化工过程安全 绪论

1、化 工 过 程 安 全张 明 广 副教授Email: 01.学时安排：48学时周学时42.作业安排： 课程小论文、章节作业和课堂演讲3.考试安排：学校统一安排，闭卷笔试4.成绩考核：课程作业、考勤 30%；期 末 笔 试 70%课程安排1主要参考书目（1）许文编 . 化工安全工程概论. 化学工业出版社，2002（2）蔡凤英编 . 化工安全工程. 科学出版社，2001（3）田震编化工过程安全北京：国防工业出版社，2007 （4）崔克清主编. 化工单元运行安全技术.北京：化学工业出版社，2004（5）吕保和，朱建军主编. 工业安全工程.北京：化学工业出版社，2004（6）宋建池等主编. 化工厂系统

2、安全工程.北京：化学工业出版社，2004（7）崔可清等编著 . 化工安全设计.北京：化学工业出版社，2004（8）刘佩田, 闫晔主编. 化工单元操作规程. 北京：化学工业出版社，2004（9）建筑设计防火规范（GB50016-2006）（10）石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）2 本课程是安全工程专业本科生的必修主干课，是学生从事化工过程安全相关的科研、生产工作必备的专业知识。通过课程学习，深入地掌握现代化工过程安全的基本原理、方法与应用，重点针对化工工艺反应、化工基本单元操作等有关化工安全生产的理论及实践进行系统的阐述，介绍化工过程动力学、化学热力学、化学反应工程学的有关化

3、工安全基础理论和知识，以及反映化工安全领域新理论和新技术。课程性质32022/8/2142022/8/2152022/8/2162022/8/217吉林石化分公司双苯厂“11.13”爆炸事故 爆炸82022/8/2192022/8/2110主线（思想）火灾爆炸中毒基础理论知识原因及控制危险物质化学反应单元操作化工设计特征、机理、原因、控制职业危害11主要内容121 绪 论1.1 化工过程相关概念1.2 化工过程的特点1.3 常见化工事故及其特点1.4 化工过程危险性13化学工业将自然界的各种物质，经过化学和物理方法处理，制造成生产资料和生活资料的工业。化工过程：用化工方法对原料进行加工处理成为

4、产品的过程。一种产品的生产过程中，从原料到成品，往往需要几个或几十个加工过程。其中除了化学反应过程外，还有大量的物理加工过程。1.1 化工过程相关概念2022/8/2114原料预处理化学反应产物分离提纯储存、经营、运输化工过程包括：原料预处理过程、反应过程和反应产物后处理过程。15 聚乙烯生产流程图2022/8/2116化工生产过程示意图：原料 预处理 化学反应 分离与纯化 产品单元操作过程化学反应过程化学反应核心预处理、后处理物理性操作2022/8/2117化工生产过程都是由化学反应及物理操作组合而成。化学反应是核心，通常在化学反应器中进行；物理过程为化学反应准备适宜的反应条件，将反应物分离

5、提纯得到最终产品。物理过程按其原理可以归纳为几个基本过程，统称为化工单元操作。2022/8/21181.2 化工过程的特点 1.涉及危险化学品众多 ，物料的潜在危险性2.工艺过程复杂、工艺条件苛刻193.生产规模大型化、生产过程连续性4.生产过程自动化程度高5.事故应急救援难度大20 1.3 常见化工事故及其特点1.3.1 常见化工事故（一）燃烧与爆炸燃爆物质结合引发能量（二）电气事故燃烧、爆炸的点火源；人员触电事故21（三）静电和雷电事故1）固体静电；绝缘材料接触起电危害：电场力作用使得生产不能顺利进行； 静电放电成为可燃气体的点火源。2）液体静电3）粉尘静电4）气体静电5）人体静电：人体火

6、花放电和衣物放电固体静电可达20104V以上，液体静电和粉体静电可达数万伏，气体和蒸气静电可达10000V以上，人体静电也可达10000V以上。 22（四）职业中毒和尘肺 职业中毒是指在生产劳动过程中由于接触化学毒物引起的中毒。呼吸道和皮肤入侵。 尘肺是由于长期从事粉尘作业，尘肺患者两肺产生进行性、弥漫性的纤维组织增生，逐渐发展影响呼吸机能及其他器官的功能。（五）压力容器爆炸（六）腐蚀事故23“两重点一重大”-重大危险源储罐区生产场所压力管道压力容器锅炉库区24 重大危险源的法规要求中华人民共和国安全生产法 第三十三条 生产经营单位对重大危险源应当登记建档，进行定期检测、评估、监控，并制定应急

7、预案，告知从业人员和相关人员在紧急情况下应当采取的应急措施。 生产经营单位应当按照国家有关规定将本单位重大危险源及有关安全措施、应急措施报有关地方人民政府负责安全生产监督管理的部门和有关部门备案。 25危险化学品安全管理条例 第十条 已建危险化学品的生产装置和储存数量构成重大危险源的储存设施不符合前款规定的在规定期限内进行整顿；需要转产、停产、搬迁、关闭的，报本级人民政府批准后实施。 第二十二条 储存单位应当将储存剧毒化学品以及构成重大危险源的其他危险化学品的数量、地点以及管理人员的情况，报当地公安部门和负责危险化学品安全监督管理综合工作的部门备案。26国务院关于进一步加强安全生产工作的决定

8、“搞好重大危险源的普查登记，加强国家、省（区、市）、市（地）、县（市）四级重大危险源监控工作，建立应急救援预案和生产安全预警机制。” 27重大危险源的辨识重大危险源的评价重大危险源的管理重大危险源的安全报告制定重大危险源事故应急预案工厂选址和土地使用规划重大危险源的监察 重大危险源控制系统28危险化学品重大危险源辨识方法辨识依据： 是危险化学品重大危险源辨识标准（物质的危险特性及其数量）危险化学品重大危险源辨识标准：由政府主管部门和权威机构在物质毒性、燃烧性、爆炸特性等基础上，制定出危害化学品及其临界量标准。通过危害化学品及其临界量标准可以确定哪些是危险化学品重大危险源。29 参考国外同类标准

9、；结合我国工业生产的特点；重点考虑火灾、爆炸、毒物泄漏等重大事故发生规；危险化学品重大危险辨识标准GB 18218-200930强调火灾、爆炸或毒物泄漏三种灾害 在工业活动中存在着诸多危险，单就事故发生的起数来看，事故发生次数较多的是机械伤害、高处坠落及物体打击等等；但是从死亡人数来分析，火灾、爆炸及中毒事故成为主要危险。 储罐区（储罐） 同前危险化学品重大危险源辨识部分 库区（库） 同前危险化学品重大危险源辨识部分 生产场所 同前危险化学品重大危险源辨识部分32 压力管道 长输管道输送有毒、可燃、易爆气体，且设计压力大于1.6MPa的管道；输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离大于等于200

10、km且管道公称DN300mm的管道公用管道中压和高压燃气管道，且公称直径200mm。 33工业管道输送GB5044中，毒性程度为极度、高度危害气体、液化气体介质，且公称直径100 mm的管道；输送GB5044中极度、高度危害液体介质、GB50160及GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体，或甲类可燃液体介质，且公称直径100mm，设计压力4MPa的管道；输送其他可燃、有毒流体介质，且公称直径100mm，设计压力4MPa，设计温度400的管道。 34锅炉 符合下列条件之一的锅炉： 蒸汽锅炉 额定蒸汽压力大于2.5MPa，且额定蒸发量大于等于10t/h。 热水锅炉 额定出水温度大于等于12

11、0，且额定功率大于等于14MW。 35压力容器 符合下列条件之一的压力容器： 介质毒性程度为极度、高度或中度危害的三类压力容器； 易燃介质，最高工作压力0.1MPa，且PV100MPam3的压力容器（群）。36煤矿（井工开采）符合下列条件之一的矿井：高瓦斯矿井；煤与瓦斯突出矿井；有煤尘爆炸危险的矿井；水文地质条件复杂的矿井；煤层自然发火期6个月的矿井；煤层冲击倾向为中等及以上的矿井。 37 金属非金属地下矿山 符合下列条件之一的矿井：瓦斯矿井；水文地质条件复杂的矿井；有自燃发火危险的矿井；有冲击地压危险的矿井。38 尾矿库全库容100万m3或者坝高30m的尾矿库。 39国家安全监管总局关于公布

12、首批重点监管的危险化工工艺目录一、光气及光气化工艺 八、加氢工艺二、电解工艺（氯碱） 九、重氮化工艺三、氯化工艺 十、氧化工艺四、硝化工艺 十一、过氧化工艺五、合成氨工艺 十二、胺基化工艺六、裂解（裂化）工艺 十三、磺化工艺七、氟化工艺 十四、聚合工艺 十五、烷基化工艺对照本企业采用的危险化工工艺及其特点，确定重点监控的工艺参数，装备和完善自动控制系统，大型和高度危险化工装置要按照推荐的控制方案装备紧急停车系统。 总局09年116号文，9.2640首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案 411、光气及光气化工艺 反应类型：放热反应重点监控单元：光气化反应釜、光气储

13、运单元工艺简介：光气及光气化工艺包含光气的制备工艺，以及以光气为原料制备光气化产品的工艺路线，光气化工艺主要分为气相和液相两种。42光气：是“光成气”的简称。又叫碳酰氯，分子式COCl2。由英文phosgen(phos 光gen产生）翻译而来。 光气是窒息性毒剂的一种，学名二氯化碳酰，又称碳酰氯，是一种毒性很强的气体。常温下为无色气体，有烂干草或烂苹果气味，但浓度较高时气味辛辣。光气的沸点为7.6，凝固点-128，易挥发，稍溶于水，易溶于有机溶剂。研究证明：当生产环境中光气的浓度在每立方米3050毫克时，可引发人群急性中毒；在每立方米100300毫克时，人接触1530分钟，即可引起严重中毒，甚

14、至死亡。 光气易水解，产物无毒。1、光气及光气化工艺 43光气化产品：在工业上主要用于塑料、制革、制药等。据专家介绍，光气遇水会分解成为一氧化碳和盐酸。因为人的肺部湿润，吸入光气后相当于遇水分解。一氧化碳能使人窒息，而盐酸会腐蚀人的肺部。因此，光气中毒主要是伤害呼吸器官。人吸入光气后，一般有224小时的潜伏期。吸入量越多，则潜伏期越短，病情越严重。人吸入浓度较低的光气时，局部刺激症状可不明显，但经过一段潜伏期后，则可直接损害毛细血管内膜，出现肺水肿高浓度吸入可致肺水肿，毒性比氯气约强10倍。当吸入较高浓度光气时，中毒者可发生支气管痉挛，有些中毒者可在肺水肿出现之前即出现窒息症状。 1、光气及光

15、气化工艺 441、光气及光气化工艺工艺危险特点：（1）光气为剧毒气体，在储运、使用过程中发生泄漏后，易造成大面积污染、中毒事故；（2）反应介质具有燃爆危险性；（3）副产物氯化氢具有腐蚀性，易造成设备和管线泄漏使人员发生中毒事故。典型工艺：一氧化碳与氯气的反应得到光气；光气合成双光气、三光气；采用光气作单体合成聚碳酸酯；甲苯二异氰酸酯（TDI）的制备；4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）的制备等。451、光气及光气化工艺重点监控工艺参数：一氧化碳、氯气含水量；反应釜温度、压力；反应物质的配料比；光气进料速度；冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等。安全控制的基本要求：事故紧急切断阀；紧急冷却系

16、统；反应釜温度、压力报警联锁；局部排风设施；有毒气体回收及处理系统；自动泄压装置；自动氨或碱液喷淋装置；光气、氯气、一氧化碳监测及超限报警；双电源供电。461、光气及光气化工艺宜采用的控制方式：光气及光气化生产系统一旦出现异常现象或发生光气及其剧毒产品泄漏事故时，应通过自控联锁装置启动紧急停车并自动切断所有进出生产装置的物料，将反应装置迅速冷却降温，同时将发生事故设备内的剧毒物料导入事故槽内，开启氨水、稀碱液喷淋，启动通风排毒系统，将事故部位的有毒气体排至处理系统。47国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管 危险化工工艺中部分典型工艺的通知 安监总管三2013

17、3号一、新型煤化工工艺:煤制油(甲醇制汽油、费-托合成油)、煤制烯烃（甲醇制烯烃）、煤制二甲醚、煤制乙二醇（合成气制乙二醇）、煤制甲烷气（煤气甲烷化）、煤制甲醇、甲醇制醋酸等工艺。二、电石生产工艺三、偶氮化工艺2022/8/2148首批重点监管的危险化学品名录安监总管三201195号现行危险化学品目录中的3823余种危险化学品中进行了认真筛选，综合考虑了化学品的固有危险性、2002年以来国内化学品事故情况、近四十年发生重特大事故的危险化学品品种、国内危险化学品生产量的情况、国内外危险化学品重点监管的品种等五个要素，49研究了国外相关安全管理名录，包括美国职业安全健康署高度危险化学品的工艺安全管

18、理中的高危化学品名录，应急计划与公众知情权法（EPCRA）中的关于危险源设施报告和应急反应制度的极度危险物质名录及有毒化学品释放报告管理清单（TRI），美国环境保护署清洁空气法（CAA）风险管理计划（RMP）中的特定易燃和有毒化学品名录，美国国土安全部化学品设施反恐标准中的关注化学品名录，加拿大优先物质名单(PSL)。经有关化学品安全专家多次反复论证，最终确定了名录。 50重点监管的危险化学品包括列入名录的60种危险化学品以及在温度20和标准大气压101.3kPa条件下属于以下类别的危险化学品： 1.易燃气体类别1（爆炸下限13%或爆炸极限范围12%的气体）； 2.易燃液体类别1（闭杯闪点23

19、并初沸点35的液体）； 3.自燃液体类别1（与空气接触不到5分钟便燃烧的液体）；51 4.自燃固体类别1（与空气接触不到5分钟便燃烧的固体）； 5.遇水放出易燃气体的物质类别1（在环境温度下与水剧烈反应所产生的气体通常显示自燃的倾向，或释放易燃气体的速度等于或大于每公斤物质在任何1分钟内释放10升的任何物质或混合物）； 6.三光气等光气类化学品。52国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化学品名录的通知 安监总管三201312号增加14种2022/8/2153 1.3.2 化工生产事故特点 1.火灾、爆炸、中毒事故比例大重要研究对象3.正常生产时事故的多发性（1）反应机理认识不足；HAZO

20、P(危险与可操作性)（2）众多影响因素存在干扰因素；（3）人的失误;2.事故后果严重，恶劣环境影响研究的意义及目的544.材质、加工缺陷以及腐蚀危害装置制造及维护6.化工生产中事故的多发期经济发展特征5.布局恶化：城市变迁、新建化工园区2022/8/21551.4 化工过程危险性 工厂选址工厂布局结构对加工物质的危险性认识不足化工工艺物料输送误操作设备缺陷防灾计划不充分车间仓库办公室锅炉物料工艺设备输送结构工厂选址工厂布局误操作防灾计划美国保险协会（AIA）对化学工业的317起火灾、爆炸事故进行调查，得出化学工业危险因素的九个类型：56 1.工厂选址（1）易遭受地震、洪水、暴风雨等自然灾害；（

21、2）水源不充足；（3）缺少公共消防设施的支援；（4）有高湿度、温度变化显著等气候问题；（5）受相邻危险性大的工业装置影响；（6）靠近公路、铁路、机场等运输设施；（7）在紧急状况下人和车辆难以安全疏散。57 2.工厂布局（1）工艺设备和储存设备过于密集；（2）有显著危险性和无危险性的工艺装置间的安全距离不够；（3）昂贵设备过于集中；（4）不能替换的装置缺乏有效的防护；（5）锅炉、加热器等火源与可燃物工艺装置之间距离太小；（6）有地形障碍。58 3.结构（1）支撑物、门、墙等不是防火结构；（2）电气设备无防护措施；（3）防爆通风换气能力不足；（4）控制和管理的指示装置无防护措施；（5）装置基础薄弱。59 4.对加工物质的危险性认识不足（1）装置内搅拌时，原料在催化剂作用下自然分解；（2）缺少可燃气体、粉尘等在生