第二章 化工设计与安全

引言
Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价
化工建设项目安全设计应通过全面系统的过程危险源分析、 科学缜密的安全设计和审查、合理有效的安全对策措施， 将化工建设项目可能产生的风险在法律和合同规定的范围 内减小到当今社会可接受的水平，以达到化工建设项目安 全设计的目标。 化工建设项目安全设计应遵循本质安全设计原则，采用削 减、缓解、替代、简化等手段，通过局部改用没有危险或 危险性较小的物料或过程，从设计源头上消除或削减危险 源。 化工建设项目安全设计应遵循合理降低风险原则，在技术 可行、经济合理的前提下，采用适宜、可靠的安全对策措 施，将化工建设项目预期寿命周期内的风险尽可能降到合 理、可行的最低程度。
chemicalprocesssafetyassessmentchemicalprocesssafetyassessment化工安全及其评价化工安全及其评价201575有关标准规范化工建设项目安全设计管理导则aqt30332010工业企业总平面设计规范gb501872012化工企业总图运输设计规范gb504892009建筑设计防火规范gb501602012建筑抗震设计规范gb500112008石油化工企业厂区总平面布置设计规范sht30532002石油天然气工程总图设计规范syt00482000石油化工企业设计防火规定gb501602008爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定gb500581992火灾自动报警系统设计规范gb500162013石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范gb504932009chemicalprocesssafetyassessmentchemicalprocesssafetyassessment化工安全及其评价化工安全及其评价201575引言由国家安全生产监督管理总局提出化工建设项目安全设计管理导则aqt303320102010年9月6日发布自2011年5月1日起正式实施
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定》(GB50058-1992)
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50016-2013） 《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB504932009）
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引言
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Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价 国家安全监管总局关于河北克尔化工有限责任公司 “2·28”重大爆炸事故情况的通报
二、事故简要经过
河北克尔公司一车间共有8个反应釜。原设计用硝酸铵和 尿素为原料，生产工艺是硝酸铵和尿素在反应釜内混合加 热熔融，在常压、175-220℃ 条件下，经8-10小时的反应， 间歇生产硝酸胍，原料熔解热由反应釜外夹套内的导热油 提供。实际生产过程中，将尿素改用双氰胺为原料并提高 了反应温度，反应时间缩短至5-6小时。 事故发生前，一车间有5个反应釜投入生产。2月28日上午 8时，该车间当班人员接班时，2个反应釜空釜等待投料， 3个反应釜投料生产。 8时40分左右，1号反应釜底部放料 阀（用导热油伴热）处导热油泄漏着火；9时04分，一车 间发生爆炸事故并被夷为平地，造成重大人员伤亡，周边 设备、管道严重损坏，厂区遭到严重破坏，周边2公里范 围内部分居民房屋玻璃被震碎。
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有关标准、规范
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《化工建设项目安全设计管理导则 》（AQ/T 3033-2010 ） 《工业企业总平面设计规范》（GB50187-2012） 《化工企业总图运输设计规范》（GB50489-2009） 《建筑设计防火规范》（GB50160-2012） 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2008） 《石油化工企业厂区总平面布置设计规范》（SH/T3053-2002) 《石油天然气工程总图设计规范》（SYT0048-2000） 《石油化工企业设计防火规定》(GB50160-2008)
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间发生爆炸。爆炸发生
时，附近村庄有震感。
造成25人死亡、4人失踪、
46人受伤。
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Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价 国家安全监管总局关于河北克尔化工有限责任公司 “2·28”重大爆炸事故情况的通报
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第一道防护线：为了解决一级危险，并防止 二级危险的发生。
措 施
第二道防护线：对于二级危险，为了把生命 和财产的损失降至最小程度。
第三道防护线：提供有效的急救和医疗设施， 使受到伤害的人员得到迅速救治。
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2.1 化工厂的选址、布局与安全 （二）二级危险（直接危险）
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一级危险失去控制就会发展成为二级危险，造成 对人身或财产的直接损害。 典型的二级危险： ①火灾 ②爆炸 ③游离毒性物质的释放 ④跌伤 ⑤倒塌 ⑥碰撞
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Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价 国家安全监管总局关于河北克尔化工有限责任公司 “2·28”重大爆炸事故情况的通报
三、事故原因初步分析
硝酸铵、硝酸胍均属强氧化剂。硝酸铵是国家安全监管总 局公布的首批重点监管的危险化学品，遇火时能助长火势； 与可燃物粉末混合，能发生激烈反应而爆炸；受强烈震动 或急剧加热时，可发生爆炸。硝酸胍受热、接触明火或受 到摩擦、震动、撞击时，可发生爆炸；加热至150℃ 时， 分解并爆炸。 经初步调查分析，事故直接原因是：河北克尔公司一车间 的1号反应釜底部放料阀（用导热油伴热）处导热油泄漏 着火，造成釜内反应产物硝酸胍和未反应完的硝酸铵局部 受热，急剧分解发生爆炸，继而引发存放在周边的硝酸胍 和硝酸铵爆炸。
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引言
Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价
化工设计，从源头把住安全关； 保障化工项目的“优生优育”； 过程危险源分析是安全核心。
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2.1 化工厂的选址、布局与安全
在2012年2月28日9时20 分左右河北省赵县生物 产业园河北克尔化工有 限公司生产硝酸胍1号车
由国家安全生产监督管理总局提出《化工建设项 目安全设计管理导则 》（AQ/T 3033-2010 ），于 2010年9月6日发布，自2011年5月1日起正式实施。
旨在规范和指导化工建设项目安全设计管理工作，
提高本质安全设计质量，从设计源头防止和减少
化工企业安全事故。
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Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价
间距。工厂高构筑物可能的坍塌是对社区的另一种潜在的危 险。 排污。工厂会产生需要排除的废液。应该确保预期的排污方 法不会污染社区的饮用水。
进出口点设计。上下班时间，出厂的交通车量剧增，如果不
进一步加强对爆炸性危险化学品的安全监管。
切实加强涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺 和危险化学品重大危险源企业的安全监管。
进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理，提高本质安 全水平。 进一步严格从业人员的准入条件，强化培训教育，提高从业 人员素质。 进一步抓实隐患排查治理工作。
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2.1 化工厂的选址、布局与安全 一、危险和防护的一般考虑 （一）一级危险（潜在危险）
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在正常条件下不会造成人身或财产的损害，只 有触发事故时才会引起损伤、火灾或爆炸。
典型的一级危险：①有易燃物质存在；②有热 源存在；③有火源存在；④有富氧存在；⑤有 压缩物质存在；⑥有毒性物质存在；⑦人员失 误的可能性；⑧机械故障的可能性；⑨人员、 物料和车辆在厂区的流动；⑩由于蒸气云降低 能见度等。
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2.1 化工厂的选址、布局与安全
二、工厂的定位问题
（二）工厂定位应避免的地区
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发震断层黄土地区； 易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山区； 有开采价值的矿藏地区；
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自然条件：地形、水量、主导风向等
构 筑 方 法
危险的集中和危险的标识 强化的安全措施，实现不同危险之间以 及危险和人之间的隔离
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2.1 化工厂的选址、布局与安全
二、工厂的定位问题
一、事故企业基本情况
河北克尔公司系民营企业，成立于2005年2月。该公 司2009年3月开工建设的年产10000吨噁二嗪、1500吨 2-氯-5-氯甲基吡啶、1500吨西林钠、1000吨N-氰基乙 亚胺酸乙酯项目，总投资2.17亿元。一期工程包括一 车间（硝酸胍）、二车间（硝基胍）、配电室、动力 站（包括空压站和1台制冷机组）、固体库、一次水 池和循环消防水池，设计单位为河北渤海工程设计有 限公司（乙级资质），于2010年2月底竣工。河北克 尔公司现有职工351人，2010年9月6日取得了危险化 学品安全生产许可证。
（一）基本原则
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有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条件；
有贮运、公用工程和生活设施等方面良好的协作环 境；
靠近水量充足、水质优良的水源；
有便利的交通条件；
有良好的工程地质和水文气象条件。
三是车间管理人员、操作人员专业素质低。对化 工生产的特点认识不足、理解不透，处理异常情 况能力低，不能适应化工安全生产的需要。 四是厂区内边生产，边建设。事故企业边生产， 边施工建设，厂区作业单位多、人员多，加剧了 事故的伤亡程度。 五是安全隐患排查治理不认真。
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Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价 国家安全监管总局关于河北克尔化工有限责任公司 “2·28”重大爆炸事故情况的通报 五、认真吸取事故教训，切实加强危险化学品安全生 产工作
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国家安全监管总局关于河北克尔化工有限责任公司 Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价 “2·28”重大爆炸事故情况的通报 四、存在突出问题
一是装置本质安全水平低、工厂布局不合理。装置自动化 程度低，反应温度缺乏有效、快捷的控制手段；加料、出 料、冷却等作业均需人工操作，现场操作人员多。一车间 与二车间厂房均采用框架砖混结构，同向相距约25米布置， 且中间建有硫酸储罐。一车间爆炸后波及到二车间，造成 厂房损毁和重大人员伤亡。
2.1 化工厂的选址、布局与安全 2.2 化工单元区域规划与安全
2.3 压力容器检验、化工装置维护与安全
2.4 公用工程设施与安全
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教学内容
Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价
工厂的选址、布局和定位时应考虑的安全 问题； 化工工艺设计安全校核； 化工单元区域规划与安全设置； 压力容器的检验程序与安全附件； 化工装置维护和公用工程设施安全。
对机场、电台等使用有影响的地区；
国家规定的历史文物、生物保护和风景游览地区；
城镇等人口密集的地区。
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2.1 化工厂的选址、布局与安全
三、工厂选址的安全问题
Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价
定位。化工厂对其所在的社区可能会有多种危险。
二是企业安全管理不严格，变更管理处于失控状态。河北 克尔公司在没有进行安全风险评估的情况下，擅自改变生 产原料、改造导热油系统，将导热油最高控制温度从210 ℃提高到255 ℃。
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Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价 国家安全监管总局关于河北克尔化工有限责任公司 “2·28”重大爆炸事故情况的通报
危险有害因素辨识顺序
厂址
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总平面布置
道路运输 建构筑物 工艺过程 生产设备装置 作业环境 安全管理措施
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2.化工设计与安全
Chemical Process Safety and Assessment 化工安全及其评价