化工安全及三废处理压力容器基础.ppt

化工工艺概论第二版,第七章化工安全及“三废”处理ChemicalEngineeringSafetyandThreeWastesTreatment,第七章化工安全及三废处理,化工生产防火防爆技术,工业毒物的危害与防护,压力容器安全技术,劳动保护技术常识,本章重点,化工“三废”的污染与治理,第七章化工安全及三废处理,第一节化工生产防火防爆技术PreventionofFireandExplosioninChemicalIndustry,第一节化工生产防火防爆技术,1物质的燃烧（1）燃烧及燃烧条件燃烧必须具备以下三个条件：可燃物质助燃物质点火源（2）燃烧类型闪燃着火自燃a.受热自燃b.自热自燃,一、燃烧与爆炸（CombustionandExplosion）,第一节化工生产防火防爆技术,2物质的爆炸爆炸（explosion）是物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。爆炸碎片的飞散距离一般可达100500米。（1）爆炸的分类物理爆炸化学性爆炸（2）爆炸极限可燃物在空气中形成爆炸混合物的最低浓度叫爆炸下限，最高浓度叫爆炸上限。可燃物浓度在爆炸上限和爆炸下限之间都能发生爆炸，这个浓度范围称为该物质的爆炸极限（explosionlimit）,第一节化工生产防火防爆技术,几种气体和液体的爆炸极限,第一节化工生产防火防爆技术,根据物质燃烧爆炸的发生条件，防火防爆基本措施应该放在限制和消除燃烧爆炸危险物、助燃物、着火源三者之间的相互作用上，防止燃烧“三要素”的同时出现。1.火灾的分类,二、防火防爆措施,第一节化工生产防火防爆技术,2.生产的火灾危险性分类,第一节化工生产防火防爆技术,3.爆炸和火灾危险场所的区域,第一节化工生产防火防爆技术,4.根据化工生产工艺特点采取防火防爆措施（1）要保证原材料和成品的质量（2）要严格掌握原料的配比（3）防止加料过快过多（4）注意物料的投料顺序（5）防止跑、冒、滴、漏（6）严格控制温度（7）严格控制压力（8）防止搅拌中断（9）严守操作规程（10）做好抽样探伤,第一节化工生产防火防爆技术,消防灭火的重点应放在确定熄灭火的临界条件上，而不是放在熄灭火的时间上。,三、消防灭火技术,第一节化工生产防火防爆技术,1.消防装置（1）防火安全装置阻火设备，如安全液封、水封井、阻火器、单向阀、阻火阀等，其作用是防止火焰闯入设备、管道或阻止火焰在其间扩展；防爆泄压设备，如安全阀、爆破片(防爆片)、放空管等，安装于压力容器、管道等生产设备上，起降压防爆作用；火星熄灭器，安装于产生火星的设备和装置，防止火星飞出引燃可燃物；自动探测器，用于检测可燃气体浓度、温度、烟雾等，当超过一定值（浓度）时自动报警，起动联锁装置自动停车并启动自动灭火设施，及时运作，快速灭火。,第一节化工生产防火防爆技术,管道阻火器,安全阀,防爆片,火星熄灭器,自动探测器,第一节化工生产防火防爆技术,（2）灭火设备直接将火灾扑灭的设备，有喷射粉末、泡沫等的灭火器，喷射水雾、不燃性气体、挥发性液体（液态卤烃等）等的灭火器，喷水器、消火栓等,喷水灭火设备,第一节化工生产防火防爆技术,2.灭火的基本原则（1）报警早，损失小（2）边报警，边扑救（3）先控制，后灭火（4）先救人，后救物（5）防中毒，防窒息（6）听指挥，莫惊慌,第一节化工生产防火防爆技术,3.生产装置初期火灾的扑救基本措施（1）迅速查清着火部位，燃烧物质及物料的来源，在灭火的同时，及时关闭阀门，切断物料。（2）采取多种方法，消除爆炸危险。（3）准确使用灭火剂。（4）当消防队赶到火场扑救时，生产装置负责人或岗位人员，应主动向消防指挥员介绍情况，讲明着火部位、燃烧介质、温度、压力等生产装置的危险状况和已经采取的灭火措施，供专职消防队迅速做出灭火战术决策。,第一节化工生产防火防爆技术,（5）消灭外围火焰，控制火势发展。（6）利用生产装置设置的固定灭火装置冷却、灭火。（7）根据生产装置的火灾危险性及火灾危害程度，及时采取必要的工艺灭火措施，如对火势较大，关键设备破坏严重，一时难以扑灭的火灾，可采取局部停止进料，开阀导罐、紧急放空、紧急停车等工艺紧急措施，为有效扑灭火灾，最大限度降低灾害创造条件。,第一节化工生产防火防爆技术,4.储罐初起火灾的扑救石油化工企业用贮存的物料大多数密度小、沸程低、爆炸范围大、闪点低、燃烧速度快、热值高、具有火灾危险性大、扑救困难的特点。（1）易燃可燃液体贮罐发生火灾，现场人员可利用岗位配备的干粉灭火器或泡沫灭火器进行灭火，同时组织人力利用消火栓、消防水炮进行贮罐罐壁冷却，降低物料可燃蒸气的挥发速度，保护贮罐强度，控制火势发展。冷却过程中一般不应将水直接打入罐内，防止液面过高造成冒罐或油品沸溢，扩大燃烧面积，造成扑救困难。设有固定泡沫灭火装置的，应迅速启动泡沫灭火设施，选择正确的泡沫灭火剂和供给强度及混合比例，打开着火罐控制阀，输送泡沫灭火。,第一节化工生产防火防爆技术,（2）浮顶式易燃可燃液体油罐着火，在喷射泡沫和冷却罐壁的同时，应组织人员上罐灭火。同时可用干粉灭火器扑灭围堰内的残火。地下式、半地下式易燃可燃液体贮罐着火，可用干粉或泡沫推车进行灭火。灭火时应注意风向和热辐射。（3）卧式、球式易燃可燃气体贮罐着火，应迅速打开贮罐上设置的消防喷淋装置进行冷却，冷却时应集中保护着火罐，同时对周围贮罐进行冷却保护。防止罐内压力急剧上升，造成爆炸。操作人员应密切注意贮罐温度和压力变化，必要时应打开紧急放空阀，将物料排放火炬或安全地点进行泄压。（4）扑救易燃可燃液体贮罐火灾，也可在贮罐没有破坏的情况下，充填氮气等惰性气体窒息灭火。贮罐火灾及时扑灭后，应冷却保护一段时间，降低物料温度，防止温度过高引起复燃。,第一节化工生产防火防爆技术,5.人身起火的扑救在化工企业生产环境中，人身起火燃烧，轻者留有伤残，重者直至危及生命。正确扑救人身着火，可大大降低伤害程度。当人身着火时，一般采取就地打滚的方式，将着火部分压灭。同时应保持清醒头脑，切不可跑动，否则风助火势，烧伤更加严重；衣服局部着火，可采取脱衣，局部裹压的方法灭火。火灾扑灭后，应特别注意烧伤患者的保护，对烧伤部位应用绷带或干净的床单进行简单的包扎后，尽快送医院治疗。,第七章化工安全及三废处理,第二节压力容器的安全技术SafetyTechniqueofPressureVessel,第二节压力容器的安全技术,化工压力容器一般指在化工生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程，并能承受压力的密闭容器。压力容器作为机械制造产品，它是在各种介质和环境十分苛刻的条件下进行操作的，如高温、高压且具有易燃、易爆、剧毒和腐蚀等。压力容器在设计、制造、安装、运行和维护等各个环节中都会产生缺陷，但不管来源于那个环节，都将影响其安全使用。,第二节压力容器的安全技术,同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器a.最高工作压力0.1MPa；b.内直径0.15m，且容积0.025m3；c.介质为气体、液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。,一、压力容器的定义与分类,第二节压力容器的安全技术,1.按工作压力分类低压（代号L）容器0.1MPap1.6MPa；中压（代号M）容器1.6MPap10MPa；高压（代号H）容器10MPap100MPa；超高压（代号U）容器p100MPa,第二节压力容器的安全技术,2.按用途分类(1)反应容器反应器、发生器、聚合釜、合成塔、变换炉等。(2)换热容器热交换器、冷却器、加热器等。(3)分离容器分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤塔等。(4)储运容器储槽、储罐、槽车等。,第二节压力容器的安全技术,3.按危险性和危害性分类压力容器安全技术监察规程综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素。（1）第三类压力容器高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPam3）中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5Pam3）；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPam3）；高压、中压管壳式余热锅炉；,第二节压力容器的安全技术,（1）第三类压力容器中压搪玻璃压力容器；使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器；移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。低温液体储存容器（容积大于5m3）,第二节压力容器的安全技术,（2）第二类压力容器，中压容器；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；低压管壳式余热锅炉；低压搪玻璃压力容器。（3）第一类压力容器除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。,第二节压力容器的安全技术,为了确保压力容器制造质量，国家规定凡压力容器设计单位要具有特种设备设计许可证（压力容器）；制造和现场组焊压力容器的单位必须持有劳动部颁发的制造许可证。压力容器质量的优劣主要取决于材料质量、焊接质量和检验质量三方面。压力容器的制造质量除钢材本身质量外，主要取决于焊接质量。压力容器制成后必须进行压力试验。包括耐压试验和气密性试验。耐压试验包括液压试验和气压试验。,二、压力容器的设计、制造及安装,第二节压力容器的安全技术,压力容器的专业安装单位必须经劳动部门审核批准才可以从事承压设备的安装工作。安装作业必须执行国家有关安装的规范。安装过程中应对安装质量实行分段验收和总体验收。验收由使用单位和安装单位共同进行。总体验收时，应有上级主管部门参加。压力容器安装竣工后，施工单位应将竣工图、安装及复验记录等技术资料及安装质量证明书等移交给使用单位。,第二节压力容器的安全技术,1.钢材内部局部区域的组织损伤，或者材料在使用过程中劣化引起的钢材内部组织变化，都会导致钢材性能损害，从而影响压力容器使用的安全可靠性。2.中、高强度钢制化工压力容器在制造中容易产生焊接裂纹，如果再加上疲劳和介质腐蚀等恶劣的操作条件，就会使这些原始裂纹扩展，最终导致压力容器疲劳破坏。3.化工压力容器的腐蚀问题比较复杂，影响因素比较多，其中包括氢腐蚀、应力腐蚀、局部腐蚀(点腐蚀及缝隙腐蚀)以及均匀腐蚀，并且经常出现几种腐蚀共存的现象，腐蚀对化工压力容器的危害很大，腐蚀会使压力容器发生早期失效或突然损坏，造成停车事故；腐蚀会使压力容器发生穿孔泄漏，造成介质流失，污染环境，甚至会使易燃介质发生爆炸或使有毒介质泄漏引起中毒事故；腐蚀会使压力容器壁厚减薄，致使壳体不能满足强度要求，最后导致容器破裂失效。,三、化工压力容器的安全问题,第二节压力容器的安全技术,三、化工压力容器的安全问题4.化工压力容器容纳的压缩气体或饱和液体，容器一旦破裂，介质卸压膨胀，瞬间所发生的能量不但会使容器发生爆炸，还会产生冲击波破坏周围设备和建筑；并且由于内部介质外泄，引起二次爆炸、着火燃烧或毒气弥散导致厂毁人亡的恶性事故。5.化工压力容器除承受介质压力外，常伴随着高温、低温或介质腐蚀的联合作用；温度、压力的波动或短期超载又常常不可避免。若遇频繁开停车或温度、压力波动，则会使压力容器发生疲劳破坏，引发安全事故。化工压力容器上某些局部区域的应力状态复杂而恶劣，其使用条件和制造要求苛刻。如容器的开孔、接管处和某些结构不连续处的受力状态恶劣，应力水平较高，这些部位常常容易产生疲劳裂纹，成为脆性破坏的发源地。,三、化工压力容器的安全问题,第二节压力容器的安全技术,1.设置安全泄压装置2.装设液位计3.装设连锁装置,四、化工压力容器安全装置的设置,第二节压力容器的安全技术,1.平稳操作压力容器2.对安全装置与设备的经常性检查3.操作人员的操作规则4.压力容器的紧急停止运行,五、化工压力容器安全装置操作要点,第七章化工安全及三废处理,第三节工业毒物的危害及防护OccupationalHazardsandProtectionMeasuresofIndustrialToxicant,第三节工业毒物的危害及防护,1气体指在常温、常压下呈气态的物质。2蒸汽是由液体蒸发或固体升华而形成。3雾是指混悬在空气中的液滴，多为蒸汽冷凝液或液体喷散所形成。4烟尘是指悬浮在空气中的烟状固体颗粒，直径往往小于0.1微米。5粉尘是能在较长时间飘浮于空气中的固体颗粒，直径多为0.110微米。,一、工业毒物主要存在的形式,第三节工业毒物的危害及防护,1LD100或LC100表示绝对致死剂量或浓度，即能引起一组实验动物全部死亡的最小剂量或浓度。2LD0或LC0表示最大耐受量或浓度，即不能引起实验动物死亡的最大剂量或浓度。3MLD或MLC表示最小致死剂量或浓度，即比最大耐受量稍大，能引起实验组动物中个别动物死亡的剂量或浓度。4LD50或LC50表示半数致死剂量或浓度，即能引起实验组动物的50%死亡的剂量或浓度。其中半数致死剂量常用来反映毒物毒性的大小，一般将毒物分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害四级,二、工业毒物的毒性指标与分级,第三节工业毒物的危害及防护,毒物毒性分级,第三节工业毒物的危害及防护,在生产过程中，最主要的是经呼吸道进入，其次是皮肤，而经消化道进入的较少。1经呼吸道进入这是生产性毒物进入人体最主要的途径。大多数职业中毒均由此而引起。如人体吸进了大量的氰化氢、一氧化碳或苯等，在数分钟内就可以中毒昏倒。另外，由呼吸道进入的毒物被肺泡吸收后不经肝脏解毒就直接进入血液循环而分布到全身，所以有更大危险性。2经皮肤进入这也是职业中毒较为常见的途径。经皮肤吸收的毒物不经肝脏而直接随血液循环分布于全身。3经消化道进入在生产环境中，毒物单纯从消化道吸收而引起中毒的情况比较少见。偶见不遵守操作规程或在车间进食，吸烟以及误服等情况。,三、工业毒物侵入人体的途径,第三节工业毒物的危害及防护,1硫化氢2氯气3一氧化碳4氨5苯,四、具体中毒危险物分析,第三节工业毒物的危害及防护,1.脱离接触、洗消2.检伤3.应用特效解毒治疗4.对症和支持治疗,五、化学性中毒患者处理原则,第三节工业毒物的危害及防护,1加强HSE（Health,Safety,Environment健康，安全，环境）教育培训，提高全员防护意识2.加强安全管理，堵塞管理漏洞3.加强“三同时”管理，抓好本质安全4.制定事故应急救援预案,六、防范措施,第七章化工安全及三废处理,第四节劳动保护技术常识GeneralTechnicalKnowledgeonLaborProtection,第四节劳动保护技术常识,1化学灼伤的特点（讨论）2.化学灼伤的急救（1）现场急救处理原则立即脱离事故现场，并尽快脱去被化学物污染的衣裤、手套、鞋袜等。立即用大量流动清水彻底冲洗被污染的皮肤。冲洗时间应考虑当时气温及病人耐受程度，一般要求2030min，至少不低于15min。碱性物质灼伤后冲洗时间应延长。冲洗后可再用中和剂处理。酸性化学物灼伤可用2%5%碳酸氢钠溶液冲洗或湿敷；碱性化学物灼伤可用2%3%硼酸溶液冲洗或湿敷。冲洗后创面不要任意涂搽油膏或紫药水，可用清洁（纱）布覆盖，然后再送专科医院治疗。,一、化学灼伤及其防护,第四节劳动保护技术常识,（2）现场急救注意事项伤者脱离事故现场后，在脱去被化学物污染的衣裤、手套、鞋袜时，应注意保护自己的双手不再被化学物污染。被油性化学物灼伤后，在冲洗前最好先用（纱）布将油性化学物擦去，然后再用大量流动清水或自来水冲洗。化学灼伤后创面冲洗时间，应根据不同情况随时掌握。,第四节劳动保护技术常识,3化学灼伤的预防（1）建立健全各项有关安全生产的规章制度，由专人负责定期对生产设备进行保养和维修，防止管道跑、冒、滴、漏，将各种隐患消灭在萌芽状态。（2）对易燃、易爆化学品加强管理，此类化学品应予密闭并有明显的警示标记；应置于阴凉通风处，远离明火、热源及氧化剂。（3）在有可能发生化学灼伤的作业场所，应根据场地大小设置一些冲淋设备（包括冲眼装置），以便在化学灼伤后能在最短时间内得到冲洗。（4）加强上岗前培训，工作人员应熟悉本岗位接触的化学品对人体的危害，掌握化学灼伤后的现场自救方法。（5）所有操作人员在工作中必须严格遵守各项操作规程，根据要求佩戴必要的防护用品，如安全帽、手套、眼罩等，以防化学灼伤的发生。,第四节劳动保护技术常识,1噪音的危害2化工企业噪声污染的特点（1）噪声污染源多（2）有条件做到有效措施（3）噪声扩散范围较小3对策与预防（1）对重点污染设备采取防噪措施（2）改变噪声传播方向（3）设置隔声控制室（4）佩带防噪用品（5）选择低噪声设备（6）加强绿化,二、噪声的危害与预防,第四节劳动保护技术常识,化工企业射线主要分布在以下几个方面:一是放射性同位素仪表，用来测料位、液位和密度等；二是工业X、射线探伤机，用于对塔、球罐、容器及各种管道的焊缝进行检测，同时还定期对各种设备的腐蚀程度进行检测；三是X射线衍射仪、荧光仪,分别分布于石化企业科研机构。,三、辐射的危害与防护,第四节劳动保护技术常识,1.射线对人体的危害2.射线防护（1）放射性同位素仪表的防护（2）工业探伤机的防护,第七章化工安全及三废处理,第五节化工“三废”的污染与治理TreatWasteWater,GasandSolidinChemicalFactory,第五节化工“三废”的污染与治理,化工过程三废的主要来源,一、化工三废的来源、分类和排放标准,第五节化工“三废”的污染与治理,1废气来源、分类和排放标准（1）污染源及其分类（2）废气排放标准,第五节化工“三废”的污染与治理,2废水来源、分类和排放标准（1）废水来源及其种类（2）衡量废水水质的指标及排放标准溶解氧浊度pH值色度硬度化学需氧量生化需氧量总需氧量总有机碳电导度残渣和悬浮物,第五节化工“三废”的污染与治理,3.废渣的来源、分类及排放标准（1）废渣的来源及种类（2）化工废渣的排放标准,第五节化工“三废”的污染与治理,1废气的净化和利用（1）废气的常用处理方法冷凝法吸收法吸附法直接燃烧法催化燃烧法,二、“三废”的处理和利用,第五节化工“三废”的污染与治理,（2）典型化工废气的处理和利用,催化氧化脱硫法流程示意图,第五节化工“三废”的污染与治理,2废水的净化和利用（1）废水的处理方法工业上对废水处理的方法有物理法、化学法和生物法三类。,有机物的奸氧分解过程,第五节化工“三废”的污染与治理,（2）典型化工废水的处理含硫废水的处理含硫废水的处理方法主要有空气氧化法和水蒸气氧化法。含酚、氰有毒废水的处理,炼油厂废水处理的典型流程,第五节化工“三废”的污染与治理,3.废渣的净化和利用（1）常用处理废渣的方法化学和生物处理a.中和b.氧化法c.还原法d.水解法e.化学固定法脱水a.重力脱水b.机械脱水c.化学脱水焚烧处理法,第五节化工“三废”的污染与治理,（2）化工废渣处理的技术原则从改进工艺路线入手，采用不产生或少产生废渣的新技术、新工艺、新设备，最大限度地提高资源的利用率，把废渣消灭在生产过程中。对于过程中必须排出的废渣，按性质就地处理，采用回收或综合利用措施。对于无法或暂时无法综合利用的废渣，应妥善处理，采取无害化或焚烧等处理措施。,第五节化工“三废”的污染与治理,开发“原子经济（atomeconomy）”反应和新反应途径，采用无毒无害的原料和可再生资源、无毒无害的催化剂，生物技术等高新技术，利用清洁生产工艺生产环境友好产品，实现化工生产绿色化是根治工业“三废”最彻底、最有效和最经济的手段。,三、“三废”处理的前景,本章小结,1.燃烧三要素：可燃物、助燃物、点火源；燃烧类型：闪燃、着火、自然；爆炸的分类：物理爆炸、化学爆炸。2.灭火的基本原则：报警早，损失小；边报警，边扑救；先控制，后灭火；