安全工程课程设计甲醛生产过程的危险性分析及对策措施.docx

安全工程1001班安全系统工程课程设计李国源摘 要甲醛是一种重要的基本有机化工原料，它能与众多化合物进行反应，生成许多重要的化工中间体和衍生产品，广泛应用于化工、林产品加工、农药、医药等众多领域。安全生产是事关国家和人民生命财产的大事，做到安全生产是我国国民经济可持续发展的一项基本国策。甲醛及其生产所使用的甲醇都是有毒、可燃或易燃物，甲醛的安全生产、运输、储存、使用至关重要。本次课程设计，将着重对甲醛的生产过程进行定性与定量分析，并针对甲醛生产工艺过程的危险因素提出相应的应对措施。关键词： 甲醛生产， 安全管理， fta abstractformaldehyde is an important organic chemical raw material. formaldehyde could precipitate chemical reaction with many chemical compound to make lots of chemical intermediates and derivative products. formaldehyde is widely used in chemical industry, forest product processing, medical and pesticide production etc.safety production is an important guarantee of national economy and livelihood of the people, and its also a basic state policy to accelerate economic sustainable development. formaldehyde and methanol used in formaldehyde productive process are poisonous and flammable. this curriculum design will make qualitative analysis and quantitative analysis on the formaldehyde productive processing, and put forward the countermeasures of typical risk in the production.keywords: formaldehyde production, safety management, ftaii目 录绪 论6第一章 系统安全分析概述71.1系统安全分析说明71.1.1系统安全分析的目的71.1.2系统安全分析的意义71.1.3系统安全分析的程序及主要内容71.2项目概况分析81.2.1甲醛生产企业的选址及装置建设安全需求81.2.2甲醛生产的基本工艺流程91.2.3主要生产设备111.2.4主要原材料111.2.5公用工程11第二章 甲醛生产过程中的危险有害因素分析132.1固有危险性分析132.1.1原料的危险性132.1.2产品的危险性132.1.3副产物的危险性132.1.4设备的危险性142.2生产过程危险性分析152.2.1火灾爆炸152.2.2中毒和窒息152.2.3触电伤害152.2.4灼烫伤害162.2.5高处坠落162.2.6机械伤害162.2.7起重伤害162.2.8车辆伤害162.2.9其他伤害162.3职业危害有害因素分析172.3.1中毒172.3.2噪声危害172.3.3高温危害18第三章 甲醛生产过程中的系统安全分析193.1系统安全定性分析193.1.1定性分析方法选择193.1.2定性分析方法的应用203.2系统安全定量分析293.2.1定量分析方法的选择293.3定量分析方法的应用303.3.1绘制事故树303.3.2事故树的定性分析323.3.3事故树定量分析34第四章 安全对策措施374.1安全技术对策措施374.1.1厂址及厂区平面布置的对策措施374.1.2防火与防爆对策措施374.1.3电气安全对策措施384.1.4机械伤害对策措施384.1.5有毒、有害因素控制对策措施394.1.6其他安全技术对策措施394.2安全管理对策措施394.2.1操作相关法律法规394.2.2管理制度404.2.3培训教育404.2.4应急预案41第五章 结论43参考文献44致 谢4545绪 论甲醛是一种重要的基本有机化工原料。我国甲醛主要用于生产三醛树脂(包括脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂)，占甲醛消费总量的50%以上。此外，甲醛还用于生产季戊四醇、新戊二醇、1,4-丁二醇(bdo)、三羟甲基丙烷、甲缩醛、乌洛托品、多聚甲醛、二苯基甲烷二异氰酸酯、吡啶及其化合物等化工产品，以及长效缓释肥料、医药、日用化学品等。据中国甲醛行业协会统计，2011年10月我国甲醛行业运转的生产企业有425家，甲醛生产装置624套，其中5万吨/年及以上共有229套，97%为民营和私有企业，央企和国企不足20家。2011年10月我国甲醛生产总能力为2873万吨/年，比2010年增长约5%。其中，铁钼法甲醛17家，合计生产能力156.5万吨/年，占生产总能力7.4%。随着人们安全生产与环境保护意识的提高，甲醛生产企业对安全卫生与环境保护的重视程度也得到加强，我国许多甲醛生产企业通过技术改造和治理整顿，生产现场的环境质量、安全卫生状况有了显著的改观。但面临甲醛需求量的日益增大，以及我国安全学科起步较晚的现状，摆在我们面前的道路依然严峻。本次课设我将针对银法甲醛生产（尾气循环法）过程中的安全问题进行探究，其中包括定性与定量分析两种形式，在完成课程设计的同时加深巩固安全系统工程知识，为今后从事安全工作打下坚实的基础。但由于个人水平有限，难免出现错误，希望老师能批评指正。第一章 系统安全分析概述1.1系统安全分析说明1.1.1系统安全分析的目的系统安全分析的目的是预先发现系统可能存在的危险因素，全面掌握其基本特点，明确其对系统安全性影响的程度。只有这样，才有可能抓住系统可能存在的主要危险，采取有效的安全防护措施，改善系统的安全状况。1.1.2系统安全分析的意义系统安全分析是安全系统工程的核心内容，他是安全评价的基础。通过这个过程，人们可以对系统进行深入、细致地分析，充分了解系统存在的危险性，估计事故发生的概率和可能产生伤害及损失的严重程度，为确定出哪种危险能够通过修改系统设计或改变控制系统运行程序来进行预防提供依据。所以，分析结果的正确与否，关系到整个工作的成败。1.1.3系统安全分析的程序及主要内容系统安全分析有安全目标、可选用方案、系统模式、评价标准、方案优选五个程序（1）把所研究的生产过程或作业形态作为一个整体，确定安全目标，系统地提出问题，确定明确的分析范围（2）将工艺过程或作业形态分成几个单元和环节，绘制流程图，选择评价系统功能的指标或顶端事件。（3）确定终端事件，应用数学模式或图表形式及有关符号，以使系统定型化。（4）分析系统的现状及其组成部分，测定与诊断可能发生的事故的危险性，灾害后果，分析确定导致危险的各个事件的发生条件及其相互关系，建立数学模型或进行数学模拟。（5）对以建立的系统，综合采用概率论、数理统计、网络技术等方法对各种因素进行数量描述，分析它们之间的数量关系，观察各种因素的数量变化及规律。根据数学模型的分析结论及因果关系，确定可行的措施方案，建立消除危险、防止危险转化或条件耦合的控制系统。1.2项目概况分析1.2.1甲醛生产企业的选址及装置建设安全需求1.2.1.1甲醛生产装置建设的基本原则（1）树立“生产必须安全，安全促进生产”、“安全生产，人人有责”、“安全生产，预防第一”和“以人为本”的思想。（2）甲醛项目设计，施工必须符合国家相关规范甲醛生产装置的设计应由有设计资质的单位承担工程设计。甲醛生产装置建设采用的国家相关规范主要有以下内容。 关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知 国家发改委、国家安监局发改投资2003 1346号。 危险化学品安全管理条例 国务院第344号。 重大危险源辨识 gb 18218-2000 工业企业总平面设计规范 gb 50187-1993 石油化工企业设计防火规范 gb 50160-92 建筑设计防火规范 gbj 16-87 工业企业设计卫生标准 gbz 1-2002 建筑物防雷设计规范 gb 50057-94 （2000年版） 化工企业静电安全检查规范 hg/t 23003-92（3）配套建设安全、消防、环保设施并达到相应要求。（4）建立一套与之配套且完善的管理体系。1.2.1.2甲醛生产装置总平面布置与安全消防间距 在符合生产流程、操作要求和使用功能的前提下，建筑物、构筑物等设施应联合多层布制。 按功能分区，合理地确定通道宽度。 厂区、功能分区及建筑物、构筑物的外形宜规整。 功能分区内各项设施的布置应紧凑、合理。 应合理的组织货流或人流，并进行人货分流。甲醛生产装置相关各主要工序建（构）筑物之间的规范要求防火间距见表1-1表1-1 规范要求防火间距序号装置名称装置名称要求防火间距/m备注1主装置罐区25.00成品输送可按15.00m2主装置办公楼等35.003主装置尾气处理装置30.00选内燃式可按15.00m4主装置变配电室15.005主装置空压站9.006主装置操作室15.007主装置周边道路10.008罐区操作室15.009罐区发配电室15.0010罐区办公楼等35.0011罐区周边道路15.0012罐区厂区道路10.0013罐区尾气处理装置30.0014空压站变配电室9.001.2.2甲醛生产的基本工艺流程甲醇氧化法生产甲醛依据催化剂的不同分为银法和铁钼法，鉴于我国甲醛生产装置以银法为主，本次课设我将针对银法甲醇生产装置进行危险性分析。另外，银法甲醛生产又分为传统银法和我国自主创新的尾气循环法，本着对我国自主知识产权的尊重，我将选择尾气循环法的操作流程及设备进行分析。银法甲醛生产主要化学反应式：主反应：ch3oh+12o2agch2o+h2o+156.557kjmolch3ohagch2o+h2-85.27kjmolh2+12o2h2o+57.84kjmol图1-1 甲醛生产尾气循环法工艺流程示意图（1）从甲醇计量槽出来的甲醇通过甲醇泵输送，经调节阀控制流量后送入再沸器底部；同时在废弃壳程加热蒸汽由调节阀调节加热甲醇气进甲醇蒸发器，甲醇气从甲醇蒸发器顶经丝网分离器除雾滴后，经由蒸汽加热套管甲醇气进混合器，甲醇液回流至再沸器。（2）空气经过空气过滤器过滤，再由罗茨鼓风机送空气加热器预热后进入混合器。（3）水蒸气从蒸汽分配器经蒸汽过滤器，由调节阀调节流量进混合器。（4）生产正常后，尾气系统用氮气置换合格后，开启尾气风机送部分尾气通过加热器预热后进混合器。（5）四元气体在混合器内均匀混合，经阻火过滤器进一步过滤后送入装有催化剂的氧化器中，自上而下通过催化剂层，在高温下发生甲醇的氧化和脱氢反应，生成甲醛气体。（6）为防止反应产物的热分解，生成的气体迅速通过氧化器的急冷段进行骤冷，然后送入吸收塔进行吸收操作。甲醛成品由一级吸收塔采出，吸收用补充工艺水由二级吸收塔顶加入，二级吸收塔底的稀醛液用泵打出后，部分塔内自循环吸收，部分送入一级吸收塔顶作一级吸收塔补充吸收液。二级吸收塔顶未被吸收的尾气经气液分离器一路送入尾气处理器中燃烧，放出的热量用于间接产生蒸汽，蒸汽供给系统外使用。另一路进入尾气风机经尾气加热器预热后进系统进行尾气循环。1.2.3主要生产设备1.2.3.1静设备（1）蒸发器、氧化器和吸收塔。（2）换热设备1.2.3.2动设备动设备主要为工艺泵、风机及空气压缩机。1.2.3.3特种设备级压力管道特种设备与管道主要指压力容器和压力管道，如过热器，反应器废热锅炉、水蒸气汽包、尾气锅炉及其管道等。1.2.3.4电气设备电气设备主要指电动机、开关、灯具、电源等。1.2.3.5工艺管道、阀门物料管、水管、空气管、阀门等。1.2.3.6储罐储罐包括原料甲醇储罐、产品甲醛储罐。1.2.4主要原材料甲醛生产过程中用到的主要原材料为甲醇。1.2.5公用工程1.2.5.1供电（1）应急照明（2）消防用电（3）生产用电（4）普通照明用电1.2.5.2供水（1）工艺用水（2）生活用水（3）消防用水第二章 甲醛生产过程中的危险有害因素分析12.1固有危险性分析2.1.1原料的危险性甲醇理化性质外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。熔点（）：-97.8 相对密度（水=1）：0.79沸点()：64.8 相对密度(空气=1)：1.11 饱和蒸汽压(kpa)：13.33(21.2)燃烧热（kj/mol）：727.0 临界温度（）：240临界压力（mpa）：7.85 闪点（）：11爆炸上限（v/v）%：5.544.0 引燃温度（）：385溶解性：溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂。危险性危险性类别：闪点易燃液体。易燃，其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。2.1.2产品的危险性甲醛理化性质熔点（）：-92 沸点（）：-19.4 相对密度（水1）：0.82 饱和蒸气压（kpa）：13.33-57.3危险性其蒸汽与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。除非得到正确抑制(抑制剂通常为甲醇)，否则会发生聚合。2.1.3副产物的危险性甲醛生产过程中还将产生h2、co2、co等副产物，其中氢气与一氧化碳属于易燃易爆气体，且一氧化碳具有毒性。2.1.4设备的危险性2.1.4.1静设备表2-1 静设备的危险性序号设备名称存在的问题危险及危害因素1甲醇储罐使用材质存在问题，罐体强度差而破裂；设备选型、选材、制作、安装不当，设备变形、腐蚀、泄露；泄露的易燃物与火源或高温部位接触。中毒、火灾、爆炸2甲醛产品罐中毒、火灾、爆炸3蒸发器中毒、火灾、爆炸4氧化反应器中毒、火灾、爆炸、高温烫伤5第一吸收塔中毒、火灾、爆炸6第二吸收塔中毒、火灾、爆炸7尾气焚烧炉火灾、爆炸、高温烫伤、灼伤2.1.4.2动设备表2-2 动设备的危险性序号设备名称存在的问题危险及危害因素1工艺泵设备选型不当，介质使用不当；设备密封不良，物料泄露；设备润滑不良中毒、火灾、爆炸、灼伤、噪声危害2风机3空气压缩机2.1.4.3特种设备及压力管道表2-3 特种设备及压力管道的危险性序号设备名称存在的问题危险及危害因素1过热器压力容器及压力管道超压运行因腐蚀致使器（管）壁变薄安全附件不全或失灵设计选材不当，施工安装缺陷日常维护不及时泄露火灾爆炸2反应器废热锅炉3水蒸气汽包4尾气锅炉5各压力管道2.1.4.4电气设备电气设备，主要是电动机，由于选型不当、使用不当、维修保养不良等因素，容易发生火灾。电动机起火的主要部位是绕组、引线、铁芯、电刷、轴承。另外，在防火区内未使用防爆的开关、电气设备、灯具等会产生电火花，成为燃烧或爆炸的火源。2.1.4.5工艺管道、阀门物料管、水管、空气管的危险性是管道材质不符合使用要求、制造有缺陷、安装不规范、物料腐蚀等引起的管壁变薄或产生裂纹，造成甲醇或甲醛的泄露。2.2生产过程危险性分析本次课程设计的生产过程危险性分析，我选用的是企业职工伤亡事故分类标准 gb6441-86。2.2.1火灾爆炸甲醛生产从原料进厂开始，甲醇储存、计量、蒸发、氧化反应等都有发生火灾爆炸的危险。引发火灾的点火源可能有：摩擦与撞击。电器火花、静电、雷击。外来恶意破坏、纵火。2.2.2中毒和窒息甲醛生产过程所用到的原料甲醇及产品甲醛均有毒性，发生事故时，因过量吸入，以及进入密闭容器会导致窒息和中毒。2.2.3触电伤害低压电器设备外露、导电部分未与pe线可靠连接、或电线绝缘老化失效、未设漏电保护装置、操作人员的误操作等都存在触电危险。电机电气控制柜接地不良或受损、电气设备维修违反操作规章等也会引发触电伤害。2.2.4灼烫伤害甲醇蒸发器，氧化反应器，尾气处理器等有一部分实在高温条件下运行的，操作人员在接触高温部位时易发生高温灼烫等伤害。2.2.5高处坠落为满足工艺的需要，需要使用高大的设备、建（构）筑物，在日常作业、维修保养过程中，如果防护设施不全、劳动保护不周，存在高处坠落的危险。2.2.6机械伤害生产过程中需要使用大量复杂的机器设备，如果动力设备的防护罩不完善或检修后未按规定还原、安装质量不符合要求，均有可能发生机械伤害。2.2.7起重伤害设备安装和维修的过程中，都将使用起重设备，在起重工具异常、安全装置失灵、捆绑不牢、指挥信号不明确的情况下会导致起重伤害。2.2.8车辆伤害生产区域车辆不按规定路线行驶，驾驶员与操作人员，装卸人员配合不当有可能引发车辆伤害。2.2.9其他伤害厂区动力设备运转会产生很大的噪声，当超过职业卫生标准时，会产生噪声伤害。2.3职业危害有害因素分析2.3.1中毒2.3.1.1甲醇中毒甲醇中毒主要见于甲醇的制造、运输和以甲醇为原料和溶剂的工业、医药行业及日用化妆品行业。甲醇摄入510毫升就可引起中毒，30毫升可致死。分为急性中毒和慢性中毒。急性中毒引起以中枢神经系统、眼部损害及代谢性酸中毒为主的全身性疾病。慢性中毒可出现视力减退、视野缺损、视神经萎缩。甲醇的毒性与其原形及其代谢产物的蓄积量有关。甲醇本身具有麻醉作用，可使中枢神经系统受到抑制。此外，甲醇氧化可使细胞内nad/nadh+比例下降，促进厌氧微生物的糖酵解，并产生乳酸。甲酸和乳酸及其他有机酸的堆积，引起酸中毒。2.3.1.2甲醛中毒甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位。已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。研究表明：甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。大量文献记载，甲醛中毒对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。其浓度在每立方米空气中达到0.08-0.09mg/m3时，儿童就会发生轻微气喘。当室内空气中达到0.1mg/m3时，就有异味和不适感；达到0.5mg/m3时，可刺激眼睛，引起流泪；达到0.6mg/m3，可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；达到30mg/m3时，会立即致人死亡。2.3.2噪声危害噪声对人体健康的影响是多方面的。噪声的强度愈大、频率愈高、作用时间愈长、个人耐力愈小，则危害愈严重。噪声对人体的危害主要表现在：（1）听觉系统：长期接触强噪声后主要引起听力损伤。听力损伤的发展过程首先是生理性反应，后出现病理改变直至耳聋。生理性听力下降的特点为脱离噪声环境一段时间后即可恢复，而病理性的听力下降则不能完全恢复。（2）神经系统：长期接触强噪声后出现类神经症，主要有头痛、头晕、耳鸣、心悸、睡眠障碍、记忆力下降等；出现情绪及行为状态改变，如焦躁、激动、紧张、易怒、精神疲惫等。（3）心血管系统：在噪声作用下，植物神经调节功能发生变化，表现出心率加快或减慢，血压不稳（趋向增高），严重者导致冠心病和动脉硬化。（4）消化系统：出现胃肠功能紊乱、食欲减退、消瘦、胃液分泌减少、胃肠蠕动减慢，导致胃病及胃溃疡疾病的发病率升高。（5）女性月经及生殖机能：接触噪声的女性可出现月经周期紊乱、痛经等；自然流产率增高；妊娠高血压综合征的发病率有增高趋势。2.3.3高温危害高温作业时，人体会出现一系列生理功能改变，这些变化在一定限度范围内是适应性反应，但如超过范围，则会产生不良影响，甚至引起病变。1.对循环系统的影响。高温作业时，皮肤血管扩张，大量出汗使血液浓缩，造成心脏活动增加，心跳加快，血压升高，心血管负担增加。2.对消化系统的影响。高温对唾液分泌有抑制作用，使胃液分泌减少，胃蠕动减慢，造成食欲不振；大量出汗和氯化物的丧失，使胃液酸度降低，易造成消化不良。此外，高温可使小肠的运动减慢，形成其他胃肠道疾病。3.对泌尿系统的影响。高温下，人体的大部分体液由汗腺排出，经肾脏排出的水盐量大大减少，使尿液浓缩，肾脏负担加重。4.对神经系统的影响。在高温及热辐射作用下，肌肉的工作能力，动作的准确性，协调性，大脑反应速度及注意力降低。第三章 甲醛生产过程中的系统安全分析23.1系统安全定性分析定性分析是指对引起系统事故的影响因素进行非量化的分析，即只进行可能性的分析或作出事故能否发生的感性判断。定性分析主要包括安全检查表、预先危险性分析、危害性可操作性研究分析、鱼刺图分析、作业危害分析等。3.1.1定性分析方法选择3.1.1.1安全检查表（1）安全检查表的概念安全检查表是运用系统工程的方法，发现系统以及设备、及其装置和操作管理、工艺、组织措施中的各种不安全因素，列成表格进行分析的方法。（2）安全检查表的优点事先编制，有充足的时间准备。评价、检查依据充分。以提问的方式，能起安全教育作用，印象深刻，有助于整改措施落实。简明易懂，容易掌握。（3）安全检查表法的分析程序收集评价对象的有关数据资料。选择或编制安全检查表。现场检查评价。编写评价结果分析。（4）选择安全检查表法的理由安全检查表法通俗易懂，在实践中往往越简单的方法越能起到大作用。本次课设我针对生产过程编制安全检查表，任务量相对较小，容易获取资料。编制安全检查表的过程中会参考到很多实例，对今后的发展有帮助。3.1.1.2危险性与可操作性研究（hazop法）（1）hazop法概念危险与可操作性研究（hazop）是以系统工程为基础的一种可用于定性分析或定量评价的危险性评价方法，用于探明生产装置和工艺过程中的危险及其原因，寻求必要对策。通过分析生产运行过程中工艺状态参数的变动，操作控制中可能出现的偏差，以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，找出出现变动和偏差的原因，明确装置或系统内及生产过程中存在的主要危险、危害因素，并针对变动与偏差的后果提出应采取的措施。（2）hazop法的优点首先hazop法确立了系统安全的观点，而不是单个设备安全的观点。其次是系统性、完善性好，有利于发现各种可能的潜在危险。再次是结构性好，易于掌握。（3）hazop法分析程序前期准备阶段。分析、查找偏差。针对偏差，找出原因。分析后果。提出对策。（4）选择hazop法的原因hazop法适用范围较为广泛，即可用于设计阶段，又可用于现有的安全装置。hazop法还可利用事故树（fta）对主要危险继续分析，可以用于确定顶上事件。hazop法需要选取节点然后分析，由于我对实际设备的了解不够深入，认识不够透彻，选取其中几个重要节点进行分析，可以一定程度减少工作量，但不影响对知识的学习。我所了解的文献中应用hazop法分析的比较少，有一定困难，同时我也希望检验一下我对该方法的理解及增加熟练度。3.1.2定性分析方法的应用3.1.2.1安全检查表法 表3-1 甲醛生产过程安全检查表 序号检查内容依据标准结论备注1生产经营单位不得使用国家明令淘汰、禁止使用的危及生产安全的工艺、设备安全生产法第31条2对有失控可能的工艺过程，应根据不同情况，采取以下一种或几种应急措施：停止加入催化剂；加入是催化剂失效的物料；排出物料或停止加入物料；紧急泄压；停止供热或将加热转为冷却；加入稀释物料；加入易挥发气体；通入惰性气体；与灭火系统连锁石油化工企业职业安全卫生设计规范 sh 3047-93第2.2.11条3对超过正常范围会产生严重危害的工艺变量，应设相应的报警、连锁装置石油化工企业职业安全卫生设计规范 sh 3047-93第2.2.10条4在使用或产生甲类气体或甲、乙类液体的装置内，宜按区域控制和重点控制相结合的原则，设置可燃气体报警器探头石油化工企业设计防火规范 gb 50160-2008第5.1.2条5生产单位应对所生产的化学品的危险性进行鉴别，并对其进行标识工作场所安全化学品的规定6生产单位应对所生产的危险化学品挂贴“危险化学品安全标签”，填写“危险化学品技术安全说明书”，并提供给经营、运输储存的单位使用工作场所安全化学品的规定7购进的化学品需要转移或分装到其他容器时，应标明其内容，对于危险化学品，在转移或分装后的容器上应贴安全标签；盛装危险化学品的容器在未净化处理前，不得更换原安全标签工作场所安全化学品的规定8单位对于工作场所使用的危险化学品产生的危害定期进行检测和评估，对检测和评估结果应建立档案工作场所安全化学品的规定3.1.2.2 hazop法（1）节点选择我将甲醛生产分为四个过程，这四个过程作为本次分析的四个节点。四个过程分别是：原料的投放过程、氧化及脱氢反应过程、吸收及产品出口过程、尾气装置及其相应过程。（2）引导词否（no）、多（more）、少（less）、而且（as well as）、部分（partof）、相反（reverse）、其他（other than）。（3）工艺参数流量、温度、压力、浓度等（4）分析表格原料投放过程表3-2 原料投放过程的危险及可操作性分析引导词偏差可能原因结果修正措施否甲醇断料甲醇泵停跳气温高，甲醇气化甲醇槽已打空甲醇过滤器堵塞缺乏原料，生产无法正常进行启动备用泵冷水喷淋甲醇槽降温甲醇槽保持一定液位定期清洗过滤器空气无流量空气泵损坏管路未衔接上氧化反应无法进行定期检校维护动力设备定期检查维修管线多甲醇蒸发器超压液位自控器失灵甲醇进料过多设备损坏容器爆炸降低甲醇进料量控制氧温少甲醇蒸发器无压力压力仪表失灵无甲醇进料蒸发器泄漏缺乏原料，反应无法正常进火灾爆炸定期维护检校压力仪表维修蒸发器压缩空气无压力风机损坏管路泄露没有氧气，反应无法进行定期维护检校动力备按规定安装、维护管路管线部分四元气体部分送入混合器泵、风机损坏管线泄漏氧化反应无法正常进行定期维护检校动力备按规定安装、维护管路管线氧化及脱氢反应过程表3-1 氧化及脱氢过程的危险及可操作性分析引导词偏差可能原因结果修正措施否反应器出口无流量反应未发生反应器泄漏无产品发生火灾爆炸事故按生产操作规范检查催化剂的使用，原料气体的投放等工艺定期维护检修反应设备反应器无压力原料气体未输入反应器反应器泄漏无产品发生火灾爆炸事故按规定要求检查操作过程定期维护检修反应设备多氧化器温度过高空气超量蒸汽不足甲醇蒸发量减少发生大量副反应，产品质量下降容器爆炸检查空气放空阀是否失灵检查蒸汽分配器检查甲醛蒸发器氧化器压力过高原料气体投放过量反应过度安全阀失灵出口管路阻塞产生副反应产物，降低产品质量容器爆炸严格按照工艺要求控制反应，检查温度压力等各项指标定期检查维护管路设备少氧化器温度过低加热设备失灵预热设备失灵产品产量下降维护检校氧化器与空气预热器及蒸汽系统氧化器压力过低原料气体投放不足氧化反应未正常发生产品产量下降严格按工艺要求操作，确保原料准确投放检查催化剂使用是否正常部分氧化器出口只有co、co2等气体催化剂使用不当反应温度过高无产品按工艺要求控制催化剂，温度相反脱氢反应向生成甲醇方向移动催化剂使用不当差生的甲醛气体未及时送入吸收塔产品产量下降，无法达到规定浓度按工艺要求检查催化剂的使用检查反应器出口管线是否堵塞吸收及产品出口过程表3-3吸收及产品出口过程的危险及可操作性分析引导词偏差可能原因结果修正措施否产品出口无流量吸收液与甲醛反应吸收塔或管路泄漏无产品产出定期检测吸收塔内液体按规定安装、检校、维护吸收塔多吸收塔温度过高急冷段失灵塔进气量过大循环冷却器故障甲醛溶解度降低，产品浓度下降二塔甲醛消耗增大定期维护检修急冷段减少塔进气量开大冷却水量，检修冷却器吸收塔积液过多循环液停运是系统阻力上升立即开启塔底循环泵适当降低塔顶加水量少吸收塔温度过低气温过低导致使甲醛聚合，影响产品质量，堵塞吸收塔按照工艺要求，严格控制吸收液温度高于储存温度5部分吸收塔产生“液泛”气速过大系统阻力增大塔压升高氧温不稳定降低空气量降低吸收塔循环喷淋量测阻力，找原因检查填料是否堵塞尾气装置及其相应过程表3-3尾气装置及其相应过程的危险及可操作性分析引导词偏差可能原因结果修正措施多成品甲醛中甲醇含量升高反应温度偏低，催化剂活性不足氧醇比、配料浓度偏低原料甲醇质量差空气中有害气体过多，催化剂失去活性甲醇消耗量增大产品质量下降提高氧温调整氧醇比和配料浓度采用优质甲醇增设空气过滤装置成品甲醛酸度升高电解银铺装不均匀，发生局部过热反应催化剂支撑装置故障，导致深度氧化反应催化剂受潮催化剂漏氧甲醇质量差吸收温度过高腐蚀设备降低产品质量认真铺装催化剂使用粗铜网衬底，使催化剂层不变形增设原料气净化装置，减少副反应尾气中co、co2含量偏高甲醛高温热分解甲醇氧化反应降低产品质量发生火灾事故降低氧化温度，减少co生成更换优质甲醇尾气中氧气含量偏高气体分布不均，偏流配料蒸汽加入过早过多，造成局部燃烧电解银铺装不均匀，受热裂缝反应温度低催化剂失活致使甲醛酸度升高影响产品质量进废热锅炉后有爆炸危险选合适的风量点火开车认证铺装催化剂催化剂下层温度计要固定牢固少水蒸气压力下降尾气锅炉异常配料蒸汽减少，甲醛浓度下降氧化温度上升，爆炸检查尾气锅炉降低空气浓度，保持氧温尾气锅炉缺水供水泵停跳液面自控失灵水槽无水爆炸事故启动备用泵疏通液面计联系供水其他尾气锅炉”回火“停电鼓风机，引风机停跳时尾气还在输送火灾爆炸危险立即将为其在水封槽处放空3.2系统安全定量分析3.2.1定量分析方法的选择本次课设我选择事故树分析法，事故树分析法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，还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。既可用于定性分析，又可用于定量分析，是安全系统工程的重要分析方法之一。3.2.1.1事故树分析法的概念事故树就是从结果到原因描述事件发生的有向逻辑树，对这种树进行演绎分析，寻求防止结果发生的对策，这种方法就成为事故树分析法（fta）。3.2.2.2事故树的分析步骤（1）编制事故树确定所分析的系统。熟悉所分析的系统。调查系统发生的各类事故。确定事故树的顶上事件。调查与顶上事件有关的所有事件。事故树作图。（2）事故树定性分析主要内容：利用布尔代数简化事故树；求取事故树最小割集或最小径集；计算各基本事件结构重要度；定性分析结论。（3）事故树定量分析主要内容：确定引起事故发生的各基本原因事件的发生概率；计算事故树顶上事件发生概率；并将计算结果与通过统计分析得出的事故发生概率进行比较。3.3定量分析方法的应用3.3.1绘制事故树甲醛生产过程中因原料甲醇或产品甲醛泄漏引起的火灾爆炸事故树如下图所示。3.3.2事故树的定性分析3.3.2.1事故树化简布尔代数法化简如下：3.3.2.2最小割集 最小割集共有64个，分别为：g1= ,x9,x17,x18 g2= ,x9,x12 g3= ,x9,x13,x14 g4 g64= ,x5,x8 最小割集等效树为：甲醇、甲醛泄漏引起火灾爆炸事故的事故树共有64个最小割集，它表示发生顶上事件（火灾爆炸事故）共有64种可能的途径。我们可以根据这64种事故发生的途径来布置对爆炸事故的预防工作，对于安全生产意义重大。3.3.2.3最小径集最小径集求法：由事故树绘制成功树，求成功树的最小割集，经对偶变换即可得到事故树的最小径集。求得最小径集分别为：q1=x9，x10，x11，x1，x2，x3，x4，x5 q2=x17，x13，x12，x15，x16，x6，x7，x8q3=x17，x14，x12，x15，x16，x6，x7，x8q4=x18，x13，x12，x15，x16，x6，x7，x8q5=x18，x14，x12，x15，x16，x6，x7，x8q6=本事故树最小径集共有6个，这表示要使该顶上事件不发生，有6种可能的方案。只要上述6组事件中任意一组不发生，事故就可以不发生。所以安全工作的重点应该放在预防上述6组事件发生上。同样，我们发现，最小径集中最特殊的当属q6，他只有一个子集，控制q6不发生（即控制可燃气体不达到爆炸极限）可以经济有效地预防火灾爆炸事故的发生。3.3.2.4结构重要度计算及排序根据公式：i(i)=1-xikj(1-12nj-1) i(1)=i(2)=i(3)=i(4)=i(5)=i(9)=i(10)=i(11)=1-(1-127)=0.0078i(12)=i(15)=i(16)=i(6)=i(7)=i(8)=1-1-1274=0.031i(17)=i(18)=i(13)=i(14)=1-1-1272=0.0156 i()=1 结构重要度排序为：i()i(12)=i(15)=i(16)=i(6)=i(7)=i(8)i(17)=i(18)=i(13)=i(14)i(1)=i(2)=i(3)=i(4)=i(5)=i(9)=i(10)=i(11)分析结构重要度，有助于我们从结构上了解个基本事件对顶上事件发生影响程度如何。上述结构重要度排序表明：可燃气体达到爆炸极限对顶上事件发生影响最大，其次是电火花、明火、防爆电器失效等基本事件的影响，再其次是静电、雷电等基本事件的影响，最后是引起可燃气体泄漏的一系列基本事件造成的影响。在防火防爆工作中，应根据结构重要度排序科学合理的安排对个基本事件的控制与检查工作。3.3.3事故树定量分析3.3.3.1顶上事件发生概率由于事故树基本事件较多，采用容斥公式计算相对复杂，所以本次课设采用近似计算法计算顶上事件发生的概率。由首项近似公式：qqg1+qg2+qg3+qg64 q=0.01 q=16(0.01)4+48(0.01)3=4.81610-5计算顶上事件发生的概率，并根据所得的结果与预定目标进行比较，如果事故的发生概率及其造成的损失为社会所认可，则不必投入更多的人力、物力进一步治理。否则应采取必要措施使其降至目标值以下。3.3.3.2概率重要度分析由公式:iq(i)=qqiiq(1)=qq1=qq17q18+qq12+qq13q14+qq15+qq16+qq6+qq7+qq8=0.013+0.012+0.013+0.012+0.012+0.012+0.012=5.0210-4 q=0.01 同理可知iq(2)=iq(3)=iq(4)=iq(5)=iq(9)=iq(10)=iq(11)=iq(1)=5.0210-4iq(6)=qq6=qq9+qq10+qq11+qq1+qq2+qq3+qq4+qq5=80.012=810-4同理可知iq(7)=iq(8)=iq(12)=iq(15)=iq(16)=iq(6)=810-4iq(17)=qq17=qq9q18+qq10q18+qq11q18+qq2q18+qq3q18+qq4q18+qq5q18+qq1q18=80.013=810-5同理可知iq(18)=iq(17)=iq(13)=iq(14)=810-5iq()=qq=160.013+480.012=4.61610-3则概率重要度排序为：iq()iq(7)=iq(8)=iq(12)=iq(15)=iq(16)=iq(6)iq(2)=iq(3)=iq(4)=iq(5)=iq(9)=iq(10)=iq(11)=iq(1)iq(18)=iq(17)=iq(13)=iq(14)概率重要度系数反映了基本事件概率增减对顶上事件发生概率影响的敏感度。3.3.3.3临界重要度分析临界重要度定义式为：ici=qqiqqi它与概率重要度关系为：ici=qiqiqi q=0.01 q=4.81610-5ic(1)=ic(2)=ic(3)=ic(4)=ic(5)=ic(9)=ic(10)=ic(11)=0.014.81610-55.0210-4=1.0410-1 ic(6)=ic(7)=ic(8)=ic(12)=ic(15)=ic(16)=0.014.81610-5810-4=1.6610-1 ic(18)=ic(17)=ic(13)=ic14=0.014.81610-5810-5=1.6610-2ic()=0.014.81610-54.61610-3=9.5810-1则临界重要度排序为：ic()ic(6)=ic(7)=ic(8)=ic(12)=ic(15)=ic(16)ic(1)=ic(2)=ic(3)=ic(4)=ic(5)=ic(9)=ic(10)=ic(11)ic(18)=ic(17)=ic(13)=ic14临界重要度系数从敏感度及自身发生概率双重角度反映了基本事件的重要程度。第四章 安全对策措施34.1安全技术对策措施4.1.1厂址及厂区平面布置的对策措施甲醛生产厂厂区内道路成环状布置；安全通道出入口不应少于两个，做到人、物分流，通道和出口应保持畅通。甲醛生产设备、管道在满足生产要求的条件下，应按生产特点集中联合布置，采用露天、敞开式、半敞开式建筑物，装置内门窗应该向外开启。4.1.2防火与防爆对策措施（1）甲醛生产装置建设防火防爆措施甲醛生产主装置，储罐区为火灾、爆炸危险区域范围，在防爆区域应该选用防爆型电气设备、仪表、照明灯具；设置明显的警示标志及注明物料危险特性。有可燃气体泄漏的场所，必须设计良好的通风系统，保证作业场所的危险物质浓度不超过有关规定，并设置可燃气体浓度报警仪。具有火灾爆炸危险的生产设备和管道必须设置安全阀、爆破板、阻火器等防爆防泄压系统，对于输送可燃物料的并有可能产生火焰蔓延的放空管和管道之间应设置阻火器、水封等阻火措施。明火设备应集中布置在设备的边缘，应远离主装置内的生产设备及储罐，并布置在这类设备下风处。露天设备、设施及建（构）筑物均应有可靠的防雷电保护措施，防雷电保护系统的设计应符合有关规范要求；对输送可燃物料的管道、