危险化学品危险特性及化工行业安全生产特点

危险化学品危险特性及化工行业安全生产特点第一页，共五十四页，编辑于2023年，星期五一二危险化学品危险特性三内容简介化工行业安全生产特点我国及我省危化较大以上事故规律初探

四自动化改造及自动化控制技术第二页，共五十四页，编辑于2023年，星期五一、危险化学品危险特性各国、各部门和国际组织从化学品危险性出发，按照不同角度和需要给化学品进行分类。《危险货物分类与品名编号》将危险货物分为9类；《建筑设计防火规范》将物品分为5类；联合国《全球化学品统一分类和标签制度》（GHS）将化学品分为27类；联合国《关于危险货物运输的建议书》将危险货物分为9类；美国国家防火协会（NFPA）采用5级分类制；日本消防法将危险物质分为6大类。（一）危险化学品的分类第三页，共五十四页，编辑于2023年，星期五1.我国对危险化学品的分类目前，危险化学品分为八大类，每一类又分为若干项

第一类：爆炸品，包括爆炸性物质、爆炸性物品等分为六项，其中涉及危险化学品共有三项：第1项：具有整体爆炸危险的物质和物品,比如高氯酸。第3项：具有燃烧危险并有局部爆炸危险的物质和物品，比如二亚硝基苯。第4项：无重大危险的爆炸物质和物品，如四唑并－1－乙酸。第四页，共五十四页，编辑于2023年，星期五第二类：压缩气体和液化气体，包括压缩、液化、溶解、冷冻液化的气体。

分三项：第1项：易燃气体，如一氧化碳、甲烷等。第2项：不燃气体（包括助燃气体），如氮气、氧气等。

第3项：有毒气体，如氯气、氨气等。第五页，共五十四页，编辑于2023年，星期五第三类：易燃液体，此类物质在常温下易挥发，其蒸气与空气混合能形成爆炸性混合物。分三项：第1项：低闪点液体，即闪点低于－18℃的液体。第2项：中闪点液体，即闪点在－18℃～23℃的液体。第3项：高闪点液体，即闪点在23℃～61℃的液体。第六页，共五十四页，编辑于2023年，星期五第四类：易燃固体、自燃物品和遇水易燃物品，这类物品易于引起火灾。按燃烧特性分三项：第1项：易燃固体，如红磷、硫磺等。第2项：自燃物品，如黄磷、三氯化钛等。第3项：遇水易燃物品，如金属钠、氢化钾等。

第七页，共五十四页，编辑于2023年，星期五第五类：氧化剂和有机过氧化物，这类物品具有强氧化性，易引起燃烧、爆炸。

按其组成分为2项：第1项：氧化剂，如氯酸钾、高锰酸钾等。第2项：有机过氧化物，如过氧化甲乙酮等。第六类：毒害品，如各种氰化物、砷化物、化学农药等。第八页，共五十四页，编辑于2023年，星期五第七类：放射性物质（不属于《危险化学品安全管理条例》管理范畴）。第八类：腐蚀品，指能灼伤人体组织并对金属等物品造成损伤的固体或液体。分三项：第1项：酸性腐蚀品，如硫酸、硝酸、盐酸等。第2项：碱性腐蚀品，如氢氧化钠、硫氢化钙等。第3项：其他腐蚀品，如二氯乙醛、苯酚钠等。

第九页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（二）危险化学品的危险特性（有毒、有害、易燃、易爆）1.易燃2009年9月2日15时30分左右，山东省临沂市山东金兰现代物流发展有限公司（金兰物流基地）F3区的临沂市运恒货物托运部的货物发生燃烧并引起爆燃，酿成火灾事故，共造成18人死亡、10人受伤。调查分析，现场存放的可燃物（H型发泡剂）起火并发生爆燃造成火灾事故，事故现场通道不畅导致事故人员伤亡扩大。第十页，共五十四页，编辑于2023年，星期五

H型发泡剂（化学品中文名：N,N-二亚硝基五亚基四胺），易燃，遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。与碱、酸或酸雾接触将迅速起火燃烧。与氧化剂混合能形成爆炸性混合物。经摩擦、震动或撞击可引起燃烧或爆炸。（1）燃点：对于可燃液体，控制其储存温度在燃点以下，是预防火灾的重要措施之一。（2）自燃点：自燃点越低，化学品的危险性越大。

（3）闪点：闪点越低，着火的危险性越大。一般认为：闭杯闪点﹤61℃的液体为易燃液体。

第十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期五建筑设计防火规范中关于生产场所的火灾危险性分类条件之一根据物质的闪点划分：甲类危险场所：闪点﹤28℃的液体化学品生产区乙类危险场所：闪点在28℃～60℃间丙类危险场所：闪点≥60℃第十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期五2.易爆第十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期五2007年7月11日23时50分，山东省德州市平原县德齐龙化工集团有限公司一分厂16万吨/年氨醇、25万吨/年尿素改扩建项目试车过程中发生爆炸事故，造成9人死亡、1人受伤。经对事故现场进行勘查和分析，2号压缩机七段出口管线存在强度不够、焊接质量差、管线使用前没有试压等严重问题，导致出口管线内的工艺气体（N2、H2混合气体）泄漏发生爆炸，并引发大火。

氢气的爆炸下限4%（V/V），爆炸上限75%（V/V），与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即爆炸。第十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（1）爆炸（燃烧）的三要素：发生爆炸或燃烧的三个基本条件是：可燃物助燃物（氧化剂）点火源（2）爆炸极限：是指可燃物质(可燃气体、蒸气、粉尘或纤维尘等)与空气(氧气或氧化剂)均匀混合形成混合物，其浓度达到一定的范围时，遇到明火或一定的引爆能量能立即发生爆炸，这个可发生爆炸的浓度范围称为爆炸极限。第十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期五可燃气体或蒸气分子式爆炸极限(%)下限上限氢气H24.075氨NH315.527一氧化碳CO12.574.2甲烷CH45.314乙烷C2H63.012.5乙烯C2H43.132苯C6H61.47.1甲苯C7H81.46.7环氧乙烷C2H4O3.080.0乙醚(C2H5)O1.948.0乙醛CH3CHO4.155.0丙酮(CH3)2CO3.011.0乙醇C2H5OH4.319.0甲醇CH3OH5.536醋酸乙酯C4H8O22.59第十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期五3.有毒印度“1984.12.03”博帕尔事故第十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期五1984年12月3日凌晨，印度的中央联邦首府博帕尔的美国联合碳化公司农药厂发生毒气泄漏事故。有近40吨剧毒的甲基异氰酸酯(MIC)及其反应物在2小时内冲向天空，顺着每小时7.4公里的西北风，向东南方向飘荡，刹时间毒气弥漫，覆盖了相当部分市区(约64.7平方公里)。事发后短短几天之内造成3000多人死亡，5万多人双目失明，15万人受伤害。有20多万人受伤需要治疗。孕妇流产、胎儿畸形、肺功能受损者不计其数。截至2004年，死亡人数已升至20000人，成为迄今为止世界上最严重的危险化学品事故。事故的影响至今未能完全消除。第十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期五甲基异氰酸酯毒性：LD50：大鼠经口LD50(mg/kg):

51.5大鼠经皮LD50(mg/kg):

2780小鼠经口LD50(mg/kg):

120兔经皮LD50(mg/kg):

211常用的表征毒性大小的指标有下列几种：

（1）绝对致死量或浓度（LD100或LC100），即全组染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度。（2）半数致死量或浓度（LD50或LC50），即染毒动物半数死亡的剂量或浓度。第十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（3）最小致死量或浓度（MLD或MLC），即全组染毒动物中个别动物死亡的剂量或浓度。（4）最大耐受量或浓度（LD0或LC0），即全组染毒动物全部存活的最大剂量或浓度。

第二十页，共五十四页，编辑于2023年，星期五3.有害日本水俣事故患者照片第二十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期五日本新日本氮肥公司位于九州岛熊本县水俣镇的合成醋酸厂（生产氯乙烯与醋酸乙烯），生产过程中使用含汞的催化剂。由于该工厂任意排放废水，含汞的化学品流入河流，并进入食用水塘，转成有机汞化合物。当地居民食用水源或原居于受污染水源的生物时，甲基汞等有机汞化合物进入人体，被肠胃吸收，侵害脑部和身体其他部分，造成生物累积。自1956年5月1日首例水俣病患者被确诊后，至今五十年，先后有2265人被确诊(其中有1573人已病故)，另外有11540人虽然未能获得医学认定，但因其身体或精神遭受到水俣病的影响第二十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期五甲基汞类化学品有害性：致突变性：DNA修复：酿酒酵母菌1nmol/L。DNA抑制：小鼠细胞50μmol/L。细胞遗传学分析：鱼50ug/L。性染色体缺失和不分离：仓鼠肺1700nmol/L。致畸性：大鼠孕后2-22天经口染毒最低中毒剂量（TDLo）59mg/kg,致中枢神经系统发育畸形。小鼠孕后12天皮下给药最低中毒剂量（TDLo）5375mg/kg，致颅面部（包括鼻、舌）发育畸形。有害是指化学品在生产、使用过程中或者在环境中散布时对人类健康和环境造成有害影响的性质。有害化学品对人类健康的主要危害包括癌症、基因突变、先天缺陷、生殖障碍、神经系统问题、呼吸系统疾病、皮肤病及肝脏或肾脏疾病等。第二十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期五二、化工行业安全生产特点危险化学品生产过程中的原料、半成品、副产品、产品和废弃物大都是具有易燃、易爆、有毒、有害危险特性的危险化学品。危险化学品危险特性决定了其生产过程中如果防范措施不到位容易发生爆炸、火灾、急性中毒（窒息）、慢性中毒（职业病）、化学灼伤、噪声和粉尘（职业病）等。（一）物料危险性大第二十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期五

近年全国危险化学品各类事故死亡人数图第二十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期五

2006年至2008年全国危险化学品各类事故死亡人数情况表事故类型2006年2007年2008年爆炸1748385中毒415049火灾71712烧伤、灼烫599其他1422第二十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期五从2006年至2008年的3年数据看，爆炸事故造成死亡人数最多（342人，所占比例62%），中毒事故次之（140人，所占比例25%），然后是火灾、烧伤和其他。同时，2006年至2008年危险化学品事故死亡人数总体下降，但其中危险化学品易燃易爆的危险特性而导致爆炸事故的死亡人数有一定幅度下降，危险化学品有毒有害的危险特性而导致中毒事故的死亡人数所占比例有所上升。第二十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（二）工艺过程复杂化学反应复杂：如氧化、还原、氢化、硝化、水解、磺化、胺化等。工艺复杂：涉及反应、输送、过滤、蒸发、冷凝、精馏、提纯、吸附、干燥、粉碎等多个化工单元操作。自动化控制复杂：DCS、ESD/FSC、SIS、PLC等。维护作业复杂：易发生触电、辐射、高考坠落、机械伤害等事故。第二十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期五乙烯生产工艺：硝酸铵生产工艺：造气脱硫变换脱碳净化合成氨酸吸收中和后处理产品裂解急冷压缩净化深冷分离精馏分离第二十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期五

国家安全监管总局印发《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三〔2009〕116号）和《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〕3号），对18种重点监管的危险化工工艺（光气及光气化工艺、电解工艺（氯碱）、氯化工艺、硝化工艺、合成氨工艺、裂解（裂化）工艺、氟化工艺、加氢工艺、重氮化工艺、氧化工艺、过氧化工艺、胺基化工艺、磺化工艺、聚合工艺、烷基化工艺、新型煤化工工艺、电石工艺、偶氮化工艺），提出安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案要求。要求各地化工企业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。第三十页，共五十四页，编辑于2023年，星期五氨合成的压力有的达到32Mpa高压聚乙烯生产压力为300Mpa乙烯生产工艺中裂解炉温度高达1200摄氏度乙烯深冷分离温度需降到零下167摄氏度高压带来的危险性高温带来的危险性（三）高温与高压（低温和真空）第三十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（四）危险源集中（五）连续作业操作人员夜间易瞌睡。冬天北方易冻凝；夏天储存物料高温。长期连续生产，容易引起设备的疲劳、腐蚀等变化累积。潜在危险性、存在条件和触发因素

第三十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期五物料危险性大工艺过程复杂

高温与高压（低温和真空）危险源集中连续作业第三十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期五三、我国危险化学品较大以上事故规律初探据统计，2006年-2008年全国共发生危险化学品较大以上事故52起，死亡272人，分别占3年危险化学品事故总数（347起，595人）的15.0%和45.7%。危险化学品较大以上事故死亡人数趋势呈逐年递减，06年132人，07年77人，08年63人。第三十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（一）时间分布

从事故发生的时间分布情况看，化工行业生产旺季的7、8月份属于事故高发期，较大以上事故死亡人数较多，应引起高度重视，强化危险化学品安全监管。第三十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（二）事故类型第三十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期五

从事故类型的分布情况看，爆炸事故死亡人数占到较大事故死亡人数总数的近3/4；如果加上中毒事故，两者死亡人数合计占到总数的90%以上。因此遏制危险化学品较大以上事故，要着重在防爆炸、防中毒窒息下功夫，强化火源管理，防超压、防泄漏，加强进入受限空间作业的安全管理。第三十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（三）企业类型

第三十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期五从发生危险化学品伤亡事故企业类型分布看，私营企业（绝大部分为中小化工企业）事故死亡人数占较大事故死亡人数的近70%。（中央企业，地方国有企业和外商合资企业所占经济比重大、产值高，但在危险化学品安全管理方面做了大量工作,安全生产条件和安全管理水平较高，较大以上事故得到遏制）由此，危险化学品事故防范难点在中、小危险化学品生产企业。第三十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期五注重基层基础工作注重统计数据的分析与应用注重基本规律的把握（不撞大运），以便有的放矢。找准规律，因地制宜，对症下药，事半功倍。第四十页，共五十四页，编辑于2023年，星期五四、危险化工工艺自动化改造及

自动化控制技术一、为什么采用自动化控制？

二、化工自动化控制技术简介

三、自动化控制技术改造和实施

第四十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期五一、为什么采用自动化控制？化工生产特点：

具有物料危险性大（易燃、易爆、有毒、有害）、工艺过程复杂、高温与高压、危险源集中、连续作业等固有危险危害因素。

化工危险工艺：重点监管的危险化工工艺，包括氯化、硝化、磺化、裂解、聚合、氟化、加氢、重氮化、氧化、过氧化、氨基（氧）化、光气及光气化工艺烷基化和电解、新型煤化工工艺、电石生产工艺、偶氮化工艺等15类危险工艺。第四十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期五人工手动控制不安全因素：

（1）现场操作人员多

（2）人的不安全行为（如阀门开关错误或指挥失误等）

（3）设备和环境的不安全状态对人的影响（机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等

）（4）人工手动控制中很难严格控制工艺参数

（5）人为操作的职业危害（6）生物钟影响（7）个体差异（因人而异）（8）处理速度差异（9）异常时出错几率增加

第四十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期五自动化控制优点

：

自动化操作不仅能严格控制工艺参数、避免手动操作的不安全隐患，还能降低劳动强度、改善作业环境，而且能更好的实现高产、优质、长周期的安全运行。

对化工危险工艺装置，在不能消除固有的危险危害因素又不能彻底避免人为失误的情况下，采用远程自动化控制方法是最有效的安全措施。

第四十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期五

二、常用的自动化控制技术典型化工装置保护层（保护措施）层次名称说明第一层过程设计过程设计中实现本质安全工厂第二层基本过程控制系统（BPCS）如DCS，以正常运行的监控为目的第三层区别于BPCS的重要报警操作员介入需要有一定的必要余度时。第四层安全仪表系统（SIS）系统自动地使工厂安全停车。第五层物理防护层（一）安全阀泄压、过压保护系统第六层物理防护层（二）将泄漏液体局限在局部区域的防护堤第七层工厂内部紧急应对计划工厂内部的应急计划第八层周边区域防灾计划周边居民、公共设施的应急计划第四十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期五

从典型的保护层列表看出，工艺过程设计（第1层）后，第2、3、4均属于自动化控制系统的范畴，属于预防性措施，5至8层是减轻措施。其重要性可见一般。

--基本过程控制系统（BPCS）

--区别于BPCS的重要报警（相对简单，如可燃气体/有毒气体报警、火灾报警等，报警后要有足够处理时间才算做有效保护层）

--安全仪表系统（SIS）

设计良好的控制系统能够有效避免安全事故的发生。第四十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（一）基本过程控制系统基本过程控制系统（BPCS）BasicProcessControlSystem基本过程控制系统是活动的、动态的，需要人工频繁的干预。使生产过程的温度、压力、液位、流量等工艺参数维持在规定的范围之内，以保证产品的产量与质量符合既定要求。主要有：分散控制系统（DCS）DistributedControlSystem在国内自控行业又称之为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。目前应用最为广泛。

第四十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期五可编程序控制器（PLC）ProgrammableLogicController可编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。数据采集与监视控制系统（SCADA）SupervisoryControlAndDataAcquisition是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控制的系统。主要用于天然气管道、油品输送管道、油田等。第四十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期五现场总线控制系统（FCS）FieldbusControlSystem

是基于现场总线技术的计算机控制系统，集计算机技术、网络技术和控制技术为一体的先进的计算机控制控制系统，是一种全分散、全数字、全开放的控制系统。它适用于工业过程控制、制造业及楼宇自动化等领域，将逐渐成为计算机控制系统的主流形式，被认为是工业控制发展的必然趋势。智能控制器

随着数字技术和计算机技术发展起来的新一代控制器，用以取代原先的电Ⅲ型控制器。具有多个输入、输出；具备通信接口；能够完成复杂控制；可控制几个回路。第四十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期五

对于化工危险工艺装置，应根据实际情况（装置规模、投资、人员情况等），本着“安全、可靠、经济、适用”的原则选择，合理选用合适的控制系统，也可以同时应用几种不同类型的系统组合而成。对于大型化工装置，一般会采用几种不同的控制系统。对于基本过程控制系统的设计、施工以及验收都有完备的国家/行业标准和规范，可以参照执行。

第五十页，共五十四页，编辑于2023年，星期五（二）安全仪表系统

安全相关系统（SRS）

SafetyRelatedSystem

用于安全目的的系统称之为安全相关系统。安全相关系统的作用是监视生产过程的状态，在出现危险条件时采取相应措施，防