化工安全工程課件第一章-緒論-

第一章緒論第一節(jié)安全工程概述第二節(jié)化工工業(yè)發(fā)展與對安全的新要求第三節(jié)化工生產(chǎn)與安全第四節(jié)化工安全理論和技術(shù)的發(fā)展動向第五節(jié)事故的預(yù)防1第一章緒論第一節(jié)安全工程概述1第一節(jié)安全工程概述人類在求生存求發(fā)展的過程中，不斷地從自然界獲取物質(zhì)和精神財富，而同時又在一定條件下經(jīng)受著自然界作用于人類的危害。特別是在生產(chǎn)活動中，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)過程中的危險性也隨之上升。人們在長期的生產(chǎn)實踐中，為了保護(hù)自身的安全，不得不想辦法控制各種危害，從而積累了消除不安全因素，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展保護(hù)自身安全的經(jīng)驗。由此也逐漸形成了一門新的學(xué)科——安全科學(xué)。安全工程是安全科學(xué)的工學(xué)門類。它是研究生產(chǎn)過程中各種事故和職業(yè)性傷害發(fā)生的原因以及防止事故和職業(yè)病發(fā)生的一門科學(xué)技術(shù)。不同生產(chǎn)過程發(fā)生事故的種類和原因不完全相同，防止的方法也有所差異?；ぐ踩こ虅t針對化工生產(chǎn)中存在的主要危險和有害因素，研究其發(fā)生事故的原因及防范措施。2第一節(jié)安全工程概述人類在求生存求發(fā)展的過程中，不斷地從自安全生產(chǎn)的評價數(shù)據(jù)2019與2019相比：億元GDP死亡率從1.33降到0.413十萬工礦商貿(mào)從業(yè)人員死亡率從4.05%降到3.05%。道路交通萬車死亡率從13.7%降到5.1%。百萬噸煤死亡率從4.94%降到1.485%3安全生產(chǎn)的評價數(shù)據(jù)2019與2019相比：3一、安全工程的任務(wù)與目的任務(wù)：研究工業(yè)災(zāi)害發(fā)生的原理及規(guī)律，分析、評價生產(chǎn)中可能發(fā)生的事故，采用工程技術(shù)方法和科學(xué)管理手段控制生產(chǎn)中的危險有害因素，防止傷亡事故、職業(yè)病、職業(yè)中毒以及其他各種事故發(fā)生，創(chuàng)建安全、衛(wèi)生、舒適的勞動條件。目的：保護(hù)人的生命安全以及在生產(chǎn)活動中的身心健康，使職工在勞動中保持持久的勞動能力，提高勞動效率；保護(hù)設(shè)備財產(chǎn)不受損壞，使生產(chǎn)能安全、穩(wěn)定、順利地進(jìn)行，以提高經(jīng)濟效益。

4一、安全工程的任務(wù)與目的任務(wù)：研究工業(yè)災(zāi)害發(fā)生的原理及規(guī)律，二、安全工程研究的對象任何生產(chǎn)過程都離不開人、物、環(huán)境三個方面的因素，人包括從事生產(chǎn)活動的操作人員和各級管理人員；物有生產(chǎn)中所用的物質(zhì)(含原材料、輔助材料、催化劑、半成品、產(chǎn)品以及作為動力的能源)和機器設(shè)備(如機械設(shè)備、電氣設(shè)備、控制系統(tǒng)和儀器儀表等)；環(huán)境是指每個生產(chǎn)過程所處的作業(yè)環(huán)境和社會環(huán)境。三個方面因素構(gòu)成了“人—物—環(huán)境”生產(chǎn)系統(tǒng)，每個因素就是生產(chǎn)系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)都存在著一定的潛在危險因素，并在一定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)槭鹿剩绊懴到y(tǒng)功能的正常發(fā)揮。大量事故的調(diào)查結(jié)果表明，導(dǎo)致事故的原因基本上是由這三方面因素造成的。

5二、安全工程研究的對象任何生產(chǎn)過程都離不開人、物、環(huán)境三個方在人—物—環(huán)境系統(tǒng)中，三個子系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互制約、相互影響，構(gòu)成一個有機整體。例如，由于人對設(shè)備的設(shè)計、制造有缺陷或維修保養(yǎng)不良，使物(機器設(shè)備)存在著不安全狀態(tài)；物的不安全狀態(tài)又會在客觀上造成人有不安全行為的環(huán)境條件；社會環(huán)境和作業(yè)環(huán)境影響著人的心理、生理特征，某些環(huán)境因素也會使物的性能發(fā)生變化，例如機器壽命和精度下降。因此，安全工程要從系統(tǒng)的觀念出發(fā)，研究人、物、環(huán)境三個方面潛在的危險因素以及出現(xiàn)的條件和形成事故的規(guī)律，探討控制危險、預(yù)防事故的有效對策和手段，提高系統(tǒng)的安全可靠性。6在人—物—環(huán)境系統(tǒng)中，三個子系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互制約、相互影響三、安全工程研究的基本內(nèi)容由于生產(chǎn)過程存在著各種各樣不安全不衛(wèi)生因素，這些因素發(fā)生事故的規(guī)律及其預(yù)防方法不完全相同，因此安全工程研究的內(nèi)容范圍很廣，這些內(nèi)容歸納起來可分為以下三個方面：1.安全技術(shù)安全技術(shù)是針對生產(chǎn)勞動過程中存在著的危險因素，研究采取怎樣的技術(shù)措施將其消滅在事故發(fā)生之前，預(yù)防和控制工傷事故和其他各類事故的發(fā)生。它包括工藝、設(shè)備、控制等各個方面，例如變不安全的工藝流程和操作方法為安全的流程和方法，在設(shè)備上安裝防護(hù)裝置、保險裝置，設(shè)置安全聯(lián)鎖、緊急停車等控制手段。7三、安全工程研究的基本內(nèi)容由于生產(chǎn)過程存在著各種各樣不安全2.勞動衛(wèi)生技術(shù)是針對生產(chǎn)勞動過程中存在著對人體健康有害的因素，長期作用于人體會引起機體器官發(fā)生病變，導(dǎo)致職業(yè)中毒和職業(yè)病，研究如何防治職業(yè)危害的技術(shù)措施。這方面的內(nèi)容也稱職業(yè)衛(wèi)生。它包括防塵防毒、噪聲治理、振動消除、通風(fēng)采暖、采光照明，以及其他物理化學(xué)有害因素的防護(hù)、現(xiàn)場急救等。3.安全衛(wèi)生管理安全衛(wèi)生管理是指對安全生產(chǎn)所進(jìn)行的計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制的一系列活動。它是從立法上和組織上采取措施，保護(hù)職工在勞動過程中的安全和健康。研究的內(nèi)容主要有：制訂安全生產(chǎn)的方針政策、法令法規(guī)(包括各種規(guī)程、規(guī)范、條例、標(biāo)準(zhǔn))，使安全生產(chǎn)做到有法必依，有章可循，用法制的手段實施安全。82.勞動衛(wèi)生技術(shù)是針對生產(chǎn)勞動過程中存在著對人體健康有害的第二節(jié)化學(xué)工業(yè)發(fā)展與對安全的新要求一、化學(xué)工業(yè)發(fā)展歷程現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)始于18世紀(jì)的法國，隨后傳入英國。19世紀(jì)，以煤為基礎(chǔ)原料的有機化學(xué)工業(yè)在德國迅速發(fā)展起來。直到19世紀(jì)末，化學(xué)工業(yè)萌芽階段的工程問題，都是采用化學(xué)(家)加機械(工程師)的方式解決的。1888年，美國麻省理工學(xué)院開設(shè)了世界上最早的化學(xué)工程專業(yè)，接著，賓夕法尼亞大學(xué)等也先后設(shè)置了化學(xué)工程專業(yè)。這個時期化學(xué)工程教育的基本內(nèi)容是工業(yè)化學(xué)和機械工程。9第二節(jié)化學(xué)工業(yè)發(fā)展與對安全的新要求一、化學(xué)工業(yè)發(fā)展歷程9二、化工過程開發(fā)化工過程開發(fā)是指把化學(xué)實驗室的研究結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)化生產(chǎn)的全過程。它包括實驗室研究、模試、中試、設(shè)計、技術(shù)經(jīng)濟評價和試生產(chǎn)等許多內(nèi)容。過程開發(fā)的核心內(nèi)容是放大。由于化學(xué)工程基礎(chǔ)研究的進(jìn)展和放大經(jīng)驗的積累，特別是化學(xué)反應(yīng)工程理論的迅速發(fā)展，使得過程開發(fā)能夠按照科學(xué)的方法進(jìn)行。中間試驗不再是盲目地、逐級地，而是有目的地進(jìn)行。化學(xué)工業(yè)過程開發(fā)的一個重要進(jìn)展是，可以用電子計算機進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬放大，中間試驗不再像過去那樣只是收集或產(chǎn)生關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的場所，而是檢驗數(shù)學(xué)模型和設(shè)計計算結(jié)果的場所。10二、化工過程開發(fā)化工過程開發(fā)是指把化學(xué)實驗室的研究結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化學(xué)工業(yè)過程開發(fā)可以概括為：1．利用現(xiàn)有的情報資料、技術(shù)數(shù)據(jù)、同類過程的成熟經(jīng)驗、小試或模試的實驗結(jié)果和化學(xué)化工知識，把化學(xué)工業(yè)過程抽象為理論模型；2．進(jìn)行工業(yè)裝置的概念設(shè)計，并根據(jù)概念設(shè)計相似縮小為中試裝置；3．比較電子計算機的數(shù)學(xué)模擬和中試結(jié)果，反復(fù)比較．不斷修正數(shù)學(xué)模型，使其達(dá)到一定精度，用于放大設(shè)計。11現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)過程開發(fā)可以概括為：11三、化學(xué)工業(yè)發(fā)展伴生的新危險進(jìn)入20世紀(jì)后，化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)展，環(huán)境污染和重大工業(yè)事故相繼發(fā)生。1961年9月14日日本富山市一家化工廠因管道破裂，氯氣外泄，使九干余人受害，532人中毒，大片農(nóng)田被毀。1974年英國一家化工廠己內(nèi)酰胺原料30噸環(huán)己烷泄漏發(fā)生的蒸氣云爆炸(28人死亡，89人負(fù)傷，1821戶家屋受損)1984年印度博帕爾發(fā)生的異氰酸甲酯泄漏所造成的中毒事故(3150人死亡，5萬多人失明，2萬多人受嚴(yán)重毒害，近8萬人終身殘疾，15萬人接受治療，受事件影響人口多達(dá)150余萬)，都是震驚世界的災(zāi)難。1960年到1977年的18年中，美國和西歐發(fā)生重大火災(zāi)和爆炸事故360余起，死傷1979人，損失數(shù)十億美元。我國化學(xué)工業(yè)事故也是頻繁發(fā)生，從1950年到2019年的50年中，因火災(zāi)和爆炸事故死傷4043人。12三、化學(xué)工業(yè)發(fā)展伴生的新危險進(jìn)入20世紀(jì)后，化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，涉及到的化學(xué)物質(zhì)的種類和數(shù)量顯著增加。很多化工物料的易燃性、反應(yīng)性和毒性本身決定了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)事故的多發(fā)性和嚴(yán)重性。反應(yīng)器、壓力容器的爆炸以及燃燒傳播速度超過聲速，都會產(chǎn)生破壞力極強的沖擊波，沖擊波將導(dǎo)致周圍廠房建筑物的倒塌，生產(chǎn)裝置、貯運設(shè)施的破壞以及人員的傷亡。如果是室內(nèi)爆炸，極易引發(fā)二次或二次以上的爆炸，爆炸壓力疊加，可能造成更為嚴(yán)重的后果。多數(shù)化工物料對人體有害，設(shè)備密封不嚴(yán)，特別是在間歇操作中泄漏的情況很多，容易造成操作人員的急性或慢性中毒。據(jù)我國化工部門統(tǒng)計，因一氧化碳、硫化氫、氯氣、氯氧化物、氨、苯、二氧化碳、二氧化硫、光氣、氯化鋇、氮氣、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物等16種化學(xué)物質(zhì)造成中毒、窒息的死亡人數(shù)占中毒死亡總?cè)藬?shù)的87.6％。而這些物質(zhì)在一般化工廠中是常見的。13隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，涉及到的化學(xué)物質(zhì)的種類和數(shù)量顯著增加。很隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化工生產(chǎn)呈現(xiàn)設(shè)備多樣化、復(fù)雜化以及過程連接管道化的特點。如果管線破裂或設(shè)備損壞，會有大量易燃?xì)怏w或液體瞬間泄放，迅速蒸發(fā)形成蒸氣云團(tuán)，與空氣混合達(dá)到爆炸下限。云團(tuán)隨風(fēng)漂移，飛至居民區(qū)遇明火爆炸，會造成難以想像的災(zāi)難。據(jù)估計50t的易燃液體泄漏、蒸發(fā)將會形成直徑為700m的云團(tuán)，在其覆蓋下的居民，將會被爆炸火球或擴散的火焰灼傷，火球或火焰的輻射強度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人所能承受的程度，同時還會因缺乏氧氣而使人窒息致死?；ぱb置的大型化使大量化學(xué)物質(zhì)都處于工藝過程或貯存狀態(tài)，一些密度比空氣大的液化氣體如氨、氯等，在設(shè)備或管道破裂處會以15°～30°角呈錐形擴散，在擴散寬度100m左右時，人還容易察覺迅速逃離，但在距離較遠(yuǎn)而毒氣尚未稀釋到安全值時，人則很難逃離并導(dǎo)致中毒，毒氣影響寬度可達(dá)1000m或更大。前述的印度博帕爾事件造成三千多人死亡就屬于這種情況。14隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化工生產(chǎn)呈現(xiàn)設(shè)備多樣化、復(fù)雜化以及過程四、化學(xué)工業(yè)發(fā)展對安全的新要求化工裝置大型化，在基建投資和經(jīng)濟效益方面的優(yōu)勢是無可爭辯的。但是，大型化是把各種生產(chǎn)過程有機地聯(lián)合在一起，輸入輸出都是在管道中進(jìn)行的。許多裝置互相連接，形成一條很長的生產(chǎn)線。規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不再有獨立運轉(zhuǎn)的裝置，裝置間互相作用、互相制約。這樣就存在許多薄弱環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)變得比較脆弱。為了確保生產(chǎn)裝置的正常運轉(zhuǎn)并達(dá)到規(guī)定目標(biāo)的產(chǎn)品，裝置的可靠性研究變得越來越重要。

15四、化學(xué)工業(yè)發(fā)展對安全的新要求化工裝置大型化，在基建投資和化工裝置大型化，加工能力顯著增大，大量化學(xué)物質(zhì)都處在工藝過程中，增加了物料外泄的危險性?；どa(chǎn)中的物料，多半本身就是能源和毒性源，一旦外泄就會造成重大事故，給生命和財產(chǎn)帶來巨大災(zāi)難。這就需要對過程物料和裝置結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行更為詳盡地考察，對可能的危險做出準(zhǔn)確的評估并采取恰當(dāng)?shù)膶Σ?，對化工裝置的制造加工工藝也提出了更高的要求。化工安全設(shè)計在化工設(shè)計中變得更加重要。

16化工裝置大型化，加工能力顯著增大，大量化學(xué)物質(zhì)都處在工藝過化工裝置大型化，必然帶來生產(chǎn)的連續(xù)化和操作的集中化，以及全流程的自動控制。省掉了中間貯存環(huán)節(jié)，生產(chǎn)的彈性大大減弱。生產(chǎn)線上每一環(huán)節(jié)的故障都會對全局產(chǎn)生嚴(yán)重影響。對工藝設(shè)備的處理能力和工藝過程的參數(shù)，要求更加嚴(yán)格，對控制系統(tǒng)和人員配置的可靠性也提出了更高的要求。

新材料的合成、新工藝和新技術(shù)的采用，可能會帶來新的危險性。面臨從未經(jīng)驗過的新的工藝過程和新的操作，更加需要辨識危險，對危險進(jìn)行定性和定量評價，并根據(jù)評價結(jié)果采取優(yōu)化的安全措施。對危險進(jìn)行辨識和評價的安全評價技術(shù)的重要性越來越突出。17化工裝置大型化，必然帶來生產(chǎn)的連續(xù)化和操作的集中化，以及全第三節(jié)化工生產(chǎn)與安全化工生產(chǎn)的特點：化工生產(chǎn)的物料絕大多數(shù)具有潛在危險性生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜，工藝條件苛刻生產(chǎn)規(guī)模大型化，生產(chǎn)過程連續(xù)性強生產(chǎn)過程自動化程度高化工事故的特點：突發(fā)性；危險性；應(yīng)急處理難度大18第三節(jié)化工生產(chǎn)與安全化工生產(chǎn)的特點：18一、化學(xué)工業(yè)危險因素

美國保險協(xié)會(AIA)對化學(xué)工業(yè)的317起火災(zāi)、爆炸事故進(jìn)行調(diào)查，分析了主要和次要原因，把化學(xué)工業(yè)危險因素歸納為以下九個類型。

1．工廠選址(1)易遭受地震、洪水、暴風(fēng)雨等自然災(zāi)害；(2)水源不充足；(3)缺少公共消防設(shè)施的支援；(4)有高濕度、溫度變化顯著等氣候問題；(5)受鄰近危險性大的工業(yè)裝置影響；(6)鄰近公路、鐵路、機場等運輸設(shè)施；(7)在緊急狀態(tài)下難以把人和車輛疏散至安全地。

19一、化學(xué)工業(yè)危險因素192．工廠布局

(1)工藝設(shè)備和貯存設(shè)備過于密集；(2)有顯著危險性和無危險性的工藝裝置間的安全距離不夠；(3)昂貴設(shè)備過于集中；(4)對不能替換的裝置沒有有效的防護(hù)；(5)鍋爐、加熱器等火源與可燃物工藝裝置之間距離太??；(6)有地形障礙。202．工廠布局203.結(jié)構(gòu)

(1)支撐物、門、墻等不是防火結(jié)構(gòu)；(2)電氣設(shè)備無防護(hù)措施；(3)通風(fēng)換氣能力不足；(4)控制和管理的指示裝置無防護(hù)措施；(5)裝置基礎(chǔ)薄弱。4．對加工物質(zhì)的危險性認(rèn)識不足(1)在裝置中原料混合，在催化劑作用下自然分解；(2)對處理的氣體、粉塵等在其工藝條件下的爆炸范圍不明確；(3)沒有充分掌握因誤操作、控制不良而使工藝過程處于不正常狀態(tài)時的物料和產(chǎn)品的詳細(xì)情況。213.結(jié)構(gòu)215.化工工藝

(1)沒有足夠的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)數(shù)據(jù)：(2)對有危險的副反應(yīng)認(rèn)識不足；(3)沒有根據(jù)熱力學(xué)研究確定爆炸能量；(4)對工藝異常情況檢測不夠。6．物料輸送

(1)各種單元操作時對物料流動不能進(jìn)行良好控制；(2)產(chǎn)品的標(biāo)示不完全；(3)風(fēng)送裝置內(nèi)的粉塵爆炸；(4)廢氣、廢水和廢渣的處理；(5)裝置內(nèi)的裝卸設(shè)施。225.化工工藝227．誤操作

(1)忽略關(guān)于運轉(zhuǎn)和維修的操作教育；(2)沒有充分發(fā)揮管理人員的監(jiān)督作用；(3)開車、停車計劃不適當(dāng)；(4)缺乏緊急停車的操作訓(xùn)練；(5)沒有建立操作人員和安全人員之間的協(xié)作體制。237．誤操作238.設(shè)備缺陷

(1)因選材不當(dāng)而引起裝置腐蝕、損壞；(2)設(shè)備不完善，如缺少可靠的控制儀表等；(3)材料的疲勞；(4)對金屬材料沒有進(jìn)行充分的無損探傷檢查或沒有經(jīng)過專家驗收；(5)結(jié)構(gòu)上有缺陷，如不能停車而無法定期檢查或進(jìn)行預(yù)防維修；(6)設(shè)備在超過設(shè)計極限的工藝條件下運行；(7)對運轉(zhuǎn)中存在的問題或不完善的防災(zāi)措施沒有及時改進(jìn);(8)沒有連續(xù)記錄溫度、壓力、開停車情況及中間罐和受壓罐內(nèi)的壓力變動。248.設(shè)備缺陷249．防災(zāi)計劃不充分

(1)沒有得到管理部門的大力支持；(2)責(zé)任分工不明確；(3)裝置運行異?；蚬收蟽H由安全部門負(fù)責(zé)(4)沒有預(yù)防事故的計劃，或即使有也很差(5)遇有緊急情況未采取得力措施，(6)沒有實行由管理部門和生產(chǎn)部門共同進(jìn)行的定期安全檢查(7)沒有對生產(chǎn)負(fù)責(zé)人和技術(shù)人員進(jìn)行安全生產(chǎn)的繼續(xù)教育和防災(zāi)培訓(xùn)。259．防災(zāi)計劃不充分25瑞士再保險公司統(tǒng)計了化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的102起事故案例，分析了上述九類危險因素所起的作用，表1為統(tǒng)計結(jié)果。表1－1化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的危險因素類別危險因素危險因素的比例/%化學(xué)工業(yè)石油工業(yè)123456789工廠選址問題工廠布局問題結(jié)構(gòu)問題對加工物質(zhì)的危險性認(rèn)識不足化工工藝問題物料輸送問題誤操作問題設(shè)備缺陷問題防災(zāi)計劃不充分3.52.03.020.210.64.417.231.18.07.012.014.02.03.04.010.046.02.0由表1—1可以看出，設(shè)備缺陷問題是第一位的危險，若能消除此項危險因素，則化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的安全就會獲得有效改善。

在化學(xué)工業(yè)中，“4”和“5”兩類危險因素占較大比例。這是由以化學(xué)反應(yīng)為主的化學(xué)工業(yè)的特征所決定的。在石油工業(yè)中，“2”和“3”兩類危險因素占較大比例。石油工業(yè)的特點是需要處理大量可燃物質(zhì)，由于火災(zāi)、爆炸的能量很大，所以裝置的安全間距和建筑物的防火層不適當(dāng)時就會形成較大的危險。誤操作問題在兩種工業(yè)危險中都占較大比例。操作人員的疏忽常常是兩種工業(yè)事故的共同原因。而在化學(xué)工業(yè)中所占比重更大一些。在以化學(xué)反應(yīng)為主體的裝置中，誤操作常常是事故的重要原因。26瑞士再保險公司統(tǒng)計了化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的102起事故案例，分二、化工裝置緊急狀態(tài)對于化工裝置的緊急狀態(tài)可以劃分為以下五個等級。(1)運轉(zhuǎn)失靈是指運轉(zhuǎn)發(fā)生紊亂，只要更換備用設(shè)施，就可在故障或事故之前恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。(2)故障是指設(shè)備需要停車檢修，但又未發(fā)生其他損壞的狀態(tài)。(3)異常是指對工藝過程需要采取一定措施，否則就有可能發(fā)生事故。(4)事故是指設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止或火災(zāi)、爆炸、毒物泄漏、人員傷亡。對此必須采取緊急措施。(5)災(zāi)害指不但發(fā)生了事故，而且事故狀態(tài)擴展，對外界造成威脅。需要采取緊急措施，并求得外部支援。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，故障狀態(tài)總是不可避免的。為了不使故障惡化到異常的程度，應(yīng)該對故障、異常狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查分析，采取相應(yīng)措施，力求不要達(dá)到事故狀態(tài)。27二、化工裝置緊急狀態(tài)對于化工裝置的緊急狀態(tài)可以劃分為以下五個三、化學(xué)工業(yè)安全措施在前面，已經(jīng)給出了化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的危險因素，以下將針對較大比例的危險因素提出相應(yīng)的安全措施。1．設(shè)備安全

確定設(shè)備的安全性，需要考慮以下因素：

(1)是否按照相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計；(2)是否按照設(shè)計說明書正確進(jìn)行制造；(3)是否有適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)裝置；(4)維護(hù)、檢查的程序是否完善。

28三、化學(xué)工業(yè)安全措施在前面，已經(jīng)給出了化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的危對于所有化工裝置的設(shè)計，目前還沒有全部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，但在機械設(shè)備方面的設(shè)計則已經(jīng)實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。關(guān)于壓力容器，許多規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)都規(guī)定了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計時，除這些標(biāo)準(zhǔn)外，還需要考慮結(jié)構(gòu)材料、施工方法、設(shè)計強度、金屬厚度等因素。自動化、儀表化是化工裝置安全運行的重要因素。所有的儀表都應(yīng)該是可靠的，且具有良好的耐腐蝕性和耐候性。儀表安裝時應(yīng)考慮到易于檢查和維修。29對于所有化工裝置的設(shè)計，目前還沒有全部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，但在機械設(shè)2．物料加工和操作安全

應(yīng)該建立原料、中間體、產(chǎn)物和副產(chǎn)物的完整的物性數(shù)據(jù)檔案。對各種物質(zhì)的狀態(tài)、閃點、沸點、熔點、爆炸極限、燃點等性質(zhì)數(shù)據(jù)，以及操作、貯運、應(yīng)急處置等，都應(yīng)該有清晰地了解。對于操作程序，可分為有化學(xué)反應(yīng)的和無化學(xué)反應(yīng)的兩種類型。對可能發(fā)生的誤操作，以及一旦發(fā)生所造成的后果，應(yīng)分門別類地進(jìn)行分析和評價。特別是對可能造成重大損失或損害的操作要格外注意。302．物料加工和操作安全應(yīng)該建立原料、中間體、產(chǎn)物和副產(chǎn)物的3．裝置布局安全化工裝置的布局和排列，對于絕大多數(shù)操作都應(yīng)該是最有效的，而且安全問題也必須放在同等重要的地位。對于大量處理可燃液體的石油和化工企業(yè)，裝置布局和設(shè)備間距應(yīng)該注意：

(1)需要留有足夠的空地以把工藝單元可能的火災(zāi)控制在最小范圍；(2)對于極為重要的單系列裝置，要保留足夠的空間；(3)危險性極大的區(qū)域應(yīng)該與其他部分保持足夠的安全距離；(4)裝置事故不能直接影響水、電、氣(汽)等公用工程設(shè)施；(5)因各種原因有可能使裝置界區(qū)內(nèi)浸水時，應(yīng)該設(shè)置防水設(shè)備；(6)應(yīng)該特別注意公路、鐵路在裝置附近的情況；(7)對于道路的設(shè)置，應(yīng)該注意在發(fā)生事故時能較方便地接近裝置；(8)在裝置的邊界和出入口，應(yīng)該安裝監(jiān)視設(shè)施。313．裝置布局安全化工裝置的布局和排列，對于絕大多數(shù)操作都應(yīng)該第四節(jié)化工安全理論和技術(shù)的發(fā)展動向化工安全工程是一門涉及范圍很廣、內(nèi)容極為豐富的綜合性學(xué)科。它涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、天文、地理等基礎(chǔ)科學(xué)；電工學(xué)、材料力學(xué)、勞動衛(wèi)生學(xué)等應(yīng)用科學(xué)：化工、機械、電力、冶金、建筑、交通運輸?shù)裙こ碳夹g(shù)科學(xué)。在過去幾十年中，化工安全的理論和技術(shù)隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和各學(xué)科知識的不斷深化，取得了較大進(jìn)展。除了對火災(zāi)、爆炸、靜電、輻射、噪聲、職業(yè)病和職業(yè)中毒等方面的研究不斷深入外，還把系統(tǒng)工程學(xué)的理論和方法應(yīng)用于安全領(lǐng)域，派生出了一個新的分支——安全系統(tǒng)工程學(xué)。32第四節(jié)化工安全理論和技術(shù)的發(fā)展動向化工安全工程是一門涉及范一、化工危險性評價和安全工程近年來一些大型化工企業(yè)為了防止重大的災(zāi)難性事故，提出了不少安全評價方法。這些方法的核心內(nèi)容是辨識和評價危險性。所謂危險性是指在各類生產(chǎn)活動中造成人員傷亡和財產(chǎn)損失的潛在性原因，處理不當(dāng)有可能發(fā)展成為事故。下面簡略介紹幾種常用的安全工程評價方法。33一、化工危險性評價和安全工程近年來一些大型化工企業(yè)為了防止重1．經(jīng)驗系統(tǒng)化方法通過以往的事故經(jīng)驗把評價對象的危險性辨識出來。(1)安全檢查表法把評價對象劃分為子系統(tǒng)．如廠區(qū)選址、公用工程、工藝流程、設(shè)備配置、安全裝置、環(huán)衛(wèi)措施、人機工程、消防設(shè)施等，根據(jù)過去的經(jīng)驗，找出危險性所在并附以有關(guān)的規(guī)范要求，按序編制成表。(2)危險性預(yù)先分析法預(yù)先對系統(tǒng)中的危險性類別、存在的條件、導(dǎo)致事故的后果，進(jìn)行概略的分析，搞清楚潛在的危險性，以避免采用不安全的工藝技術(shù)路線、危險性高的原材料和設(shè)備等。(3)Dow化學(xué)公司法美國Dow化學(xué)公司根據(jù)工廠所用原料的物性及其危險性，結(jié)合加工工藝的一般和特殊危險性，換算成爆炸指數(shù)，然后按指數(shù)大小確定危險等級，并據(jù)此確定在消防設(shè)施、電器儀表、控制方法等方面的要求。341．經(jīng)驗系統(tǒng)化方法通過以往的事故經(jīng)驗把評價對象的危險性辨識出2．系統(tǒng)解剖分析法當(dāng)開發(fā)化學(xué)工業(yè)新工藝，新建或改建裝置時，對其中的危險性還沒有足夠的認(rèn)識，這時需要對系統(tǒng)進(jìn)行解剖，研究各個組成部分的作用及其發(fā)生故障時對系統(tǒng)的影響。

危險性可操作研究方法英國帝國化學(xué)公司(ICI)開發(fā)。其主要內(nèi)容是對危險性進(jìn)行嚴(yán)格檢查，理論依據(jù)是工藝流程的狀態(tài)參數(shù)如溫度、壓力、流量等、一旦與設(shè)計值發(fā)生偏離，就會出現(xiàn)問題或發(fā)生危險。用這種方法對工藝流程進(jìn)行全面考察，對其中每一階段的工藝參數(shù)用規(guī)定好的關(guān)鍵詞提問，提出會出現(xiàn)什么偏離，產(chǎn)生什么樣的后果。352．系統(tǒng)解剖分析法當(dāng)開發(fā)化學(xué)工業(yè)新工藝，新建或改建裝置時，3．邏輯推導(dǎo)法采用邏輯推理的方法辨識危險性。事件樹選定一個事件作為初始事件，按照邏輯推理的方法推論其發(fā)展過程。在每個過程的節(jié)點都有兩個發(fā)展方向，即成功和失敗。從初始事件不斷推論下去，直至找出事件發(fā)展的所有可能結(jié)果。事故樹與事件樹方法相反，它是以一個事故結(jié)果作為起始事件，通過分析找出直接原因作為中間事件。然后再找出中間事件的直接原因。這樣一步步推導(dǎo)下去，直至找到所有的事故致因。

邏輯推導(dǎo)法的特點是能找出憑經(jīng)驗辨識不出的危險性及其組合。

363．邏輯推導(dǎo)法采用邏輯推理的方法辨識危險性。364．人的失誤分析法由于人受心理、素質(zhì)、社會、家庭、環(huán)境等因素的影響，造成工作失誤的原因很多。近年來為防止人的失誤采取了以下三項措施：(1)設(shè)計安全、自動防止故障的安全設(shè)備，即使操作失誤也不會發(fā)生事故；(2)從人機工程學(xué)的原理設(shè)計控制室和操作程序，盡量減少失誤行為；(3)提高人的素質(zhì)，采取科學(xué)的安全管理方法，防止人為失誤。

安全性評價可根據(jù)以上三項措施的實施情況來進(jìn)行。

374．人的失誤分析法由于人受心理、素質(zhì)、社會、家庭、環(huán)境等因二、人機工程學(xué)、勞動心理學(xué)和人體測量學(xué)的應(yīng)用由于多數(shù)工業(yè)事故都是由于人員失誤造成的。近年來，圍繞人展開的研究，如人機工程學(xué)、勞動心理學(xué)和人體測量學(xué)等方面都取得了較大進(jìn)展。1.人機工程學(xué)是現(xiàn)代管理科學(xué)的重要組成部分。它應(yīng)用生物學(xué)、人類學(xué)、心理學(xué)、人類測量學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)的成就，研究人與機器的關(guān)系，使工作效率達(dá)到最佳狀態(tài)。38二、人機工程學(xué)、勞動心理學(xué)和人體測量學(xué)的應(yīng)用由于多數(shù)主要研究內(nèi)容：(1)人機協(xié)作。人和機械都取其長，棄其短，密切配合，組成一個有機體，從根本上提高人機系統(tǒng)的安全性和可靠性，獲得最佳工作效率。(2)改善工作條件。人在高溫、輻射、噪聲、粉塵、煙霧、昏暗、潮濕等惡劣環(huán)境條件下容易失誤，引發(fā)事故，改善工作條件則可以保證人身安全，提高工作效率。(3)改善機具設(shè)施。機具設(shè)施的設(shè)計應(yīng)適合人體的生理特點，這樣可減少失誤行為。(4)提高工作技能。對操作者進(jìn)行必要的操作訓(xùn)練，提高其操作技能，并根據(jù)操作技能水平選評其所承擔(dān)的工作。(5)因人制宜。研究特殊工種對勞動者體能和心智的要求，選派適宜的人員從事特殊工作。

39主要研究內(nèi)容：392．勞動心理學(xué)從心理學(xué)的角度研究照明、色調(diào)、音響、溫度、濕度、家庭生活與勞動者勞動效率的關(guān)系。主要內(nèi)容如下。(1)根據(jù)操作者在不同工作條件下的心理和生理變化情況，制訂適宜的工作和作息制度，促進(jìn)安全生產(chǎn)，提高勞動效率。(2)發(fā)生事故時除分析設(shè)備、工藝、原材料、防護(hù)裝置等方面存在的問題外，同時考慮事故發(fā)生前后操作者的心理狀態(tài)。從而可以從技術(shù)上和管理上采取防范措施。402．勞動心理學(xué)從心理學(xué)的角度研究照明、色調(diào)、音響、溫度、濕度3.人體測量學(xué)是通過人體的測量指導(dǎo)工作場所安全設(shè)計、勞動負(fù)荷和作息制度的確定以及有關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)的制訂。它需要測定人體各部分的相關(guān)尺寸，執(zhí)行器官活動所及的范圍。除了生理方面的測定外，還要進(jìn)行心理方面的測試。413.人體測量學(xué)是通過人體的測量指導(dǎo)工作場所安全設(shè)計、勞動三、化工安全技術(shù)的新進(jìn)展1．設(shè)備故障診斷技術(shù)和安全評價技術(shù)迅速發(fā)展。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，高壓技術(shù)的應(yīng)用，對壓力容器的安全監(jiān)測變得極為重要。無損探傷技術(shù)得到迅速發(fā)展，聲發(fā)射技術(shù)探測容器的裂紋方面，斷裂力學(xué)在評價壓力容器壽命方面都得到了重要應(yīng)用。危險性具有潛在的性質(zhì)，在一定條件下可以發(fā)展成事故。所以危險性辨識成為重要問題。目前國內(nèi)外積極推行的安全評價技術(shù)，就是在危險性辨識的基礎(chǔ)上，對危險性進(jìn)行定性和定量評價，并根據(jù)評價結(jié)果采取優(yōu)化的安全措施。42三、化工安全技術(shù)的新進(jìn)展1．設(shè)備故障診斷技術(shù)和安全評價技術(shù)2.監(jiān)測危險狀況、消除危險因素的新技術(shù)不斷出現(xiàn)。危險狀況測試、監(jiān)視和報警的新儀器不斷投入應(yīng)用。廣泛采用了煙霧報警器、火焰監(jiān)視器、感光報警器、可燃性氣體檢測報警儀、有毒氣體濃度測定儀、噪聲測定儀等儀器。消除危險因素的新技術(shù)、新材料和新裝置的研究不斷深入。壓力、溫度、流速、液位等工藝參數(shù)自動控制與超限保護(hù)裝置被許多化工企業(yè)所采用。432.監(jiān)測危險狀況、消除危險因素的新技術(shù)不斷出現(xiàn)。危險狀況測

3.救人滅火技術(shù)有了很大進(jìn)展許多國家在研制高效能滅火劑、滅火機和自動滅火系統(tǒng)等方面取得了很大進(jìn)展。4．預(yù)防職業(yè)危害的安全技術(shù)有了很大進(jìn)步在防塵、防毒、通風(fēng)采暖、照明采光、噪聲治理、振動消除、高頻和射頻輻射防護(hù)、放射性防護(hù)、現(xiàn)場急救等方面都取得了很大進(jìn)展。5．化工生產(chǎn)和化學(xué)品貯運。工藝安全技術(shù)、設(shè)施和器具等的操作規(guī)程及崗位操作法，化工設(shè)備設(shè)計、制造和安裝的安全技術(shù)規(guī)范不斷趨于完善，管理水平也有了很大提高。443.救人滅火技術(shù)有了很大進(jìn)展44第一章緒論第一節(jié)安全工程概述第二節(jié)化工工業(yè)發(fā)展與對安全的新要求第三節(jié)化工生產(chǎn)與安全第四節(jié)化工安全理論和技術(shù)的發(fā)展動向第五節(jié)事故的預(yù)防45第一章緒論第一節(jié)安全工程概述1第一節(jié)安全工程概述人類在求生存求發(fā)展的過程中，不斷地從自然界獲取物質(zhì)和精神財富，而同時又在一定條件下經(jīng)受著自然界作用于人類的危害。特別是在生產(chǎn)活動中，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)過程中的危險性也隨之上升。人們在長期的生產(chǎn)實踐中，為了保護(hù)自身的安全，不得不想辦法控制各種危害，從而積累了消除不安全因素，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展保護(hù)自身安全的經(jīng)驗。由此也逐漸形成了一門新的學(xué)科——安全科學(xué)。安全工程是安全科學(xué)的工學(xué)門類。它是研究生產(chǎn)過程中各種事故和職業(yè)性傷害發(fā)生的原因以及防止事故和職業(yè)病發(fā)生的一門科學(xué)技術(shù)。不同生產(chǎn)過程發(fā)生事故的種類和原因不完全相同，防止的方法也有所差異?；ぐ踩こ虅t針對化工生產(chǎn)中存在的主要危險和有害因素，研究其發(fā)生事故的原因及防范措施。46第一節(jié)安全工程概述人類在求生存求發(fā)展的過程中，不斷地從自安全生產(chǎn)的評價數(shù)據(jù)2019與2019相比：億元GDP死亡率從1.33降到0.413十萬工礦商貿(mào)從業(yè)人員死亡率從4.05%降到3.05%。道路交通萬車死亡率從13.7%降到5.1%。百萬噸煤死亡率從4.94%降到1.485%47安全生產(chǎn)的評價數(shù)據(jù)2019與2019相比：3一、安全工程的任務(wù)與目的任務(wù)：研究工業(yè)災(zāi)害發(fā)生的原理及規(guī)律，分析、評價生產(chǎn)中可能發(fā)生的事故，采用工程技術(shù)方法和科學(xué)管理手段控制生產(chǎn)中的危險有害因素，防止傷亡事故、職業(yè)病、職業(yè)中毒以及其他各種事故發(fā)生，創(chuàng)建安全、衛(wèi)生、舒適的勞動條件。目的：保護(hù)人的生命安全以及在生產(chǎn)活動中的身心健康，使職工在勞動中保持持久的勞動能力，提高勞動效率；保護(hù)設(shè)備財產(chǎn)不受損壞，使生產(chǎn)能安全、穩(wěn)定、順利地進(jìn)行，以提高經(jīng)濟效益。

48一、安全工程的任務(wù)與目的任務(wù)：研究工業(yè)災(zāi)害發(fā)生的原理及規(guī)律，二、安全工程研究的對象任何生產(chǎn)過程都離不開人、物、環(huán)境三個方面的因素，人包括從事生產(chǎn)活動的操作人員和各級管理人員；物有生產(chǎn)中所用的物質(zhì)(含原材料、輔助材料、催化劑、半成品、產(chǎn)品以及作為動力的能源)和機器設(shè)備(如機械設(shè)備、電氣設(shè)備、控制系統(tǒng)和儀器儀表等)；環(huán)境是指每個生產(chǎn)過程所處的作業(yè)環(huán)境和社會環(huán)境。三個方面因素構(gòu)成了“人—物—環(huán)境”生產(chǎn)系統(tǒng)，每個因素就是生產(chǎn)系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)都存在著一定的潛在危險因素，并在一定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)槭鹿?，影響系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。大量事故的調(diào)查結(jié)果表明，導(dǎo)致事故的原因基本上是由這三方面因素造成的。

49二、安全工程研究的對象任何生產(chǎn)過程都離不開人、物、環(huán)境三個方在人—物—環(huán)境系統(tǒng)中，三個子系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互制約、相互影響，構(gòu)成一個有機整體。例如，由于人對設(shè)備的設(shè)計、制造有缺陷或維修保養(yǎng)不良，使物(機器設(shè)備)存在著不安全狀態(tài)；物的不安全狀態(tài)又會在客觀上造成人有不安全行為的環(huán)境條件；社會環(huán)境和作業(yè)環(huán)境影響著人的心理、生理特征，某些環(huán)境因素也會使物的性能發(fā)生變化，例如機器壽命和精度下降。因此，安全工程要從系統(tǒng)的觀念出發(fā)，研究人、物、環(huán)境三個方面潛在的危險因素以及出現(xiàn)的條件和形成事故的規(guī)律，探討控制危險、預(yù)防事故的有效對策和手段，提高系統(tǒng)的安全可靠性。50在人—物—環(huán)境系統(tǒng)中，三個子系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互制約、相互影響三、安全工程研究的基本內(nèi)容由于生產(chǎn)過程存在著各種各樣不安全不衛(wèi)生因素，這些因素發(fā)生事故的規(guī)律及其預(yù)防方法不完全相同，因此安全工程研究的內(nèi)容范圍很廣，這些內(nèi)容歸納起來可分為以下三個方面：1.安全技術(shù)安全技術(shù)是針對生產(chǎn)勞動過程中存在著的危險因素，研究采取怎樣的技術(shù)措施將其消滅在事故發(fā)生之前，預(yù)防和控制工傷事故和其他各類事故的發(fā)生。它包括工藝、設(shè)備、控制等各個方面，例如變不安全的工藝流程和操作方法為安全的流程和方法，在設(shè)備上安裝防護(hù)裝置、保險裝置，設(shè)置安全聯(lián)鎖、緊急停車等控制手段。51三、安全工程研究的基本內(nèi)容由于生產(chǎn)過程存在著各種各樣不安全2.勞動衛(wèi)生技術(shù)是針對生產(chǎn)勞動過程中存在著對人體健康有害的因素，長期作用于人體會引起機體器官發(fā)生病變，導(dǎo)致職業(yè)中毒和職業(yè)病，研究如何防治職業(yè)危害的技術(shù)措施。這方面的內(nèi)容也稱職業(yè)衛(wèi)生。它包括防塵防毒、噪聲治理、振動消除、通風(fēng)采暖、采光照明，以及其他物理化學(xué)有害因素的防護(hù)、現(xiàn)場急救等。3.安全衛(wèi)生管理安全衛(wèi)生管理是指對安全生產(chǎn)所進(jìn)行的計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制的一系列活動。它是從立法上和組織上采取措施，保護(hù)職工在勞動過程中的安全和健康。研究的內(nèi)容主要有：制訂安全生產(chǎn)的方針政策、法令法規(guī)(包括各種規(guī)程、規(guī)范、條例、標(biāo)準(zhǔn))，使安全生產(chǎn)做到有法必依，有章可循，用法制的手段實施安全。522.勞動衛(wèi)生技術(shù)是針對生產(chǎn)勞動過程中存在著對人體健康有害的第二節(jié)化學(xué)工業(yè)發(fā)展與對安全的新要求一、化學(xué)工業(yè)發(fā)展歷程現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)始于18世紀(jì)的法國，隨后傳入英國。19世紀(jì)，以煤為基礎(chǔ)原料的有機化學(xué)工業(yè)在德國迅速發(fā)展起來。直到19世紀(jì)末，化學(xué)工業(yè)萌芽階段的工程問題，都是采用化學(xué)(家)加機械(工程師)的方式解決的。1888年，美國麻省理工學(xué)院開設(shè)了世界上最早的化學(xué)工程專業(yè)，接著，賓夕法尼亞大學(xué)等也先后設(shè)置了化學(xué)工程專業(yè)。這個時期化學(xué)工程教育的基本內(nèi)容是工業(yè)化學(xué)和機械工程。53第二節(jié)化學(xué)工業(yè)發(fā)展與對安全的新要求一、化學(xué)工業(yè)發(fā)展歷程9二、化工過程開發(fā)化工過程開發(fā)是指把化學(xué)實驗室的研究結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)化生產(chǎn)的全過程。它包括實驗室研究、模試、中試、設(shè)計、技術(shù)經(jīng)濟評價和試生產(chǎn)等許多內(nèi)容。過程開發(fā)的核心內(nèi)容是放大。由于化學(xué)工程基礎(chǔ)研究的進(jìn)展和放大經(jīng)驗的積累，特別是化學(xué)反應(yīng)工程理論的迅速發(fā)展，使得過程開發(fā)能夠按照科學(xué)的方法進(jìn)行。中間試驗不再是盲目地、逐級地，而是有目的地進(jìn)行?；瘜W(xué)工業(yè)過程開發(fā)的一個重要進(jìn)展是，可以用電子計算機進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬放大，中間試驗不再像過去那樣只是收集或產(chǎn)生關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的場所，而是檢驗數(shù)學(xué)模型和設(shè)計計算結(jié)果的場所。54二、化工過程開發(fā)化工過程開發(fā)是指把化學(xué)實驗室的研究結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化學(xué)工業(yè)過程開發(fā)可以概括為：1．利用現(xiàn)有的情報資料、技術(shù)數(shù)據(jù)、同類過程的成熟經(jīng)驗、小試或模試的實驗結(jié)果和化學(xué)化工知識，把化學(xué)工業(yè)過程抽象為理論模型；2．進(jìn)行工業(yè)裝置的概念設(shè)計，并根據(jù)概念設(shè)計相似縮小為中試裝置；3．比較電子計算機的數(shù)學(xué)模擬和中試結(jié)果，反復(fù)比較．不斷修正數(shù)學(xué)模型，使其達(dá)到一定精度，用于放大設(shè)計。55現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)過程開發(fā)可以概括為：11三、化學(xué)工業(yè)發(fā)展伴生的新危險進(jìn)入20世紀(jì)后，化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)展，環(huán)境污染和重大工業(yè)事故相繼發(fā)生。1961年9月14日日本富山市一家化工廠因管道破裂，氯氣外泄，使九干余人受害，532人中毒，大片農(nóng)田被毀。1974年英國一家化工廠己內(nèi)酰胺原料30噸環(huán)己烷泄漏發(fā)生的蒸氣云爆炸(28人死亡，89人負(fù)傷，1821戶家屋受損)1984年印度博帕爾發(fā)生的異氰酸甲酯泄漏所造成的中毒事故(3150人死亡，5萬多人失明，2萬多人受嚴(yán)重毒害，近8萬人終身殘疾，15萬人接受治療，受事件影響人口多達(dá)150余萬)，都是震驚世界的災(zāi)難。1960年到1977年的18年中，美國和西歐發(fā)生重大火災(zāi)和爆炸事故360余起，死傷1979人，損失數(shù)十億美元。我國化學(xué)工業(yè)事故也是頻繁發(fā)生，從1950年到2019年的50年中，因火災(zāi)和爆炸事故死傷4043人。56三、化學(xué)工業(yè)發(fā)展伴生的新危險進(jìn)入20世紀(jì)后，化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，涉及到的化學(xué)物質(zhì)的種類和數(shù)量顯著增加。很多化工物料的易燃性、反應(yīng)性和毒性本身決定了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)事故的多發(fā)性和嚴(yán)重性。反應(yīng)器、壓力容器的爆炸以及燃燒傳播速度超過聲速，都會產(chǎn)生破壞力極強的沖擊波，沖擊波將導(dǎo)致周圍廠房建筑物的倒塌，生產(chǎn)裝置、貯運設(shè)施的破壞以及人員的傷亡。如果是室內(nèi)爆炸，極易引發(fā)二次或二次以上的爆炸，爆炸壓力疊加，可能造成更為嚴(yán)重的后果。多數(shù)化工物料對人體有害，設(shè)備密封不嚴(yán)，特別是在間歇操作中泄漏的情況很多，容易造成操作人員的急性或慢性中毒。據(jù)我國化工部門統(tǒng)計，因一氧化碳、硫化氫、氯氣、氯氧化物、氨、苯、二氧化碳、二氧化硫、光氣、氯化鋇、氮氣、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物等16種化學(xué)物質(zhì)造成中毒、窒息的死亡人數(shù)占中毒死亡總?cè)藬?shù)的87.6％。而這些物質(zhì)在一般化工廠中是常見的。57隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，涉及到的化學(xué)物質(zhì)的種類和數(shù)量顯著增加。很隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化工生產(chǎn)呈現(xiàn)設(shè)備多樣化、復(fù)雜化以及過程連接管道化的特點。如果管線破裂或設(shè)備損壞，會有大量易燃?xì)怏w或液體瞬間泄放，迅速蒸發(fā)形成蒸氣云團(tuán)，與空氣混合達(dá)到爆炸下限。云團(tuán)隨風(fēng)漂移，飛至居民區(qū)遇明火爆炸，會造成難以想像的災(zāi)難。據(jù)估計50t的易燃液體泄漏、蒸發(fā)將會形成直徑為700m的云團(tuán)，在其覆蓋下的居民，將會被爆炸火球或擴散的火焰灼傷，火球或火焰的輻射強度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人所能承受的程度，同時還會因缺乏氧氣而使人窒息致死?；ぱb置的大型化使大量化學(xué)物質(zhì)都處于工藝過程或貯存狀態(tài)，一些密度比空氣大的液化氣體如氨、氯等，在設(shè)備或管道破裂處會以15°～30°角呈錐形擴散，在擴散寬度100m左右時，人還容易察覺迅速逃離，但在距離較遠(yuǎn)而毒氣尚未稀釋到安全值時，人則很難逃離并導(dǎo)致中毒，毒氣影響寬度可達(dá)1000m或更大。前述的印度博帕爾事件造成三千多人死亡就屬于這種情況。58隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化工生產(chǎn)呈現(xiàn)設(shè)備多樣化、復(fù)雜化以及過程四、化學(xué)工業(yè)發(fā)展對安全的新要求化工裝置大型化，在基建投資和經(jīng)濟效益方面的優(yōu)勢是無可爭辯的。但是，大型化是把各種生產(chǎn)過程有機地聯(lián)合在一起，輸入輸出都是在管道中進(jìn)行的。許多裝置互相連接，形成一條很長的生產(chǎn)線。規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不再有獨立運轉(zhuǎn)的裝置，裝置間互相作用、互相制約。這樣就存在許多薄弱環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)變得比較脆弱。為了確保生產(chǎn)裝置的正常運轉(zhuǎn)并達(dá)到規(guī)定目標(biāo)的產(chǎn)品，裝置的可靠性研究變得越來越重要。

59四、化學(xué)工業(yè)發(fā)展對安全的新要求化工裝置大型化，在基建投資和化工裝置大型化，加工能力顯著增大，大量化學(xué)物質(zhì)都處在工藝過程中，增加了物料外泄的危險性?；どa(chǎn)中的物料，多半本身就是能源和毒性源，一旦外泄就會造成重大事故，給生命和財產(chǎn)帶來巨大災(zāi)難。這就需要對過程物料和裝置結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行更為詳盡地考察，對可能的危險做出準(zhǔn)確的評估并采取恰當(dāng)?shù)膶Σ撸瑢ぱb置的制造加工工藝也提出了更高的要求?；ぐ踩O(shè)計在化工設(shè)計中變得更加重要。

60化工裝置大型化，加工能力顯著增大，大量化學(xué)物質(zhì)都處在工藝過化工裝置大型化，必然帶來生產(chǎn)的連續(xù)化和操作的集中化，以及全流程的自動控制。省掉了中間貯存環(huán)節(jié)，生產(chǎn)的彈性大大減弱。生產(chǎn)線上每一環(huán)節(jié)的故障都會對全局產(chǎn)生嚴(yán)重影響。對工藝設(shè)備的處理能力和工藝過程的參數(shù)，要求更加嚴(yán)格，對控制系統(tǒng)和人員配置的可靠性也提出了更高的要求。

新材料的合成、新工藝和新技術(shù)的采用，可能會帶來新的危險性。面臨從未經(jīng)驗過的新的工藝過程和新的操作，更加需要辨識危險，對危險進(jìn)行定性和定量評價，并根據(jù)評價結(jié)果采取優(yōu)化的安全措施。對危險進(jìn)行辨識和評價的安全評價技術(shù)的重要性越來越突出。61化工裝置大型化，必然帶來生產(chǎn)的連續(xù)化和操作的集中化，以及全第三節(jié)化工生產(chǎn)與安全化工生產(chǎn)的特點：化工生產(chǎn)的物料絕大多數(shù)具有潛在危險性生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜，工藝條件苛刻生產(chǎn)規(guī)模大型化，生產(chǎn)過程連續(xù)性強生產(chǎn)過程自動化程度高化工事故的特點：突發(fā)性；危險性；應(yīng)急處理難度大62第三節(jié)化工生產(chǎn)與安全化工生產(chǎn)的特點：18一、化學(xué)工業(yè)危險因素

美國保險協(xié)會(AIA)對化學(xué)工業(yè)的317起火災(zāi)、爆炸事故進(jìn)行調(diào)查，分析了主要和次要原因，把化學(xué)工業(yè)危險因素歸納為以下九個類型。

1．工廠選址(1)易遭受地震、洪水、暴風(fēng)雨等自然災(zāi)害；(2)水源不充足；(3)缺少公共消防設(shè)施的支援；(4)有高濕度、溫度變化顯著等氣候問題；(5)受鄰近危險性大的工業(yè)裝置影響；(6)鄰近公路、鐵路、機場等運輸設(shè)施；(7)在緊急狀態(tài)下難以把人和車輛疏散至安全地。

63一、化學(xué)工業(yè)危險因素192．工廠布局

(1)工藝設(shè)備和貯存設(shè)備過于密集；(2)有顯著危險性和無危險性的工藝裝置間的安全距離不夠；(3)昂貴設(shè)備過于集中；(4)對不能替換的裝置沒有有效的防護(hù)；(5)鍋爐、加熱器等火源與可燃物工藝裝置之間距離太?。?6)有地形障礙。642．工廠布局203.結(jié)構(gòu)

(1)支撐物、門、墻等不是防火結(jié)構(gòu)；(2)電氣設(shè)備無防護(hù)措施；(3)通風(fēng)換氣能力不足；(4)控制和管理的指示裝置無防護(hù)措施；(5)裝置基礎(chǔ)薄弱。4．對加工物質(zhì)的危險性認(rèn)識不足(1)在裝置中原料混合，在催化劑作用下自然分解；(2)對處理的氣體、粉塵等在其工藝條件下的爆炸范圍不明確；(3)沒有充分掌握因誤操作、控制不良而使工藝過程處于不正常狀態(tài)時的物料和產(chǎn)品的詳細(xì)情況。653.結(jié)構(gòu)215.化工工藝

(1)沒有足夠的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)數(shù)據(jù)：(2)對有危險的副反應(yīng)認(rèn)識不足；(3)沒有根據(jù)熱力學(xué)研究確定爆炸能量；(4)對工藝異常情況檢測不夠。6．物料輸送

(1)各種單元操作時對物料流動不能進(jìn)行良好控制；(2)產(chǎn)品的標(biāo)示不完全；(3)風(fēng)送裝置內(nèi)的粉塵爆炸；(4)廢氣、廢水和廢渣的處理；(5)裝置內(nèi)的裝卸設(shè)施。665.化工工藝227．誤操作

(1)忽略關(guān)于運轉(zhuǎn)和維修的操作教育；(2)沒有充分發(fā)揮管理人員的監(jiān)督作用；(3)開車、停車計劃不適當(dāng)；(4)缺乏緊急停車的操作訓(xùn)練；(5)沒有建立操作人員和安全人員之間的協(xié)作體制。677．誤操作238.設(shè)備缺陷

(1)因選材不當(dāng)而引起裝置腐蝕、損壞；(2)設(shè)備不完善，如缺少可靠的控制儀表等；(3)材料的疲勞；(4)對金屬材料沒有進(jìn)行充分的無損探傷檢查或沒有經(jīng)過專家驗收；(5)結(jié)構(gòu)上有缺陷，如不能停車而無法定期檢查或進(jìn)行預(yù)防維修；(6)設(shè)備在超過設(shè)計極限的工藝條件下運行；(7)對運轉(zhuǎn)中存在的問題或不完善的防災(zāi)措施沒有及時改進(jìn);(8)沒有連續(xù)記錄溫度、壓力、開停車情況及中間罐和受壓罐內(nèi)的壓力變動。688.設(shè)備缺陷249．防災(zāi)計劃不充分

(1)沒有得到管理部門的大力支持；(2)責(zé)任分工不明確；(3)裝置運行異?；蚬收蟽H由安全部門負(fù)責(zé)(4)沒有預(yù)防事故的計劃，或即使有也很差(5)遇有緊急情況未采取得力措施，(6)沒有實行由管理部門和生產(chǎn)部門共同進(jìn)行的定期安全檢查(7)沒有對生產(chǎn)負(fù)責(zé)人和技術(shù)人員進(jìn)行安全生產(chǎn)的繼續(xù)教育和防災(zāi)培訓(xùn)。699．防災(zāi)計劃不充分25瑞士再保險公司統(tǒng)計了化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的102起事故案例，分析了上述九類危險因素所起的作用，表1為統(tǒng)計結(jié)果。表1－1化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的危險因素類別危險因素危險因素的比例/%化學(xué)工業(yè)石油工業(yè)123456789工廠選址問題工廠布局問題結(jié)構(gòu)問題對加工物質(zhì)的危險性認(rèn)識不足化工工藝問題物料輸送問題誤操作問題設(shè)備缺陷問題防災(zāi)計劃不充分3.52.03.020.210.64.417.231.18.07.012.014.02.03.04.010.046.02.0由表1—1可以看出，設(shè)備缺陷問題是第一位的危險，若能消除此項危險因素，則化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的安全就會獲得有效改善。

在化學(xué)工業(yè)中，“4”和“5”兩類危險因素占較大比例。這是由以化學(xué)反應(yīng)為主的化學(xué)工業(yè)的特征所決定的。在石油工業(yè)中，“2”和“3”兩類危險因素占較大比例。石油工業(yè)的特點是需要處理大量可燃物質(zhì)，由于火災(zāi)、爆炸的能量很大，所以裝置的安全間距和建筑物的防火層不適當(dāng)時就會形成較大的危險。誤操作問題在兩種工業(yè)危險中都占較大比例。操作人員的疏忽常常是兩種工業(yè)事故的共同原因。而在化學(xué)工業(yè)中所占比重更大一些。在以化學(xué)反應(yīng)為主體的裝置中，誤操作常常是事故的重要原因。70瑞士再保險公司統(tǒng)計了化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的102起事故案例，分二、化工裝置緊急狀態(tài)對于化工裝置的緊急狀態(tài)可以劃分為以下五個等級。(1)運轉(zhuǎn)失靈是指運轉(zhuǎn)發(fā)生紊亂，只要更換備用設(shè)施，就可在故障或事故之前恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。(2)故障是指設(shè)備需要停車檢修，但又未發(fā)生其他損壞的狀態(tài)。(3)異常是指對工藝過程需要采取一定措施，否則就有可能發(fā)生事故。(4)事故是指設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止或火災(zāi)、爆炸、毒物泄漏、人員傷亡。對此必須采取緊急措施。(5)災(zāi)害指不但發(fā)生了事故，而且事故狀態(tài)擴展，對外界造成威脅。需要采取緊急措施，并求得外部支援。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，故障狀態(tài)總是不可避免的。為了不使故障惡化到異常的程度，應(yīng)該對故障、異常狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查分析，采取相應(yīng)措施，力求不要達(dá)到事故狀態(tài)。71二、化工裝置緊急狀態(tài)對于化工裝置的緊急狀態(tài)可以劃分為以下五個三、化學(xué)工業(yè)安全措施在前面，已經(jīng)給出了化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的危險因素，以下將針對較大比例的危險因素提出相應(yīng)的安全措施。1．設(shè)備安全

確定設(shè)備的安全性，需要考慮以下因素：

(1)是否按照相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計；(2)是否按照設(shè)計說明書正確進(jìn)行制造；(3)是否有適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)裝置；(4)維護(hù)、檢查的程序是否完善。

72三、化學(xué)工業(yè)安全措施在前面，已經(jīng)給出了化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的危對于所有化工裝置的設(shè)計，目前還沒有全部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，但在機械設(shè)備方面的設(shè)計則已經(jīng)實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。關(guān)于壓力容器，許多規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)都規(guī)定了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計時，除這些標(biāo)準(zhǔn)外，還需要考慮結(jié)構(gòu)材料、施工方法、設(shè)計強度、金屬厚度等因素。自動化、儀表化是化工裝置安全運行的重要因素。所有的儀表都應(yīng)該是可靠的，且具有良好的耐腐蝕性和耐候性。儀表安裝時應(yīng)考慮到易于檢查和維修。73對于所有化工裝置的設(shè)計，目前還沒有全部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，但在機械設(shè)2．物料加工和操作安全

應(yīng)該建立原料、中間體、產(chǎn)物和副產(chǎn)物的完整的物性數(shù)據(jù)檔案。對各種物質(zhì)的狀態(tài)、閃點、沸點、熔點、爆炸極限、燃點等性質(zhì)數(shù)據(jù)，以及操作、貯運、應(yīng)急處置等，都應(yīng)該有清晰地了解。對于操作程序，可分為有化學(xué)反應(yīng)的和無化學(xué)反應(yīng)的兩種類型。對可能發(fā)生的誤操作，以及一旦發(fā)生所造成的后果，應(yīng)分門別類地進(jìn)行分析和評價。特別是對可能造成重大損失或損害的操作要格外注意。742．物料加工和操作安全應(yīng)該建立原料、中間體、產(chǎn)物和副產(chǎn)物的3．裝置布局安全化工裝置的布局和排列，對于絕大多數(shù)操作都應(yīng)該是最有效的，而且安全問題也必須放在同等重要的地位。對于大量處理可燃液體的石油和化工企業(yè)，裝置布局和設(shè)備間距應(yīng)該注意：

(1)需要留有足夠的空地以把工藝單元可能的火災(zāi)控制在最小范圍；(2)對于極為重要的單系列裝置，要保留足夠的空間；(3)危險性極大的區(qū)域應(yīng)該與其他部分保持足夠的安全距離；(4)裝置事故不能直接影響水、電、氣(汽)等公用工程設(shè)施；(5)因各種原因有可能使裝置界區(qū)內(nèi)浸水時，應(yīng)該設(shè)置防水設(shè)備；(6)應(yīng)該特別注意公路、鐵路在裝置附近的情況；(7)對于道路的設(shè)置，應(yīng)該注意在發(fā)生事故時能較方便地接近裝置；(8)在裝置的邊界和出入口，應(yīng)該安裝監(jiān)視設(shè)施。753．裝置布局安全化工裝置的布局和排列，對于絕大多數(shù)操作都應(yīng)該第四節(jié)化工安全理論和技術(shù)的發(fā)展動向化工安全工程是一門涉及范圍很廣、內(nèi)容極為豐富的綜合性學(xué)科。它涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、天文、地理等基礎(chǔ)科學(xué)；電工學(xué)、材料力學(xué)、勞動衛(wèi)生學(xué)等應(yīng)用科學(xué)：化工、機械、電力、冶金、建筑、交通運輸?shù)裙こ碳夹g(shù)科學(xué)。在過去幾十年中，化工安全的理論和技術(shù)隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和各學(xué)科知識的不斷深化，取得了較大進(jìn)展。除了對火災(zāi)、爆炸、靜電、輻射、噪聲、職業(yè)病和職業(yè)中毒等方面的研究不斷深入外，還把系統(tǒng)工程學(xué)的理論和方法應(yīng)用于安全領(lǐng)域，派生出了一個新的分支——安全系統(tǒng)工程學(xué)。76第四節(jié)化工安全理論和技術(shù)的發(fā)展動向化工安全工程是一門涉及范一、化工危險性評價和安全工程近年來一些大型化工企業(yè)為了防止重大的災(zāi)難性事故，提出了不少安全評價方法。這些方法的核心內(nèi)容是辨識和評價危險性。所謂危險性是指在各類生產(chǎn)活動中造成人員傷亡和財產(chǎn)損失的潛在性原因，處理不當(dāng)有可能發(fā)展成為事故。下面簡略介紹幾種常用的安全工程評價方法。77一、化工危險性評價和安全工程近年來一些大型化工企業(yè)為了防止重1．經(jīng)驗系統(tǒng)化方法通過以往的事故經(jīng)驗把評價對象的危險性辨識出來。(1)安全檢查表法把評價對象劃分為子系統(tǒng)．如廠區(qū)選址、公用工程、工藝流程、設(shè)備配置、安全裝置、環(huán)衛(wèi)措施、人機工程、消防設(shè)施等，根據(jù)過去的經(jīng)驗，找出危險性所在并附以有關(guān)的規(guī)范要求，按序編制成表。(2)危險性預(yù)先分析法預(yù)先對系統(tǒng)中的危險性類別、存在的條件、導(dǎo)致事故的后果，進(jìn)行概略的分析，搞清楚潛在的危險性，以避免采用不安全的工藝技術(shù)路線、危險性高的原材料和設(shè)備等。(3)Dow化學(xué)公司法美國Dow化學(xué)公司根據(jù)工廠所用原料的物性及其危險性，結(jié)合加工工藝的一般和特殊危險性，換算成爆炸指數(shù)，然后按指數(shù)大小確定危險等級，并據(jù)此確定在消防設(shè)施、電器儀表、控制方法等方面的要求。781．經(jīng)驗系統(tǒng)化方法通過以往的事故經(jīng)驗把評價對象的危險性辨識出2．系統(tǒng)解剖分析法當(dāng)開發(fā)化學(xué)工業(yè)新工藝，新建或改建裝置時，對其中的危險性還沒有足夠的認(rèn)識，這時需要對系統(tǒng)進(jìn)行解剖，研究各個組成部分的作用及其發(fā)生故障時對系