第一章化工安全技术课件.ppt

化工安全技术 第一章绪论 第一节化工生产的特点 一 化学工业概论 化学工业历史源远流长 数千年以前 人们创造的陶瓷 冶金 酿造 造纸 染色等生产工艺 就是古老的化学工艺工程 近代化学工艺从18世纪下半叶开始形成 纺织工业的兴起 纺织物漂白和染色技术的发展需要硫酸 烧碱 氯气等无机化学产品 农业生产需要化学肥料和农药 采矿业需要大量炸药 所有这些都推动了化学工业的发展 当今世界 人们的衣食住行都离不开化工产品 化肥和农药是粮食和其他农作物的物资保障 合成纤维品深受欢迎 同时也缓解了棉粮的危机 合成药品增加了人们对疾病的抵抗力 合成材料对现代航空技术 建筑业 汽车 轮船 飞机制造业都是不可缺少的材料 化学工业产品品种繁多 生产门类复杂 分类方法很多 有的按原料来源分类 有的按产品的特点和用途分类等等 一般习惯上把化工生产分为无机和有机化学工业两大部门 无机化学工业包括 1 基本无机化学工业 包括无机酸 碱 盐及化学肥料的生产 2 精细无机化学工业 包括稀有元素 无机试剂 药品 催化剂 电子材料的生产 3 电化学工业 包括食盐水溶液的电解 烧碱 氯气 氢气的生产等 4 冶金工业 钢铁 有色金属和稀有金属的冶炼 5 硅酸盐工业 玻璃 水泥 陶瓷 耐火材料的生产 6 矿物性颜料工业 有机化学化学工业包括 1 基本有机合成工业 以甲烷 一氧化碳 氢 乙烯 丙烯 丁二烯以及芳烃为基础原料 合成醇 醛 酸 酮 酯等基本有机合成原料的生产 2 精细有机合成工业 染料 医药 有机农药 香料 试剂 合成洗涤剂 塑料与橡胶的填加剂 以及纺织和印染助剂的生产 3 高分子化学工业 塑料 合成纤维 合成橡胶等高分子材料的合成 4 燃料化学加工工业 石油 天然气 煤 木材 泥炭等 5 食品化学工业 糖 淀粉 油脂 蛋白质 酒类等食品的生产 6 纤维素化学工业 以天然纤维素为原料的造纸 人造纤维 胶片等的生产 在上述化学工业部门的分类中 有些工业部门如冶金工业 由于在国民经济中的特殊性 已经从化学工业中分离出来 成为单独的工业部门 水泥 玻璃等硅酸盐的生产 根据国家对经济管理的需要 划归建材工业部门 合成县委 人造纤维属于纺织工业部门 而造纸 食品 酿造等归入轻工业部门 二 化工生产与安全 一 化工生产的特点化工生产具有易燃 易爆 易中毒 高温 高压 有腐蚀等特点 因而 较其他工业部门有更大的危险性 化工生产有四个特点 1 化工生产使用的原料 半成品和成品种类繁多 绝大部分是易燃 易爆 有毒害 有腐蚀的危险化学品 这给生产中的这些原材料 燃料 中间产品和成品的贮存和运输都提出了特殊的要求 2 化工生产要求的工艺条件苛刻 有些化学反应在高温 高压下进行 有的要在低温 高真空度下进行 如由轻柴油裂解制乙烯 进而生产聚乙烯的生产过程中 轻柴油在裂解炉中的裂解温度为800 裂解气要在深冷 96 条件下进行分离 纯度为99 99 的乙烯气体在294kPa压力下聚合 制取聚乙烯树脂 3 生产规模大型化 近20多年来 国际上化工生产采用大型生产装置是一个明显的趋势 以化肥为例 20世纪50年代合成氨的最大规模为6万t a 60年代初为12万t a 60年代末 发展到30万t a 70年代发展为54万t a 乙烯装置的生产能力也从50年代的10万t a 发展到70年代的60万t a 裂解炉单台炉的生产能力从4 5万t a达到10万t a 采用大型装置可以明显降低单位产品的建设投资和生产成本 提高劳动生产能力 降低能耗 因此 世界各国都积极发展大型化工生产装置 但大型化会带来重大的潜在危险性 4 生产方式的高度自动化与连续化 化工生产已经从过去落后的手工操作 间断生产转变为高度自动化 连续化生产 生产设备由敞开式变为密闭式 生产装置从室内走向露天 生产操作由分散控制变为集中控制 同时 也由人工手动操作变为仪表自动操作 进而又发展为计算机控制 连续化与自动生产是大型化的必然结果 但控制设备也有一定的故障率 据美国石油保险协会统计 控制系统发生故障而造成的事故占炼油厂火灾爆炸事故的6 1 20世纪70年代初 我国陆续从日本 美国 法国等国家引进了一批大型现代化的石油化工装置 如30万t级乙烯 合成氨 化纤等 使我国的化工生产水平和技术水平有了很大的提高 特别是使我国的化工原料基础由粮食和煤转为石油和天然气 使我国的化学工业结构 生产规模和技术水平都发生了根本性的变化 正因为化工生产具有以上特点 安全生产在化工行业就更为重要 一些发达国家的统计资料表明 在工业企业发生的爆炸事故中 化工企业占了1 3 此外 化工生产中 不可避免地要接触有毒有害的化学物质 化工行业职业病发生率明显高于其他行业 二 化工生产中事故的特征化工事故的特征基本上是由所用原料特性 加工工艺方法和生产规模决定的 为了预防事故 必须了解这些特点 1 火灾爆炸中毒事故多且后果严重据我国30余年的统计资料说明 化工厂的火灾爆炸事故死亡人数占因工死亡总人数的13 8 占第一位 中毒窒息事故致死人数为总人数的12 占第二位 其它为高空坠落和触电 分别占三 四位 很多化工原料的易燃性 反应性和毒性本身确定了上述事故的频繁发生 反应器 压力容器的爆炸以及燃烧传播速度超过音速时的爆轰 都会造成破坏力极强的冲击波 冲击波超压达0 2atm时 会使砖木结构建筑物部分倒塌 墙壁崩裂 如果是在室内爆炸 一般要增加7倍的压力 任何坚固的建筑物都承受不了这样大的压力 由于管线破裂或设备损坏 大量易燃气体或液体瞬间泄放 便会迅速蒸发形成蒸气云团 并且与空气混合达到爆炸下限 随风漂移 如果飞到居民区遇明火爆炸 其后果是难以想象的 据估计 50t的易燃气体泄漏 将会造成直径为的700m的云团 在其覆盖下的居民 将会被爆炸火球或扩散的火焰灼伤 其辐射强度将达14w cm2 而人能承受的安全辐射强度仅为0 5w cm2 同时还会因缺乏氧气窒息致死 多数化学物品对人体有害 生产中由于设备密封不严 特别是在间歇操作中泄漏的情况很多 容易造成操作人员的急性和慢性中毒 据化工部门统计 因一氧化碳 硫化氢 氮气 氮氧化物 氨 苯 二氧化碳 二氧化硫 光气 氯化钡 氯气 甲烷 氯乙烯 磷 苯酚 砷化物等16种物质造成中毒 窒息的死亡人数占中毒死亡总人数87 9 的而这些物质在一般化工厂中都是常见的 化工装置的大型化使大量化学物质处于工艺过程中或贮存状态 一些比空气重的液化气体如氨 氯等 在设备或管道破口处以15 30度呈锥形扩散 在扩散宽度100M左右时 人还容易察觉迅速逃离 但在毒气影响宽度可达到1km或者更多 在距离较远而毒气浓度尚未稀释到安全值时 毒气影响宽度可达1公里或更多 人则很难逃离并导致中毒 1984年印度博帕尔事故造成两千人死亡就是特大的事例 2 正常生产时事故发生多 正常生产活动时发生事故造成死亡的占因工死亡总数66 7 而非正常生产活动时仅占12 1 化工生产中有许多副反应生成 有些机理尚不完全清楚 有些则是在危险边缘如爆炸极限附近进行生产的 如乙烯制环氧烷 甲醇氧化制甲醛等 生产条件稍一波动就会发生严重事故 间歇生产更是如此 2 化工工艺中影响各种参数的干扰因素很多 设定的参数很容易发生偏移 而参数的偏移是事故的根源之一 即使在自动调节的过程中也会产生失调或失控现象 人工调节更易发生 3 由于人的素质或人机工程设计欠佳 往往会造成误操作如看错仪表 开错阀门等 特别是现代化的生产中 人是通过控制台进行操作的 发生误操作的机会更多 3 材质和加工缺陷以及腐蚀的特点 化工厂的工艺设备一般都是在严酷的生产条件下运行的 腐蚀介质的作用 振动 压力波造成的疲劳 高低温度影响材质的性质等都是在安全方面应该引起重视的问题 化工设备的破损与应力腐蚀裂纹有很大关系 设备材质受到制造时的残余应力 运转时拉伸应力的作用 在腐蚀的环境中就会产生裂纹并发展扩大 在特定的条件下 如压力波动 严寒天气就会引起脆性破裂 造成巨大的灾难性事故 制造化工设备时除了选择正确的材料外 还要求正确的加工方法 以焊接为例 如果焊缝不良或未经过热处理则会使焊区附近材料性能劣化 容易产生裂纹使设备破损 4 事故的集中和多发化工生产常遇到事故多发的情况 给生产带来被动 化工装置中的许多关键设备 特别是高负荷的塔槽 压力容器 反应釜 经常开闭的阀门等 运转一定时间后 常会出现多发故障或集中发生故障的情况 这是由于设备进入到寿命周期的故障频发阶段 日本在70年代初期 石油化工 合成氨等工厂事故频繁发生 火灾爆炸恶性事故连续不断 经过三年努力采取安全措施才稳定下来 通过分析认为是50 60年代进口的设备已达到浴盆曲线的故障多发期 由此得出教训 即对待多发事故必须采取预防对策 加强设备检验 充实备品备件 及时更换使用到期的设备 第二节安全管理与安全技术 一 安全管理 什么是安全安全是指客观事物的危险程度能够为人们普遍接受的状态 人么从事的某项活动或某一系统 事物 是否安全 是人们对这一活动的主观评价 当人们均衡利害关系 认为该活动的危险程度可以接受时 则这种活动的状态是安全的 否则就是危险的 不同的事物存在的危险因素不同 大小不一 他所导致的事故的可能性不同 事故引发的危险程度也不一样 因此 人们从事的任何活动或操作任何系统 都有不同的危险程度 人么把危险程度分为高 中 低三个档次 2 风险与风险度风险是指在未来时间内 为取得某种利益可能付出的代价 风险大则表示危险程度高 风险小表示危险程度低 风险的度量以风险度表示 风险度就是单位时间内系统可能承受的损失 损失包括财产损失 人员伤亡 工作损失或环境损失 计算风险度R是以系统存在的危险因素为基础的 测算系统可能发生的事故概率P及一旦发生事故可能造成的损失S 从而得到R PS式中P 事故概率 次 时间S 损失 次R 风险度 损失 时间风险度大 说明该系统 客观事物 的风险大 即危险程度高 3 安全指标安全指标是指人们能够接受的风险度 安全指标是对某一种职业活动 某一系统运行风险的最高容许限度 安全指标实际是人们在追求收益与承受损失间的一种利益平衡或相互妥协的结果 人们在追求物质或精神的收益时 就必须同时冒一定的风险 而人们能够承受的风险度 就是得失双方的平衡点 这个平衡点就是安全指标 4 安全与危险的辨证关系安全与危险是一对矛盾 安全相对危险而产生 相对危险而发展 安全依危险而存在 危险依安全的变化而变化 两者是对立同一的整体 同时产生 同时消亡 当人们意识到危险来临的时候 就开始追求安全的行为 当人们不满足安全现状时 就会去改变客观事物 创造更安全的条件和状态 安全就向钱发展 产生心的更低的风险度 即安全指标越来越低 安全与危险是在不断变化 不断发展的 而且是相互转化的 就一个系统而言 没有永远的安全 也没有不便的危险 反之同样 一个系统总是在 安全 危险 安全 这个规律下螺旋上升和发展 这种转化和发展要依靠生产的发展 靠安全科学技术的进步 靠经济的投入 更重要的是靠人的安全意识 人们可以加速危险向安全的转化 这就要求人们掌握安全评价技术 能够即使发现系统中的隐患 预测系统的风险程度 采取控制危险因素的措施 使系统尽快恢复到安全状态 或者从根本上改变系统的状态 促使系统向更高层次的安全状态过渡 在这种转化和发展中 安全管理 安全技术和方法也在向前发展和进步 二 安全管理理论基础 安全管理是企业管理的一个重要组成部分 其理论基础是管理学 或企业管理学 管理学是伴随人们的生产活动而产生和发展的 人们从事有效的生产管理 可以追溯数千年的历史 这期间大致可以划分为三个发展阶段 古代管理 近代管理和现代管理 古代管理指工业革命以前的管理 而近代管理则是从工业革命 工厂的产生到20实际40年代 现代管理阶段是从20实际40年代到现在 这一时期管理学发展的非常迅速 出现了许多新的管理理论和管理方法 如管理科学 行为科学和权变理论 管理科学是在科学管理理论基础上 采用了现代科学技术的最新成果 如系统科学 现代数学 计算机技术瞪发展起来的 行为科学是专门研究人的行为规律 以便实现预测和控制人的行为的一门科学 行为科学认为 人是管理中的决定因素 任何人都会对自己受到的各种刺激作出反应 而这种反应必然会对它从事的工作的效率产生印象 因此提出在管理中恢复被管理这的 人的尊严 实现 民主管理 自主管理 参与管理 确定工作目标 评价工作结果 利用各种激励理论与方法 千方百计调动职工的积极性和创造性 企业管理的发展过程 就是企业安全管理的发展过程 在管理科学中始终都渗透着安全管理的内