氯化钠生产过程的定性定量分析.doc

安全系统工程课程设计 目录前言1第一章 绪论21.1 研究的目的和意义21.2 项目概况分析21.2.1盐酸的性质21.2.2氢氧化钠的性质31.2.3生产工艺的分析3第二章 危险有害因素辨识52.1 固有危险性分析52.1.1盐酸的危险性52.1.2氢氧化钠的危险性52.1.3生产工艺的固有危险性52.2危险有害因素辨识52.3职业危险有害因素分析8第三章 系统安全分析93.1 系统安全定性分析93.1.1系统安全分析分类93.2故障类型及影响分析103.2.1反应釜内制备录华纳定性分析的应用113.3系统安全定量分析143.3.1 定量分析方法选择153.3.2 反应釜内制备氯化钠定量分析的应用153.4 本章小结23第四章 安全对策措施的提出244.1.生产前的安全准备措施244.1.1氢氧化钠的安全对策措施244.1.2盐酸的安全对策措施244.1.3反应釜启动前的安全检查244.1.4反应釜周围环境与消防设施的配备244.2氯化钠生产工艺的对策措施25第五章 结论26致谢27参考文献28附表29 前言 近年来，随着社会的发展，我国已经成为了工业化大国。但是工业化发展的同时，造成企业事故频繁的发生，因此工人的生命及企业财产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及个人都是非常重要的。 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，不仅损失了大量的财产，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，然后详细的讲解下在整个准备阶段，以及生产过程中可能导致的危险事故，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。FMEA不仅是一种微观分析法，它的分析对象可以从小的单元和原件，也可以到达整个生产系统。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。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。既能分析已有事故，又能对设想的事故进行分析。 根据定量分析中的重要度，可以知道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和整改措施，同时也对其它的基本事件提出安全预防措施，进而对整个生产工艺提出安全对策措施。 最后，对此课程设计进行了总结。由于安全涉及的知识面比较广，生产工艺复杂等原因，有不妥之处，请读者提出批评加以改正。 第一章 绪论1.1 研究的目的和意义 就氯化钠生产工艺的研究，进行危险分析和安全对策措施的提出，来预防事故的发生，达到安全生产的目的。 本课程设计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。其目的和意义：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工艺进行全面的危险性分析，从而减少在使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正常运行。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。涉及的内容：(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。设计的任务：（1）识别、分析、评价系统中的危险性。（2）调整、解决安全技术问题和改善安全管理措施。（3）预防伤亡事故和减少经济损失。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盐酸的性质 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和化工原料，在一般情况下，浓盐酸中氯化氢的质量分数在37%（12mol/L）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。盐酸的危害性概述健康危害：接触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒：出现眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有烧灼感，鼻出血、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、牙齿酸蚀症及皮肤损害。环境危害：对环境有危害，对水体和土壤可造成污染。燃爆危险：该品不燃。具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。根据易制毒化学品管理条例，本品受公安部门管制。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氢氧化钠的性质氢氧化钠(NaOH)，俗称烧碱、火碱、苛性钠，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。氢氧化钠对玻璃制品有轻微的腐蚀性，两者会生成硅酸钠，使得玻璃仪器中的活塞黏着于仪器上。如果以玻璃容器长时间盛装热的氢氧化钠溶液，会造成玻璃容器损坏。 氢氧化钠用途极广。用于制祁虽溶液、造纸浆、肥皂、染料、人造丝、制铝、石油精制、棉织品整理、煤焦油产物的提纯，以及食品加工、木材加工及机械工业等方面。除了用做试剂以外，由于它有很强的吸水性和潮解性，还可用做碱性干燥剂。也可以吸收酸性气体。 健康危害：该品有强烈刺激和腐蚀性。粉尘或烟雾会刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔，皮肤和眼与NaOH直接接触会引起灼伤，误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。危险特性：该品不会燃烧，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 1.2.3生产工艺的分析 本釜采用静密封结构，由不锈钢材料材料制成。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。 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。 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1-1 高温反应器 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 生产工艺的固有危险性 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危险有害因素的辨识 1）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。该项目存在的点火源主要包括明火、雷电、静电、电气火花、撞击摩擦火花等。明火：主要是检修动火、吸烟等，项目检修主要有电气焊动火等；另外，机动车辆尾气排放管带火也是点火源之一。雷电和静电：该项目存在雷击危险。雷击放电、雷击产生高温、产生的感应电是一个主要的点火源，尤其是球状雷，目前尚无有效的防范措施。该装置原料、产品等在流动时均可能产生静电， 人体本身也带有静电，而且静电潜伏性强，不易被人们察觉。电气火花：该装置区使用的电气设备未达到DC2（B4d）防爆等级，由于电机不防爆或安装不合理，电接点接触不良、线路短路等产生电火花。电气引起的火灾明显增多。在易燃易爆物存在的场合，点火源越多，火灾危险性越大。撞击摩擦热 主要是操作、检修过程使用的工具产生撞击火花。 2)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。由于生产过程使用的原材料硫酸、氢氧化钠液体，均为强腐蚀性物质，人体接触可导致化学灼伤。导致人员化学灼伤的主要途径如下。进入设备内检修或拆装管道时，残液造成人员中毒或化学灼伤。硫酸、氢氧化钠专用输送泵、阀门等密封填料或连接件法兰泄漏，逸出腐蚀性物料，接触到人体发生化学灼伤。输送泵检修拆开时残液喷出，造成人员化学灼伤。泵运行过程中机械件损坏造成泵体损坏，发生泄漏，引起人员化学灼伤。硫酸、氢氧化钠等物料卸车时泄漏物接触造成人员化学灼伤。采用移动软管加次氯酸钠、碱液体物料到设备或操作失误，或软管破裂、软管与物料槽灌出口连接脱落造成次氯酸钠、碱液体物料喷出或外溢，导致操作人员化学灼伤。 热灼烫 该项目高温发应器温度，如果设备、管道保温失效，人员作业接触到高温物质或高温设备表面时易发生烫伤事故。 3)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。机械设备部件或工具直接与人体接触可能引起夹击、卷入、割刺等危险。该项目中使用的传动设备，机泵转动设备，如果防护不当或在检修时误启动可能造成机械伤害事故。 机械伤害事故的原因： （1）检修、检查或操作过程中忽视安全措施，如违章带电检修等。 （2）设备缺乏安全防护装置。 （3）包括操作不当或设备故障造成的绞伤、划伤、碰伤和摔伤等。 4)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。非电气人员进行电气作业，电气设备标识不明等，可能发生触电事故或带负荷拉闸引起电弧烧伤，并可能引起二次事故。从安全角度考虑，电气事故主要包括由电流、电磁场和某些电路故障等直接或间接造成的人员伤亡、设备损坏以及引起火灾事故等。触电事故的种类有：人直接与带电体接触、与绝缘损坏的电气设备接触、与带电体的距离小于安全距离、跨步电压触电。该项目在工作过程中，如果作业人员不能按照电气工作安全操作规程进行操作或缺乏安全用电常识，以及设备本身故障等原因，均可能造成危险事故的发生。该项目中存在的主要电气危险因素如下： （1）设备故障：可造成人员伤害及财产损失。 （2）输电线路故障：如线路断路、短路等可造成触电事故或设备损坏。 （3）带电体裸露：设备或线路绝缘性能不良造成人员伤害。 （4）电气设备或输电线路短路或故障造成的监控失灵或电气火灾。 （5）工作人员对电气设备的误操作引发的事故 5）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2.3职业危险有害因素分析1、高温与热辐射 夏季工人长时间处于高温环境下工作，会心情烦躁、大量排汗、注意力不易集中、肌肉易疲劳、动作的准确性和协调性降低、反应迟钝，工作能力下降、发生急性中暑。还可能造成心肌肥大、高血压、消化道疾病、肾功能受损等。 高温危害程度与气温、湿度、气流、辐射热和人体热耐受性有关。2、噪音危害 生产装置中有泵等转动设备，如出现故障或润滑不好，以及长时间在附近操作，在噪声较大的岗位，操作工人须带耳套以降低噪声危险。3、粉尘危害 氢氧化钠粉尘刺激眼和呼吸道，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。4、化学腐蚀 由于生产过程中使用的原料为危险易腐蚀的化学品，容易造成腐蚀灼伤，由人员直接或间接地接触而造成的伤害。第三章 系统安全分析3.1 系统安全定性分析3.1.1系统安全分析分类 系统安全分析安全系统工程的核心内容，也是安全评价的基础。系统安全分析方法有数十种，对所有的分析方法进行归类时比较困难的，这些分析方法之间既有联系也有区别。它们或者分析方法比较相近，或具有共同分析特点；有些分析方法既可以划分这一类，又可划分为另一类。从定性和定量分析角度可以将其分为定性分析方法和定量分析方法。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、危险性可操作性研究分析、鱼刺图分析、作业危害分析等。定量分析方法是在定性分析的基础上，运用数学方法分析系统事故及影响因素之间的数量关系，对事故的危险性作出数量化的描述。 定量分析主要包括事件树分析、事故树分析、系统可靠性分析等。在上述分析方法中，事件树分析和事故树分析既可用于定性分析，也可用于定量分析。 1）安全检查表安全检查表（Safety Check List,简记为SCL）是进行安全检查、发现潜在危险、督促各项安全法规、制度、标准实施的一个较为有效的工具。它是安全系统工程中最基本、最初步的一种形式。因此，安全检查表是运用安全系统工程的方法，发现系统以及设备、机器装置和操作管理、工艺、组织措施中的各种不安全因素，列成表格进行分析。2）预先危险性分析 预先危险性分析（Preliminary Hazard Analysis,简记PHA），又称预先危险分析，是一种定性分析系统内危险因素和危险程度的方法。预先危险性分析一般是指在一个系统或子系统（包括设计、施工、生产）运转活动之前，对系统存在的危险源、出现条件及可能造成的结果，进行宏观概略分析的方法。它主要用于新系统的设计，已有系统改造之前的方案设计、选址阶段，用来分析辨识可能出现或已经存在的危险源，找出预防改正、补救的措施，以消除或控制危险源。 3）故障类型及影响分析 故障类型及影响分析（Failure Modes and Effects Analysis,简称FMEA），是安全系统分析工程中重要分析方法之一 。FMEA是一种归纳分析法，主要是对系统的各个组成部分，即子系统组件、元件等进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种故障对系统的安全所带来的影响，判明故障的影响及重要度，以便采用措施予以防止和消除。用FMEA 分析法进行工业系统分析中的潜在危险辨识和分析，具有良好的效果。4）危险性与可操作性研究 危险性与可操作性研究（Hazard and Operability Study,简记为HAZOP）,是英国帝国化学工业公司（ICI）于1974年针对化工装置而开发的一种危险性评价方法一种基于“引导词”的，有多专业人员组成的、研究组通过一系列的会议来实施的、对系统工艺或操作过程中存在的可能导致有害后果的各种偏差加以系统识别的定性分析方法。 5）鱼刺图法 鱼刺图又称因果分析图、因果图、特性图或树枝图等。该法在1953年首次应用于日本，后来介绍到其他国家，把它移植到安全分析方面、成为一种重要的事故分析方法。这种方法分析事故，可以使复杂的原因系统化、条理化，把主要原因搞清楚，也就明确了预防对策。因其所绘制的分析图形像一条完整的鱼，有骨有刺，故名鱼刺图。6）作业危害分析作业危害分析又称作业安全分析（Job Hazard Analysis,简记为JHA）、作业危害分解（Job Hazard Breakdown,JHB）,是一种定性风险分析方法。美国职业健康安全管理局（OSHA）于1998年、2002年先后出版了专门介绍作业危害分析的小册子，并进行二次修订。作业危害分析将作业活动划分为若干步骤，对每一步骤进行分析，从而辨识潜在的危害并制定安全措施。 7）事件树分析事件树分析（Event Tree Analysis,简称ETA）是安全系统工程中重要的分析方法之一。故又称为决策分析法（Decision Tree Analysis,简称DTA）。事件树分析法 从事件的起始状态出发，用逻辑推理的方法，设想事故发展过程；进而根据这一过程了解事故发生的原因和条件。事件树是一种从原因到结果的过程分析。其基本原理是：任何事物从初始原因到最终结果所经历的每一个中间环节都有成功或失败两种可能或分支。8）事故树分析事故树分析法（Fault Tree Analysis,简称FTA）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。事故树分析是从结果开始，寻求结果事件（通称顶上事件）发生的原因事件，是一种逆时序的分析方法，这与事件树方法相反。3.2 故障类型及影响分析（FMEA） 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。 FMEA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，轻重缓急地逐项采取预防措施。表3-1 故障类型与影响分析表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表3-2 故障危险程度等级级别危害程度危害后果一级可忽略不会造成人员伤害和系统损坏二级临界的可能会造成人员伤害和系统损坏，但可排除和控制三级危险的会造成人员伤害和系统损坏，需立即采取控制措施四级破坏性的会造成人员伤害和系统严重损坏，必须设法消除表3-3 故障概率表级别故障出现可能性故障概率级别故障出现可能性故障概率A非常容易发生10-1D不容易发生10-4B容易发生10-2E难以发生10-5C较容易发生10-3F极难发生10-63.2.1反应釜内制备氯化钠定性分析的应用表3-4 反应釜的故障类型及影响分析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(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，并检修管路仪表控制失灵读数不准观察改造或使用在线分析仪 3.3 系统安全定量分析3.3.1 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 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。3.3.2 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： 1、事故树编制图： 图3-5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=AA=XX+XX+XX+XX+XX+XX+XX+XX+XX+XXX+X X+XX+XX+XX+XX+XX+XX+XX+XX+XXX+XXX+ XXX+XXX+XXX+ XX X+XXX+XX X+XXX+XXX+XX XX所以最小割集有30个，如下： X,XX,XX,XX,XX,X X,X X,X X,X X,X X,X,XX,XX,X X,X X,X X,XX,XX,X X,X X,X X,X,X X,X,X X,X,XX,X,X X,X,X X,X,X X,X,X X,X,X X,X,X X,X,X X,X,X,X （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=XXXXXXXXXXXXX+XXXXXXXXXXXXX+ XXXXXXXXXXXXX+ XXXXXXXXXXXXX这样，就得到成功树的4个最小割集，经对偶变换就是事故树的4个最小径集，即： T= (X+X+ X+ X+X+X+X+X+ X+X+X+X+X)( X+X+ X+ X+X+X+X+X+ X+X+X+X+X)( X+X+ X+ X+X+X+X+X+ X+X+X+X+X)( X+X+ X+ X+X+X+X+X+ X+X+X+X+X)每一个逻辑和就是一个最小径集，则得到事故树的四个最小径集为： X，X X，X，X，X，X，X，X，X，X，XX X，X，X，X，X，X，X，X，X，X，X，X，X X，X，X，X，X，X，X，X， X，X，X，X，X X，X，X，X，X，X，X，X，X，X，X，X，X （3）结构重要度的计算：利用最小割集计算结构重要度，公式为 ： 所以XXX，X的结构重要度为 I=I I= I I=II=I=I=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0.01，求顶上事件发生的概率，由于事故树比较复杂，计算起来比较繁复，所以顶上事件的计算采取近似计算的方法。顶上事件与割集的逻辑关系为：T=+,顶上事件T发生的概率为q，近似得，顶上事件发生概率近似等于各最小割集发现概率之和：由上述公式计算g= =0.010.0118+0.010.010.0111+0.010.010.010.01 =18 （5）概率重要度分析：基本事件概率重要度计算公式：=0.0901=0.0901概率重要度大小为Iq=Iq Iq= Iq=Iq= Iq=Iq=Iq= Iq=Iq=Iq Iq= IIq= （6）求临界重要度由公式： 即，0.50.5因此就得到一个按临界值重要度系数的大小排列的各个基本事件重要程度的顺序：Ic=Ic Ic= Ic=Ic= Ic=Ic=Ic= Ic=Ic=Ic Ic= IIc= （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=。（2)从事故树的图上来看，或门较多，所以控制事故的发生较与门来说较难控制。（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。因为最小割集表示系统的危险性，最小径集表示系统的安全性，因此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，其次是X8、X9所以反应釜的材质强度和在生产过程中的物料对设备的腐蚀情况是非常重要的,其次是管理方面和职工责任心也很重要。（5）从概率重要度来看，减小基本事件X，X的发生概率能使顶上事件的发生概率迅速减下来，它比按同样数值减小其他任何基本事件的发生概率都有效。(6) 从临界重要度来看，减小基本事件X，X的发生概率能使顶上事件的发生概率迅速减下来，它比按同样数值减小其他任何基本事件的发生概率都有效。3.4 本章小结 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。 在事故树分析中，我得出了30个最小割集，4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材质强度和在生产过程中的物料对设备的腐蚀情况是非常重要的,其次是管理方面和职工责任心也很重要。但是在顶上事件发生的概率上来看，反应概率还是挺小的，反应釜还是比较安全的反应装置的。 第四章 安全对策措施的提出4.1生产前的安全对策措施4.1.1氢氧化钠的安全对策措施在准备物料氢氧化钠时要做到如下准备：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。个体防护 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。消防措施灭火方法：雾状水、砂土、二氧化碳灭火器。4.1.2 盐酸的安全对策措施 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。 4.1.3 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、检查检验仪器是否正常，紧急控制装置是否处于正常状态。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。4.2生产过程中的安全措施 本课程设计的主题是针对氯化钠的生产工艺进行危险性及对策措施的研究。 通过对氯化钠的生产工艺进行故障类型及影响分析，了解到整个生产工艺中应该注意的设备部分，如反应容器、电机、防爆阀、仪表是需要着重注意的部件。又通过对它进行事故树分析，对氯化钠的生产工艺有了定量的了解。在预防反应釜爆炸这一事故时，通过对爆炸的原因进行分析，从众多原因中找到影响事故发生的重要因素。其中主要是反应釜的材质强度不够和生产设备的腐蚀。通过定量分析相应的进行安全措施的除