反应设备常见事故原因及预防措施( 陈晓 周鹏伍 唐义超)
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针对常规PID控制效果不佳的缺点，提出一种改进的模糊神经网络智能控制方法。将系统 的输入误差及误差变化率进行模糊化，并利用神经网络算法对PID控制参数进行在线学习、运 算和整定。经过Matlab仿真验证，结果表明和常规PID相比，该方法提高了系统的控制精度。
预防处理措施中，控制器起关键作用。从进料到反应再到出料，都必不可少。当温度过 高或者压力过高的情况下，有了控制器的调节作用，才能保证釜内的正常进行。一旦控制器出 现问题，不能及时供应冷却水或者停止进料和泄压，就极有可能发生爆炸的危险。
漏的静密封和端面径向接触的动密封。
预防处理措施
二、防密封泄漏
机械密封泄漏的原因及解决方案 1.运转周期原因：由于长时间运行，零部件磨损严重、润滑油量不足、转子周期性振动等等。 解决方案：定期对设备检查监控、及时更换轴封、及时补充润滑油、保证关键部位的清洁度等等。 2.选材： 由于选材不当，造成提前失效或者根本无法满足密封要求。 解决方案：注意耐腐蚀性、耐磨性、导热性、弹性等材料在不同情况下的均衡选择。 3.安装质量： 安装时碰伤或损坏、安装尺寸有误、螺栓未拧紧、弹簧压缩量过大等等。 解决方案：安装前认真检查各部件的完好程度，严格按规范正确安装和调试，之后试运行。
二、控制温度和压强防止爆炸
常规PID控制是一 种基于过程参数的控制方法，它控制原理简单、稳定性好 、 可靠性高。 但化工生产为复杂精细化加工, 对加工环节加热温度的控制难度较大。这是因为温度这一物理 量极易被周围的环境影响, 不仅惯性而且具有滞后性等特点, 系统响应速度比较慢。传统的温 度控制, 采用的是传统PID算法，难以达到有效的控制效果。
因此，实时检修和更换控制器，防止控制器失灵或者堵塞，确保反应釜的安全稳定运行。
汇报人：陈晓、周鹏伍、唐义超
氢化釜人孔打开。王某某随后三次逐步打开该釜上真空阀，致使大量空气吸入1号氢化釜， 与釜内乙醇蒸汽形成爆炸性混合气体。冲洗过程中，1号氢化釜闪爆,王某某当场死亡
（2）事故直接原因：王某某违章作业，在1号氢化釜人孔打开的状态下，未充氮气保护， 反而打开真空泵，导致大量空气吸入反应釜内，与乙醇蒸气形成爆炸性混合气体，同时催 化剂雷尼镍遇空气自燃，引发闪爆，是此次事故发生的直接原因。
反应釜常见危险分析
一、固有危险性
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。 事故案例：
Part 2 研究目的及意义
研究目的及意义
01 目的
反应釜发生事故，不仅造成财产损失，还威胁人们 的生命安全。因此，研究反应釜事故原因并提出相应预 防措施和解决方案显得尤为重要，是化工安全生产所必 要的一步。
02 意义
（1）发现、查明并整理系统内固有的、潜在的危险因素，对其做出全面、科学、直 观的描述。
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。
反应釜常见危险分析
一、固有危险性
1 物料
事故案例： 1994年3月27日，绍兴市某助剂总厂抗静
电剂车间发生反应釜爆炸； 造成4人死亡、8人重伤，直接经济损失
2007年12月1日，河北省某建材有限公司混凝土砌块生产车间压力容器(蒸氧釜)发生爆炸， 造成5人死亡、1人轻伤。据调查，企业管理人员擅自改变工艺参数，将蒸氧釜的釜体与釜盖 连接螺栓的总数从60条减至不足30条，且更换不及时，对蒸氧釜的安全阀未及时进行校验， 长期超压、超温运行，导致事故发生。
反应釜常见危险分析
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
5 容器受热 反应釜由于外部可燃物起火，或受高温热源热辐射，引起容器内温度急剧上升，压力
增大，发生冲料或爆炸事故。（视频）：事故案例模拟 7 作业人员违章作业
不按照规章制度和安全技术操作规程所规定的操作顺序和方法所进行的作业。作业 人员有时在思想上麻痹松懈，不能及时发现和处置苗头，最终酿成事故。
二、控制温度和压强防止爆炸
对于温度和压强，可以采取多种形式的控制。如安装超温报警装置，并进行联锁控制。 当温度超过极限值，报警装置进行报警，并对电动阀发出信号，切断进料。对于常压反应釜 无需设置压力报警及联锁，但对高温高压反应釜设置安全阀或爆破片，在反应失控异常状态 下进行泄压是十分必要的。
预防处理措施
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
4 蒸馏冷凝系统缺少冷却水
在蒸馏过程中，若塔顶冷凝器冷却水中断，而釜内的物料仍在继续蒸馏循环，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。
例：2006年7月28日，江苏省盐城射阳县盐城氟源化工有限公司的爆炸事故，就 是由于在氯化反应塔冷凝器无冷却水、塔顶没有产品流出的情况下，没有立即停车， 错误地继续加热升温，使2,4-二硝基氟苯长时间处于高温状态，最终导致其分解爆炸。
100余万。
反应釜常见危险分析
一、固有危险性
1 物料 事故原因分析：
1、原料为环氧乙烷，在通入反应釜前需用氮气置换釜内空气，但前期置换不完全；通入环 氧乙烷后，釜内压力异常上升无法控制，泄露气体与空气接触发生爆炸。
2、环氧乙烷爆炸极限为3％-100％，易爆炸物质，加上热源（硝化反应放热）。 3、反应釜中的空气是否被完全置换没有仪表显示，是造成这次重大伤亡事故的根本原因。 爆炸一瞬间，车间屋顶不能有效泄压，造成悲剧。 4、压力容器未经检验，操作工文化技术素质较低，未经专门培训，缺乏安全知识。
二、操作过程危险性
反应失控
水蒸气或水漏入 反应容器 容器受热
作业人员违章作业
1
操2
3作
过 程
4
5危
险
性6
7
高压物料窜入低压系统
蒸馏冷凝系统缺少 冷却水
物料进出操作不当
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
1 反应失控
许多化学反应（氧化、氯化、硝化、聚合等）为强放热反应，若反应失控造成反应 热蓄积，温度、压力急剧上升超过其承载能力，会致容器破裂乃至瞬间爆炸；反应釜 爆裂导致物料蒸气压的平衡状态被破坏，不稳定的过热液体可能会引起2次爆炸(蒸汽 爆炸)；喷出的物料再迅速扩散，遇点火源还会发生3次爆炸(混合气体爆炸)。
（2）让操作人员尽可能全面了解和掌握各项防灾控制要点。 （3）对已发生的事故进行原因分析。 （4）对事故进行概率运算和定量评价。 （5）为合理设计，制定安全技术措施以及防止灾难性事故提供参考依据。
Part 3 反应釜常见危险分析
反应釜常见危险分析
一、固有危险性
1 物料 同前所述，反应釜中的物料大多属于危险化学品。
预防处理措施
二、防密封泄漏
反应釜的密封，主要采取填料密封和机械密封。由于机械
密封应用更加广泛，对此进行分析：
从结构上，机械密封可能发生的泄漏点有四处： A ——静环座与反应器底座之间的密封，属静密封。 B ——静环与静环座之间的密封，属静密封。 C——动环和静环作相对旋转运动时的端面密封，属动密 封，是机械密封的关键。 D ——动环与轴之间的密封，属静密封。 机械密封的作用是将易泄漏的轴向密封变为不易泄
Part 4 预防处理措施
通过前面的分析，总结出反应釜出 现事故，造成损失的直接原因大致为 两种：一是气体泄漏，同时混合气体 发生二次爆炸等；二是由于超过了反 应釜承载能力致其直接爆炸，接着引 发后续事故等。
针对以上两种情况，提出相对应的 措施如下：
针对泄漏采取的措施
1
防腐蚀泄漏
防密封泄漏 2
研究背景
我国反应釜消费量居全世界第一位，其工作需要 承受高温、高压、深冷的恶劣生产条件和直接接触 易燃、易爆、有毒、有害等危险化学品，危险系数 高，事故发生频率高。
因此，一旦发生安全事故，会造成严重的事故后 果，如引起装置停车、燃烧、爆炸、人员窒息中毒、 腐蚀破坏等引发的财产损失和人员伤亡。
基于以上所述，分析反应釜事故原因是及其有必 要的。
2018年5月3日13时49分左右，泰兴市扬子医药化工有限公司加氢车间1号氢化釜撤催 化剂作业过程中发生釜内闪爆（视频1）， （视频2）事故导致1人死亡，直接经济损 失144.6万元。
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
7 作业人员违章作业 （1）事故经过：加氢车间副主任王某某安排1号氢化釜撤催化剂作业。13时41分许，1号
反应釜常见事故原因 及预防措施
01 研究背景 02 研究目的及意义
03 反应釜常见危险分析 04 预防处理措施
Part 1 研究背景
研究背景
反应釜的广义理解即有物理或化学反应的压力容器， 通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的 加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。
反应釜广泛应用于石油、化工、轻工、食品、制药 等场合，是用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、 缩合等工艺过程的压力容器。
针对爆炸采取的措施
1 规范操作规程防止爆炸 2 控制温度和压强防止爆炸
3 从釜体设计防止爆炸 4 保障控制器安全防止爆炸
预防处理措施
一、规范操作规程防止爆炸
对反应釜的操作（正常操作和维护）不当是引起爆炸的重要原因之一。要加强对操作人 员知识和技能的培训，提高他们的操作水平。同时，反应釜使用时，工作环境较为复杂，磨 损等较为严重。因此需要常对反应釜进行检查，并进行科学维修和保养。
预防处理措施
一、防腐蚀泄漏
常见的腐蚀破裂形式有均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀，其都会对 反应釜造成不同程度的损害，从而导致管道或者釜体本身壁厚减薄，从而造成穿孔泄漏。 造成腐蚀的原因在于反应釜中反应介质的影响，又以氢、硫为主。因此，
对氢腐蚀和硫腐蚀的处理措施： 1.从设备和管道的造材方面考虑，在材料的安全使用界限内选择抗氢蚀、抗硫蚀的材料。 2.在设备和管道的制造和检修中把好关，尤其是焊后热处理。 3.对设备和管道进行定期检查，通过超声波测厚、磁粉检测等手段发现腐蚀的早期征兆。
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以及操 作失误等。
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
2 高压物料窜入低压系统
相连的常压或低压设备，由于高压物料窜入，超过其承压极限，从而发生物理 爆炸。例：1991年8月22日，事故地点位于河南省平顶山市树脂厂，由于聚合工段 反应釜超压，紧急处理时，未彻底关闭通往泡沫捕集器的阀门，引起爆炸，随后 又引起整个工段的可燃性混合气体爆炸。
预防处理措施中，控制器起关键作用。从进料到反应再到出料，都必不可少。当温度过 高或者压力过高的情况下，有了控制器的调节作用，才能保证釜内的正常进行。一旦控制器出 现问题，不能及时供应冷却水或者停止进料和泄压，就极有可能发生爆炸的危险。
漏的静密封和端面径向接触的动密封。
预防处理措施
二、防密封泄漏
机械密封泄漏的原因及解决方案 1.运转周期原因：由于长时间运行，零部件磨损严重、润滑油量不足、转子周期性振动等等。 解决方案：定期对设备检查监控、及时更换轴封、及时补充润滑油、保证关键部位的清洁度等等。 2.选材： 由于选材不当，造成提前失效或者根本无法满足密封要求。 解决方案：注意耐腐蚀性、耐磨性、导热性、弹性等材料在不同情况下的均衡选择。 3.安装质量： 安装时碰伤或损坏、安装尺寸有误、螺栓未拧紧、弹簧压缩量过大等等。 解决方案：安装前认真检查各部件的完好程度，严格按规范正确安装和调试，之后试运行。
二、控制温度和压强防止爆炸
常规PID控制是一 种基于过程参数的控制方法，它控制原理简单、稳定性好 、 可靠性高。 但化工生产为复杂精细化加工, 对加工环节加热温度的控制难度较大。这是因为温度这一物理 量极易被周围的环境影响, 不仅惯性而且具有滞后性等特点, 系统响应速度比较慢。传统的温 度控制, 采用的是传统PID算法，难以达到有效的控制效果。
因此，实时检修和更换控制器，防止控制器失灵或者堵塞，确保反应釜的安全稳定运行。
汇报人：陈晓、周鹏伍、唐义超
氢化釜人孔打开。王某某随后三次逐步打开该釜上真空阀，致使大量空气吸入1号氢化釜， 与釜内乙醇蒸汽形成爆炸性混合气体。冲洗过程中，1号氢化釜闪爆,王某某当场死亡
（2）事故直接原因：王某某违章作业，在1号氢化釜人孔打开的状态下，未充氮气保护， 反而打开真空泵，导致大量空气吸入反应釜内，与乙醇蒸气形成爆炸性混合气体，同时催 化剂雷尼镍遇空气自燃，引发闪爆，是此次事故发生的直接原因。
反应釜常见危险分析
一、固有危险性
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。 事故案例：
Part 2 研究目的及意义
研究目的及意义
01 目的
反应釜发生事故，不仅造成财产损失，还威胁人们 的生命安全。因此，研究反应釜事故原因并提出相应预 防措施和解决方案显得尤为重要，是化工安全生产所必 要的一步。
02 意义
（1）发现、查明并整理系统内固有的、潜在的危险因素，对其做出全面、科学、直 观的描述。
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。
反应釜常见危险分析
一、固有危险性
1 物料
事故案例： 1994年3月27日，绍兴市某助剂总厂抗静
电剂车间发生反应釜爆炸； 造成4人死亡、8人重伤，直接经济损失
2007年12月1日，河北省某建材有限公司混凝土砌块生产车间压力容器(蒸氧釜)发生爆炸， 造成5人死亡、1人轻伤。据调查，企业管理人员擅自改变工艺参数，将蒸氧釜的釜体与釜盖 连接螺栓的总数从60条减至不足30条，且更换不及时，对蒸氧釜的安全阀未及时进行校验， 长期超压、超温运行，导致事故发生。
反应釜常见危险分析
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
5 容器受热 反应釜由于外部可燃物起火，或受高温热源热辐射，引起容器内温度急剧上升，压力
增大，发生冲料或爆炸事故。（视频）：事故案例模拟 7 作业人员违章作业
不按照规章制度和安全技术操作规程所规定的操作顺序和方法所进行的作业。作业 人员有时在思想上麻痹松懈，不能及时发现和处置苗头，最终酿成事故。
二、控制温度和压强防止爆炸
对于温度和压强，可以采取多种形式的控制。如安装超温报警装置，并进行联锁控制。 当温度超过极限值，报警装置进行报警，并对电动阀发出信号，切断进料。对于常压反应釜 无需设置压力报警及联锁，但对高温高压反应釜设置安全阀或爆破片，在反应失控异常状态 下进行泄压是十分必要的。
预防处理措施
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
4 蒸馏冷凝系统缺少冷却水
在蒸馏过程中，若塔顶冷凝器冷却水中断，而釜内的物料仍在继续蒸馏循环，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。
例：2006年7月28日，江苏省盐城射阳县盐城氟源化工有限公司的爆炸事故，就 是由于在氯化反应塔冷凝器无冷却水、塔顶没有产品流出的情况下，没有立即停车， 错误地继续加热升温，使2,4-二硝基氟苯长时间处于高温状态，最终导致其分解爆炸。
100余万。
反应釜常见危险分析
一、固有危险性
1 物料 事故原因分析：
1、原料为环氧乙烷，在通入反应釜前需用氮气置换釜内空气，但前期置换不完全；通入环 氧乙烷后，釜内压力异常上升无法控制，泄露气体与空气接触发生爆炸。
2、环氧乙烷爆炸极限为3％-100％，易爆炸物质，加上热源（硝化反应放热）。 3、反应釜中的空气是否被完全置换没有仪表显示，是造成这次重大伤亡事故的根本原因。 爆炸一瞬间，车间屋顶不能有效泄压，造成悲剧。 4、压力容器未经检验，操作工文化技术素质较低，未经专门培训，缺乏安全知识。
二、操作过程危险性
反应失控
水蒸气或水漏入 反应容器 容器受热
作业人员违章作业
1
操2
3作
过 程
4
5危
险
性6
7
高压物料窜入低压系统
蒸馏冷凝系统缺少 冷却水
物料进出操作不当
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
1 反应失控
许多化学反应（氧化、氯化、硝化、聚合等）为强放热反应，若反应失控造成反应 热蓄积，温度、压力急剧上升超过其承载能力，会致容器破裂乃至瞬间爆炸；反应釜 爆裂导致物料蒸气压的平衡状态被破坏，不稳定的过热液体可能会引起2次爆炸(蒸汽 爆炸)；喷出的物料再迅速扩散，遇点火源还会发生3次爆炸(混合气体爆炸)。
（2）让操作人员尽可能全面了解和掌握各项防灾控制要点。 （3）对已发生的事故进行原因分析。 （4）对事故进行概率运算和定量评价。 （5）为合理设计，制定安全技术措施以及防止灾难性事故提供参考依据。
Part 3 反应釜常见危险分析
反应釜常见危险分析
一、固有危险性
1 物料 同前所述，反应釜中的物料大多属于危险化学品。
预防处理措施
二、防密封泄漏
反应釜的密封，主要采取填料密封和机械密封。由于机械
密封应用更加广泛，对此进行分析：
从结构上，机械密封可能发生的泄漏点有四处： A ——静环座与反应器底座之间的密封，属静密封。 B ——静环与静环座之间的密封，属静密封。 C——动环和静环作相对旋转运动时的端面密封，属动密 封，是机械密封的关键。 D ——动环与轴之间的密封，属静密封。 机械密封的作用是将易泄漏的轴向密封变为不易泄
Part 4 预防处理措施
通过前面的分析，总结出反应釜出 现事故，造成损失的直接原因大致为 两种：一是气体泄漏，同时混合气体 发生二次爆炸等；二是由于超过了反 应釜承载能力致其直接爆炸，接着引 发后续事故等。
针对以上两种情况，提出相对应的 措施如下：
针对泄漏采取的措施
1
防腐蚀泄漏
防密封泄漏 2
研究背景
我国反应釜消费量居全世界第一位，其工作需要 承受高温、高压、深冷的恶劣生产条件和直接接触 易燃、易爆、有毒、有害等危险化学品，危险系数 高，事故发生频率高。
因此，一旦发生安全事故，会造成严重的事故后 果，如引起装置停车、燃烧、爆炸、人员窒息中毒、 腐蚀破坏等引发的财产损失和人员伤亡。
基于以上所述，分析反应釜事故原因是及其有必 要的。
2018年5月3日13时49分左右，泰兴市扬子医药化工有限公司加氢车间1号氢化釜撤催 化剂作业过程中发生釜内闪爆（视频1）， （视频2）事故导致1人死亡，直接经济损 失144.6万元。
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
7 作业人员违章作业 （1）事故经过：加氢车间副主任王某某安排1号氢化釜撤催化剂作业。13时41分许，1号
反应釜常见事故原因 及预防措施
01 研究背景 02 研究目的及意义
03 反应釜常见危险分析 04 预防处理措施
Part 1 研究背景
研究背景
反应釜的广义理解即有物理或化学反应的压力容器， 通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的 加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。
反应釜广泛应用于石油、化工、轻工、食品、制药 等场合，是用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、 缩合等工艺过程的压力容器。
针对爆炸采取的措施
1 规范操作规程防止爆炸 2 控制温度和压强防止爆炸
3 从釜体设计防止爆炸 4 保障控制器安全防止爆炸
预防处理措施
一、规范操作规程防止爆炸
对反应釜的操作（正常操作和维护）不当是引起爆炸的重要原因之一。要加强对操作人 员知识和技能的培训，提高他们的操作水平。同时，反应釜使用时，工作环境较为复杂，磨 损等较为严重。因此需要常对反应釜进行检查，并进行科学维修和保养。
预防处理措施
一、防腐蚀泄漏
常见的腐蚀破裂形式有均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀，其都会对 反应釜造成不同程度的损害，从而导致管道或者釜体本身壁厚减薄，从而造成穿孔泄漏。 造成腐蚀的原因在于反应釜中反应介质的影响，又以氢、硫为主。因此，
对氢腐蚀和硫腐蚀的处理措施： 1.从设备和管道的造材方面考虑，在材料的安全使用界限内选择抗氢蚀、抗硫蚀的材料。 2.在设备和管道的制造和检修中把好关，尤其是焊后热处理。 3.对设备和管道进行定期检查，通过超声波测厚、磁粉检测等手段发现腐蚀的早期征兆。
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以及操 作失误等。
反应釜常见危险分析
二、操作过程危险性
2 高压物料窜入低压系统
相连的常压或低压设备，由于高压物料窜入，超过其承压极限，从而发生物理 爆炸。例：1991年8月22日，事故地点位于河南省平顶山市树脂厂，由于聚合工段 反应釜超压，紧急处理时，未彻底关闭通往泡沫捕集器的阀门，引起爆炸，随后 又引起整个工段的可燃性混合气体爆炸。