化工安全工程课件-1.ppt

1 安全 2 3 A 课程设置动机 学校 特色鲜明的多科性大学 以化工 材料为主 兼有管理 文法行业特色 鲜明 为数不多的以行业命名的大学社会需求 近年来 对化工过程管理 化工安全管理的工程技术力量的需求越来越迫切人才培养需要 工程 工艺类对管理生疏 虽然可在实践中学习 但进入角色慢 现代企业要求人人都能做管理 美国化学工程认证必修课程之一 本课程设置的动机 为非化工背景的学生提供一定 恰当 的化工安全的背景知识 过程 工艺 设备等 为工程 工艺类学生提供适当的安全专业知识和理论 4 B 课程简介 课程根据化学工业的主要危险 火灾爆炸 有毒有害等特点 着重介绍了毒理学 工业卫生 火灾 爆炸 毒物泄漏扩散 防火防爆设计 紧急泄压设备及设计 危险辨识 风险评价 事故调查及典型事故案例分析等 对化工过程安全问题进行深入浅出的论述 提供了大量的实验数据 基础理论与工程实践结合紧密 考试权重 平时作业40 课末考试60 5 C 课程环节 课堂教学 实践教学与应急响应模型 系统及应用 课堂教学分为三部分 第一部分 前三章 6学时 介绍安全科学与技术的一般性知识 学科架构 第二部分 第四至第九章 15学时 介绍化工生产过程中的专业性危险性分析与处理 包括 泄漏源模型 有毒物质泄漏及扩散模型 火灾和爆炸 防火防爆设计 静电 泄压系统与泄压量计算 6 C 课程环节 第三部分 第十至第十二章 9学时 侧重安全技术与方法 包括 危险辩识 风险评价 事故调查等 应急响应模型 系统建立及应用2学时 主要介绍目前国际上应用广泛的应急响应大气扩散模型 应急系统 并以实例来描述应急响应系统的化学事故应急处理过程 7 D 教材与参考书 教材 DanielA Crowl JosephF Louvar ChemicalProcessSafetyFundamentalswithapplications 蒋军成 潘旭海译 化工过程安全原理及应用 北京 化学工业出版社 2006参考书 1 隋鹏程 陈宝智 隋旭 安全原理 北京 化学工业出版社 2005 2 徐德蜀 安全科学与工程导论 北京 化学工业出版社 2004 3 蔡凤英 谈宗山 孟赫 蔡仁良 化工安全工程 北京 科学出版社 2001 8 D 教材与参考书 4 崔克清 张礼敬 陶刚 安全工程与科学导论 北京 化学工业出版社 2004 5 罗云等著 安全经济学 北京 化学工业出版社 2004 6 金龙哲 宋存义 安全科学技术 北京 化学工业出版社 2004 7 吴穹 许开立 安全管理学 北京 煤炭工业出版社 2002学习资料 物理换算公式 英制单位的换算 9 0 1 危险化工工艺 一 光气及光气化工艺二 电解工艺 氯碱 三 氯化工艺四 硝化工艺五 合成氨工艺六 裂解 裂化 工艺七 氟化工艺八 加氢工艺九 重氮化工艺十 氧化工艺十一 过氧化工艺十二 胺基化工艺十三 磺化工艺十四 聚合工艺十五 烷基化工艺 首批重点监管的危险化工工艺目录 10 0 1 化工安全工程典型案例 化工事故 发生的环节 1 贮存2 运输3 生产 加工4 废弃物处置 11 贮存案例 1 印度发生最大油库火灾 2009年10月29日 在印度西部拉贾斯坦邦斋浦尔市郊 印度石油公司的一座油库发生火灾 燃起熊熊大火 当天至少造成3人死亡 70人受伤 当地政府连夜疏散近50万人 截至30日上午 火灾已造成至少6人死亡 150多人受伤 石油和天然气部长穆利 德奥拉说 这是印度发生的最大油库火灾 而且火势凶猛 只有等油库全部存油燃尽才会得到控制 12 贮存案例 2 北京大兴油库发生爆炸居民称看到火球冲天而起新京报 2010年8月25日晚7时10分许 位于大兴北臧村镇的北京亿德石亨化工有限公司工地发生爆炸 事故起因 事发公司半地下油库两辆油罐车往储油罐输油时 操作不当油气外泄 遇明火后导致爆炸 当地居民称爆炸导致的火光冲天 距离爆炸点两公里外都有震感 贮存案例 3 天津港贮存危化品爆炸事故 2015年8月12日23 30左右 天津滨海新区第五大街与跃进路交叉口的一处集装箱码头发生爆炸 发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品 现场火光冲天 在强烈爆炸声后 高数十米的灰白色蘑菇云瞬间腾起 随后爆炸点上空被火光染红 现场附近火焰四溅 第一次爆炸发生在2015年8月12日23时34分6秒 近震震级ML约2 3级 相当于3吨TNT 第二次爆炸发生在30秒钟后 近震震级ML约2 9级 相当于21吨TNT 国家地震台网官方微博 中国地震台网速报 发布消息称 综合网友反馈 天津塘沽 滨海等 以及河北河间 肃宁 晋州 藁城等地均有震感 贮存案例 3 天津港贮存危化品爆炸事故 天津泰达医院是距离爆炸地点最近的一所医院 截至2015年8月13日早上六点该医院共有431个伤员来院就医 都是普通百姓 其中收治住院的有60多人 伤员多数是皮外伤 主要为烧伤 胸外伤 骨折 呼吸性损伤 截至9月11日下午3点 共发现遇难者总人数165人 8人失联 其中公安消防人员24人 天津港消防人员75人 民警11人 其他人员55人 失联者人数为8人 其中天津港消防人员5人 其他人员3人 住院治疗人数233人 其中危重症3人 重症3人 累计出院565人 数千辆进口汽车在事故中损毁 由于爆炸中心临近进口汽车仓储地 大众 雷诺 路虎等企业受损严重 据估算 数千辆进口新车因爆炸事故焚毁 预估受损新车价值超过20亿元 2015年8月18日 评级机构惠誉警告 震撼中国港口城市天津的爆炸的保险损失可能高达15亿美元 使其成为中国近年来代价最高的灾难事件 截至2015年8月18日 爆炸导致门窗受损的周边居民户数达到17000多户 另外还有779家商户受损 视频 15 运输案例 1 成绵高速一油罐车昨晚爆炸一人遇难四川在线 2009年10月29日 据现场目击者称 事故发生时 火焰窜起20余米高 现场附近一块约40米长的隔离带里的植物均被烧毁 40分钟后 大火虽被扑灭 但油罐车已被烧得无法辨认 油罐车上有一人遇难 28日晚10时许 一辆川V牌照油罐车在成绵高速青白江收费站附近与一辆货车追尾后爆炸起火 16 运输案例 2 京珠高速槽罐车刹车失控侧翻53吨盐酸泄漏新快报 2010年4月10日 4月9日凌晨3时37分 一辆装载53吨盐酸 31 浓度 的重型槽罐车由湖南开往清远银盏 行驶至佛冈县京珠高速汤塘出口处 因刹车失控 侧翻在国道的花基中间 车辆损伤严重 车上盐酸泄漏 司机受轻伤 部分泄漏的盐酸经地面流入附近水渠 对当地生态环境造成了严重的污染 17 运输案例 3 美国油罐车起火导致公路融化坍塌 2007年4月29日 美国高速公路高架桥上一油罐车起火 大火的高温导致公路融化 高架桥坍塌 影响交通数月 18 2013年11月22日凌晨3点 位于青岛市秦皇岛路与斋堂岛路交汇处 中石化输油储运公司潍坊分公司输油管线破裂 事故发现后 约3点15分关闭输油 斋堂岛街约1000平方米路面被原油污染 部分原油沿着雨水管线进入胶州湾 海面过油面积约3000平方米 黄岛区立即组织在海面布设两道围油栏 处置过程中 当日上午10点30分许 黄岛区沿海河路和斋堂岛路交汇处发生爆燃 同时在入海口被油污染海面上发生爆燃 运输案例 4 11 22青岛输油管爆炸事件 19 运输案例 4 11 22青岛输油管爆炸事件 事故原因 1 隐患排查整治不彻底 调查报告披露 中石化管道分公司潍坊输油处对管道隐患排查整治不彻底 2009年 2011年 2013年先后3次对东黄输油管道外防腐层及局部管体进行检测 均未能发现事故段管道严重腐蚀等重大隐患 导致隐患得不到及时 彻底整改 从2011年起安排实施东黄输油管道外防腐层大修 截至2013年10月仍未对包括事故泄漏点所在的15公里管道进行大修 2 应急处置不力 调查报告指出 潍坊输油处及青岛输油站 中石化管道分公司对泄漏原油数量未按应急预案要求进行研判 对事故风险评估出现严重错误 没有及时下达启动应急预案的指令 未按要求及时全面报告泄漏量 泄漏油品等信息 存在漏报问题 现场处置人员没有对泄漏区域实施有效警戒和围挡 抢修现场未进行可燃气体检测 盲目动用非防爆设备进行作业 原油泄漏后 现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板上打孔破碎 产生撞击火花 引发暗渠内油气爆炸 20 3 规划建设混乱 调查报告指出 开发区控制性规划不合理 规划审批工作把关不严 事故发生区域危险化学品企业 油气管道与居民区 学校等近距离或交叉布置 造成严重安全隐患 同时 管道与排水暗渠交叉工程设计不合理 管道在排水暗渠内悬空架设 存在原油泄漏进入排水暗渠的风险 且不利于日常维护和抢维修 管道处于海水倒灌能够到达的区域 腐蚀加剧 造成损失 由于原油泄漏到发生爆炸达8个多小时 受海水倒灌影响 泄漏原油及其混合气体在排水暗渠内蔓延 扩散 积聚 最终造成大范围连续爆炸 事故造成62人死亡 136人受伤 直接经济损失75172万元 运输案例 4 11 22青岛输油管爆炸事件 21 生产案例 1 南京 7 28 化工厂爆炸事故 2010年7月28日10时11分左右 扬州鸿运建设配套工程有限公司在南京市栖霞区迈皋桥街道万寿村15号的原南京塑料四厂旧址平整拆迁土地过程中 挖掘机挖穿了地下丙烯管道 丙烯泄漏后遇到明火发生爆燃 截至7月31日 事故已造成13人死亡 120人住院治疗 其中重伤14人 事故还造成周边近两平方公里范围内的3000多户居民住房及部分商店玻璃 门窗不同程度破碎 建筑物外立面受损 少数钢架大棚坍塌 22 生产案例 1 南京 7 28 化工厂爆炸事故 国务院安委办的通报表示 这起事故伤亡惨重 教训极为深刻 必须引起各地区 各有关部门和单位的高度重视和警觉 经调查分析 初步认定事故发生的主要原因是施工安全管理缺失 鸿运公司组织的施工队伍盲目施工 挖穿地下丙烯管道 造成管道内存有的液态丙烯泄漏 泄漏的丙烯蒸发扩散后 遇到明火引发大范围空间爆炸 同时在管道泄漏点引发大火 23 生产案例 2 重庆天原化工厂氯气泄漏 导致连环爆炸 2004年4月16日 重庆天原化工厂氯气泄漏 大约上午九点钟 位于江北腹地的老牌化工厂天原厂氯气泄漏 当时好象就死亡5人 一时间以天原化工厂为心顺风区5公里为半径 逆风区稍稍减少范围都受到影响 附近15万居民紧急疏散 直接造成20余人死亡 300余人中毒或受伤 15万余人紧急疏散 24 生产案例 2 重庆天原化工厂毒气泄漏 部队动用坦克排除险情 2004年4月16日 重庆天原化工厂氯气泄漏 发生连环爆炸 8人死亡 15万人紧急疏散 3万人帐篷过夜 到17日为止 警车声还未停止搜救被困工人 疏散现场及周边人员 为了防止氯罐爆炸 造成大氛围氯气污染 部队先后用枪 大炮 坦克对另外3个危险的贮气罐进行了20多次射击 才将气罐击穿 拔除了进一步的安全隐患 25 生产案例 3 吉林石化突发车间连续爆炸 2005年吉化双苯厂 101厂 新苯胺装置发生爆炸 26 生产案例 3 吉林石化突发车间连续爆炸 2005年11月13日13时30分许 地处吉林市的中国石油吉林石化公司双苯厂 101厂 新苯胺装置发生爆炸 并导致连环爆炸共15起 其中较大爆炸6起 化工区附近数万居民被紧急疏散 吉林市公安消防支队共出动11个中队 57辆各种消防车辆 287名消防官兵 吉化公司消防支队也全员出动 进行救援事故造成2人重伤 6名车间巡检人员下落不明 近70人受伤 27 生产案例 3 吉林石化突发车间连续爆炸 依据现场勘察 证人笔录 岗位操作记录等相关资料 事故调查组一致认为 该事故直接原因是由于当班操作工停车时 疏忽大意 未将应关闭的阀门及时关闭 误操作导致进料系统温度超高 长时间后引起爆裂 随之空气被抽入负压操作的T101塔 引起T101塔 T102塔发生爆炸 随后致使与T101 T102塔相连的两台硝基苯储罐及附属设备相继爆炸 随着爆炸现场火势增强 引发装置区内的两台硝酸储罐爆炸 并导致与该车间相邻的55 灌区内的一台硝基苯储罐 两台苯储罐发生燃烧 视频 28 生产案例 4 江苏响水化工厂爆炸7人死亡1人失踪 新华网江苏响水2007年11月28日电江苏省盐城市响水县陈家港化工集中区联化科技有限公司7车间爆炸事故死亡人数已经造成7人死亡 1人失踪 5人重伤 数十人受伤 据响水县政府相关人士介绍 爆炸事故发生后 爆炸当场死亡3人 另有4人在抢救过程中死亡 在响水县人民医院进行抢救的伤员有近50人 另有部分重伤员在盐城市区医院抢救 29 国家安监总局通报事故起因 事故调查组的初步分析判断 操作人员没有将加热蒸汽阀门关到位 造成重氮化反应釜在保温过程中被继续加热 重氮化釜内重氮盐剧烈分解 发生化学爆炸 是这起爆炸事故的直接原因 在重氮化反应保温时 操作人员未能及时发现重氮化釜内温度升高 及时调整控制 装置自动化水平低 重氮化反应系统没有装备自动化控制系统和自动紧急停车系统 重氮化釜岗位操作规程不完善 没有制定针对性应急措施 应急指挥和救援处置不当 是这起爆炸事故的重要原因 生产案例 4 江苏响水化工厂爆炸7人死亡1人失踪 30 2014年8月2日7时33分37秒左右 昆山中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间突然冒起一大股白色烟雾 大约10秒之后烟雾由白色转变为青灰色 并且越来越浓烈 7时35分许 汽车轮毂抛光车间发生爆炸 7点42分左右 烟雾已经蔓延至整个厂区 随后警方和120急救人员赶到 与一些附近的群众一起 将受伤人员送上救护车 爆炸后厂房的屋顶被掀开了三分之二以上 厂房顶部的钢铁轮毂清晰可见 事故造成52人遇难 118人不同程度受伤 生产案例 5 8 2江苏昆山工厂爆炸事故 31 事故原因 原因在于企业存在问题和隐患长期没有解决 粉尘浓度超标 遇到火源 发生爆炸 爆燃是由爆炸粉尘被引燃引发 这些物质附着性较强 裹在人身上难以甩脱 事故导致大部分人烧伤面积超过90 伤势最轻的烧伤面积也超过50 几乎所有人都是深度烧伤 1 企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设 违规双层设计建设生产车间 且建筑间距不够 2 生产工艺路线过紧过密 2000平方米的车间内布置了29条生产线 300多个工位 3 除尘设备没有按规定为每个岗位设计独立的吸尘装置 除尘能力不足 4 车间内所有电器设备没有按防爆要求配置 5 安全生产制度和措施不完善 不落实 没有按规定每班按时清理管道积尘 造成粉尘聚集超标 没有对工人进行安全培训 没有按规定配备阻燃 防静电劳保用品 违反劳动法规 超时组织作业 生产案例 5 8 2江苏昆山工厂爆炸事故 32 废弃物处置案例 1 山西屯兰煤矿瓦斯爆炸事故 新华网山西古交2月22日电截至25日16时 山西屯兰煤矿事故已造成77人遇难 对山西焦煤供应影响极大 被通报为近年来5大事故之一 33 事故发生后 党中央 国务院高度重视 胡锦涛总书记 温家宝总理立即作出重要批示 要求采取紧急措施 千方百计抢救被困人员 同时要保障救援人员安全 防止次生事故发生 张德江副总理受党中央 国务院委托于22日晚赶往山西焦煤集团屯兰煤矿事故现场 指导事故抢险救援工作 看望慰问遇难者家属和受伤人员 并宣布成立国务院山西焦煤集团屯兰煤矿瓦斯爆炸事故调查组 废弃物处置案例 1 山西屯兰煤矿瓦斯爆炸事故 34 废弃物处置案例 2 浙江金华八吨废酸泄漏 中国广播网2010年09月17日浙江金华八吨废酸泄漏街道被红色毒气笼罩 更难处理 35 17日下午15点23分 浙江省金华市秋滨街道熟溪路866号一废弃厂房区内发生大量废酸泄漏事件 约有8吨浓度为70 强酸泄漏 事故发生后 当地消防部门立即调派3个消防队赶赴现场处置 下午16时50分 槽罐的泄漏点成功堵住 所幸事故并未造成人员伤亡 事故造成附近区域空气严重污染 低空甚至被染红 当靠近该区域时 人的眼睛就能感到疼痛感 事故对周边环境和居民生活造成了及其恶劣的影响 废弃物处置案例 2 浙江金华八吨废酸泄漏 36 该废弃厂区的业主处了解到 该厂区原先是江南化工厂 4年前化肥厂搬迁至兰溪 这里就剩下几只槽罐 里面装有生产原料之一的废酸 事故发生的原因是由于槽罐露天堆放 管理不当 日晒雨淋加上酸性腐蚀 最终导致废酸泄漏 这次发生泄漏的槽罐 直径约4米 能装100吨废酸 实际装有10吨左右废酸 废酸的主要成分有硫酸 硝酸和盐酸 现场的化工专家说 储罐内存储的是极易挥发 强刺激和腐蚀的强酸 人体接触会造成严重烧伤 废弃物处置案例 2 浙江金华八吨废酸泄漏 37 墨西哥湾漏油事故 2010年4月 环境与生态事故案例 1 对墨西哥湾的生态平衡造成了毁灭性的的影响 38 环境与生态事故案例 2 大连中油新港石油码头爆炸事故 2010年7月 视频 39 环境与生态事故案例 3 2010年10月 匈牙利有毒废水泄漏 污染事故 大面积土地遭到污染 土地被染红 生态系统遭到了严重破坏 跨国污染 40 环境与生态事故案例 4 视频 1986年切尔诺贝利核事故 41 0 2 有关报道 42 报道 1 长三角地区面临化工危机CCN中城网2005 4 14 长三角拥有两大国家级化学工业区 分别是地处杭州湾北部 距上海市区50公里的上海化学工业区 以及位于长江北岸 距南京市区30公里的南京化学工业园 江苏扬子江国际化学工业区 中国精细化学工业江苏泰兴园区 以及位于浙江省上虞市的杭州湾精细化工区 宁波石化工业园等算在内 在长三角 从南京到上海的长江两岸 从上海到宁波的沿海地带 就集中了近10个大型化学工业区 43 2004年秋季 中科院南京土壤研究所的一份报告表明 在土壤肥沃的长三角地区 包括南京的土壤质量正呈毒性 其中重金属 持久性有机污染物等有毒物质的污染已初步显现 一些地区的土壤标本中检测出持久性的有机污染物多氯联苯达100多种 一位研究员指出 此结果与该地区化工产业发展有直接关系 报道 1 长三角地区面临化工危机CCN中城网2005 4 14 44 而2005年4月 一份江苏 浙江 上海2004年海洋环境质量公报则表明 两省一市近岸海域中度污染和严重污染面积分别增加6540平方公里和8520平方公里 合计比两个上海面积还大 有关专家认为 沿江 沿海而建的化工 医药 染料等重污染企业常将有毒废水直接排入江海 是导致近海污染加重的主要原因之一 报道 1 长三角地区面临化工危机CCN中城网2005 4 14 45 报道 1 长三角地区面临化工危机CCN中城网2005 4 14 这是一个绕不过的大化工时代 在产业配套的专业物流体系 环境保护 以及法律制度保障 市场监督管理 社会公共安全等方面 我们是否已经做好足够准备 大化工时代 长三角系上 安全带 了吗 46 报道 2 化工园区亟待加快应急系统建设中国石油报2006 07 06 一是大部分园区没有建立 应急响应中心 已建成应急响应中心的却不具备应急响应中心应具备的功能 二是应急预案系统 决策支持系统等支持系统缺乏或功能不足 文本化 的应急预案转变为 实践化 的应急预案 一方面面临着人才缺乏的瓶颈 另一方面面临着基本信息数据库严重匮乏的尴尬 三是各级应急响应中心之间的信息共享 协调指挥有待加强 很难真正实现信息资源共享 即使实现了 也难以持续 四是不能做到 快速响应 有效应对 47 报道 3 我国危化品伤亡事故大幅上升中新网07年3月7日 国家安全生产监督管理总局的消息 虽然二00六年全国安全生产形势总体保持平稳态势 但部分高危行业重特大安全事故尚未得到有效遏制 特别是危化品安全生产形势非常严峻危化品伤亡事故同比大幅度上升 共发生各类危化品伤亡事故一百五十四起 死亡二百六十六人 同比分别上升八点五和十六点二个百分点 48 报道 3我国危化品伤亡事故大幅上升中新网2007年03月07日 国家安监总局副局长孙华山 危化品事故频发一方面源于国内石油和化工行业技术快速发展 新上项目增多 生产规模迅速扩大 又加之缺少行业管理 安全生产难度加大 另一方面 企业安全生产主体责任落实不到位 主要负责人重效益 轻安全的思想严重 安全管理制度不健全 责任制不落实 安全投入不足 隐患整改不彻底 三违 问题突出等也是重要诱因 49 0 3 对化工安全提出的问题 50 1 化学危险品事故应急救援体系够专业吗 新华社南京4月4日电2005年3月29日19时许 京沪高速公路淮安段发生特大交通事故 一辆装有液氯的槽罐车车体受损 35吨的液氯突然泄露 附近300多名村民中毒 28人死亡 危急关头 南京军区第82医院伸出了救援之手 共收治了141名中毒群众 其他医院收治210余名 51 1 化学危险品事故应急救援体系够专业吗 据 3 29 事故的官方新闻通报 被收治住院的350多名中毒患者中 有36位是救援人员 包括5位公安干警和6位武警官兵 这些救援人员以最快的速度赶到现场 但他们缺乏专业的救治知识 更缺乏必要的自我防护设备 救人者也成了被救者 52 1 化学危险品事故应急救援体系够专业吗 事故处理人员连夜对装有液氯的槽罐进行防渗漏处理 操作人员虽然说站在上风口 但都没有进行防毒防护 有人甚至连口罩也没戴 当地医院 同样缺乏具有专业处理急性化学中毒性疾病的专业科室和专业人员 氯气中毒后是否有后遗症 我还真的不太了解 高新怀说 他是 3 29 事故受伤人员救治的主力医院淮安市第一人民医院呼吸科的副主治医师 他说 南京和上海方面的医疗专家的到来 给他这样第一次接触氯气中毒的医生吃了颗定心丸 53 2 在化工产业管理上 跨省 跨地区能精诚合作吗 在大化工时代 需要跨省 跨地区精诚合作的 还不仅仅是类似的化工品跨地区运输事故 还有化工产业的生产和管理 54 3 化工园区亟待加快应急系统建设 我国石油化工产业的迅猛发展 推动了化工园区建设 在规模扩张和高速发展的背后 则是生产安全问题的凸现 从现阶段来看 我国化工园区具有一些共同特点 有产业发展规划 无安全规划 有单个企业安全评价 无化工园区区域安全评价 主要分布在东部沿海经济发达 人口稠密地区 易燃易爆 有毒有害物质不仅高度集中 而且数量巨大 一旦发生事故 影响巨大 化工区应急响应系统建设工作还刚刚起步 技术 人才 资金都比较缺乏 业内人士指出 未来15年到20年 化工园区生产安全问题将进一步凸现 55 3 化工园区亟待加快应急系统建设 国家安监总局研究中心专家汪卫国在中国 安全发展 高层论坛石油化工专场演讲中呼吁 我国应未雨绸缪 大力加强化工园区应急系统建设 56 0 4提高化工安全认识 57 事前 58 事中 59 事后 60 HURRYUPNOW Don twaitfortheBOOM PrepareNOW 经常参加各种防火 防爆 防灾讲座 掌握各种灭火 去爆 消灾知识 开展化工安全 安全管理 应急决策等 领域的研究 认真学习化工安全导论 61 第一章 绪论 前言 自1950年以来 化工过程安全领域已取得了重大的技术进步 如今 安全的重要性已经等同于生产 并且已经发展成为一门包括多种高新技术 复杂理论和工程实践的学科 化工安全技术包括 1 描述容器泄压过程的两相流的水力学模型 2 描述有毒蒸汽释放后穿越厂区扩散蔓延的扩散模型 3 确定工艺过程发生故障的各种方式及其失效概率的数学方法 近年来化工企业安全生产水平的提高 重点体现在采用适当的技术手段 为工厂的安全设计和运行操作提供信息与技术支持 62 安全 危险和风险是化工过程安全中频繁使用的词语 它们的定义是 1 安全或损失预防 通过采用适当的技术辨识化工厂的危险 并且在事故发生之前消除它们 从而对事故进行预防 2 危险 对人 财产或者环境造成潜在伤害或破坏的化学或物理条件 3 风险 根据事件发生的可能性和受到损失或伤害的量 对人员受伤 环境破坏或经济损失的一种度量 安全工程与管理的意义与作用 63 安全工程与管理的意义与作用 安全工程与管理在事故控制中起极其重要的作用 主要包括3个方面 对事故分析可知 绝大多数事故发生有各种原因 但85 左右与管理紧密相关 即若改进安全管理 就可以有效地控制85 左右的事故原因 安全第一 已成为共识 但对于一个企业来说 安全不是也不可能是第一位的 经济效益 企业发展 完成生产任务等永远是第一位的 安全之所以处于特殊的地位 是由于其与效益的关系象 水与舟 的关系 只有良好的安全管理才能保证良好的工作效率 只有减少事故的发生才能保证经济效益 64 安全管理的意义与作用 从控制事故的效果讲 安全管理举足轻重 当今大多数企业之间设备安全水平差异有限 而事故率却大小有异 主要问题是管理问题 安全管理 Safetymanagement 以安全为目的 进行有关决策 计划 组织和控制方面的活动 65 安全管理的意义与作用 国务院山西屯兰煤矿矿难调查组2009年2月24日上午公布事故原因初步调查结果 调查组副组长 安监总局副局长赵铁锤 事故反映出4个问题 通风管理不到位瓦斯治理不彻底现场管理不严格安全措施不落实主要问题是管理问题 尤其是安全管理问题 66 1 1安全计划 Safetyplanning 一个成功的安全计划 图1 2 需要考虑系统态度基础经验时间人员 安全工程师 建国以来 探索新的管理原则和方法 引进了国外一些先进的安全管理理论 方法 并积极研究适合中国国情的安全管理模式 探索和推广了一系列的安全管理方法 如鞍钢公司的 0123安全管理模式 中海油 五想五不干 国外国内 0 死亡事故为零1 一把手为核心的安全责任制2 标准化作业 标准化班组建设3 全员教育 全线管理和全面预防 一想安全风险 不清楚不干 二想安全措施 不完善不干 三想安全工具 未配备不干 四想安全环境 不合格不干 五想安全技能 不具备不干 67 1 1安全计划 Safetyplanning 良好的安全计划 辨识并且消除已经存在的危险因素 优异的安全计划 具有防止危险因素存在的管理体系 通常使用的管理体系 直接面向消除已经存在的危险 包括安全监察 安全审核 危险辨识技术 检查表和技术知识的正确应用 及时补充当前应急响应系统的有关内容 安全管理体制等级方面存在一定的缺陷 使我国的安全管理工作仍大大落后于发达国家 例 有毒物的阈限值疏散救生的时间标准 6分钟 建筑物的设计不规范 国外国内 68 1 2工程守则 安全工程师们为减少损失和为公司的雇员提供安全放心的环境而负责 安全工程师们对自己 同事 家庭 社会以及工程师职业负责 美国化学工程师协会 AIChE 编写的工程师职业道德标准中有叙述 见表1 1 69 表1 1AIChE工程师职业道德标准 70 1 3事故和损失统计 事故和损失统计是安全计划效果的重要度量 多种统计方法可用来描述事故和损失 但尚无一种方法可用来度量所有的内容 主要介绍三种方法 OSHA事故发生率 美国政府职业安全与健康部门 重大事故率 FAR 英国化工领域 死亡率 或者每人每年死亡 不依赖于暴露时间 这三种方法都统计了在某一确定的时期内 固定工人人数发生事故和灾害的数量 71 1 3事故和损失统计 FAR方法 1000名工人 日工作8小时 250天 年 50年 108小时 几个例子 例1 1 1 2 1 3 1 4 表1 3 各行业典型事故统计 表1 4 日常非工业行为的死亡统计 1 3 1 4 72 1 3事故和损失统计 表1 3个行业的典型事故统计 73 1 3事故和损失统计 表1 4日常非工业行为的死亡统计 74 1 3事故和损失统计 表1 4日常非工业行为的死亡统计 续 75 1 3事故和损失统计 图1 3事故金字塔 76 1 3事故和损失统计 在图1 3中无损失的事故通常称为 未遂事故 它为企业提供了一个非常好的机会来确定自身所存在的问题 并且在较严重的事故发生之前进行改正 这就是通常所说的 事故发生的原因在事故发生以前是可预见的 77 1 3事故和损失统计 表1 5所有的事故死亡统计 对表1 5中事故性死亡的认识是非常重要的 大多数企业的安全计划是直接面向防止员工受伤的 仅仅如此是不够的 安全计划应该包括非工作时段的安全 尤其应对员工防止发生机动车辆事故进行培训 78 1 3事故和损失统计 图1 41988年发生在工作场所的伤害方式 79 1 3事故和损失统计 如果管理者将安全工作重点放在员工伤亡的根本原因上 那么对死亡发生方式的分析很有帮助 图1 4中的数据表明 安全计划需要包括对员工进行培训 防止由于交通 袭击 机械伤害 化学暴露及火灾爆炸的伤害 80 1 4可接受风险 AcceptableRisk 每一个化工过程都存在一定程度的风险 不可能完全消除风险 设计阶段 设计人员须确定所存在的风险是否可接受 安全工程 必须在安全投入限度内 尽一切努力减少风险 工艺过程 工程师们不应该设计他知道将会导致人员受到伤亡或危害的工艺过程 81 1 5公众感知 PublicAwareness 化学品危害的公众调查结果 见图1 5 调查题目 化学品是利大于害 还是害大于利 或者利害各半 结果 28 认为利大于害 29 认为害大于利 38 认为利害各半 例1 5 六种非常有益的化工产品 青霉素 汽油 橡胶 纸 塑料 混凝土 82 1 6事故过程特征 化工事故遵循着典型的模式 为了预测日后可能发生的事故类型 研究这些模式非常重要 表1 6是三种化工事故的类型 表1 6三种化工事故类型 83 1 6事故过程特征 化工厂事故概貌 图1 6烃化工厂事故损失类型 30年数据汇总 84 图1 7大型烃化工厂事故损失原因 30年数据汇总 1 6事故过程特征 85 图1 8导致最大损失的硬件 从工艺设计角度 1 6事故过程特征 86 1 6事故过程特征 事故遵循三个步骤 开始 Incipiency Initiation 引发事故的事件 发展 evolution development 使事故持续或扩展的事件 因素 结束 conclusion cease 使事故终止或有规模上减小的事件 因素 安全工程 消除开始事件 利用终止事件取代发展步骤 达到安全目的 87 1 6事故过程特征 表1 7控制事故过程 88 1 6事故过程特征 表1 8事故案例的定义 89 1 7本质安全 InherentlySaferChemicalProcess 当前学术界 工业企业界的追求和热点领域本质安全 也是内在安全 本身安全 依靠化学和物理学原理 方法来预防事故 而非依靠控制系统 操作程序来预防事故 本质安全的工厂容许有过失 但其通常具有最大的成本效率 本质安全的工艺不需要复杂的安全连锁系统和详细程序的工艺过程 是简单的 操作起来很容易 同时比较可靠的工艺 本质安全要求设备小型化 在不太苛刻的温度和压力下操作 更少的资金投入和更少的操作维护费用 90 1 7本质安全 InherentlySaferChemicalProcess 本质安全过程依赖于多层次的保护 包括过程设计特征 控制系统 联锁 安全切断系统 保护系统 警报和应急反应计划 本质安全是所有保护层次的一部分 具有直接面向过程设计的特征 预防事故的最好方法就是增加过程设计特征来防止危险情形 本质安全的工厂更能容忍操作人员的失误和不正常的情况出现 91 1 7本质安全 InherentlySaferChemicalProcess 本质安全过程设计主要方法有 强化 代替 减弱和限制影响 简化和容错 四个词语可以用来形象的描述本质安全 最小化 强化 替代 缓和 减弱和限制影响 简化 简化和容错 92 最小化 最小化需要通过反应器 蒸馏塔 贮存容器和管道内使用较少的危险性物质来减小危害 在可能的情况下 危险性物质应该在固定区域内产生和消耗 这样就减少了危险性原料和中间产物的贮存和运输 较小的贮罐也可减少释放的危险 代替 在研究最小化的可能性时 也应该考虑替代 并将其作为另外一种可选的或与之相结合的概念 也就是说应该使用较安全的物质来替代危险的物质 这可以通过使用另外一种允许使用的低危险性物质 或者过程条件不苛刻的化学反应来实现 1 7本质安全 InherentlySaferChemicalProcess 93 缓和 对于替代的另外一种选择就是缓和 即在较小危险的情况下使用危险性物质 较小危险情况或者物质的低危险形式包括 1 稀释为较低的蒸汽压 以减小释放浓度 2 冷却以降低蒸汽压 3 操作较大颗粒尺寸的固体以减少粉尘 4 在不苛刻的温度或压力条件下处理 简化 简单的工厂比复杂的友好 因为它们所能提供的引发失误的机会很少 且能够引发问题的设备很少 而简单化减少了失误和误操作的机会 1 7本质安全 InherentlySaferChemicalProcess 94 教材第15页 95 第二章毒物学 前言 化学物质 品 危害方式释放形式 A 容器破裂 破坏B 化学物质泄漏 释放 扩散 传播 96 第二章毒物学 释放后果A 毒物作用 研究的内容包括 释放后 1 毒物侵入生物组织的途径2 从生物组织内去除毒物的途径3 毒物对生物组织的影响4 减少毒物侵入生物组织的方法 工业卫生 第三章 B 燃烧 爆炸 第六 七章 97 毒物 16世纪初 早期的毒性研究者帕拉修斯 Paracelsus 提出 所有的物质都是有毒的 没有无毒的物质 恰当的剂量区分了毒物和药物 毒物学的基本命题 没有无害的物质 只有使用物质的有害方式 如 水 无毒害 但过量饮用 对生物体有害 改变电解质离子平衡 使大脑过度充水 毒物的特点 不接触不起作用 98 实例 中医学的配伍 1 磷钙相克目前人们经常采用的牛奶加汉堡包或三明治配膳就十分不恰当 因为牛奶里含有大量的钙 而瘦肉里则含磷 这两种营养素不能同时吸收 医学界称之为磷钙相克 2 草酸与钙相克豆腐不宜与菠菜同吃 是因为菠菜中含有草酸较多 易与豆腐中的钙结合成不溶性钙盐 不能为人体吸收 又如含钙丰富的海带 发菜不宜与花菜 厚皮菜等同吃 因后者含草酸较多 两者混合食用则使钙的吸收率大幅度下降 99 实例 中医学的配伍 3 纤维素与锌相克牡蛎等海生软体动物含锌非常丰富 不宜与蚕豆 玉米制品或黑面包同吃 因后者是高纤维食品 两者同吃能使锌的吸收减少65 100 4 纤维素 草酸与铁相克动物肝类 蛋黄 大豆等均含有丰富的铁质 皆不能与含纤维素多的芹菜 萝卜 甘薯同吃 也不宜与含草酸多的蔬菜如菠菜同吃 100 实例 中医学的配伍 同食会胀破肚皮 同食会中毒 同食会影响营养成分的吸收 同食会中毒 同食会伤胃 同食会引起中毒 同食伤元气 豆腐含钙 小葱中含一定量草酸 二者共食 结合成草酸钙 不易吸收 维生素C丰富的食品搭配合吃 就会把维生素C破坏殆尽 WhatwillhappentoU 101 毒性 化学或物理药剂的毒性是描述它对生物组织影响的一种特性 中毒危险 是指来自有毒物质运输 使用过程中的其他物理因素导致的生物体在有毒物质环境中的暴露 而对生物组织造成损害的可能性 毒物的性质不能改变 但可适当地应用工业卫生技术 使毒害物质的毒性危害减少 102 2 1毒物侵入生物组织的方式 毒物侵入生物体进入血流 最后被消除 或被输送到并聚集在目标器官 导致损害在目标器官处表现出来 不是所有损害都发生在毒物大量聚集的器官 如铅大部分贮存在骨骼中 但损害却发生在多种器官处 对于腐蚀性化学物质 即使不被吸收或通过血液输送 也能对生物体造成损害 103 2 1毒物侵入生物组织的方式 表2 1毒物侵入途径和控制方法 正确应用表2 1第三栏的工业卫生技术 所有这些侵入途径是能得到有效控制的 104 2 1毒物侵入生物组织的方式 四种毒物侵入途径的特点 吸入 容易通过直接测量空气中的浓度来量化 除了有毒蒸汽 吸入一些微小的固体和液滴也能对生物体造成一定的危害 注射和皮肤吸收 毒物难以测量和量化 通常导致毒物可以直接进入血液 某些毒物能够被皮肤快速吸收 食入 通过食入进入人体的毒物通常在胆囊中被改变或排泄 吸入和皮肤吸收对化工企业来说影响最大 105 粉尘 雾霾等 粉尘通过人体的呼吸系统 吸入 进入到肺部 通常用如下简单规则 粉尘颗粒尺寸越小 它们渗透进入呼吸系统的深度就越深 直径大于5um的颗粒通常能够被上呼吸道系统过滤掉 直径在2 5um之间的颗粒通常能够抵达支气管 直径小于1um的颗粒能够直接进入肺泡 106 2 1毒物侵入生物组织的方式 图2 1毒物在血液中的浓度与不同暴露方式的关系 107 2 2毒物从生物体中去除 Removalofhazardousfromorgans 毒物通过以下途径被除去或失去活性 排泄 经肾脏 肝脏 肺或其他器官 解毒 经生物转化 有毒化学物质转变为危害小的物质 贮存 贮存在脂肪组织中 108 2 3毒物对生物体的影响 表2 2生物体对毒物的各种影响 109 2 4毒物学研究 目的是量化可疑毒物对目标生物体的作用 确定 110 2 5剂量与反应的关系 生物体对相同剂量的毒物有不同的反应 这些差异由年龄 性别 体重 饮食 健康及其他因素造成的 剂量与反应的数学表达 正态分布 高斯分布 2 1 式中 x为反应 中毒程度 为标准偏差 为平均值 f x 为个人经历特殊反应的概率 111 2 2 2 3 式中 n为数据点个数 2为方差 平均值 决定了曲线相对于X轴的位置 标准偏差决定曲线的形状 2 1中的平均值和标准偏差分别描绘了正态分布曲线的形状和位置 他们可以用下述公式从原始数据中计算得到 112 图2 2 人暴露于毒物中的生物反应的正态分布 高斯分布 图2 2中 曲线下方的面积代表了对于特殊反应时间间隔内个人受影响的百分比 在平均值一个标准偏差内 x 的反应时间间隔代表68 的人 在平均值2个标准偏差内 2 x 2 的反应时间间隔代表95 5 的人 见教材图2 4 f x x 图2 3 0下标准偏差对正态分布的影响 随着偏差的减小 分布曲线越来越显著地围绕在平均值的周围 例2 1 114 根据剂量 反应的关系 通过反复进行不同剂量的毒物学试验 可以绘出图2 3高斯标准曲线 其中标准偏差和平均值可以由每次试验数据确定 进一步 通过画出每一剂量下的累积平均反应 就可以画出图2 6的反应 剂量曲线 115 为了简便 以反应对剂量的对数作图 可以得到图2 7所示曲线 该曲线更靠近直线函数 116 图2 7的反应 剂量对数曲线针对不同的毒性反应可以绘制成死亡剂量曲线 LD 有效剂量曲线 ED 反应不严重 可恢复 和中毒剂量曲线 TD 非致命但不可恢复 117 2 6反应 剂量曲线模型 各种暴露都可绘制反应 剂量曲线 包括热暴露 压力暴露 辐射暴露 冲击暴露和噪声暴露 有很多方法来解析 描述反应 剂量曲线 对单一的暴露 概率法尤其适合 它提供了相当于反应 剂量曲线的线性方程 概率变量Y可以通过式2 4与概率P相关联 2 4 118 2 6反应 剂量曲线模型 图2 9百分比和概率间的关系 Y P 119 2 6反应 剂量曲线模型 表2 4百分比与概率的转换 120 2 6反应 剂量曲线模型 概率变量Y也可由式2 5计算 2 5 V代表致害因素的剂量 K1和K2为概率参数 表2 5给出了许多不同类型暴露的概率方程 Y K1 K2lnV 将概率转换为百分比的一个更常用的表示为 2 6 121 表2 5各种暴露的概率关系 因变量代表暴露量 2 6反应 剂量曲线模型 V 122 表2 5各种暴露的概率关系 因变量代表暴露量 2 6反应 剂量曲线模型 例2 2 2 3 教材33页 123 2 7相对毒性 表2 6毒性程度的Hodge Sterner表 124 2 7相对毒性 有毒物质可通过基于LD ED或TD曲线的相对毒性进行比较有毒物A B A的反应 剂量曲线位于B的左侧 则A的毒性大于B 即A的毒性更大 图2 13不同毒性物质相对毒性 1 P点以上 A物质比B物质毒性大 2 P点以下 B物质比A物质毒性大 剂量对数 125 2 8阈限值 ThresholdLimitValue TLV 极限剂量 反应 剂量曲线上的最小值 低于该剂量 身体能解毒 不会造成可察觉的影响 美国政府工业卫生联合会 ACGIH 针对大量化学品建立了极限剂量 作为阈限值 TLVs TLVs指空气中的浓度低于该值时 在整个生命周期内工人都不会受到任何副作用 TLVs包括 TLV TWA TLV STEL和TLV C 126 2 8阈限值 ThresholdLimitValue TLV 表2 7阈限值的定义 127 2 8阈限值 ThresholdLimitValue TLV OSHA定义了自己的极限剂量 即允许暴露水平 PEL PEL与TLV TWA值很接近 但其数据不多 IDLH 毒物对生命和健康立即产生危害的量 在任何环境下 都应该避免暴露于此水平或更高水平的浓度下 TLV以10 6 每百万体积分之一 mg m3 每立方米空气中蒸气量 mg 来表示 对于粉尘 用mg m3或mppcf 每立方英尺空气中百万个颗粒 表示 表2 8给出多种化学物质的TLV和PEL值 课程进一步学习中需要用到 128 作业 2 2 2 30 129 第三章工业卫生 目的工业卫生 一门致力于对引起疾病和伤害 对职业环境进行辨识 评价和控制的学科 工业界和社会一直致力于减少由事故造成的人员伤害 伤亡和环境破坏 社会影响 创伤 本章对相关法律和条例来描述 并据此介绍工业卫生 工业卫生工作者 对工业卫生工程的辨识 控制选择 并对工作场所的仪器检测进行负责 130 工作范围 典型工程是检测空气中有毒蒸汽浓度 通过通风来减少空气中有毒蒸汽的浓度 选择正确的个人防护用具来防止人员暴露 制定危险性物质的操作程序 以及检测和减少噪声 热 辐射及其他物理因素 确保人员不暴露在危险环境中 工业卫生工程具有三个阶段 辨识 确定工作场所暴露的存在或可能性 评价 确定暴露量 控制 应用适当技术将工作场所的暴露减少到可接受水平 131 在化工厂和实验室中 工业卫生工作者作为安全与损失预防计划的主要部分 与安全专业人员紧密的合作 在对危险进行辨识和评价之后 工业卫生工作者应制定出有关控制技术的建议 工业卫生工作者 安全专业人员和工厂操作人员一起工作 以确保控制措施得以应用和维持 当工业卫生原理被恰当地应用时 有毒化学品可以被安全地操作 132 3 1政府法规 法律法规 法律法规是保护人类和环境的主要工具 美国 国会立法 政府机构执行 如环境保护 EPA OSHA 中国 人大立法 政府机构 英国 议会 上 下院 HomeOffice 制定法律美国 步骤1 国会议员提出议案 获准后 议案 法律 步骤2 两院批准了该提案 总统 批准合成法律 步骤3 法律条文出版 133 3 1政府法规 制定法规法律制定后 要付诸实施 法律通常不包括需要遵循的详细内容 需要政府组织 包括EPA OSHA制定法规 标准 司法解释 制定法规和标准的过程分为两个步骤1 被授权的组织或机构决定何时需要法规 这些组织进行研究 规划和制定法规 包括征求公众意见 物权法 2 法规制定后 作为最终准则张贴在政府记事簿中 同时刊印在政府法规汇编中 成为法典 134 3 1政府法规 1936年前 在美国职业安全的法规很少被地方管理机构执行 1936年 1970年 虽然许多州都颁布了法规 但是贯彻结果还是不尽人意 1970年 OSHAct的制定提出了一个全国一致的 有效实施的计划 OSHA 职业安全健康管理局 进行管理 执行OSHAct中的职责 NIOSH 国家职业安全中心 进行研究和技术服务