运输信息,15,、法规信息,化学品安全标签,安全标签,标签内容、格式、应用已有,化学品安全标签编写规定,加以规定,（,GB15258-1999,）,是指危险化学品在市场上流通时由生产销售单位提供的附在化学品包装上的标签，是向作业人员传递安全信息的一种载体，用简单、明了、易于理解的文字、图形表述有关化学品的危险特性及其安全处置的注意事项，以警示作业人员进行安全操作和处置,第,三,章,化工生产过程危险及控制,3,.1,氧化反应,3.1.1几种典型的氧化反应,（1）氨氧化制取稀硝酸过程,氨与空气中氧反应生成一氧化氮；,一氧化氮进一步氧化生成二氧化氮；,二氧化氮加水吸收生成稀硝酸；,（2）甲醇氧化制甲醛过程；,（3）乙烯直接氧化制乙醛；,（,4,）乙烯直接氧化制环氧乙烷；,3,.1.,2氧化反应危险性分析,被氧化的物质大部分是易燃易爆物质。,氧化剂遇易燃物品、可燃物品、有机物、还原剂等会发生剧烈化学反应引起燃烧爆炸。,氧化反应过程的初始阶段一般需要加热升温，但反应进行过程中又会放出大量的反应热，特别是催化气相反应，一般都在250-600的高温下进行，若温度控制不当，则易因温度失控造成火灾和爆炸危险。,有些氧化反应是强烈放热反应，尤其是完全氧化反应，释放的热量比部分氧化反应大得多，约达8-10倍，在氧化过程中，反应热能迅速移走是关键。,某些氧化反应，原料和氧化剂的配比是在接近于爆炸极限、甚至是在爆炸极限范围内的条件下进行的。,氧化反应的产品有些也具有着火和爆炸的危险性。,氧化过程中如以空气或氧气作氧化剂时，反应物料的配比,(,可燃气体和空气的混合比例,),应严格控制在爆炸范围之外。,氧化反应接触器有卧式和立式两种，内部填装有催化剂。一般多采用立式，因为这种形式催化剂装卸方便，而且安全。在催化氧化过程中，对于放热反应，应控制适宜的温度、流量，防止超温、超压和混合气处于爆炸范围之内。,使用硝酸、高锰酸钾等氧化剂时，要严格控制加料速度，防止多加、错加，固体氧化剂应粉碎后使用，最好呈溶液状态使用，反应中要不间断搅拌，严格控制反应温度，决不许超过被氧化物质的自燃点。,3,.1.3,氧化反应过程的防火措施,使用氧化剂氧化无机物时，应控制产品烘干温度不超过其着火点，有些有机化合物的氧化，特别是在高温下的氧化，在设备及管道内可能产生焦状物，应及时清除，以防自燃。,氧化反应使用的原料及产品，应按有关危险品的管理规定，采取相应的防火措施，如隔离存放、远离火源、避免高温和日晒、防止摩擦和撞击等。如是电介质的易燃液体或气体，应安装导除静电的接地装置。,在设备系统中宜设置氮气、水蒸气灭火装置，以便能及时扑灭火灾。,3,.2,还原反应,4.2.1,几种危险性较大的典型还原反应,（1）用初生态氢还原,利用铁粉、锌粉等金属和酸、碱作用产生初生态氢起还原作用。,（2）催化加氢还原,有机合成工业和油脂化学工业中，大多采用雷氏镍、钯炭等做催化剂使氢活化，然后加入有机物质分子中进行还原反应,（3）采用其他还原剂进行还原,保险粉、硼氢化钾、氢化锂铝等,3,.2.,2还原反应危险性分析,1.,无论是利用初生态氢还原，还是催化剂把氢气活化还原，都有氢气存在，氢气的爆炸极限较宽。特别是催化加氢大都在加热、加压条件下进行，如果操作失误或因设备缺陷有氢气泄漏，极易与空气形成爆炸性混合物，如遇着火源即会爆炸。,催化加氢反应操作应该注意的问题,在操作过程中要严格控制温度、压力和流量；,车间内的电气设备必须符合防爆要求。,电线及电线接线盒不宜在车间顶部敷设安装；,厂房通风要好，应采用轻质屋顶、设置天窗或风帽，以使氢气及时逸出；,反应中产生的氢气可用排气管导出车间屋项，并高于屋脊,2m,以上，经过阻火器向外排放；,加压反应的设备应配备安全阀，反应中产生压力的设备要装设爆破片；安装氢气检测和报警装置。,2.利用初生态氢还原时，铁粉和锌粉在潮湿空气中遇酸性气体可能引起自燃，在储存时应特别注意。,注意的问题,反应时酸碱的浓度要控制适宜,反应温度不应过高,反应过程中要注意搅拌效果,反应结束后，应放入室外储槽中，加冷水稀释，槽上加盖并设排气管以导出氢气。,3,.,还原反应中所使用的催化剂雷氏镍吸潮后在空气中有自燃危险，即使没有着火源存在，也能使氢气和空气的混合物引燃形成着火爆炸。,4,.,用保险粉等还原,固体还原剂保险粉、硼氢化钾、氢化铝锂等都是遇湿易燃危险品，,其中保险粉遇水发热，在潮湿空气中能分解析出硫，硫蒸气受热具有自燃的危险，且保险粉本身受热到,190,也有分解爆炸的危险；,硼氢化钾,(,钠,),在潮湿空气中能自燃，遇水或酸即分解放出大量氢气，同时产生高热，可使氢气着火而引起爆炸事故；,氢化锂铝是遇湿危险的还原剂，务必要妥善保管，防止受潮,。,操作中注意的问题,保险粉用于溶解使用时，要严格控制温度，可以在开动搅拌的情况下，将保险粉分批加入水中，待溶解后再与有机物接触反应；,当使用硼氢化钠,(,钾,),作还原剂时，在工艺过程中调解酸、碱度时要特别注意，防止加酸过快、过多；,当使用氢化铝锂作还原剂时，要特别注意，必须在氮气保护下使用，平时浸没于煤油中储存。前面所述的还原剂，遇氧化剂会猛烈发生反应，产生大量热量，具有着火爆炸的危险，故不得与氧化剂混存。,还原反应的中间体，特别是硝基化合物还原反应的中间体，亦有一定的火灾危险。,开展技术革新，研究采用危险性小、还原效率高的新型还原剂代替火灾危险性大的还原剂。,高温高压下的氢对金属有渗碳作用，易造成腐蚀。,3,.2.,3还原反应过程的安全要点,（1）由于氢的存在，操作过程中要严格控制温度、压力和流量；车间内的电气设备必须符合防爆要求，且不宜在车间顶部敷设电线及安装电线接线箱；厂房通风要好，采用轻质屋顶，设置天窗或风帽，使氢气及时逸出；,（2）还原反应中所使用的催化剂雷氏镍活化氢气时，必须先用氮气置换还原反应器内的全部空气，经过测定证实含氧量降低到符合要求后，方可通入氢气。,反应结束后，应先用氮气把反应器内的氢气转换干净，方能打开孔盖出料，以免外界空气与反应器内的氢气相混，在雷氏镍触媒作用下发生燃烧、爆炸。雷氏镍应当储存于酒精中。钯炭回收时要用酒精及清水充分洗涤，抽真空时不得抽得太干，以免氧化着火。,（3）在选用还原剂和催化剂时，应尽量从生产和安全方面综合考虑，既要效率高，又要安全可靠，采用危险性小、效率高的新型还原剂或催化剂用于生产过程，以免发生燃烧或爆炸。,（4）可能造成氢腐蚀的场合，设备、管道的选材要符合要求，并应定期检测。,3,.2.,2,加热、熔融与干燥,1,.,加热,（1）加热方法及设备,加热方法,加热温度/,水蒸汽,100-140,载体,矿物油,230,有机载体,255-380,熔盐,530-540,直接火、烟道气,1030,电加热,1130,加热设备,夹套容器,浴式或夹套式,直接火加热夹套方式、载体蒸发循环加热方式和液相循环加热方式,盐浴和金属浴,反应器、管式加热炉、转筒式加热炉等,电炉和电感,（2）加热过程的危险,直接火加热,温度不易控制、极易造成超温及局部过热现象。,载体加热,矿物油加热：,本身可燃，粘度大，温度高，易在油浴或油管内结焦、堵塞管路或造成局部过热烧坏管道。,有机载体加热：,联苯醚在操作温度下易燃烧，热膨胀性、高温下易分解、混有杂质、温度升高会产生炭化、结焦堵塞管道。,熔盐加热：,7%的硝酸钠、40%亚硝酸钠和53%硝酸钾组成。熔融状态、温度高、氧化性强。,金属载体加热：,温度达上千度，低沸点液体等进入，急剧气化导致爆炸。,水蒸汽或热水加热,超温超压易造成设备和管道爆炸、积热自燃。,电加热,电炉和电感的危险主要是电炉丝绝缘受到破坏，受潮后线路的短路及接点不良而产生电火花电弧或电线发热等，均可引燃易燃物料,。,（3）危险控制措施,选择适宜的加热方式及设备,采取密封及隔离措施,严格控制工艺操作,民航与安全工程学院,第四章 化工企业设计安全,Chemical Safety Design,4,.1,法规和标准,1.法规,危险化学品安全管理条例,爆炸危险场所安全规定,压力容器安全技术监察规程,压力管道安全管理和监察规定,特种设备质量监督与安全监察规定,2.标准,HG20571 化工企业安全卫生设计规定,GBJ16 建筑设计防火规范,GB50160 石油化工企业设计防火规范,SH3047 石油化工企业职业安全卫生技术规范,GB5083 生产设备安全卫生设计总则,GB15599 石油与石油设施雷电安全规范,SY0075 油罐区防火堤设计规范,SH3081 石油化工仪表接地设计规范,GB14050 系统接地的型式及安全技术要求,SH3063 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范,GB50085 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范,GB3836 爆炸性气体环境用电气设备,GB12476 可燃性粉尘环境用电气设备,4.2化工厂的定位、选址和布局,4.2.1危险和防护的一般考虑,潜在危险和直接危险,1.潜在危险（一级危险）,包括：,a.有易燃物质存在；b.有热源存在；,c.有火源存在；d.有富氧存在；,e.有压缩物质存在；f.有毒性物质存在；,g.人员失误的可能性；,h.机械故障的可能性；,i.人员、物料和车辆在厂区的流动；,j.由于蒸气云降低能见度等；,2.直接危险（二级危险）,包括：,a.火灾；b.爆炸；,c.游离毒性物质的释放；d.跌伤；,e.倒塌；f.碰撞；,三道防护线：,第一道是为了解决一级危险，并防止二级危险的发生。,第二道是在工厂的选址和规划方面采取一些步骤。,第三道防护线是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。,3.工具和方法,自然方法：,a.地形；b.主导风向；,人工方法：,a.安全距离；,两种方法结合应用就是危险的集中和危险的标识。,安全工具：灭火系统、急救站等。,4,.,2.4工厂布局的安全问题,布局普遍采用区块化方法。,一般分为六个区块：工艺装置区、罐区、公用设施区、运输装卸区、辅助生产区、管理区。,1.工艺装置区的安全要求,（1）汇集区域的一级危险,（2）加工单元应该离开工厂边界一定的距离，集中分布,（3）区域之间不宜太拥挤，避免交互危险性,2.罐区的安全要求,（1）务必将其布置于工厂的下风区域,（2）储罐应安置在工厂中的专用区域，加强其危险区的标识,（3）罐区布局应全面考虑罐与罐之间的间距、罐与其他装置间的间距、设置栏液堤所需要的面积。,（4）罐区和办公室、辅助生产区之间要保持足够的安全距离,（5）罐区应设在地势比工艺装置区略低的区域，决不能设在高坡上,（6）每一罐体至少可以在一边由通路到达，最好是可以在相反的两边由通路到达。,3.公用设施区安全要求,（1）公用设施区应该远离工艺装置区、罐区和其他危险区，以便遇到紧急情况时仍能保证水、电、汽等的正常供应。,（2）公用工程干管应该尽量减少地面管线穿越道路。,（3）工厂布局应尽量减少地面管线穿越道路。,（4）在一些装置中配置回路管线。,（5）锅炉设备和配电设备应设置在易燃液体设备的上风区域。锅炉房和泵站应设置在工厂中其他设施的火灾和爆炸不会危及的地区。,（6）管路一定不能穿越围堰区。,（7）冷却塔不宜靠近铁路、公路或其他公用设施,。,4.运输装卸区安全要求,（1）装卸设施应该设置在工厂的下风区域，最好在边缘地区。,（2）原料库、成品库和装卸站等机动车辆进出频繁的设施，不得设在必须通过工艺装置区和罐区的地带。,（3）与居民区、公路和铁路要保持一定的安全距离。,5.辅助生产区的安全要求,（1）维修车间和研究室要远离工艺装置区和罐区,（2）维修车间应置于工厂的上风区域。,（3）废水处理装置应该置于工厂的下风远程区域。,（4）高温煅烧炉置于工厂的侧面风区域。,6.管理区,应该设置在工厂的边缘区域，并尽可能与工厂的危险区隔离。,7.丘陵地区建厂时需要考虑的安全问题,（1）液体或蒸汽易燃物的源头不应设置在坡上,（2）锅炉房、变电站、泵站等应该设置在高地。,（3）储罐区，空罐应该设置在高地。,（4）必要时设置物理屏障系统,4.4化工园区安全规划,4.4.1化工园区安全规划的概念,1.化工园区，国际上通常是指在符合一定的自然资源和环境条件要求的特定区域，依靠主要消费区和资源来源地，具有充足的水源保证或有较强自净能力，且交通条件便利、物流发达、配套产业比较完善的地区，以石化化工产业为纽带形成的加工体系匹配、产业联系紧密、原料互供、物流成熟完善、公用工程专用、环境污染统一治理、管理统一规范、资源利用高效的产业聚集地。,2.,化工园区危险性特点,化工业园区内重大危险源众多,园区内危险源之间、企业之间可能互相影响,可能导致群死群伤的灾难性后果,事故的潜在损失增加,3.化工园区安全规划的概念,化工园区安全规划是指人们为使化工园区工业生产过程安全与经济社会协调发展,而对自身活动所做的时间和空间的合理安排,。,4.4.2化工园区安全规划的程序,4.4.3化工园区安全规划的方法,安全距离法;基于后果的方法;基于风险的方法,1.安全距离法,该方法是根据历史的经验(如事故案例和长期工业实践活动等)或专家判断，对事故后果影响做出初步估计，列出不同工业活动或设施、场所与居民住宅、公共区以及其他重要区域的安全距离。,根据我国目前各行业制订的标准又可以将安全距离分为外部距离、防火间距、卫生防护距离。,外部距离是指危险品生产区或危险品总仓库区与周围村庄、公路、铁路、城镇、学校和本厂住宅区等以及它们二者之间的最小安全距离称之为外部距离。,防火间距是指建筑物之间，为有效地防止火灾蔓延，满足扑救火灾需要，保持适应扑救和人员安全疏散应保持的适当距离。,为了保证居住区的大气质量符合标准的规定，让居住区边界与无组织排放源边界之间保持一定的距离，这个距离就称为卫生防护距离，或卫生防护带,安全距离方法的原理简单直观,容易理解和沟通,所以至今仍被广泛地使用。由于其仅考虑工业活动的类型或现存危险物质的数量,而不是建立在系统的思想之上,因此其缺点也是显而易见的,即,“,粗旷性,”,是安全距离法无法克服的先天不足。,2.,“基于风险”的安全规划方法,该方法的目标是评估潜在的事故后果的严重度和发生的可能性，并将两者结合,，综合给出所评价对象或区域的个人风险和社会风险,然后依据可接受风险标准进行分区。也称概率风险评价(PRA)。,由于要求定量计算事故发生的可能性,基于风险的方法较完善,该方法的不足之处是引发事件的概率具有不确定性，同时也较复杂,所需时间和费用也较多。,3.,“基于后果”的安全规划方法,“,基于,后果,”,的方法依据对假定事故后果的评估，但不对事故的可能性进行量化。,该方法的指导思想为:如果现有的保护措施能够充分保护人群免受最坏事故的影响，那么也能够充分保护人群避免受任何较轻事故的影响。因此，该方法有时也被称为,“,最坏假想事故情景,”,方法。该评价技术建立在各种事故后果模型的基础上，如火灾、爆炸、毒物扩散等模型，通过模型计算出与潜在事故发生可能性无关的各种死亡或伤害半径作为事故后果严重度的一种量度，计算得出的伤害半径便可作为,“,基于后果,”,方法的规划标准使用。,(l)对于毒物泄漏，确定对应一定死亡剂量或严重伤害(如死亡率为1%的浓度)的距离。,(2)对于火灾产生的热效应，确定在给定暴露时间内可能引起燃烧或导致严重伤害的热辐射相对应的距离。,(3)对于爆炸，确定与可能导致死亡或严重伤害(如耳膜破裂)的超压相对应的距离。,基于后果的方法是系统理论用于风险分析的产物,因而其计算过程和计算结果都是系统的确定的,令人信服的。此方法的不足之处在于选择,“,最坏,”,事故情景的难度上。事实上，原本认为是,“,最坏,”,的事故情景，可能在某些情况下导致的事故后果比原本认为不是,“,最坏,”,的情景的后果小。,4.4.4化工园区安全规划的主要内容,1.安全功能区的划分,2.化工企业选址规划,3.消防规划,4.临时避难场所规划,5.安全生产监督管理体系规划,6.应急救援体系规划,第五章典型化学工艺过程安全技术,民航与安全工程学院,3H,2,+N,2,=2NH,3,+Q,(1),是可逆反应。即在氢气和氮气反应生成氨的同时，氨也分解成氢气和氮气。,(2),是放热反应。在生成氨的同时放出热量，反应,热与温度、压力有关。,(3),是体积缩小的反应。,(4),反应需要有催化剂才能较快的进行。,5.1.1,氨合成反应的特点,工艺控制分析,（,1,）压力；（,2,）温度（,3,）空间速度,此外还应控制进塔气体组成,造气,(,指煤和焦炭等固体,燃料在高温常压或高压,条件下，与气化剂反应,制备含,H,2,、,CO,各占一,定比例的半水煤气）,text1,净化（脱硫、变换、,脱碳、精制）,text2,氨合成,text3,5.1.2,合成氨生产工艺安全技术,以煤或天然气为原料进行合成氨的生产,5.1.2.1.,造气工序安全技术,（,1,）造气反应原理,以空气为气化剂时，碳和氧进行以下化学反应，放出热量，提高煤气炉内碳层温度。,以空气吹风时还存在着二氧化碳的还原反应，吸收碳层中积蓄的热量。,（,2,）造气工艺流程,煤气气化炉,废热锅炉,洗气箱,洗气塔,气柜,电除尘器,压缩机进行一、二段压缩,煤,空气,水蒸汽,造气工序事故案例较多，大多发生在突然断电紧急停车阶段,。,造气工序危险性分析,（1）介质具有腐蚀、有毒、易燃、易爆的性质（氢气、一氧化碳、甲烷、硫化氢等），并具有引爆的火种。,（2）转化工序中反应温度达到580，远超过可燃气体的引燃温度，高温气体一旦泄漏，遇空气会直接引起燃烧、爆炸，极易引起气化炉爆炸。,（3）检修、动火作业时，或转化炉升温点火作业，因系统氮置换不合格或隔离不符合要求，均会发生爆炸；（4）前后工序牵连，易相互干扰，出现操作失控。烟气余热和工艺废热的综合利用，使本工序与各工序联系紧密，易出现因联系不周导致操作失控，引起火灾爆炸；(5)在气化反应过程中，水碳比控制过低会造成反应管结碳，局部超温烧坏炉管，可能导致物料泄漏引起火灾爆炸；,(6)操作失误，仪表失灵，或联锁装置失效，造成系统超温超压，引起设备损坏或火灾爆炸。,5.1.2.2.,净化工序安全技术,净化工序包括脱硫、变换、脱碳、精制四个工段,脱硫工段安全技术,脱硫反应原理,改良,2,，,6,和,2,，,7-,蒽醌二磺酸钠（,ADA,）法脱硫是以碳酸钠吸收原料气中的硫化氢。在碳酸钠为主要成分的溶液中还添加偏钒酸钠、,ADA,和酒石酸钠。,脱硫工段危险性分析,（1）半水煤气中的H,2,，CO，CH,4,和H,2,S等都是易燃易爆的气体。,（2）在脱硫工段，常因设备或管道泄漏造成火灾、爆炸；,（3）也会因操作不慎、设备缺陷等原因，导致罗茨鼓风机抽负压，使得空气进入系统，与半水煤气混合，形成可爆炸性气体，引起爆炸事故。,（4）在生产系统的设备和管道表面，由于H2S气体的作用，常会生成一层疏松的铁的硫化物(FeS与Fe2S)，该硫化物遇到空气中的氧，极易引起氧化反应，放出大量的热，很快使自身温度升高并达到其燃点而引起自燃。,（5）在检修时，设备管道敞开后，也常会因其内部表面铁的硫化物和煤焦油与进入的空气迅速发生氧化反应而引起自燃着火的现象。,变换工段安全技术,变换反应原理,变换后变换气中含一氧化碳百分数越小则变换率越高。提高变换率应主要从反应条件的选择上着手。,反应温度：在催化剂活性能充分发挥的温度范围内，反应温度越低，转化率越高。,汽气比：是指水蒸汽与干原料气或一氧化碳的摩尔比。改变汽气比是工业变换反应中最主要的调节手段。增加汽气比，可提高一氧化碳的平衡换率，从而有利于降低一氧化碳残余量，加速反应进行。,空间速度：就是单位时间内通过单位体积催化剂的气体量。在催化剂活性温度范围内，降低空间速度可提高变换率,变换工段危险性分析,（1）半水煤气转换为变换气后，气体中的H2含量显著增加，高温气体一旦泄漏出来，遇空气易形成爆炸性混合物，遇火或高热很容易引起火灾、爆炸事故；,（2）变换工段是在一定的温度和压力下进行的，既存在物理爆炸的危险性，又存在化学爆炸的危险性。,（3）如果设备或生产系统形成负压，空气被吸入与煤气混合，形成爆炸性混合物，在高温、摩擦、静电等作用下，也会引起化学爆炸；,脱碳工段安全技术,脱碳工段就是脱除混合气中的,CO,2,气体。常用的方法可以采用碳酸丙烯酯法，也可以采用水吸收二氧化碳脱碳，主要是根据二氧化碳的溶解度大于其他气体的原理进行分离的。,脱碳工段危险性分析,（1）原料气中的氢气、一氧化碳、甲烷等可爆性气体，易发生着火爆炸事故。,（2）该工段高低压相连，如遇操作不精心（低液位）、设备故障等可发生高压串低压，引起设备爆炸事故。,（3）原料气中的一氧化碳、二氧化碳可使人发生中毒事故。,精制工段安全技术,从压缩机四段排除的净化气送往铜碱洗装置，经铜洗塔、碱洗塔进一步净化后送往压缩机六段，吸收了一氧化碳和二氧化碳的铜氨液经再生后循环使用，铜洗再生气返回压缩机一段与气化炉来的半水煤气混合作为合成氨的粗原料气。,铜碱洗原理,乙酸铜氨液吸收原理,吸收一氧化碳,吸收二氧化碳,吸收氧气,吸收硫化氢,精制工段危险性分析,（1）该工段的生产特点是高低压交错，易燃、易爆、易中毒。（2）在生产维修中，首先要消除跑、冒、滴、漏。,（3）系统检修中要进行置换、分析。,（4）回流塔填料上常常带有硫化物（如硫化亚铜），极易着火，因此检修使用的工具要求用铜合金防爆工具。,5.1.2.3.,合成氨安全技术,合成氨工段危险性分析和安全控制技术,可燃气体和氨蒸汽与空气混合时有爆炸危险。,氨有毒害作用，液氨能冻伤皮肤。,生产采用高温、高压工艺技术条件，使装置运行过程具有很大危险性。氢气、氮气在高温高压下对碳钢设备具有较强的渗透能力，易腐蚀设备；,设备和管道内温度剧烈波动时，个别部件会变形，破坏设备。,塔设备结构要有特殊要求，所用材料应当坚固耐用，在高温条件下受氢气作用不会发生脱落现象,由催化剂筐和设备壁间隙往反应区通入冷气流，对设备壁进行冷处理,合成塔内应装有热交换器,检修后，氨合成装置进行密封实验,全面实现自动化生产,在加压条件下操作的容器，安全阀不得少于两个,设备切换装置，在任何时候安全阀保证有一个与设备相接,。,当装置进入运行状态时，安装在主要工艺物料管线上的阀门、控制计量仪表、信号和连锁系统的电动阀门都应该设置有独立的供电电源,易发生事故的主要系统，其参数的测定应该有副本,应该采用不会在进入信号发生机构时滞后和失误的无惯性仪表,对在加压条件下操作的设备和容器，应该在安全阀前设置节流管件,为了防止两阀门均被切断，一个活门（或闸门）应该用专用挂锁固定在开启位置上，钥匙应该由负责加压容器安全运行的人员保管。,大型装置的压缩工段设置紧急用机械排气的通风设施,设置机械进气通风，用底部活动气窗送气，以保证装置安全运行,装置装备有确保安全使用的监测和调节仪表及必要的隔断和事先报警系统,在压缩机结构方面，轴端采用可靠的油封，以防止气体泄入车间,为使密闭性更可靠，管道限制使用法兰连接，而主要采用焊接连接,应考虑能迅速遥控切断压缩机及其进出口处集管的措施，以便在紧急状态下使气体经排气管排入大气,为保证大型装置安全运行，对操作人员在偏离正常工艺规程参数和出现事故时应采取的操作动作进行良好的培训。,操作人员应了解生产工艺过程、设备操作条件以及复杂的控制、调节和预防事故的自动化系统的相互联系,5.1.4,过程关键安全控制技术,1.,催化剂一氧化碳中毒,2.,铜液带入合成塔,3.,液氨带入合成塔,4.,氢氮比例失调,5.,合成塔内件损坏,6.,电热器烧坏,7.,催化剂同平面温差过大,8.,合成塔壁温过高,9.,循环机输气量突然减少,10.,放氨阀后输氨管线爆裂,11.,中置锅炉干锅,