化工安全技术第一章绪论XXXX-XXXX-1
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考虑:
安全阀
电磁阀
介质性质 操作工况和可能的危险 措施: 设置安全连锁
液位高 限开关
LPG气相出口
当有以下情况出现时,液化气 入口电磁阀会自动关闭: (1) 液化气液位超过上限 (2) 冷凝水温度低于下限 (3) 气相温度低于下限
电磁阀
LPG液相入口
温度控制仪表 温度传感器
水蒸汽入口
冷凝水出口
2.职业卫生(人身健康) (本课程的主要内容之二)
采取顶防措施,加强设备定期检验和监护措施,及时更换或维修到期 设备。
50×
275×
事故案例:2005.11.13日14时左右,中石油吉林石化公司 苯胺装置硝化单元发生爆炸。
硝化反应 C6H6+HNO3 (催化剂) → C6H5NO2 +H2O+Q
加氢反应 C6H5NO2+3H2 (催化剂) →C6H5NH2+2H2O+Q
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;
熔融盐的电解,金属钠、镁、铝的生产;电石、氯化钙和磷的电热法 生产等);
有机化学工业:
(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);
职业卫生也称劳动卫生技术,是针对生产劳动过程中存在着对人体 健康有害的因素,长期作用于人体会引起机体器官发生病变,导致职 业中毒和职业病,研究如何防治职业危害的技术措 施。
包括防尘防毒、噪声治理、振动消除、通风采暖、采光照明,以及 其他物理化学有害因素的防护、现场急救等。
3.安全卫生管理(法规)
安全管理也称为职业安全卫生管理,职业安全卫生是国际上统一的 称谓。安全管理是指对安全生产所进行的计划、组织、指挥、协调和 控制的一系 列活动。它是从立法上和组织上采取措施,保护职工在劳 动过程中的安全和健康。
1.2.3 化工事故的特征和安全的重要性
1、火灾爆炸、中毒事故多且后果严重
➢摧毁相邻的设备和管道、建筑并造成人员的伤害; ➢大量可燃气体或液体与空气混合,形成爆炸性混合物,遇到火源会发 生二次燃烧和爆炸,造成更大的破坏;
50吨易 燃气体
直径700m的云团
➢ 有毒气体扩散会造成大面积人员中毒、窒息,并造成对环境的污染。 气体泄漏时,从泄漏点以15°—30°呈锥形扩散(向下风口),在
事故环境的工艺设施
1.异构化装置分馏塔 附属设施:来料流量控制阀,液位计,液位高高位报警系统, 应急泄压阀BDV,溢流排放管线,压力安全阀, 2.加热炉 3.冷凝器 4.放空罐,顶部有烟囱
异构化装置分馏系统 原料:液态烃,分馏后塔顶分出轻组分,塔底重组分。
蒸气冷凝
塔顶气体泄放管道上的手动阀和安全阀
2、正常生产时事故发生多
据统计,正常生产活动时发生事故造成死亡的占总数的 66.7%,而非正常生产活动时仅占12%。
(1) 由于副反应生成或在危险边缘附近进行生产,例如乙烯制环氧乙 烷、甲醇氧化制甲醛等(物料配比在爆炸极限附近),生产条件稍一波 动就会发生严重事故。
(2) 干扰因素很多,使设定的参数发生偏移,也是事故的根源之一。 即使在自动调节过程中也会产生失调或失控现象,人工调节更易发生事 故。
卸压气体排放管线和烟囱
蒸馏塔液位自动控制阀
事故调查
物料的性质? 加工工艺过程? 参数的检测和控制? 所使用的设备? 是否遵循操作规程?
事故原因的调查 处理和改进措施
1.1.1 安全工程的任务和目的
安全工程的任务
研究工业灾害发生的原理和规律,分析和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、职业中毒及其他各种事故发生,创建安全、 卫生、舒适的劳动条件。
(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、煤油母页岩的加工);
(5)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
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,减少能耗。
国际上合成氨生产的规模发展过程:
50年代
6万t/a
wk.baidu.com
60年代初 60年代末
12万t /a 30万t/a
大化工对安全生产的要求更高。
70年代
54万t/a
医药、染料、表面活性剂、香料等生产规模相对比较小。
4、设备多样化、复杂化以及过程连接管道化
的生产)。
按照原料的来源分: 石油化工(原料是原油,通过裂解、加氢等反应制造产品:乙烯、丙
烯、液化石油气、汽油、柴油等产品,乙烯、丙烯又可以进一步合成聚 乙烯、聚丙烯塑料,合成醇、醛、酸、酮、酯等基本有机合成原料)
天然气化工(原料为天然气) 海洋化工(电解 ) 煤化工(煤的气化、液化)
按照产品的类型来分
化工安全工程: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。
防火、防爆、防毒
通过事故案例了解化工事故的严重后果,认识化工安全的 重要性:
BP公司美国德州炼油厂火灾爆炸事故 2005 年3 月23 日13 时20 分左右,英国石油公司(BP)位 于美国德克萨斯州的炼油厂异构化装置发生了严重的火灾爆 炸事故。事故造成15 名员工丧生,170 余人受伤。
例:由轻柴油裂解制乙烯,然后由乙烯生产聚乙烯的生产过程
分离器 裂解炉
轻柴油
裂解气 换热器 裂解气
乙烯气体
800℃ 乙烯气体
聚合反应器
-96℃ 聚乙烯树脂
294MPa(3000kg/cm2)
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。 如合成氨、聚乙烯等,小规模生产逐渐被淘汰。
第一章 绪 论
化学工业的重要作用
化工生产的特点:易燃易爆、有毒有害、腐蚀性强—— 危险性比别的行业大,事故后果严重。
例如介质:烃类、CO、CH4、H2、H2S、NH3、Cl2、 HCl、光气、氢化氰气体。 化工过程是一个连续、动态的过程,并且在一定的温度 和压力进行,如高温、高压等,任何一个参数的失控、 设备及仪表的失效或操作错误都会导致事故发生。
空气污染:下午3点左右,在距离爆炸现场3公里的位置都能闻到刺鼻的 气味,为爆炸所散发的苯和酚及氮氧化合物。距离爆炸现场1公里左右 位置,房屋的玻璃也被震碎。
水体污染:造成松花江被苯、苯胺、硝基苯泄漏污染。随着水体流动, 污染带向下转移,给沿途和下游的城市带来污染。
(3)由于人的原因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、事故的集中和多发阶段
化工装置中的许多关键设备,特别是高负荷的塔设备、反应釜等压力 容器、经常开闭的阀门等在运转一定时期后,常会出现多发故障或集中 发生故障的情况,这是因为设备进入到寿命周期的故障频发阶段。
1.2.2 化工生产的特点
1、介质易燃、易爆、有毒、有腐蚀性
化学工业的原料、中间产品、成品种类繁多,绝大部分是易燃、易爆、 有毒害、有腐蚀的化学危险品。
燃烧爆炸危险——CO、H2、烃类:汽油、乙烯、丙烯等; 毒性——CO、 NH3、 H2S、光气、氢化氰气体,同时具有腐蚀性。
2、生产工艺条件苛刻(高温、高压或低温,腐蚀性等条件)
二次爆炸产生的黄烟
爆炸13日当晚拍到的现场,大火在持续燃烧。
中石油吉林石化公司是我国一个大型综合性的化学工业基地。
连锁爆炸:双苯厂苯胺装置硝化单元发生爆炸,第一次爆炸 发生后连续发生5次爆炸。
人员伤亡:现场8人遇难,受伤70人,有数万居民和学校的学生被紧急
疏散。(人员往上风口撤离。)
环境污染:
反应条件的多样化,决定了设备的多样化、复杂化,促进新型设 备、管道材料的开发和应用,设备和管道元件的技术水平不断提高。
5、自动控制水平不断提高
化工生产特点是连续化、自动化的生产 。 生产流程通过设备、管道、阀门、自动控制仪表来完成,自动控制 系统对流量、温度、压力进行控制,是整个生产装置的重要组成部分。 自动控制系统提高生产效率,降低工人劳动强度,加了设备运行的 可靠性,避免了人为因素造成的事故,但由于控制失灵造成破坏性的 事故在化工事故中占有一定比例。 (3) 、(4)和(5)也是现代化工的标志。
扩散宽度几十米到100m左右时,人还容易察觉迅速逃离这个区域,但 如果毒气影响宽度达l km或更多时,人则相对难逃离并导致中毒。
事故案例
1984年印度博帕尔一家农药厂发生异氰酸甲酯泄漏造成中毒事故, 45吨液态异氰酸甲酯泄漏,造成2,500人丧生。
2003年四川开县境内发生特大井喷事故,243人不幸罹难 化工厂事故中爆炸和中毒事故分别占第一和第二位。
化工安全技术
化工安全技术
教 材: 《化工安全工程》(第二版),蔡凤英 主编,科学出版社 参考书: 1、《化工安全技术与管理》,周忠元 主编,化学工业出版社 2、《化工安全工程概论》,许文 编,化学工业出版社
本课程讲授内容:
第一章 绪论 第二章 燃烧与爆炸 第三章 防火防爆措施 第四章 职业卫生 第五章 压力容器安全
研究的内容主要有:制订安全生产的方针政策、法令法规(包括各种 规程、规范、条例、标准),使安全生产做到有法可依,有章可循,用 法制的手段实施安全。
1.2 化工生产与安全
1.2.1 化学工业分类
化学工业是多行业、多品种的工业,在国民经济中占有重要的地位。
总体上分为有机和无机两大化学工业
无机化学工业: (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、
图中CO变换反应器的控制: 1、温度记录、报警、连锁 2、物料配比的控制 3、可燃气体泄漏报警装置
TRAS 0201A
TRAS 0201B
TRAS 0201C
R-102
TRAS 0201D
TRAS 0201E
TRAS 0201F
PG 0203
安全连锁举例:套管列管式蒸汽加热液化石油气(LPG)气化器
化学矿山、石油化工、化学肥料、基本化学原料、无机盐、有机原 料、合成材料、农药、染料、涂料、感光材料、日用化学品、国防化 工、橡胶制品、助剂、试剂、催化剂、检测仪器仪表、化工机械和化 工建筑安装等23个行业 。品种达4万余种。
其中硫酸、合成氨、化学肥料、农药、电石、磷矿石和 磷肥、烧碱、纯碱的产量在世界上名列前茅。
目的
保护人的生命安全以及在生产活动中的身心健康,使职工在劳动中 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。
1.1.2 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——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——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。
1.1.3 安全工程研究的基本内容
安全工程研究的内容范围很广,这些内容归纳起来 可分为以下三个 方面:
安全技术、职业卫生、安全管理
1.安全技术 (本课程的主要内容) 针对生产过程中(原料/产品/设备)的危险因素,研
究采取技术措施,预防、控制和消除控制工伤事故和其 他各类事故的发生。
它包括工艺、设备、控制等各个方面,例如设计安全的工艺流程和 操作方法,在设备上安装防护装置、保险装置,设置安全联锁、紧 急停车等控制手段。
因此,需要研究化工生产事故发生的规律,控制危 险因素,防止事故的发生。
1.1 安全工程概述
安全科学:新兴的边缘科学,从深层次、理论上研究各种危险因素、 灾害规律和控制等。主要包括基础理论、应用理论、专业技术。
安全工程:是安全科学的工学门类。 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技术科学。 包括安全的预测、设计、施工、运转、监控等工程技术。