氯化钠生产工艺的危险性分析（FMEA，FTA_ETA）及对策措施研究_安全系统工程课程设计.doc

安全系统工程课程设计 安全系统工程课程设计任务书题目名称氯化钠生产工艺的危险性分析（fmea，fta/eta）及对策措施研究设计依据及技术参数1、设计依据氯化钠采用盐酸及氢氧化钠在高温反应器内制备。2、技术参数1) 采用fmea，fta/eta法对反应过程危险性进行定性及定量分析。2) 利用事件树或事故树分析时，假设各基本事件均独立，且各基本事件的发生概率为0.02。3、说明 设计应严格遵照安全评价通则aq8001-2007及建筑设计防火规范gb50016-2006中的相关规定。设计要求及设计工作量1、完成课程设计说明（计算）书包括项目概况分析、危险有害因素辨识、定性及定量危险性分析、安全对策措施的提出等。2、完成课程设计图纸（图幅a3）至少包括：系统安全定量计算分析图1张（事件树分析图或事故树分析图并结合工艺流程图或可靠性性框图）。具体要求：（1）根据设计任务书要求，对项目概况进行分析包括地理位置、设备、工艺、物料、人员、组织管理等。（2）针对项目中涉及到的危险有害因素进行分析，即确定危险源的类型。（3）定性及定量危险性分析：针对某项目（生产工艺）进行定性分析（scl、pha、hazop、fmea等方法，至少任选一种或两种方法）。根据定性分析结果确定最危险事故类型进行定量分析（eta、fta法，任选其一），包括：事件树或事故树的构建;事件树求事故发生概率，并分析事故原因。事故树求顶上事件发生概率，计算结构重要度、概率重要度和临界重要度，并分析事故原因。（4）提出安全对策措施。针对危险有害因素及定性定量分析结果提出有针对性的，可以避免事故发生的安全对策措施 目录摘要1前言2第一章 系统安全分析概述31.1 系统安全分析说明31.2 项目概况分析31.2.1盐酸的介绍31.2.2氢氧化钠的介绍41.2.3不锈钢磁力反应釜4第二章 危险有害因素辨识72.1 固有危险性分析72.1.1盐酸的危险性72.1.2氢氧化钠的危险性72.1.3反应釜的固有危险性72.2 生产过程中的危险性82.2.1反应釜在生产过程中的危险性8第三章 系统安全分析93.1 系统安全定性分析93.1.1定性分析方法选择93.1.2反应釜内制备氯化钠定性分析的应用103.2系统安全定量分析133.2.1定量分析方法选择133.2.2反应釜内制备氯化钠定量分析的应用133.2.3故障类型及影响分析和事故树分析结论17第四章 安全对策措施184.1.生产前的安全准备措施184.1.1盐酸与氢氧化钠的预防与急求措施184.1.2反应釜启动前的安全检查184.1.3反应釜周围环境与消防设施的配备184.1.4反应釜的维修保养184.2生产过程中的安全措施194.2.1反应釜安全操作规程 194.2.2反应釜常见故障的安全解决措施194.2.3反应釜爆炸的常见原因及解决方法214.2.4反应釜停车后的安全措施214.2.5对操作人员的要求21第五章 结论22参考文献27结束语28 摘要 本课程设计研究了用盐酸及氢氧化钠在高温反应器内制备氯化钠的危险性分析及其在确定危险后研究的对策措施。研究的内容主要有危险有害因素的辨识，以及定性，定量分析，最后对得出的危险源采取相应的对策措施。 本设计主要对在高温高压不锈钢反应釜内制取氯化钠的生产过程进行了危险性分析，并且采用了故障类型及影响分析法（fmea）对生产过程进行了潜在危险源的辨识与定性分析，然后以反应釜爆炸为结果用事故树（fta）进行定量分析，最后对氯化钠生产的过程提出了安全技术措施，以及对反应釜提出了安全维护检修的对策措施。 关键词：氯化钠 ，反应釜，生产过程，故障类型及影响分析，事故树，安全对策措施。 前言 随着现代化工业的迅速发展，我国已经成为了工业化大国。但是随着工业的发展，造成企业事故频繁的发生，因此每个工人的安全问题越来越受到人们的重视。所以，系统安全的分析对于每个企业是非常重要的。 本课程设计主要讲述了氯化钠生产工艺的危险性分析（fmea，fta/eta）及对策措施研究。因为现在我国很多的企业，对于化学品的制备这一方面安全意识不足，正是由于安全意识的不足，导致了很多事故的发生，不仅损失了大量的金钱，最重要的是有时还会导致伤亡事故。在此，我仅以在反应釜内用盐酸及氢氧化钠制备氯化钠这一生产过程为例，首先对整个生产过程的危险有害因素进行辨识，然后比较详细的讲解下在整个准备阶段，以及生产过程中可能导致什么样的危险事故，进行定性、定量的分析。 在定性分析阶段，我将采用定性分析中的故障类型及影响分析（fmea）法对系统或设备部件可能发生的故障模式、危险因素，对系统的影响、危险程度、发生可能性大小或概率等进行全面的、系统的定性分析，并可针对故障情况提出相应的检测方法和预防措施。故障类型及影响分析法具有较强的系统性、全面性、和科学性。 在定量分析阶段，我将采用事故树分析。事故树分析是从结果开始，寻求顶上事件发生的原因事件，是一种逆时序的分析方法。事故树分析能够对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入的揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了、思路清晰、逻辑性强。 然后根据定量分析中的重要度，可以看出哪个事件对顶上事件发生的影响较大，针对此基本事件提出相应的预防措施，同时也对其它的基本事件提出安全预防措施。 最后，对此课程设计进行了总结性的语言。由于能力有限，在设计时难免有错误，请专业人士多多指点。 第一章 系统安全分析概述1.1 系统安全分析说明安全系统分析是根据设定的安全问题和给予的条件，运用逻辑学和数学方法来描述安全系统，并结合自然科学、社会科学的有关理论和概念，制定各种可行的安全措施方案，通过分析，比较和综合，从中选择最优方案，供决策人员采用。本设计将采用故障类型及影响分析法（fmea）对在不锈钢反应釜内制备氯化钠的生产过程进行定性的分析以及用事故树法（fta）对生产过程容易发生的顶上事件进行定量的分析。系统安全分析目的和意义：在高温反应釜内用盐酸和氢氧化钠制备氯化钠，反应容器反应釜在人员的误操作和不及时维修保养的情况下，很可能会发生一些危险的事故。此次设计我将对在生产氯化钠的整个生产过程进行全面的危险性分析，来减少在用反应釜制备氯化钠时可能会发生的危险事故，以及提出相应的安全对策措施，来保证人们操作反应釜时的安全。系统安全分析的程序：(1）查阅相关资料，进行危险有害因素的辨识。(2)运用故障类型及影响分析法进行定性分析，然后用事故树法进行定量分析。(3)提出安全对策措施。(4)根据分析做出总结性结论。 系统安全分析的内容：(1)介绍用于制备氯化钠的主要原材料的危险性，以及化学性质，储存环境，然后介绍反应釜的结构和原理以及安装和使用方法。(2)对整个的生产过程的前、中、后期进行危险有害因素的辨识。(3)在生产制备的过程中用故障类型及影响分析分进行定量的分析，然后对最可能发生的顶上事件进行定性分析。 (4)根据定性及定量分析的结果提出相应的安全对策措施。5、对此生产过程作出分析性的结论。1.2 项目概况分析 在高温高压不锈钢反应釜内用氢氧化钠和盐酸制取氯化钠。 1.2.1盐酸的介绍 盐酸，学名氢氯酸，是氯化氢的水溶液，是一元酸。盐酸是一种强酸，浓盐酸具有极强的挥发性，因此盛有浓盐酸的容器打开后能在上方看见酸雾，那是氯化氢挥发后与空气中的水蒸气结合产生的盐酸小液滴。盐酸是一种常见的化学品，在一般情况下，浓盐酸中氯化氢的质量分数在38%左右。同时，胃酸的主要成分也是盐酸。 外观与性状：无色液体，有腐蚀性。为氯化氢的水溶液（工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色）。在化学上人们把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸。有刺激性气味。由于浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气作用形成盐酸小液滴，所以会看到酸雾。主要成分：氯化氢，水。盐酸具有强烈的腐蚀性，该品根据危险化学品安全管理条例、易制毒化学品管理条例受公安部门管制。盐酸的用途：重要的无机化工产品，广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。例如：(1)用于稀有金属的湿法冶金。(2)用于有机合成。(3)用于漂染工业。(4)用于金属加工。(5)用于食品工业。(6)用于无机药品及有机药物的生产。1.2.2氢氧化钠的介绍 氢氧化钠(naoh)，俗称烧碱、火碱、苛性钠，因另一名称caustic soda而在香港称为哥士的，常温下是一种白色晶体，具有强腐蚀性。易溶于水，其水溶液呈强碱性，能使酚酞变红。氢氧化钠是一种极常用的碱，是化学实验室的必备药品之一。氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气而潮解，所以必须对其密封保存，且要用橡胶瓶塞。 广泛应用的污水处理剂、基本分析试剂、配制分析用标准碱液、少量二氧化碳和水分的吸收剂、酸的中和钠盐制造。制造其它含氢氧根离子的试剂；在造纸、印染、废水处理、电镀、化工钻探方面均有重要用途；国内品牌有：天惠牌、天工牌、金达牌。 可用做碱性干燥剂。烧碱在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。51.2.3不锈钢磁力反应釜 因为不锈钢反应釜的原理与结构，以及可能出现的危险都基本一样，所以在此设计中我选用gsha1型永磁旋转搅拌高压釜为例，对在制备氯化钠时可能出现的危险情况进行分析。 gsha1型反应釜，是一种间歇运行的化学反应器，其与反应介质接触的另部件均采用321不锈钢制成，在反应过程中，具有良好的耐腐蚀性能。本釜采用静密封结构，推进式搅拌器与电机间采用永磁联轴器，搅拌器的旋转状况通过测速装置，在测速表上显示。本釜配有控制台，根据给定温度进行调整电加热器的电源电压，达到自动恒温的目的。同理，根据搅拌负荷的需要，调节搅拌电动机的电源电压，达到无级调速搅拌之目的。本釜适用于石油、化工、医药、农药、冶金、建材等科研部门，是进行高温、高压反应的理想设备。 高压釜主要由加热炉、釜体、釜盖、搅拌器等部分组成。 （1）加热炉，用来加热釜体，外为圆筒形炉体内装有筒形硅炉芯，加热电阻丝穿联其中，具有传热效果好，升温快等特点，炉体下端侧面装有插座，使用时用电缆线将其与控制仪联接。 （2） 釜体，主要是物料反应，材料采用321不锈钢制成，釜体与法兰采用螺纹联 接，釜体与釜盖的密封采用无热片园弧面与锥面线密封，依靠较高的加工精 度，依靠主螺栓的拧紧力，达到密封效果。 （3） 釜盖，是高压釜主要件，材料为321不锈钢，釜盖上装有搅拌器、压力表、 爆 破阀、气阀、取样阀及冷却盘管等装置，都是便于随时掌握釜内物料反应的情况，调节釜内物料成分、比例、温度、压力，保证釜的安全运行。 （4）搅拌器，系永磁偶合装置，由内外环形磁钢组成，中间有承压的隔套伺服电机通过内、外磁钢的磁力来传递搅拌力矩，隔套内装有测速元件，当搅拌器与内磁钢旋转时，通过电子元件产生感应信号，传递到控制仪，显示出搅拌器的工作转速。 反应釜主机安装和使用： （1）装置环境。高压釜应放置在符合防爆要求的高压操作室内，在装置多台高压釜时，应分开放置，每两台之间应有可靠的防爆高墙隔开，每间操作室均有直接通向室外或通道的出口，当存在易爆介质时，应保证设备地点，通风较好。 （2）釜盖的安装及密封，釜体和釜盖，采用锥面和圆弧面线接触密封形式，拧紧主螺栓使之相互压紧达到良好的密封，在拧紧主螺栓时，不得超过拧紧力矩80-120nm范围，以防密封面被挤坯和超负荷磨损，密封面要特别加以爱护，装釜盖时，要使釜盖上下缓慢起动、防止釜体、釜盖之间密封面相互撞击。拧紧主螺母，必须对称分多次逐步加力拧紧，用力要均匀，达到良好的密封效果。 （3）正反螺母联接处，只准旋动正反螺母，两面圆弧面不得相对转动，对所有螺纹联接件在装配时，均须涂抹油或油料调和的石墨，以免咬死。 （4）禁止速冷速热，以防过大的温差应力力造成裂纹。 （5）工作时，磁力搅拌器与釜盖间的水套应通循环水，以免磁钢脱磁。 （6）阀门的使用，针型阀采用线密封，仅需轻轻转动阀针，压紧密封面，即可过到良好的密封效果，严禁使用过大的力，以免损坏密封面。 （7）安全装置，采用爆破片装置，一般不要轻易拆卸和试验，一旦爆破，必须重新更换，对于超过标定爆破压力而未爆破的爆破片应立即更换。 （8）高压釜的开启，反应结束，先进行冷却，降温再将压力降至常压，松开螺栓，将釜盖小心地取下，严禁带压拆卸 （9）釜内的清洗，用清洗液清洗釜体及所有密封面的残余物，不允许用硬物或表面粗糙的软物进行清洗。 （10）新按装换釜（或维修的釜），必须进行气密性试验方可投入正常使用。介质为氮气或其它惰性气体，严禁使用易燃易爆气体，试验压力为工作压力的1-1.05倍，升压必须分次进行，以0.25倍工作压力为间距，每升一级停留5分钟，升到试验压力停30分钟。发现漏气应卸压维修再作试验。 控制仪的安装、使用、保养 （1）按照后面板的标牌指示，接上电源线，从控制仪到高压釜的线路有：电炉用双芯，胶皮电缆线，电机的三芯电缆线，测温专用线。控制低仪接地导线连接好釜炉筒的接地导线，并且一并接入电源的接地线上，保证釜和控制仪接地电阻小于4欧姆。 （2）安装平整，箱体倾斜度不超过5，以确保测量仪表可靠工作。 （3）将电源开关合上，电源指示灯亮，表示电源接通。 （4）电加热的操作：首先调好温调仪的给定数，板动加热开关，加热电路接通灯亮，适当调节加热电位器却可达到无级调压恒温的目的，并能满足升温速度的要求。 （5）控制仪的维护和保养。在正常运转之前；必须检查有无异状，运行时，严禁打开箱体。定期校准测量仪表，保证精确度。设备的工作环境，应符合安全技术要求。 图1-1gsha1型反应釜结构图 第二章 危险有害因素辨识2.1 固有危险性分析2.1.1 盐酸的危险性 健康危害：接触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒，出现眼结膜炎及口腔粘膜有烧灼感，鼻衄、齿龈出血，气管炎等。误服可引起消化道灼伤、溃疡形成，有可能引起胃穿孔、腹膜炎等。眼和皮肤接触可致灼伤。慢性影响：长期接触，引起慢性鼻炎、慢性支气管炎、牙齿酸蚀症皮肤损害。 环境危害：对环境有危害，对水体和土壤可造成污染。 危险特性：能与一些活泼的金属粉末发生反应，放出氢气。遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。与碱发生中和反应，并放出大量的热。具有强腐蚀性。 燃爆危险：该品不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。2.1.2 氢氧化钠的危险性健康危害：本品有强烈刺激和腐蚀性。粉尘或烟雾刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；皮肤和眼直接接触可引起灼伤；误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。 危险特性：本品不会燃烧，遇水和水蒸气大量放热，形成腐蚀性溶液。与酸发生中和反应并放热。具有强腐蚀性。燃烧(分解)产物：可能产生有害的毒性烟雾。环境危害：氢氧化钠是显碱性的，具有一定的腐蚀性，在环境中存在过多会破坏土壤的，后果是导致农作物不能好好生长。 2.1.3 反应釜的固有危险性 反应釜的固有危险性主要有以下几个方面： 1.物料： 反应釜中的物料大多属于危险化学品。如果物料属于自燃点和闪点较低的物质，一旦泄漏后，会与空气形成爆炸性混合物，遇到点火源(明火、火花、静电等)，可能引起火灾爆炸；如果物料属于毒害品，一旦泄漏，可能造成人员中毒窒息。 2.设备装置 反应釜设计不合理、设备结构形状不连续、焊缝布置不当等，可能引起应力集中；材质选择不当，制造容器时焊接质量达不到要求，以及热处理不当等，可能使材料韧性降低；容器壳体受到腐蚀性介质的侵蚀，强度降低或安全附件缺失等，均有可能使容器在使用过程中发生爆炸。 2.2生产过程中的危险性2.2.1反应釜在生产过程中的危险性 火灾爆炸： （1）反应失控引起火灾爆炸，此反应为中和放热反应，若反应失控或突遇停电、停水，造成反应热蓄积，反应釜内温度急剧升高、压力增大，超过其耐压能力，会导致容器破裂。物料从破裂处喷出，可能引起火灾爆炸事故；反应釜爆裂导致物料蒸气压的平衡状态被破坏，不稳定的过热液体会引起2 次爆炸(蒸汽爆炸)；喷出的物料再迅速扩散，反应釜周围空间被可燃液体的雾滴或蒸汽笼罩，遇点火源还会发生3次爆炸(混合气体爆炸)。导致反应失控的主要原因有：反应热未能及时移出，反应物料没有均匀分散和操作失误等。 （2）水蒸气或水漏入反应容器发生事故：如果加热用的水蒸气、导热油，或冷却用的水漏入反应釜，可能与釜内的物料发生反应，分解放热，造成温度压力急剧上升，物料冲出，发生火灾事故。 （3）冷凝系统缺少冷却水发生爆炸：物料在反应过程中，如果反应釜内冷却水中断，而釜内的物料仍在继续生产循环，会造成系统由原来的常压或负压状态变成正压，超过设备的承受能力发生爆炸。 （4）物料进出容器操作不当引发事故：很多低闪点的甲类易燃液体通过液泵或抽真空的办法从管道进入反应釜，这些物料大多数属绝缘物质，导电性较差，如果物料流速过快，会造成积聚的静电不能及时导除，发生燃烧爆炸事故。 （5）作业人员思想放松，或操作失误反应釜一般在常压或敞口下进行反应。有人认为，在常压、敞口或负压下操作危险性不大，往往在思想上麻痹松懈，不能及时发现和处置突发性事故的苗头，最终酿成事故。实际上常压或敞口的反应釜，其釜壁承受的压力要大于釜内承压的反应釜，危险性也更大一些。若不能及时发现处置，本身又无紧急泄压装置，很容易发生火灾爆炸事故。 灼烫： 反应釜实在高温的反映环境下工作，由于人员会出现思想放松，或因机器故障而导致人员慌乱，使人无意接触到高温物体，造成烫伤，而且在接出口物料时也容易造成烫伤。 机械伤害：反应釜外部多为不锈钢材料制成，人员在操作时容易被釜盖砸伤或压挤事故。 触电：反应釜若为电加热，由于作业人员思想不集中，或使用了不合格的导线或插座，很容易发生触电事故。 中毒和窒息：生产氯化钠要用到盐酸和氢氧化钠，虽然反应容器密封，但是如果密封性泄露，会造成氯化氢气体泄露，造成人员中毒，如果反应场所容积小，人员还没有及时的撤离，也会造成窒息 根据企业职工伤亡事故分类标准可以确定在氯化钠生产工艺过程中存在机械伤害、灼烫、火灾、容器爆炸、触电、中毒和窒息、其他伤害等。表2-1 企业职工伤亡事故分类标准gb6441-8601物体打击011冒顶片帮02车辆伤害012透水03机械伤害013放炮04起重伤害014火药爆炸05触电015瓦斯爆炸06淹溺016锅炉爆炸07灼烫017容器爆炸08火灾018其它爆炸09高处坠落019中毒和窒息10坍塌020其他伤害 第三章 系统安全分析3.1 系统安全定性分析3.1.1 定性分析方法选择 故障类型及影响分析（fmea）是安全系统工程中最重要的分析方法之一。它采取系统分割的概念，根据实际需要把系统分割成子系统，或进一步分割成元件。然后对系统的各个组成部分进行逐个分析，寻求各组成部分中可能发生的故障、故障因素，以及可能出现的事故，可能造成的人员伤亡的事故后果，查明各种故障类型对整个系统的影响，并提出防止或消除事故的措施。 fmea分析方法能够对系统或设备部件可能发生的故障模式、危险因素，对系统的影响，危险程度，发生可能性大小或概率等进行全面的、系统的定性分析，并可针对故障情况提出相应的检测方法和预防措施，因而具有较强的系统性、全面性和科学性，因此用故障类型及影响分析法对反应釜进行系统安全分析是非常合适的。 故障类型及影响分析的步骤：（1）调查所分析系统的情况、收集整理资料。（2）危险源初步辨识。（3）故障类型、影响及组成因素分析。（4）故障危险程度和发生概率分析。（5）检测方法与预防措施。（6）按故障危险程度与概率大小，分先后次序轻重缓急的逐项采取预防措施。3.1.2 反应釜内制备氯化钠定性分析的应用 表3-1-反应釜fmea图子系统或设备部件故障类型故障原因故障影响故障的识 别校正措施 反应容器 反应容器 反应容器 反应容器 反应容器壳体损坏(1)受介质腐蚀(点蚀、晶间腐蚀)(2)热应力影响产生裂纹或碱脆(3)磨损变薄或均匀腐蚀不能正常的运转生产产品，有毒有害物质还会对人造成伤害。 观察(1)采用耐蚀材料衬里的壳体需重新修衬或局部补焊(2)焊接后要消除应力,产生裂纹进行修补(3)超过设计最低的允许厚度、需更换本体密封泄漏密封泄漏(1)搅拌轴在填料处磨损或腐蚀,造成间隙过大(2)油环位置不当或油路堵塞,不能形成油封(3)压盖没压紧,填料质量差或使用过久(4)填料箱腐蚀(5)动静环端面变形,碰伤(6)端面比压过大,摩擦副产生热变形(7)密封圈选村不对,压紧力不够，或v 型密封圈装反,失去密封性(8)轴线与静环端面垂直误差过大导致反应不能正常的进行，以及生产出来的物质纯度不够，或生产出来的物质不是预先我要求的。有毒有害物质对人体造成伤害漏气时有噪声，人员在工作时要认真仔细的观察，注意力要集中，活用专用的检测漏气的装置进行检测。(1)更换或修补搅拌轴,并在机床上加工,保证粗糙度(2)调整油环位置,清洗油路(3)压紧填料,或更换填料(4)修补或更换(5)更换摩擦副或重新研磨(6)调整比压要合适,加强冷却系统,及时带走热量(7)密封圈选材、安装要合理,要有足够的压紧力(8)停车,重新找正,保证垂直度要求釜内有异常的杂音(1)搅拌器摩擦釜内附件(蛇管、温度计管等)或刮壁(2)搅拌器松脱(3)衬里鼓包,与搅拌器撞击导致反应不能正常进行。反应产物不是所要求的。严重时还会引发爆炸，伤害人体。操作时仔细的听取反应容器内是否有杂音(1)停车检修找正,使搅拌器与附件有一定间距(2)停车检查,紧固螺栓(3)修鼓泡,或更换衬里压力过大泄压不到位，减压阀没有开。 反应热未能及时移出，反应物料没有均匀分散和操作失误反应釜内温度急剧升高、压力增大，超过其耐压能力，会导致容器破裂。物料从破裂处喷出，可能引起火灾爆炸事故;反应釜爆裂导致物料蒸气压的平衡状态被破坏，不稳定的过热液体会引起2次爆炸压力表识数上升停机更换设备部件反应容器进水加热用的水蒸气、导热油，或冷却用的水漏入反应釜造成温度压力急剧上升，物料冲出，发生火灾、腐蚀伤害事故。漏入反应釜的水蒸气或冷却用的水与釜内的物料发生反应，分解放热。停机放出反应溶液容器受热反应容器由于外部可燃物起火，或受到高温热源热辐射发生冲料或爆炸事故引起容器内温度急剧上升，压力增大停机 消除外部热源 电机电动机电流超过额定值(1)轴承损坏(2)釜内温度低,物料黏稠(3)主轴转数较大电机失灵，设备不能正常运转，严重时引发爆炸事故。定期对电机进行检查，有经验的工作人员可以根据电机运转的声音，进行判断。(1)更换轴承(2)按操作规程调整温度,物料黏度不能过大(3)控制主轴转数在一定的范围内 防爆阀 漏气接口不严、弹簧疲劳能耗增加，压力下降漏气噪声加强维修保护错误开启弹簧疲劳折断压力迅速下降压力表读数下降，巡回检查停机修理不能安全泄压由锈蚀污物等造成超压时失去安全功能，系统压力迅速增高压力表读数升高，阀门检验停机检查更换 管路封闭面损伤1）材质不良2）长时间为检修，漆皮脱落导致管道被锈蚀 导致管路爆， 管内溶液喷溅，造成人员伤害 观察使用合格产品，定期检查维修，规范操作管路堵塞溶液中杂质沉淀溶液通过此处时压力过大 观察保持净化装置的正常运行，并检修管路 3.2 系统安全定量分析3.2.1定量分析方法选择 事故树分析方法（fta）是安全系统工程的重要分析方法，事故树分析也称故障树分析。它是从一个可能的事故开始一层一层地逐步寻找引起事故的触发事件、直接原因和间接原因，并分析这些事故原因之间的相互逻辑关系，用逻辑树图把这些原因以及它们的逻辑关系表示出来。事故树分析是一种演绎分析方法，即从结果分析原因的分析方法。 事故树的分析程序：1、熟悉系统2、调查事故3、确定顶上事件4、确定目标5、调查原因事件6、绘制事故树7、定性分析8、计算顶上事件发生概率9、分析比较10、定量分析11、制定安全对策事故树的编制程序： 绘 制 事 故 树 确 定 顶 上 事 件 表3- 2事故树的编制程序框图 认 真 审 定 事 故 树 调查或审查分析造成顶上事件的各种原因 选择事故树分析法的理由：它能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。3.2.2 反应釜内制备氯化钠定量分析的应用 反应釜在生产过程中容易发生爆炸事故，而且一但发生爆炸事故就会导致很严重的后果，所以我将以在生产氯化钠时反应釜发生爆炸为顶上事件，然后对可能导致反应釜爆炸原因进行逐个分析，找出各个基本事件。 然后利用事故树求顶上事件发生概率，计算结构重要度、概率重要度和临界重要度，并分析事故原因。 下面为事故树分析时的各个事件：t：反应釜爆炸 a：反应压力异常 a：压力超过反应釜的承受压力 a：控制系统故障 b：制冷系统故障 b：反应温度超高 b：信号连锁系统故障 b：冷却能力下降 b：温控失效 x：反应釜的材质强度不够 x：生产过程中设备腐蚀 x：计算机控制系统出现故障 x：人员操作控制系统失误 x：泄压装置失效 x：投料不均匀或过快 x：催化剂用量过多 x：釜内物件不正常摩擦 x：紧急控制装置失效 x：安全检测或控制装置失效 x：冷却水温度过高 x：冷却水流量过少 x：温度检测系统故障 x：温度调节系统故障 1、事故树编制图： 图3-1反应釜爆炸fta分析图 2、求解化简事故树 （1）求最小割集：将事故树转化成等效的布尔代数方程，展开并化简得到：t=aaa=xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx+xxx所以最小割集有70个，如下： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx （2）求最小径集 将事故树转化为成功树， 最小径集结构函数：t=a+a+a=xxxxxxx+xx+xxxxx所以最小径集有3个，如下：xxxxxxxxxxxxxx （3）结构重要度的计算：利用最小径集计算结构重要度，公式为 ： 所以xxx，x的结构重要度为 i=ii=i=i=i=ii=i=i=i=i=i=i （4）在本次课程设计中，各基本事件发生的概率为0.02，求顶上事件发生的概率，如下：因为最小割集中无重复事件，所以用直接方法求最小割集g=1-(1-q）（1-q）（1-q）（1-q）（1-q）（1-q）（1-q）1-(1-q）（1-q）1-（1-q）（1-q）（1-q）（1-q）（1-q） =5*10 （5）概率重要度分析：基本事件概率重要度计算公式：所以iq=iq=0.014 iq= iq=iq=iq=iq=0.0056 iq=iq=iq=iq=iq=iq=iq=0.004概率重要度大小为iq=iq iq=iq=iq=iq=iqiq=iq=iq=iq=iq=iq=iq （6）求临界重要度由公式： 即， 得ic=ic=0.7 ic=ic=ic=ic=ic=0.28 ic=ic=ic=ic=ic=ic=ic=0.2 （7）总结事故树分析和计算得出的数据：（1）顶上事件发生的概率为g=5*10。（2)从事故树的图上来看，或门较多，所以可以看出在反应釜不合格，或过久的不维修保养，和人员在操作不当时反应釜发生爆炸的可能性最大。（3）从最小径集和最小的割集来看，割集的数量较多，径集数量少，可以看出反应釜发生爆炸的可能性大，预防的途径较少。 (4)从结构重要度来看x，x最大，所以反应釜是否各项要求都合格和在生产过程中的物料对设备的腐蚀情况是非常重要的。3.2.3 故障类型及影响分析和事故树分析结论 1、从故障类型及影响分析可以知道反应釜的反应容器是很容易出现故障的，例如反应容器的壳体损坏，反应压力突然变大，以及反应容器的密封性也很容易泄露造成很严重的后果。在长时间的使用反应釜还可能导致反应釜管路的堵塞，造成事故，以及电机的长时间运转以及超负荷工作，都有可能导致反应釜的损坏，严重的还可能导致爆炸，防爆阀的锈蚀以及工作人员的误操作仪器也会导致事故。 2、在事故树分析中，我得出了70个最小割集，3个最小径集，这反映了反应釜出现事故的情况是很多的，而且我们可以预防的方面又很少，这意味着反应釜是很危险的反应装置。在结果重要度上反应釜的质量以及长期用于有腐蚀性化学品的生产工艺是很危险的。但是在顶上事件发生的概率上来看，反应釜还是比较安全的反应装置的。 第四章 安全对策措施4.1生产前的安全准备措施4.1.1盐酸与氢氧化钠的预防与急求措施 在准备物料盐酸与氢氧化钠具有如下准备：1、呼吸系统防护：必要时佩带防毒口罩。2、眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。3、防护服：穿工作服（防腐材料制作）。 4、手防护：戴橡皮手套。5、：工作后，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。 与盐酸接触后的急救措施：1、皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动的清水清洗至少15分钟。2、眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动的清水或生理盐水至少清洗15分钟就医。3、吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅。如出现呼吸困难，立即输氧，如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。4、食入：立即漱口，给饮牛奶或蛋清，就医。 与氢氧化钠接触后的急救措施：1、皮肤接触：应立即用大量水冲洗，再涂上3%-5%的硼酸溶液。2、眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。或用3%硼酸溶液冲洗。就医。3、吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。必要时进行人工呼吸。就医。4、食入：应尽快用蛋白质之类的东西清洗干净口中毒物，如牛奶、酸奶等奶质物品。患者清醒时立即漱口，口服稀释的醋或柠檬汁，就医。 灭火方法：雾状水、砂土、二氧化碳灭火器。4.1.2反应釜启动前的安全检查 1、检查与反应釜有关的管道与阀门，在确保符合受料条件的情况下，方可投料。2、检查搅拌电机，减速机，机封等是否正常，减速机的油位是否适当，机封的冷却水是否供给正常。3、认真检查反应釜内是否有金属硬物掉入。4.1.3反应釜周围环境与消防设施的配备 反应釜的搁放环境应保持卫生的清洁，不能放置在脏乱潮湿的环境，避免环境因素对反应釜的损坏，应当通风良好，应有较好的室内换气通风系统，最好设置多个安全出口，以及要搁放在方便水源供给，还要留有安全阀的排泄口，方便排泄口接入室外。在指定的地点安放合格灭火器，方便发生火灾及时进行灭火。4.1.4反应釜的维修保养使用不锈钢反应釜时必须关闭冷媒进管阀门，放尽锅内与和夹套内的剩余冷媒，再输入物料，开动搅拌器，然后开启蒸汽阀门和电热电源，到达所需温度后，应先关闭蒸汽阀门和电热电源，过23分钟后，再关搅拌器，加工结束后，放尽锅内和夹套剩余冷凝水后，应尽快用温水冲洗，刷掉粘糊着的物料，然后用4050碱水在容器内壁全面清洗，并用清水冲洗，特别不锈钢反应釜锅内无物料(吸热介质)空锅情况下，不得开启蒸汽阀门和电热电源，特别注意使用蒸汽压力，不得超过定额工作压力。保养不锈钢反应釜要经常注意整台设备和减速器的工作情况，减速器润滑油不足应立即补充，电加热介质油每半年要进行更换，对夹套和锅盖上等部位的安全阀、压力表、蒸馏孔、电热棒、电器仪表等要应定期检查，如果有故障要即时调换或修理，设备不用时，一定用温水在容器内外壁全面清洗，经常擦洗锅体，保持外表清洁和内胆光亮，达到耐用的目的。 4.2生产过程中的安全措施4.2.1反应釜安全操作规程 加热升温程序： 1、检查冷却水阀门是否处于关闭状态，并打开反应釜内冷却水的出口阀门，排空盘管内冷却水。 2、开启导热油出口阀门全开，打开旁路阀，并通知助操启动热煤炉，输送车间生产所需温度的导热油。 3、缓慢开启热油进口阀门，开启程度根据生产工艺及升温速度决定。 4、适当调整旁路阀的开启程度。 5、当升温时，冷凝器的进出水阀门必须全开，启动冷却水循环泵，并检查冷却水是否流畅，流速是否合要求。 6、打开反应釜与分水器之间的导管阀门及排空阀。 冷却降温程序： 1、先打开旁路阀，再关闭热油进口阀，最后关闭热油出口阀。 2、先关闭盘冷却水排空阀，再打开冷却水出口阀，后打开冷却水进口阀，开启程度由降温速度决定。 3、冷却水不足时，不必用的冷却水出口阀门必须关闭。 4、如果冷却循环水的进口温度超过25，则需启动凉水塔。 投料操作程序： 1、投料前必须检查管道、阀门是否正常，特别是反应釜底阀，抽料管道阀门及法兰连接处是否有渗漏。 2、检查反应釜内是否干净，如不干净，必须进行清洗。 3、根据工程单作好所投原料，并对其进行常规检测，凡标签不清、质量不合要求的原料，不能使用。 4、根据配方及工艺要求，按投料顺序准确的计量投料，并作好投料记录，如有差错应及时向车间主管或技术主管汇报。 5、投料完毕后，检查并关闭所有物料管道、阀门及真空管道阀门。4.2.2反应釜常见故障的安全解决措施 故障现象：超温超压 故障原因： 1、仪表失灵，控制不严格2、误操作；原料配比不当，产生剧烈反应3、因传热或搅拌性能不佳，产生副反应4、进气阀失灵进气压力过大、压力高 处理方法： 1、检查、修复自控系统，严格执行操作规程 2、根据操作法，采取紧急放压，按规定定量定时投料，严防误操作 3、增加传热面积或清除结垢，改善传热效果修复搅拌器，提高搅拌效率 4、关总汽阀，断汽修理阀门 故障现象：密封泄漏 故障原因： 填料密封 1、搅拌轴在填料处磨损或腐蚀，造成间隙过大 2、油环位置不当或油路堵塞不能形成油封 3、压盖没压紧，填料质量差，或使用过久 4、填料箱腐蚀 机械密封 1、动静环端面变形，碰伤 2、端面比压过大，摩擦副产生热变形 3、密封圈选材不对，压紧力不够，或v形密封圈装反，失去密封性 4、轴线与静环端面垂直误差过大 5、操作压力、温度不稳，硬颗粒进入摩擦副 6、轴串量超过指标 7、镶装或黏接动、静环的镶缝泄漏 处理方法： 1、更换或修补搅拌轴，并在机床上加工，保证粗糙度 2、调整油环位置，清洗油路 3、压紧填料，或更换填料 4、修补或更换 1、更换摩擦副或重新研磨 2、调整比压要合适，加强冷却系统，及时带走热量 3、密封圈选材，安装要合理，要有足够的压紧力 4、停机，重新找正，保证不垂直度小于0.5mm 5、严格控制工艺指标，颗粒及结晶物不能进入摩擦副 6、调整、检修使轴的窜量达到标准 7、改进安装工艺，或过盈量要适当，或黏接剂要好用，牢固 故障现象：釜内有异常的杂音 故障原因： 1、搅拌器摩擦釜内附件(蛇管、温度计管等)或刮壁 2、搅拌器松脱 3、衬里鼓包，与搅拌器撞击 4、搅拌器弯曲或轴承损坏 处理方法： 1、停机检修找正，使搅拌器与附件有一定间距 2、停机检查，紧固螺栓 3、修鼓泡，或更换衬里 4、检修或更换轴及轴承 故障现象：搪瓷搅拌器脱落 故障原因： 1、被介质腐蚀断裂 2、电动机旋转方向相反 处理方法： 1、更换搪瓷轴或用玻璃钢修补 2、停机改变转向4.2.3反应釜爆炸的常见原因及解决方法 1、反应釜中带进机械杂质，产生局部摩擦发热导致反应釜分解爆炸。处理方法：注意检修时不要掉进机械杂质。 2、工艺系统内气体氧含量增高导致反应釜分解爆炸，通