化工安全概论课件

1、授课内容第1章 绪论第2章 国际化学品安全管理体系第3章 中国化学品安全管理体系第4章 化学品的性质特征及其危险性第5章 燃烧、爆炸与防火防爆安全技术第6章 职业危害与防毒措施授课内容第7章 化学品泄露与扩散模型第8章 化工厂设计与装置安全第9章 压力容器的设计与使用安全第10章 化工厂安全操作与维护第11章 化工事故调查与案例分析补充内容 环境保护危 险盲人骑瞎马，夜半临深池桓南郡与殷荆州语次，因共作了语。顾恺之曰：“火烧平原无遗燎。”桓曰：“白布缠棺竖旒旐。”殷曰：“投鱼深渊放飞鸟。”次复作危语。桓曰：“矛头浙米剑头炊。”殷曰：“百岁老翁攀枯枝。”顾曰：“井上辘轳卧婴儿。”殷有一参军在坐，

2、云：“盲人骑瞎马，夜半临深池。”殷曰：“咄咄逼人！”仲堪眇目故也。南朝宋刘义庆世说新语排调第1章 绪论1.1 现代化学工业中的安全问题1.2 化学工业安全问题的特点1.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术1.3.2 人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用1.3.3 化工安全技术的新进展1.3.4 化工安全工程及其基本内容1.1 现代化学工业中的安全问题马斯河谷事件伦敦烟雾事件印度博帕尔事件天津市滨海新区天津港的瑞海国际物流有限公司危险品仓库发生的特别重大火灾爆炸事故165人遇难，8人失踪，798人受伤住院治疗；304幢建筑物，12428辆商品汽车、7533个集装箱受损

3、；直接经济损失68.66亿元（人民币）；保险金额15亿（美元）。（二）系统理论的发展美籍奥地利理论生物学家贝塔朗菲创立的。1932年提出“开放系统理论”，揭示出了系统论的思想。1937年进一步提出了一般系统论原理，奠定了这门科学的理论基础。1968年贝塔朗菲发表了一般系统理论基础、发展和应用的专著，确立了他在这门科学领域的学术地位，该书被公认为是本学科的代表作。一、概述（一）系统的分类1、按人类对系统是否施加影响分类 自然系统和人为系统2、按系统与环境的关系分类 开放系统和闭合系统3、按组成系统的内容和要素的性质分类 实体系统和概念系统4、按系统状态是否随时间推移而变化分类 动态系统和静态系统

4、二、一般系统理论的内容（二）系统的基本特征1、目的性2、相关性3、动态性 4、层次性5、整体性二、一般系统理论的内容（三）系统的结构与功能1.系统的结构与功能是辩证的统一2.结构与功能的界限是相对的、可变的3.任何系统的功能都可概括为“对环境作出反应”二、一般系统理论的内容(一)用系统的观点看待人1、人是一个自然、开放、动态的系统2、人是具有主观能动性的系统三、一般系统理论与护理(二)用系统的观点看待护理1、护理是一个具有复杂结构的系统2、护理是一个开放系统3、护理系统是一个动态的系统4、护理系统是一个具有决策与反馈功能的系统三、一般系统理论与护理一、概述二、需要层次理论的内容三、需要层次理论

5、与护理第二节 需要层次理论（一）需要的概念 需要(need)是主体对自身生存和发展的一切条件的依赖、指向和需求。需要是个体活动的基本动力，是个体行为动力的重要源泉。 为了维持生命和保持健康，所有人都必须满足其基本需要。一、概述（二）需要的特征1、需要的对象性2、需要的发展性3、需要的无限性4、需要的独特性5、需要的历史制约性 一、概述（一）人的基本需要层次1、生理需要2、安全需要3、爱和归属的需要4、尊重的需要5、自我实现的需要 二、需要层次理论的内容1.2 化学工业安全问题的特点在化工生产中，从原料、中间体到成品，大都具有易燃、易爆、毒性等化学危险性，化工工艺过程复杂多样化，高温、高压、深冷

6、等不安全的因素很多。事故的多发性和严重性是化学工业独有的特点。 大多数化工危险都具有潜在的性质，即存在着“危险源”。危险源在一定的条件下可以发展成为“事故隐患”，而事故隐患继续失去控制，则转化为“事故”的可能性会大大增加。因此，可以得出以下结论，即：危险失控，可导致事故；危险受控，能获得安全。所以辨识危险源成为重要问题。1.2 化学工业安全问题的特点美国保险协会(AIA)对化学工业的317起火灾、爆炸事故进行调查，分析了主要和次要原因，把化学工业危险因素归纳为以下九个类型。 一. 工厂选址问题(1)易遭受地震、洪水、暴风雨等自然灾害；(2)水源不充足；(3)缺少公共消防设施的支援； (4)有高

7、湿度、温度变化显著等气候问题；(5)受邻近危险性大的工业装置影响；(6)邻近公路、铁路、机场等运输设施； (7)在紧急状态下难以把人和车辆疏散至安全地。 1.2 化学工业安全问题的特点二. 工厂布局问题 (1)工艺设备和贮存设备过于密集； (2)有显著危险性和无危险性的工艺装置间的安全距离不够； (3)昂贵设备过于集中； (4)对不能替换的装置没有有效的防护；(5)锅炉、加热器等火源与可燃物工艺装置之间距离太小；(6)有地形障碍。1.2 化学工业安全问题的特点三. 结构问题 (1)支撑物、门、墙等不是防火结构；(2)电气设备无防护措施； (3)防爆通风换气能力不足； (4)控制和管理的指示装置

8、无防护措施； (5)装置基础薄弱。1.2 化学工业安全问题的特点四. 对加工物质的危险性认识不足(1)在装置中原料混合，在催化剂作用下自燃分解；(2)对处理的气体、粉尘等在其工艺条件下的爆炸范围不明确；(3)没有充分掌握因误操作、控制不良而使工艺过程处于不正常状态时的物料和产品的详细情况。 1.2 化学工业安全问题的特点五. 化工工艺问题(1)没有足够的有关化学反应的动力学数据： (2)对有危险的副反应认识不足； (3)没有根据热力学研究确定爆炸能量； (4)对工艺异常情况检测不够。 1.2 化学工业安全问题的特点六. 物料输送问题 (1)各种单元操作时对物料流动不能进行良好控制； (2)产品

9、的标示不完全； (3)风送装置内的粉尘爆炸；(4)废气、废水和废渣的处理； (5)装置内的装卸设施。 1.2 化学工业安全问题的特点七. 误操作问题 (1)忽略关于运转和维修的操作教育； (2)没有充分发挥管理人员的监督作用； (3)开车、停车计划不适当；(4)缺乏紧急停车的操作训练； (5)没有建立操作人员和安全人员之间的协作体制。 1.2 化学工业安全问题的特点八. 设备缺陷问题 (1)因选材不当而引起装置腐蚀、损坏； (2)设备不完善，如缺少可靠的控制仪表等； (3)材料的疲劳； (4)对金属材料没有进行充分的无损探伤检查或没有经过专家验收； (5)结构上有缺陷，如不能停车而无法定期检查

10、或进行预防维修； (6)设备在超过设计极限的工艺条件下运行； (7)对运转中存在的问题或不完善的防灾措施没有及时改进;(8)没有连续记录温度、压力、开停车情况及中间罐和受压罐内的压力变动。 1.2 化学工业安全问题的特点九. 防灾计划不充分 (1)没有得到管理部门的大力支持； (2)责任分工不明确； (3)装置运行异常或故障仅由安全部门负责 (4)没有预防事故的计划，或即使有也很差 (5)遇有紧急情况未采取得力措施， (6)没有实行由管理部门和生产部门共同进行的定期安全检查 (7)没有对生产负责人和技术人员进行安全生产的继续教育和防灾培训。 1.2 化学工业安全问题的特点瑞士再保险公司统计了化

11、学工业和石油工业的102起事故案例，分析了上述九类危险因素所起的作用，统计结果如下类别危险因素危险因素的比例/%化学工业石油工业123456789工厂选址问题工厂布局问题结构问题对加工物质的危险性认识不足化工工艺问题物料输送问题误操作问题设备缺陷问题防灾计划不充分3.52.03.020.210.64.417.231.18.07.012.014.02.03.04.010.046.02.01.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术目前常用的化工危险性分析与识别技术主要有以下几种(1)安全检查表法（Safety Checklist Analysis, SCA）安全检查表是依据相

12、关的标准、规范，对工程、系统中已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。为了避免检查项目遗漏，事先把检查对象分割成若干系统，以提问或打分的形式，将检查项目列表，这种表就称为安全检查表。它是系统安全工程的一种最基础、最简便、广泛应用的系统危险性评价方法。安全检查表在我国不仅用于查找系统中各种潜在的事故隐患，还对各检查项目给予量化，用于进行系统安全评价。1.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术(2)故障假设分析法（What-If Analysis, WIA）故障假设分析（WhatIf Analysis）方法是对某一生产过程或

13、工艺过程的创造性分析方法。使用该方法时，要求人员应对工艺熟悉，通过提出一系列“如果怎么办？”的问题，来发现可能和潜在的事故隐患从而对系统进行彻底检查的一种方法。故障假设分析通常对工艺过程进行审查，一般要求评价人员用“WhatIf”1.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术(2)故障假设分析法（What-If Analysis, WIA）作为开头对有关问题进行考虑，从进料开始沿着流程直到工艺过程结束。任何与工艺有关的问题，即使它与之不太相关也可以提出加以讨论。故障假设分析结果将找出暗含在分析组所提出的问题和争论中的可能事故情况。这些问题和争论常常指出了故障发生的原因。通常要

14、将所有的问题记录下来，然后进行分类。该方法包括检查设计、安装、技改或操作过程中可能产生的偏差。要求评价人员对工艺规程熟知，并对可能导致事故的设计偏差进行整合。1.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术(3)故障类型和影响分析法（Failure Mode and Effects Analysis, FMEA）常用的一种典型的定性分析方法。FMEA起源于可靠性技术，其作用在于找出构成系统的各个元件可能发生的故障和故障表现的状态(即故障类型)及其对整个系统所造成的影响。所谓故障，就是元件、组件、子系统、系统在运行时达不到设计要求，因而完不成或不能很好地完成规定的任务，造成损失或

15、功能失效。1.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术(3)故障类型和影响分析法（Failure Mode and Effects Analysis, FMEA）1957年美国开始在飞机发动机设计中使用了FMEA法。后来美国航天航空局和陆军在确定工程项目时,都要求承包方提供故障类型和危险度分析资料。航天航空局还把FMECA作为保证宇宙飞船硬件可靠性的基本方法。1970年杜邦化学公司开始在化工厂使用FMEA。由于化工装置情况复杂，有很多不容易分析的问题，不能简单地使用事故树方法分析，所以要先用FMEA进行定性分析，然后再用事故树分析法作进一步分析。1.3 化工安全理论与技术1

16、.3.1 化工危险性的分析与识别技术(4)危险与可操作性分析法（Hazard and Operability Analysis, HAZOP）危险与可操作性分析法是英国帝国化学工业公司（ICI）于1974年开发的，是以系统工程为基础，主要针对化工设备、装置而开发的危险性评价方法。该方法研究的基本过程是以关键词为引导，寻找系统中工艺过程或状态的偏差，然后再进一步分析造成该变化的原因、可能的后果，并有针对的提出必要的预防对策措施。运用HAZOP分析方法，可以查处系统中存在的危险、有害因素，并能以危险、有害因素可能导致的事故后果确定设备、装置中的主要危险、有害因素。危险与可操作性研究也能作为确定事故

17、树“顶上事件”的一种方法。1.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术(5)事故树分析法（Fault Tree Analysis, FTA）事故树分析法又称故障树分析法，是安全系统工程的重要分析方法之一，是一种演绎的安全系统分析方法。事故树分析法是从要分析的特定事故或故障（顶上事件）开始，层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因（底事件）为止。这些底事件又称为基本事件，它们的数据已知或者已经有统计或实验的结果。1.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术(6)事件树分析法（Event Tree Analysis, ETA）事件树分析的理论基础是决策论。

18、它是一种从原因到结果的自上而下的分析方法。从一个初始事件开始，交替考虑成功与失败的两种可能性，然后再以这两种可能性作为新的初始事件，如此继续分析下去，直到找到最后的结果。因此ETA是一种归纳逻辑树图，能够看到事故发生的动态发展过程，提供事故后果。事故的发生是若干事件按时间顺序相继出现的结果，每一个初始事件都可能导致灾难性的后果，但不一定是必然的后果。因为事件向前发展的每一步都会受到安全防护措施、操作人员的工作方式、安全管理及其他条件的制约。因此每一阶段都有两种可能性结果，即达到既定目标的“成功”和达不到目标的“失败”。1.3 化工安全理论与技术1.3.1 化工危险性的分析与识别技术(6)事件树

19、分析法（Event Tree Analysis, ETA）ETA从事故的初始事件开始，途径原因事件到结果事件为止，每一事件都按成功和失败两种状态进行分析。成功或失败的分叉称为歧点，用树枝的上分支作为成功事件，下分支作为失败事件，按照事件发展顺序不断延续分析直至最后结果，最终形成一个在水平方向横向展开的树形图。1.3 化工安全理论与技术1.3.2 人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用前述，多数工业事故都是由于人员失误造成的。在工业生产中，人的作用日益受到重视。围绕人展开的研究，如人机工程学、劳动心理学和人体测量学等方面都取得了较大进展。（1）人机工程学是现代管理科学的重要组成部分。它应用生物

20、学、人类学、心理学、人类测量学和工程技术科学的成就，研究人与机器的关系，使工作效率达到最佳状态。主要研究内容：1.3 化工安全理论与技术1.3.2 人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用主要研究内容：人机协作。人的优点是对工作状况有认知能力和适应能力，但容易受精神状态和情绪变化的支配。而且人易疲劳，缺乏耐久性。机械则能持久运转，输出能量较大，但对故障和外界干扰没有自适应能力。人和机械都取其长，弃其短，密切配合，组成一个有机体，从根本上提高人机系统的安全性和可靠性，获得最佳工作效率。改善工作条件。人在高温、辐射、噪声、粉尘、烟雾、昏暗、潮湿等恶劣环境条件下容易失误，引发事故，改善工作条件则可以

21、保证人身安全，提高工作效率。1.3 化工安全理论与技术1.3.2 人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用主要研究内容：改善机具设施。机具设施的设计应适合人体的生理特点，这样可减少失误行为。提高工作技能。对操作者进行必要的操作训练，提高其操作技能，并根据操作技能水平选评其所承担的工作。因人制宜。研究特殊工种对劳动者体能和心智的要求，选派适宜的人员从事特殊工作。1.3 化工安全理论与技术1.3.2 人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用（2）劳动心理学从心理学的角度研究照明、色调、音响、温度、湿度、家庭生活与劳动者劳动效率的关系。主要内容如下。根据操作者在不同工作条件下的心理和生理变化情况，制

22、订适宜的工作和作息制度，促进安全生产，提高劳动效率。 发生事故时除分析设备、工艺、原材料、 防护装置等方面存在的问题外，同时考虑事故发生前后操作者的心理状态。从而可以从技术上和管理上采取防范措施。1.3 化工安全理论与技术1.3.2 人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用（3）人体测量学是通过人体的测量指导工作场所安全设计、劳动负荷和作息 制度的确定以及有关的安全标准的制订。它需要测定人体各部分的相关尺寸，执行器官活动所及的范围。除了生理方面的测定外，还要进行心理方面的测试。人体测量学的成果为人机工程学、安全系统工程等现代安全技术科学所采用。1.3 化工安全理论与技术1.3.3 化工安全技术

23、的新进展近几十年来，安全技术的科学技术成果的不断发展， 使安全技术已发展成为一个独立的科学技术体系。对 安全的认识不断深化，实现实全生产的方法和手段日趋完善。 （1）设备故障诊断技术和安全评价技术迅速发展。随着化学工业的发展，高压技术的应用，对压力容器的安全监测变得极为重要。无损探伤技术得到迅速发展，声发射技术和红外热像技术在探测容器的裂纹方面，断裂力学在评价压力容器寿命方而都得到了重要应用。危险性具有潜在的性质，在一定条件下可以发展成事故，也可以采取措施抑制其发展。所以危险性辨识成为重要问题。目前国内外积极推行的安全评价技术，就是在危险性辨识的基础上，对危险性进行定性和定量评价，并根据评价结

24、果采取优化的安全措施。1.3 化工安全理论与技术1.3.3 化工安全技术的新进展近几十年来，安全技术的科学技术成果的不断发展， 使安全技术已发展成为一个独立的科学技术体系。对 安全的认识不断深化，实现实全生产的方法和手段日趋完善。 （2）监测危险状况、消除危险因素的新技术不断出现危险状况测试、监视和报警的新仪器不断投入应用。不少国家广泛采用了烟雾报警器、火焰监视器。感光报警器、可燃性气体检测报警仪、有毒气体浓度测定仪、噪声测定仪、电荷密度测定仪和嗅敏仪等仪器。 消除危险因素的新技术、新材料和新装置的研究不断深入。橡胶和纺织行业已有效地采用了放射性同位素静电中和剂，在烃类燃料和聚合物溶液中，抗静

25、电添加剂已投入使用。压力、温度、流速、液位等工艺参数自动控制与超限保护装置被许多化工企业所采用。1.3 化工安全理论与技术1.3.3 化工安全技术的新进展（3）救人灭火技术有了很大进展许多国家在研制高效能灭火剂、灭火机和自动灭火系统等方面取得了很大进展。如美国研制成功的新灭火抢救设备空中飞行悬挂机动系统，具有救人救火等多种功能。法国研制的含有玻璃纤维的弹性软管，能耐800的高温，当人在软管中迅速滑落时，不会灼伤，手和脸部的皮肤也不会擦伤。 （4）预防职业危害的安全技术有了很大进步 在防尘、防毒、通风采暖、照明采光、噪声治理、振动消除、高频和射 频辐射防护、放射性防护、现场急救等方面都取得了很大

26、进展。（5）化工生产和化学品贮运工艺安全技术、设施和器具等的操作规程及 岗位操作法，化工设备设计、制造和安装的安全技术规范不断趋于完善，管理水平也有了很大提高。1.3 化工安全理论与技术1.3.4 化工安全工程及其基本内容人类在求生存求发展的过程中，不断地从自然界获取物质和精神财富，而同时又在一定条件下经受着自然界作用于人类的危害。特别是在生产活动中，随着生产技术的不断发展，生产过程中的危险性也随之上升。人们在长期的生产实践中， 为了保护自身的安全，不得不想办法控制各种危害，从而积累了消除不安全因素， 促进生产发展，保护自身安全的经验。由此也逐渐形成了一门新的学科安全科学。 安全工程是安全科学

27、的工学门类。它是研究生产过程中各种事故和职业性伤害发生的原因以及防止事故和职业病发生的一门科学技术。不同生产过程发生事故的种类和原因不完全相同，防止的方法也有所差异。化工安全工程则针对化工生产中存在的主要危险和有害因素，研究其发生事故的原因及防范措施。1.3 化工安全理论与技术1.3.4 化工安全工程及其基本内容（1）安全工程的任务与目的任务：研究工业灾害发生的原理及规律，分析、评价生产中可能发生的事故，采用工程技术方法和科学管理手段控制生产中的危险有害因素，防止伤亡事故、职业病、职业中毒以及其他各种事故发生，创建安全、卫生、舒适的劳动条件。目的：保护人的生命安全以及在生产活动中的身心健康，使

28、职工在劳动中保持持久的劳动能力，提高劳动效率；保护设备财产不受损坏，使生产能安全、稳定、顺利地进行，以提高经济效益。1.3 化工安全理论与技术1.3.4 化工安全工程及其基本内容（2）安全工程研究的对象任何生产过程都离不开人、物、环境三个方面的因素，人包括从事生产活动的操作人员和各级管理人员；物有生产中所用的物质(含原材料、辅助材料、催化剂、 半成品、产品以及作为动力的能源)和机器设备(如机械设备、电气设备、控制系统 和仪器仪表等)；环境是指每个生产过程所处的作业环境和社会环境。三个方面因素构成了“人-物-环境”生产系统，每个因素就是生产系统的一个子系统。各个子系统都存在着一定的潜在危险因素，并在一定条件下转变为事故，影响系统功能的正常发挥。大量事故的调查结果表明，导致事故的原因基本上是由这三方面因素造成的。1.3 化工安全理论与技术1.3.4 化工安全工程及其基本内容在人-物-环境系统中，三个子系统相互联系、相互制约、相互影响，构成一个有机整体。例如，由于人对设备的设计、制造有缺陷或维修保养不良，使物(机器设备)存在着不安全状态；物的不安全状态又会在客观上造成人有不安