實驗室建設及安全管理課件

1、實驗室建設與安全管理7/24/2022第1章 安全概述第1節(jié) 什么是安全1.1 安全的本質含義安全：沒有傷害、沒有事故發(fā)生、沒有損失、沒有威脅。定義：安全是指在生產活動過程中，能將人員傷亡或財產損失控制在可接受水平之下的狀態(tài)。7/24/2022中國：安全生產事故死亡人數年 份2000200120022003200420052006 20072008死亡人數117900130491139393136102136755127089112822101480911727/24/20222007年中國礦難死亡人數：3786，平均每二個半小時死一名礦工。美軍入侵伊拉克快5年了，陣亡人數是3921。1907

2、年，美國礦難死亡人數是3242人。7/24/2022李毅中（2005年6月24日）：“我們去年的GDP是13.6萬億，作為分母，分子是13.67萬人，也就是說每萬人中就有一個人因為生產安全事故死亡，這個大概是美國的2.6倍 ?！崩钜阒姓f，還有一個數字叫萬車死亡率，我們的各類車，包括摩托車，各種機動車，每萬輛死亡的人數大概10個人，這個大概是美國的6倍。7/24/2022中國國家安全生產監(jiān)督管理總局局長駱琳先生2009年1月16日表示，2008年中國安全生產總體水平進一步提高，年度事故死亡人數十三年來首次降到十萬人以下。7/24/2022 安全的本質含義： 預知危險預知、預測、分析危險 消除危險

3、限制、控制、消除危險 安全，是指免遭不可接受的傷害。7/24/20221.2 安全問題的發(fā)展歷史安全問題是隨著生產的出現而產生，隨著生產和技術的發(fā)展而發(fā)展。如在古希臘和羅馬帝國時期，都設立了以維持治安和救火為主要使命的禁衛(wèi)軍和值班團。12世紀英國頒布了“防火法令”，17世紀頒布了“人身保護法”，從法律上確定了安全管理的社會性。7/24/20221.3 安全生產的戰(zhàn)略位置 安全第一，1903年，由美國資本家（礦山）首次提出。7/24/20221.3.1安全是現代生產、科研裝置正常運行的前提條件 人類自己制造的文明，同樣能夠毀滅自己。1776年瓦特蒸汽機的發(fā)明，促進了航海、火車的發(fā)展當蒸汽鍋爐發(fā)生

4、第一次爆炸的時候，這是一個偉大的信號，這個信號告訴人們，人類自己制造的文明，自己創(chuàng)造的財富（不是老天給的）反過來會傷害自己。人類開始面臨現代災害了。7/24/20221.3.2 世界范圍內設計思想的轉變產品：經濟性、操作性、安全性，為每種產品工藝存在和發(fā)展的三個基本要素。人們開始認識到：以經濟性為軸心進行的初期開發(fā)與可行性研究，當工作進展到某一階段時，安全可靠性反而成為第一位的。所以60年代以后，國外有人提出以安全、公害為軸心，發(fā)展石油化工工藝。7/24/20221.3.3 經濟技術決策在很多時候決定于安全問題是否能夠解決核電站的和平利用，首要問題安全球罐（1）美國二戰(zhàn)前就使用了（最早）194

5、0年發(fā)生一次爆炸，由泄漏引起。（2）二戰(zhàn)后，日本從非洲運油，需大型油罐貯存50年代初研制了一個50萬m3貯油罐。7/24/20221.3.4 現代生產安全問題已經成為重大的社會問題，是社會進步、經濟繁榮、人們安居樂業(yè)的一種象征。7/24/2022第2節(jié) 事故與災害2.1 事故（1）危險（Danger）危險是指在生產活動過程中，人員或財產遭受損失的可能性超出了可接受水平的一種狀態(tài)。（2）安全性（safety Property）安全性指確保安全的程度，是衡量系統(tǒng)安全程度的客觀量。7/24/2022（3）隱患隱患系指潛藏的禍患。隱患包括一切可能對人機環(huán)境系統(tǒng)帶來損害的不安全因素。（4）事故“事故”定

6、義為：造成人員傷亡、職業(yè)病、設備損壞或財產損失的一個或一系列意外事件。7/24/20222.2 災害2.2.1 自然災害自然災害中有洪水、干旱、颶風、臺風、火山爆發(fā)、地震、蟲害等；2.2.2 人為災害人為災害中有工業(yè)災害、戰(zhàn)爭災害等。工業(yè)災害的形式多發(fā)生在空難、海難、沉船、撞車、顛覆、火災、爆炸、氣云爆炸、毒氣大面積泄漏、核泄漏等。7/24/2022第2章 燃燒理論第1節(jié) 燃燒及燃燒危險1.1 燃燒概念及特征定義：可燃物和氧在一定條件下發(fā)生劇烈的化學反應，并伴有發(fā)熱和發(fā)光的物理化學現象。a氧化反應；b放熱；c發(fā)光或煙7/24/20221.2 宏觀燃燒過程（1）局部的急劇反應帶的產生（發(fā)火過程）

7、（2）上述反應帶向未反應部分傳播（傳播過程）7/24/20221.3 可燃氣體混合物的燃燒在可燃氣體混合物中，火焰?zhèn)鞑サ氖疽鈭D（1）火焰陣面在每一瞬間，尚未發(fā)生反應的區(qū)域和已經反應的區(qū)域被一狹窄的正在進行反應的混合物層隔開，這個混合物層就稱為火焰陣面。（2）火焰?zhèn)鞑サ乃俣热粼谌紵^程中環(huán)境壓力保持一定，火焰以恒定速度傳播，這樣的燃燒過程稱為火焰的正常傳播，其速度稱為火焰的正常速度。7/24/20221.4 部分可燃化合物質的燃燒生成產物可燃物質完全燃燒時，其燃燒產物為：碳成為二氧化碳，氫成為水。7/24/2022第2節(jié) 燃燒的要素和條件2.1 燃燒要素（1）可燃性物質； （2）助燃性物質； （

8、3）點火源7/24/20222.2 燃燒條件（火三角）（1）可燃物與助燃物作用并達到一定的數量比例（2）足夠能量和溫度的引燃源與之作用7/24/2022第3節(jié) 燃燒過程3.1 可燃物質燃燒過程一般可燃物質燃燒并非物質本身在燃燒，而是物質受熱分解出的可燃性氣體在空氣中燃燒。（1）氣體最易燃燒，燃燒所需熱量只用于本身的氧化分解，并使之達到燃點；（2）液體在點火源作用下，先蒸發(fā)成蒸氣，然后蒸氣氧化分解而燃燒；7/24/2022（3）固體燃燒分兩種情況： 對于硫磷等簡單物質，受熱時首先熔化，繼之蒸發(fā)變?yōu)檎魵膺M行燃燒，無分解； 對于復雜物質，受熱時首先分解為物質的組成部分，生成氣態(tài)和液態(tài)產物。然后，氣態(tài)

9、、液態(tài)產物的蒸氣著火燃燒。7/24/2022第4節(jié) 閃點，燃點，自燃點4.1 閃燃與閃點4.1.1 概念閃點：在一穩(wěn)定的空氣環(huán)境中，可燃性液體或固體表面產生的蒸氣，在試驗火焰作用下被閃燃時的最低溫度?？扇家后w的閃點隨其濃度的變化而變化。7/24/2022如當乙醇含量為100%時，閃點是9；80時，閃點是19當含量降至5時，閃點是62；含量再降至3時，就沒有閃燃現象了。如表82。7/24/2022液化烴、可燃液體的火災危險性分類表2.0.2（石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB 5016092）類別名稱特征甲A液化烴15時的蒸氣壓力0.1Mpa的烴類液體及其他類似的液體B可燃液體甲A類以外，閃點28乙A

10、閃點28至45B閃點45至1207/24/20224.1.2 測試閃點測試，有開杯式和閉杯式兩種。開杯閃點比閉杯閃點高幾度。測定可燃液體閃點時，為了使液面上的蒸氣濃度分布均勻，采用閉杯式容器。但是對閃點較高的液體，可以采用開杯式容器?？扇家后w的閃點是隨其濃度的變化而變化的。7/24/20224.2 燃點 燃點：在一穩(wěn)定的空氣環(huán)境中，可燃性液體或固體表面產生的蒸氣在試驗火焰作用下被點燃（出現火焰或灼熱發(fā)光），且能持續(xù)燃燒下去時的最低溫度。稱為該物質的燃點也稱為著火點。燃點比閃點一般高5-20左右，但是閃點在100以下時，往往出現兩者相同的情況。物質的燃點反應了物質的性質。7/24/20224.3

11、 自燃和自燃點4.3.1 自燃點系指可燃物在沒有火焰、電火花等火源直接作用下，在空氣或氧氣中被加熱而引起燃燒的最低溫度（引燃溫度）。自燃點 可燃物質在助燃性氣體中加熱而沒有外來火源的條件下起火燃燒的最低溫度。一般，液體相對密度越小，其閃點越低，而自燃點越高；液體相對密度越大，閃點越高，而自燃點越低。7/24/20224.3.2 物質的自燃現象自燃 全稱“自燃著火”。是無需外界熱源點燃，由可燃物和氧化劑本身自發(fā)的化學反應所引起的著火過程。其特點是可燃混合物接受內熱源整體的加熱。（1）受熱自燃 可燃物質在外部熱源作用下溫度升高，達到自燃點而自行燃燒謂之自燃。（2）自熱燃燒 可燃物在無外部熱源影響下

12、，其內部發(fā)生物理的、化學的或生化過程而產生熱量，并經長時間積累達到該物質自燃點而自行燃燒的現象。7/24/20224.4 物質的燃點、閃點、自燃點的關系燃點固體或液體能夠產生足夠蒸氣時的那個最低溫度。閃點指液體在空氣中或液面附近產生蒸氣，其濃度足夠被點燃時的最低溫度。自燃點系指可燃物在沒有火焰、電火花等火源直接作用下，在空氣或氧氣中被加熱而引起燃燒的最低溫度（引燃溫度）?？扇嘉锏淖匀键c不是物質的固有常數。7/24/2022易燃液體的燃點約高于閃點1.5，而閃點愈低二者相差愈小。因為易燃液體的燃點極接近于閃點，所以在估計易燃液體的火災危險性時，只考慮閃點就可以了。自燃點不是物質的固有的常數，和閃

13、點是根本不同的。一般說來，流體比重越小，閃點越低，而自燃點越高。7/24/2022幾點液體燃料的自燃點和閃點比較，物質閃點自燃點物質閃點自燃點物質閃點自燃點汽油120300-380煤油28-45380-425重柴油120300-330渣油120230-2407/24/2022第3章 爆炸理論第1節(jié) 爆炸及爆炸現象1.1 定義 定義：爆炸是一種以系統(tǒng)壓力快速升高產生破壞性壓力為特征的氣體動力現象。 爆炸的一個重要特點是大量能量在有限的體積內突然釋放或急劇轉化。7/24/20221.2 特征爆炸過程的快速性：爆炸點附近壓力急劇升高，多數爆炸伴有溫度升高；周圍介質發(fā)生震動或鄰近的物質遭到破壞。7/2

14、4/20221.3 爆炸基本條件1)反應的放熱性2)反應的快速性3)生成氣體物質爆炸三要素 指構成爆炸的熱量、快速和生成氣體3種條件。熱量給爆炸提供能源；快速則使有限的能量集中在局限化空間形成能量高度積聚；生成的氣體則是能量轉換、能量釋放的工作介質。7/24/20221.4 單位含能量單位體積或單位重量的爆炸系或爆炸物所具有的爆炸能量。7/24/2022物 質燃燒熱或爆熱，KJ 每公斤可燃物空氣混合系每升可燃物空氣混合物火柴7949.619.66 無煙煤9204.817.99黑火藥2928.82803.3汽油9623.217.57 梯恩梯41846485.2硝化甘油627610041.6表81

15、5 物質單位含能量的比較就單位體積的含能量而言，炸藥的含能量可以達到燃料-空氣混合物含能量的130600倍。7/24/20221.5 爆炸作用指物質爆炸時對周圍物體的各種機械作用。爆炸作功的形式是多種多樣的，總作功能力為各項爆炸作用作功的總和。爆炸所作的總功稱為爆炸物的作功能力，又稱為爆炸物的威力。7/24/2022第2節(jié) 爆炸分類2.1 爆炸按照其性質來分（1）物理性爆炸這種爆炸是由物理變化而引起的，物質因狀態(tài)或壓力發(fā)生突變而形成爆炸的現象成為物理性爆炸。物理性爆炸前后物質的性質及化學成分均不改變。7/24/2022（2）化學性爆炸由于物質發(fā)生極迅速的化學反應，產生高溫高壓而引起的爆炸稱為化

16、學性爆炸。化學性爆炸前后物質的性質和成分均發(fā)生了根本的變化。7/24/20222.2 根據爆炸傳播速度輕爆：通常指爆炸傳播速度為每秒數十厘米至數米的過程；爆炸：指爆炸速度為10米至數百米的過程；爆轟：指爆炸傳播速度為1000米至數千米以上的過程。7/24/2022爆轟是在一定濃度極限范圍內產生的。氫一空氣：18.359.0 乙炔一空氣：4.150.0氫一氧氣(66.7)：2821m/s 乙炔一氧氣(40.0)：2716m/s爆轟還與壓力有關。高壓乙炔爆轟速度(98)：5 kg/cm21050 m/s 25 kg/cm21600 m/s炸藥類：雷汞5400 m/s 硝化甘油一8625m/s7/2

17、4/20222.3 按引起爆炸反應的相，可分為氣相爆炸和凝相爆炸兩大類凝相比起氣相來，由于其密度為氣相的1001000倍，所以與氣相爆炸有較大的區(qū)別。（1）氣相爆炸a可燃氣體混合物爆炸可燃性氣體或可燃性液體蒸汽同助燃性氣體按一定比例混合，在著火源作用下而引起的爆炸稱為爆炸性混合氣體爆炸。7/24/2022b氣體熱分解爆炸單一氣體由于分解反應產生大量的反應熱而引起的爆炸。c可燃性粉塵爆炸可燃性固體的微細粉塵，在一定濃度、呈懸浮狀態(tài)分散在空氣等助燃氣體中時，并保持適當濃度的狀態(tài)下，由著火源作用而引起的爆炸謂之粉塵爆炸。d噴霧爆炸空氣中易燃液體被噴成霧狀物劇烈燃燒時引起的爆炸。7/24/2022e可

18、燃蒸氣云爆炸可燃蒸氣云產生于泄漏、噴出后所形成的滯留狀態(tài)。比空氣輕的氣體浮于上方，重的則沉覆于地面，滯留于低洼、窨井之處，可隨風飄移形成連續(xù)氣流在同空氣混合達其爆炸極限，在火源存在下即可引起爆炸。f過壓爆炸由于壓縮氣體壓力超高，引起設備、容器、管線等破裂所引起的爆炸。7/24/2022（2）凝相爆炸1）液相爆炸a聚合爆炸b蒸發(fā)爆炸(蒸氣)蒸氣爆炸由于生成過熱液體，發(fā)生快速蒸發(fā)時而引起的爆炸。2）固相爆炸a易爆化合物爆炸b導線爆炸c固相轉化時造成的爆炸7/24/2022第3節(jié) 可燃氣體爆炸3.1 分解爆炸性氣體爆炸 某種可燃氣體在某種條件作用下，分解過程產生高熱引起的爆炸。此種氣體分解可以產生相

19、當數量的熱量，當分解熱達到2030kcalmol的物質在一定條件下點火之后火焰就能傳播開來。7/24/2022在高壓下容易引起爆炸的物質，當壓力降至某數值時，火焰便不再傳播，這個壓力叫做分解爆炸的臨界壓力。眾所周知“乙炔壓縮就會爆炸”，它表明高壓下乙炔非常危險，其原因是高壓下乙炔的分解爆炸。7/24/2022乙炔分解爆炸反應：C2H22C(固)十H2 H-226.7 kJmol乙炔分解爆炸時，終壓為初壓的11倍左右。乙炔分解爆炸的臨界壓力為0.137MPa（表壓）（1.4kgcm2）。乙烯分解爆炸的臨界壓力為3.92MPa(表壓)。7/24/20223.2 爆炸性混合物爆炸（1）爆炸性混合物如果可燃的氣體或蒸氣預先按一定比例與空氣均勻混合，這種氣體或蒸汽與空氣的混合物，稱為爆炸性混合物。（2）爆炸極限 可燃性氣體或蒸氣與助燃性氣體形成的均勻混合系，在標準測試條件下引起爆炸的濃度極限值，稱為爆炸極限。7/24/2022能夠引起爆炸的可燃性氣體的最低含量稱為爆炸下限；最高濃度稱為爆炸上限。爆炸極限一般可以用可燃性氣體或蒸汽在混合物中的體積百分數來表示，有時也用單位體積氣體中可燃物的含量來表示(g/m3或mg/L)7/24/2022（3）爆炸極限的影響因素1）原始溫度爆炸性混合物的原始溫度越高則爆炸極限范圍越大。2）原始壓力一般壓力增大，爆炸極