化工过程系统动态模拟与分析技术讲义

第三章化工过程系统动态模拟与分析3.1化工过程系统的动态模型

3.1.1化工过程系统的动态特性

3.1.2化工过程系统的动态模型

3.1.3确定性动态模型的数学处理3.2连续搅拌罐反应器的动态特性

3.2.1动态数学模型

3.2.2模型的数学处理与应用（Ⅰ）

3.2.3模型的数学处理与应用（Ⅱ）3.3

精馏塔的动态特性

3.3.1动态数学模型

3.3.2模型的数学处理与应用3.4变压吸附过程的模拟与分析3.1化工过程系统的动态模型3.1.1化工过程系统的动态特性动态特性是化工过程系统最基本的特性之一。

间歇过程、连续过程的开停工、连续过程本征参数依时变化、控制系统的合成、过程系统局部与全局特性分析利用人为非定常态操作来强化过程系统性能和实现技术目标等动态特性还可以用于辨识某些系统的结构、过程的机理和估计描述系统性能的模型参数，甚至作为诊断过程系统运行故障的手段精细化学品生产中:间歇蒸馏、间歇反应、半连续反应；连续过程的开、停工阶段;某些连续过程，由于催化剂迅速失活或者催化剂在系统内循环的过程中次第经过处于不同操作条件的区域，如循环流化床催化反应器中的过程和催化剂迅速失活的固定床催化反应器中的过程；非线性过程系统的操作、设计和控制等工程实际问题，定态多重性、定态稳定性、参数敏感性等系统定性分析的内容；诸如间歇过程的优化、变压吸附、变温吸附、化学反应器强制周期操作等人为非定态操作技术的发展;3.1.2化工过程系统的动态模型解决上述问题，最核心、最本质的知识，是如何科学地描述过程系统动态特性的规律，这意味着必需选择或者建立一种既能反映过程系统本质特性，又相对简单明了的数学模型。模型化(Modeling)是现代化学工程方法论的重要组成部分，尤其是过程动态学的核心。根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方式：集中参数模型分布参数模型多级集中参数模型根据建立模型的不同方法：统计模型确定性模型介于两者之间的半经验模型模型的分类根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方式集中参数模型状态变量在系统中呈空间均匀分布（强烈搅拌的反应罐）分布参数模型状态变量在系统内呈非均匀，但一般是连续的空间分布（管式反应器）多级集中参数模型一般用于描述多级串连、级内状态变量均匀分布的过程（板式塔内的传质分离过程）根据建立模型的不同方法统计模型（经验模型）由统计、关联输入输出数据而得，表达方式简单，只需少量计算就能得到结果弱点:不能或者可以略作小范围的外推确定性模型（机理模型）通过对系统或者系统内某个微元，列出质量、能量和动量守恒关系式，系统（或微元）内外质量、能量和动量交换速率系数计算式，相关的相平衡关系，化学反应速率表达式和化学反应平衡常数计算式。处理的是更一般的情况，模型普遍适用性更强。化工过程系统确定性动态模型的数学表达形式人工智能技术人工智能技术推动了过程系统模型描述和性能模拟方法的进步。突出反映在人工神经网络技术在过程系统性能模拟方面的应用。对信息的处理响应速度快，自适应性强，具有自学习能力等，在过程系统动态模拟与控制方面有独特的优势3.1.3确定性动态模型的数学处理正问题—模型方程组的求解逆问题—模型参数的估计过程系统的定性分析正问题—模型方程组的求解所有的参数（包括设计、物性、传递和操作参数等）都已给定，利用模型来预测系统的状态分布及其在时间域的运动（变化）情况。预测给定操作条件下系统的性能，对系统的操作性能进行模拟；考察某些模型参数的变化对系统性能的影响，系统的参变性能分析；在控制系统设计中利用模型来帮助“发生”系统的输入—输出关系逆问题—模型参数的估计已经从实验装置或生产装置上采集到在非定常条件下系统状态变量随时间变化的信息，要求从中估计出描述这一非定常态过程的模型中某些未知参数的数值------已知状态在时间域的运动情况，要求估计模型参数。例：对CSTR的开工过程其中u、u0分别代表任一时刻和起始时刻的状态向量，

μ代表未知而且待估计的参数向量。模型参数估计就是为了确定参数向量µ的最优值，使限制下的解最大限度地逼近已采集到的状态变量在不同时刻的离散数据。其中F称为最优化的目标函数，或评价函数。

udi,j代表第i个状态变量在j时刻的采集数据。

uci,j代表第i个状态变量在j时刻的模型计算值，即在j时刻的解。最优化的目标函数被定义为在M个离散时刻状态变量的采集值与模型计算值偏差的平方和。状态变量在不同时刻的采集值是已知的，因而F的值取决于求解时待定参数向量µ的取值，F是µ的函数。参数估计就是寻找µ的最优值，使F达到全局最小值。过程系统的定性分析于化工过程系统通常具有很强的非线性性质，因而有可能出现定常态多重性、定常态稳定性、参数敏感性、自激振荡，甚至更复杂的时间序列结构。原则上都可以通过确定性模型来分析、处理。归结为动态微分方程（组）的定性分析，对应于现代应用数学中非常活跃的一个分支—非线性分析或非线性现象与复杂性分析。3.2连续搅拌罐反应器的动态特性选择理由：通常采用集中参数模型，典型性；在模型的数学处理方法方面，与其它类型的化工过程系统集中参数模型也有相似性；常常涉及到非线性系统的定性分析问题，也具有典型性，所运用的分析方法有普遍意义。3.2.1动态数学模型例3－1：敞口连续操作搅拌罐的流量计算。进料量为Fi,原有料液高度为H0，试求取自开工后排料量的变化关系。设搅拌罐的横截面积为A，排液量与罐中料液的高度成正比关系，即：

Fo＝k·H。FoFiH图3-1.敞口搅拌罐示意图敞口连续操作搅拌罐的流量计算质量累积速率＝质量流入速率－质量流出速率将初始化条件：t=0时，H=H0代入式，并化简可得：排液量与时间的变化关系为：-0.7-0.501图3-2.搅拌罐中液位高度随时间的变化关系图例3－2：搅拌槽内含盐量的动态模型作盐组分的物料平衡，有：

初始情况是槽内盛有V0的水，把浓度为Ci的盐水以恒定流量Fi加入槽内，与此同时完全混合后的盐水以恒定流量Fo排放，试求槽内盐水浓度C的变化规律。作盐水溶液的总物料衡算关系，有：表明有两项累积量，第一项是因浓度变化而引起的，第二项是由体积变化所引起的，这两项皆与求解有重要关系。积分，并利用初始条件t=0时，V＝V0，可以得出：其中，B为积分常数。将初期条件：t=0时，C=0代入式，可以解出B，于是可以化简为：上式是普遍情况下例3－2的分析解，但其中隐含有条件Fi＞Fo。当Fi＝Fo时，存在V＝V0，此时，问题的分析解为：FI=FoFI=5FoFI=2Fo小结以上例子通过一些理想化的假设，削减了过程的复杂性，使得该过程可以通过数学方式精确求解对于一般的连续搅拌罐式反应器，除总物料衡算和组分物料衡算外，还存在着伴随化学反应的热效应以及反应罐本身的热衡算。对于这种复杂的过程，是不太可能通过数学方法精确求解的，一般要通过数值方法进行积分运算，方可求得过程的解。通常假定反应罐内处于分子级理想混合，且为液相均相反应，因此可以认为反应混合物的温度和组成在反应区里是均匀的，进一步假定反应区的容积不随时间变化，则加料与排料的流量也可以认为是近似相等的，即Fin＝Fout=F。普遍性的CSTR问题对于一个包含M个组分和N个反应的系统i组分质量守恒其中，V、F分别代表反应区容积和加料容积流量；

Ci、Ci,f分别代表反应器内和加料中第i组分的浓度；

t表示时间；其中，T、Tf分别代表反应区内和加料混合物的温度；

U表示反应液体与冷却剂之间热交换的总传热系数；

A表示反应液体与冷却剂之间的总传热面；

Tc表示冷却剂平均温度；

、Cp分别代表反应混合物的平均密度与比热容；（－Hj）表示第j个反应的热效应；

Rj表示第j个反应的速率；

Ri表示因化学反应引起的第i个组分浓度的变化速率反应区能量守恒其中，μi，j表示第j反应计量式中i组分的系数。初始条件的约束式（3－20）～（3－23）就构成所讨论的连续操作搅拌罐反应器的动态数学模型。HINT运用化学反应工程课程中关于化学反应计量学的知识，还可以对上述模型进行简化。仅对几个着眼组分写出质量守恒式（3－20）,减少模型涉及的常微分方程的个数。其它非着眼组分的浓度，可以利用“在化学反应过程中，所涉及的每一种元素的总原子数守恒”这一化学计量学基本原理，通过相应的代数方程（组）来推算。3.2.2模型的数学处理与应用（Ⅰ）上述动态数学模型的正问题在计算数学上是典型的常微分方程组的初值问题，通常可以利用龙格－库塔法（R-K），基尔（Gear）法等通用程序来求数值解。3.2.2.1应用1―开工过程分析计算开工过程所需要的时间：从给定的初始条件出发，求模型的数值解，求取直至状态变量的每一个分量Ci、T接近定常值所需要的时间，就是近似的开工时间研究初始条件对开工过程的影响：改变不同的初始条件，通过数值分析考察初始条件（开工条件）的不同对开工时间的影响，了解在开工过程中系统状态变化的经历与初始条件的相互关系，从而可以帮助制订适当的开工方案，达到既缩短开工时间，又不致使开工过程出现某些工艺上不允许的温度和浓度3.2.2.2应用2―动态响应的数字仿真在控制系统合成过程中，了解被控制对象的输入输出关系是最基本的需要。传统的方法是在对象上进行实验测试，既耗费人力物力，还可能会干扰系统的正常操作.利用数字仿真技术来了解对象的动态响应特性，即输入输出关系，就要简单得多。步骤建立过程系统的确定性动态数学模型；确定考察哪些通道的输入—输出关系，即确定输入变量；把给定的定常状态作为初始条件，逐一考察每一个输入变量在设计值上下阶式改变某个百分数对状态变量（输出）的影响。通常把结果表示成状态变量瞬时值与定常值之间的偏差随时间的变化曲线，而将输入变量变化的百分数作为参变量3.2.3模型的数学处理与应用（Ⅱ）系统的定态对应于令式（3－20）、（3－21）左端为零时，相应非线性代数方程组的解。如果有多重根，就意味着系统有可能出现多重定态即，在设计参数（像V、A等）、物性参数（、Cp等）和操作参数（F，Ci,f,Tf等）都不变的情况下，我们可以看到不只一个定常状态至于实际上看到的是哪一个定态，取决于开工条件定态的局部稳定性定态操作只是一种理想的操作状态。定态局部稳定性，是指由瞬时小干扰引起的对定常态的偏离，在扰动因素消失后，系统能自动回复原始定常态。定态局部稳定性在工程上是非常重要的性质。因为，只有具有局部稳定性的定态，系统的状态始终在定常态附近小范围内波动，从而保证操作性能稳定不变。如果在给定的定态近旁，模型常微分方程组的雅可必矩阵的所有特征值都具有负实部，则该定常态是渐近稳定的。例：定常态稳定性假定讨论发生在CSTR中的一个均相一级不可逆放热反应A→B，反应速率可以表示为R＝kCA其中，是反应速率常数，

k0是指前因子，

E是反应的活化能，

R是通用气体常数。按照上述集中参数动力学系统定常态局部稳定性的一般原理，要使原始常微分方程组雅可必矩阵所有特征值都具有负实部，必需同时满足下面两个不等式：其中，TS、CA，S分别表示定常态下反应温度和A组分浓度定常态局部稳定性的判据3.2.3.3状态空间（statespace）分析状态空间分析是一种图解方法，可以非常直观地了解非线性集中参数系统的一系列动态性质。以每一个独立变量作为一个座标轴定义的实数空间在这个空间内的一个点，表示一个状态，或者说定义了一个状态向量，这个点也称为相点相点的轨迹称为相轨线，简称轨线，它反映了从某个特定的初始状态出发，状态演变的历史由众多的轨线构成、反映了在所关心的状态变量变化范围内，系统所有动态学定性特征的图形称为相轨线图，简称相图怎样获得相图假定讨论单个一级不可逆反应A→B的特殊情况。这时，只有一个着眼组分，设为A对于任意给定的某一初始条件（3－28），利用龙格－库塔或其它适当的求解常微分方程组初值问题的方法，可以得到式（3－26）、（3－27）的数值解：t0t1t2

．．．tL．．．tCACA,0CA,1CA,2

．．．CA,L．．．CA,sTT0T1T2．．．TL．．．Ts其中下标S表示定常态（SteadyState）将CA和T的瞬时数据标注在相平面上并连成标注了运动方向的光滑曲线就得到一条相轨线。从不同的初始条件出发，仿照上述方法可以作出不同的轨线。由足够多的轨线就可以绘出相平面图。大作业CSTR的相平面图制作（5人）1.查文献中关于CSTR的反应动力学2.设计出CSTR的动态模型3.对模型进行数值求解（程序）4.根据求解结果制作CSTR的相图5.通过相图对CSTR的操作性能进行分析3.3精馏塔的动态特性在化工生产中经常会遇到一些具有相似的多级系统，最典型的就是多级串联的CSTR反应器和板式精馏塔。在这些过程中，通常每一级都可用一相似的一阶或二阶微分议程来表示，尤其当这些方程式的系数矩阵呈双或三对角线形式排列时，它的特征解可用解析法求得，求解时可用有限差分和差分微分法本节以二元板式精馏塔作为研究对象，讨论怎样利用多级集中参数模型对其动态特性进行模拟与分析。3.3.1动态数学模型全塔共有N块塔板，塔顶为全冷凝器，塔底有间接加热的再沸器，在第NF板加料。基本假设：I每块塔板上汽相与液相分别为理想混合，因而两相都可以采用集中参数模型来描述II两组分的摩尔汽化热近似相等，汽相和液相在沿塔轴向运动过程中，显热变化对热量衡算的影响以及热损失的影响均可忽略不计III泡点进料IV塔内压力恒定V离开每一块塔板的汽液两相处于平衡状态VI每块塔板上持液量远大于持汽量，后者及其变化可以忽略不计利用基本假设II和III，可以导出：任意两块塔板间上升蒸汽量恒定，从而使模型变量的数目大大减少，因此不必对每一块塔板都做热量衡算，使模型方程的数目也就相应地减少引入基本假设V，是为暂时避开塔板上的传质动力学这一至今并末很好解决的复杂问题精馏塔的动态数学模型全凝器及馏出罐总物料衡算全凝器及馏出液罐易挥发组分衡算

第n块塔板总物料衡算第n块塔板易挥发组分衡算离开第n块塔板汽液相浓度关系对于加料板，与第n块塔板相似的可以得到下列守恒关系与平衡关系式再沸器及塔底总物料衡算再沸器及塔底易挥发组分衡算离开再沸器及塔底的汽液相浓度关系再沸器热量衡算此外，根据流体动力学原理，还可以得到每一块塔板上经降液管回流的液体量与该板上持液量的函数关系:SummaryIndependentEquation:4N+6Variants:4N+10N个Xn、N个Yn、N个塔板回流量Ln、N个塔板持液量馏出液贮罐持液量MD、馏出液成分XD、馏出液采出量D、回流至第一块塔板的液体量LR、再沸器与塔底持液量MB、再沸器液相采出量B、上升蒸汽量V和离开再沸器汽、液相成分YB

与XB，输入再沸器的热量Q3.3.2模型的数学处理与应用在讨论动态模型的具体应用前，应先将涉及易挥发组分衡算的微分方程左端按函数乘积的导数展开的规则将其展开，然后利用相应的总物料衡算式代入其中，以消去展开式中关于M的导数项，从而使所有常微分方程的左端都化为单变量导数的形式，并使模型转化成为相对容易处理的代数―常微分方程组（如果相平衡关系和塔板溢流量与持液量之间的关系都能用函数式表示的话）。模型处理的另一个一般性问题：各块塔板温度的计算。塔板温度的计算多组分混合物任一组分两相平衡的条件应当写成：其中i表示组分代号，n与前述相同，表示塔板序号。考虑到塔内压力恒定的假设后，可以把Pn作为常参数从上式剔除，因此有：显然，如果用上式去代替前述模型中所有易挥发组分的相平衡关系，又变成了一个未知量数目大于独立函数与独立微分方程个数之和的不定问题。从多元混合物相平衡原理补充汽相组成归一化条件：由于温度是以隐函数形式出现在模型中，所以无论是把整个模型作为一个大的联立代数―常微分方程组来求解，还是逐板迭代计算，每块塔板上两相组成与温度的确定都必需通过反复迭代。从上面的分析看出，尽管为了使问题得到简化已经做了很多假设，而且仅仅讨论一个二元精馏问题，要利用其动态模型进行过程系统的模拟与分析，计算量也是很大的。因此，精馏塔数学模型的处理方法和计算策略历来是从事过程模拟研究的人十分关注的，比较有效的计算方法也很多3.3.2.1开工过程模拟与分析

假设给定了MD、Mn、MF、MB和XD、Xn、XF和XB的初始值，并且F、Q为已知要求：考察在全回流(D＝0)和不采出塔底残液（B＝0）的条件下，开工过程的动态特性。是否为迭代设定T初始值开始给定Q、F、D、B；赋M、X初值计算：V、L计算：Y求解常微分方程初值问题结束赋Δt是3.3.2.2输入―输出关系的仿真计算过程系统的输入－输出关系通常是指在某一个设计定常态处，从某一个输入通道对相应的变量做一阶式变化，求测系统的状态将会随着时间发生什么样的变化对于任意给定的某一个输入变量的增量，可以将定态条件下的状态变量作为初始值，求解模型微分方程，从而得到输出变量的响应数据如果输入变量的增量很小，可以首先将模型微分方程写成扰动微分方程的形式，即以状态变量的瞬时值对其定态值之差作为新状态量（如ΔM、ΔX）的微分方程，然后将其在定常态附近局部线性化，使之简化为线性常微分方程组3.3.3更实际的问题

上面两小节都只讨论每块塔板上均达到平衡的二元精馏问题。许多实际问题要复杂得多。对于塔板上汽液两相不平衡的问题，需要同时利用相平衡关系和有关塔板效率的知识，来确定离开该塔板的汽、液两相组成间的相互关系；对于多元精馏，微分方程的个数无疑会更多，平衡关系以及由液相组成计算汽相组成的环节也将变得更为繁琐、复杂。大作业精馏塔操作过程的动态模拟（5-6人）1.查文献中关于精馏塔分离的基本物性数据2.利用多级集中参数模型设计出精馏塔动态模型3.对模型进行数值求解（程序）4.根据模型分析精馏的开停工状态变化大作业（二）多级萃取过程的动态模拟（5-6人）1.查文献中关于萃取分离的基本物性数据2.设计多级萃取过程的动态模型3.对模型进行数值求解（程序）4.根据模型分析不同物系在各萃取器中的浓度变化3.4变压吸附过程的模拟与分析变压吸附是最近二、三十年发展起来的、在工业上已经得到广泛应用的吸附分离技术其基本原理是利用平衡吸附量随着压力的提高而增加的规律，人为地使吸附塔的操作压力周期性变化，加压阶段，流体混合物中的易吸附组分被吸附在吸附剂表面上，从而与难吸附组分分离开，难吸附组分则从吸附塔流出来；在减压阶段，被吸附组分从吸附剂上解吸出来；经过吹扫再生即可用于下一个循环。显然，被吸附组分在吸附剂上和在气相的浓度不但沿着吸附塔的轴向变化，而且也是随着时间变化的，因而是一种典型的人为非定常态操作，并且只有采用分布参数动态数学模型来描述其操作特性。3.4.1数学模型的建立3.4.1.1双塔式变压吸附空气分离制氮的原理当用炭分子筛作为吸附剂时，由于空气中氧与氮分子的动力直径不同，氧在吸附剂孔道中的扩散系数比氮要大两个数量级当干燥的空气通过装填了炭分子筛吸附剂颗粒的固定床吸附塔时，空气中的氧被迅速吸附，而氮分子大多数随气流带出吸附塔。只要吸附剂装填量足够多，就有可能得到纯度较高的产品氮气，通常氮的浓度可以达到99.5moi%加压、吸附、放空与吹扫为了节能，增加均压阶段就每一台吸附塔而言，其循环过程包括加压吸附、均压和放空吹扫。由于放空吹扫与加压吸附时间相等，一台吸附塔放空吹扫时，另一台正处于加压吸附阶段双塔式变压吸附循环过程3.4.1.2数学模型的建立假设：1作为原料的干燥空气，其流量、组成和温度稳定2忽略吸附热效应的影响，认为PSA循环是等温过程3在吸附塔内压力随位置变化的数量远小于操作压力,因而可以近似认为压力是均匀的4气体流速径向均匀分布，即可以利用一维模型来描述5考虑气相轴向有效扩散6由于在气相沿塔流动过程中被吸附的氧占总气量的比例较大，应当考虑气体流速沿轴向的变化7氧气和氮气的吸附平衡可以用Henry定律描述8每个气相组分与炭分子筛吸附剂之间传质过程的速率可以利用线性推动力模型来描述流动气相各组分的质量衡算从一台吸附塔中，取出长度为dz、垂直于气流方向的一小段吸附床，在很短的时间dt内对氧（A）和氮（B）进行物料衡算，然后各项遍除该微分单元体体积与微分时间间隔的乘积（F.dz）（dt）,并简化，得到：其中，C－气相浓度－气体线速度

DL－气相轴向有效扩散系数

q－单位体积吸附剂的吸附量

－吸附剂床层空隙率Z－轴向座标t－时间根据假设8，气固两相间的传质速率可由下式表示其中q*—平衡吸附量k—吸附速率常数根据假设（vii），可以将平衡吸附量写成；其中，K－平衡常数流动气相的总物料衡算其中，C=CA+CB显然，在式(3—59)、(3—60)和式(3—65)之中，只有两个是独立的，例如可以保留式(3—59)和(3—65)边界条件初始条件刚开工的情况达到稳定循环状态后3.4.1.3数学模型的无因次化对于较复杂的模型微分方程，通常在正式求解之前都宁可将其无因次化边界条件3.4.2动态模型的数学处理将偏微分方程组转化为近似等价的常微分方程组来求解——正交配置法基本原理

在微分方程（组）定义域内选定一些特定的点作为内配置点，然后求使这些点处与真实解之间残差为零的近似解。首先通过无因次化使关于Z的定义域变为[0，1]，然后构造一个正交多项式形式的试解用关于Z的N阶正交多项式（如雅可比多项式、勒让德多项式等）的N个互异根作为Z轴上内配置点的座标，即3.4.3模型的应用3.4.3.1开工过程的模拟预测测定操作特性的试验是在24℃下进行的，事先完成的基础研究确定了氧和氮在这一温度下的吸附平衡常数：KA（氧）=4.95；KB（氮）=4.44。气固两相间的传质系数:用模拟结果与部分实验数据拟合的办法估计出来kA(氧)=8.3210-23.4.3.2系统操作特性模拟谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH安全注射与职业防护PART01一、安全注射二、职业防护主要内容安全注射阻断院感注射传播让注射更安全！《健康报》

别让输液成为一个经济问题有数据显示，是世界最大的“注射大国”。2009年我国平均每人输液8瓶，远远高于国际上人均2.5—3.3瓶的平均水平。我国抗生素人均消费量是全球平均量的10倍。因此我国被称为：

“输液大国、抗生素大国和药品滥用大国”。2016年国家十五部委重拳出击

遏制细菌耐药《阻断院感注射传播，让注射更安全（2016-2018年）》专项工作指导方案量化指标医疗卫生机构安全注射环境、设施条件、器具配置等合格率100%医务人员安全注射培训覆盖率100%规范使用一次性无菌注射器实施注射100%（硬膜外麻醉、腰麻除外）医疗卫生机构对注射后医疗废物正确处理率100%医疗卫生机构内部安全注射质控覆盖率100%医务人员安全注射知识知晓率≧95%医务人员安全注射操作依从性≧90%医务人员注射相关锐器伤发生率较基线下降≧20%相关内容基本概念安全注射现况不安全注射的危害如何实现安全注射意外针刺伤的处理

基本概念

注射

注射是指采用注射器、钢针、留置针、导管等医疗器械将液体或气体注入体内，达到诊断、治疗等目的的过程和方法。包括肌内注射、皮内注射、皮下注射、静脉输液或注射、牙科注射及使用以上医疗器械实施的采血和各类穿刺性操作。

基本概念

符合三个方面的要求：对接受注射者无危害；对实施者无危害；注射后的废弃物不对环境和他人造成危害。不安全注射发生率东欧：15%中东：15%亚州：50%印度：50%中国：50%对我国某地3066个免疫接种点的调查表明:一人一针一管的接种点为33.5％一人一针的接种点为62.1％一人一针也做不到的接种点......

目前情况

不安全注射

没有遵循上述要求的注射常见不安全注射-对接受注射者不必要的注射注射器具重复使用注射器或针头污染或重复使用手卫生欠佳注射药品污染不当的注射技术或注射部位医用纱布或其他物品中潜藏的锐器常见不安全注射-对接受注射者减少不必要的注射是防止注射相关感染的最好方法据调查，从医疗的角度来说，有些国家高达70％的注射不是必须的应优先考虑那些同样能达到有效治疗的其他方法口服纳肛不安全注射-对实施注射者采血技术欠佳双手转移血液不安全的血液运输手卫生欠佳废弃锐器未分类放置不必要的注射双手针头复帽重复使用锐器锐器盒不能伸手可及患者体位不当不安全注射-对他人不必要的注射带来过多医疗废物医疗废物处置不当废弃锐器置于锐器盒外与医用纱布混放放在不安全的处置地点—如走廊中容易拌倒废物处理者未着防护用品（靴子，手套等）重复使用注射器或针头最佳注射操作注射器材和药物注射器材药物注射准备注射管理锐器伤的预防废物管理常规安全操作手卫生手套其他一次性个人防护装备备皮和消毒清理手术器械医疗废物二次分拣2023/7/6Dr.HUBijie1052023/7/611/05/09105锐器盒摆放位置不合适，放在地上或治疗车下层头皮针入锐器盒时极易散落在盒外，医废收集人员或护士在整理过程中容易发生损伤不正确使用利器盒绝大部分医务人员对安全注射的概念的理解普遍仅局限于“三查七对”，因此安全注射的依从率也非常低。安全注射现况滥用注射导致感染在口服给药有效的情况下而注射给药临床表现、诊断不支持而使用注射治疗

由于滥用注射，导致感染的发生几率明显增加。安全注射现况注射风险外部输入风险：注射器具、药品、材料等产品质量；非正确使用信息，非正规或正规培训传递错误信息，非合理用药及操作习惯等。内部衍生风险：注射的“过度”与“滥用”、非正确的注射、未达标的消毒灭菌、被相对忽略的职业暴露、不被关注的医疗废物管理。

安全注射现况

当前院感注射途径传播的高风险因素使用同一溶媒注射器的重复使用操作台面杂乱，注射器易污染注射后医疗废物管理欠规范---注射器手工分离与二次分捡

对患者的危害-------传播感染

是传播血源性感染的主要途径之一，也是不安全注射的最主要危害。注射是医院感染传播的主要途径之一！不安全注射的危害导致多种细菌感染，如脓肿、败血症、心内膜炎及破伤风等。败血症破伤风心内膜炎脓肿不安全注射

不安全注射的危害

对医务人员的影响

针刺伤：每年临床约有80.6%-88.9%的医务人员受到不同频率的针刺伤！原因：防护意识薄弱、经验不足、操作不规范、防护知识缺乏。

不安全注射的危害

对社会的危害

拿捡来的注射器当“玩具”

不安全注射的危害

如何实现安全注射三防：人防、技防、器防四减少：减少非必须的注射操作减少非规范的注射操作减少注射操作中的职业暴露减少注射相关医疗废物

如何实现安全注射

重视环境的准备警惕锐器伤正确物品管理严格无菌操作熟悉操作规程执行手卫生安全注射

如何实现安全注射

进行注射操作前半小时应停止清扫地面等工作。避免不必要的人员活动。严禁在非清洁区域进行注射准备等工作。应在指定的不会被血液和体液污染的干净区域里，进行注射准备。当进行注射准备时，必须遵循以下三步骤：1.保持注射准备区整洁、不杂乱，这样可以很容易清洁所有表面2.开始注射前，无论准备区表面是否有血液或体液污染，都应清洁消毒。3.准备好注射所需的所有器材：-无菌一次性使用的针头和注射器-无菌水或特定稀释液等配制药液-酒精棉签或药棉-锐器盒重视环境的准备手卫生之前先做脑卫生！观念的改变非常重要！安全注射，“手”当其冲！认真执行手卫生工作人员注射前必须洗手、戴口罩，保持衣帽整洁；注射后应洗手。操作前的准备注射前需确保注射器和药物处于有效期内且外包装完整。操作前的准备给药操作指导单剂量药瓶——只要有可能，对每位患者都使用单剂量药瓶，以减少患者间的交叉污染多剂量小瓶——如果别无选择，才使用多剂量药瓶-在对每个患者护理时，每次只打开一个药瓶-如果可能，一个患者一个多剂量药瓶，并在药瓶上写上患者姓名，分开存储在治疗室或药房中-不要将多剂量药瓶放在开放病房中，在那里药品可能被不经意的喷雾或飞溅物污染药物准备给药操作指导丢弃多剂量药瓶：-如果已失去无菌状态-如果已超过有效日期或时间（即使药瓶含有抗菌防腐剂）-如果打开后没有适当保存-如果不含防腐剂，打开超过24小时，或制造商建议的使用时间后-如果发现未注明有效日期、储存不当，或药品在不经意间被污染或已知道被污染（无论是否过期）药物准备给药操作指导具有跳起打开装置的安瓿瓶——只要有可能，就使用具有跳起打开装置的安瓿瓶，而不是需要金属锉刀才能打开的安瓿瓶如果是需要金属锉刀才能打开的安瓿瓶，在打开安瓿瓶时，需使用干净的保护垫（如一个小纱布垫）保护手指药物准备准备好注射所需的所有器材：-无菌一次性使用的针头和注射器-无菌水或特定稀释液等配制药液-酒精棉签或药棉-锐器盒注射准备对药瓶隔膜的操作步骤在刺入药瓶前用蘸有70%乙醇棉签或棉球擦拭药瓶隔膜（隔层），并在插入器材前使其晾干每次插入多剂量药瓶都要使用一个无菌注射器和针头不要把针头留在多剂量药瓶上注射器和针头一旦从多剂量药瓶中吸出药品并拔出，应尽快进行注射注射准备贴标签多剂量药瓶配制后，应在药瓶上贴上标签：-配制日期和时间药物的种类和剂量-配制浓度-失效日期和时间-配制者签名对于不需要配制的多剂量药品，贴上标签：-开启日期和时间-开启者名字和签名注射准备皮肤消毒剂在有效期内使用。严格落实皮肤消毒的操作流程（以注射点作为中心，自内向外，直径5cm以上）。一人一针一管一用，禁止重复使用。熟悉操作规程，严格无菌操作使用同一溶媒配置不同药液时，必须每次更换使用未启封的一次性使用无菌注射器和针头抽取溶媒。必须多剂量用药时，必须做到一人一针一次使用。熟悉操作规程，严格无菌操作熟悉操作规程，严格无菌操作红圈标注地方绝对不能碰触！××熟悉操作规程，严格无菌操作皮肤消毒后不应再用未消毒的手指触摸穿刺点！皮肤消毒后应完全待干后再进行注射！熟悉操作规程，严格无菌操作现配现用药液抽出的药液、开启的静脉输入用无菌液体须注明开启日期和时间，放置时间超过2小时后不得使用；启封抽吸的各种溶媒超过24小时不得使用。药品保存应遵循厂家的建议，不得保存在与患者密切接触的区域，疑有污染或保存不当时应立即停止使用，并进行妥善处置。

熟悉操作规程，严格无菌操作

2小时内：——输注类药品；

24小时内：

——溶媒启封抽吸后；

——灭菌物品启封后（棉球、纱布等）提倡使用小包装。每周更换2次：

——非一次性使用的碘酒、酒精等，容器应灭菌。

7天内：——启封后一次性小包装的瓶装碘酒、酒精.药品保存：——应遵循厂家的建议（温度、避光）——不得保存在与患者密切接触的区域。——疑有污染禁用。应注明开启时间物品管理

禁止双手回套针帽禁止用手传递利器禁止用手分离注射器针头禁止手持锐器随意走动禁止随意丢弃锐器，随时入锐器盒禁止用手直接抓取医疗废物

操作时保证充足光线、空间宽敞

操作时从容不迫

操作时尽可能采用有安全保护装置的锐器六禁止三操作警惕锐器伤耐用，防穿透，防渗漏。大小合适，锐器可以完整放入。可能产生锐器的地方均配，不需二次分捡。放置的位置醒目且方便使用，治疗车要放在上层的侧面。一次性使用、禁止徒手打开、清空或清洗重复使用。禁止放入其他杂物。到达3/4时及时封闭。在转运过程中确保密闭，避免内容物外漏。

规范使用锐器盒

二、医务人员职业暴露体液血液分泌物排泄物其他04年7月23日，广州某医院在一次急诊抢救意外伤中,9名医务人员均直接接触了出血较多的重伤员。当时病人血肉模糊，鲜血喷到了当班急诊医生的身上、脸上和眼睛里，另一名医生在为病人清创缝合时被扎破手指，麻醉科医生带着受伤的手指为病人进行麻醉。当时参与抢救的多数医务人员的白大衣、口罩都被病人的鲜血染湿了。3天后这位病人被检测出是艾滋病人，HIV抗体反应强阳性。半年后有2名医务人员血液检出艾滋病毒抗体阳性，造成一起艾滋病职业暴露的悲剧。“艾滋惊魂”事件

锐器伤案例山东某院妇产科主任因全身发黄、乏力等去查体，结果是大三阳且转氨酶高达1300多，诊断暴发性肝炎。事后回忆，发病前曾为一大三阳病人手术时，被针刺伤过，当时未在意，没做任何处理！某院一检验科医生给一丙肝患者进行血气分析，不慎被沾有病人血液的针头刺伤，第三个月出现肝炎症状，感染丙肝病毒。

医务人员职业暴露分类①感染性职业暴露（主要指血源性病原体引起的暴露）②放射性职业暴露③化学性（如消毒剂、某些化学药品）职业暴露④其他职业暴露

中国医务人员特别需要