化工安全概论.ppt

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1、化工安全管理概论,第一章 绪论,化学工业发展史,1、古代的化学加工2、早期的化学工业3、化学工业大发展时期4、现代化学工业,化学工业发展史,一、古代的化学加工,中国新石器时期(公元前2500年)烧制的彩陶罐,隋代（581618）烧制的三彩陶骆驼,西汉（公元前 206公元25年）制作的云纹漆鼎,唐代（618907）越州窑烧制的青瓷水注,化学工业发展史,据考证目前国际公认的东方化学工业的鼻祖是源自中国春秋时期的李耳。即我们神话故事中常说的太上老君。西方的化工鼻祖是古希腊的亚里士多德。李耳：初秋时期楚国人，即是老子（约公元前600-公元前500），姓李，名耳，字聃，又字伯阳，春秋时楚国苦县人。中国古

2、代哲学家和思想家，世界文化名人，世界百位历史名人之一，曾任周朝守藏室之史。主无为之说，后世以为道家始祖。孔子尝往问礼，著有道德经五千余言。现今社会各行业中，如：铁匠、煤窑匠、碗筷匠、磨刀匠、蹄铁匠等，皆祭拜老子为祖师爷。亦称 为伯阳、太上老君、老聃、老君、老子、老子道君、李伯阳、李老君。,化学工业发展史,亚里士多德（前384前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。是柏拉图的学生，亚历山大的老师。公元前335年，他在雅典办了一所叫吕克昂的学校，被称为逍遥学派。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物，恩格斯称他是古代的黑格尔。,化学工业发展史,老子

3、肖像,亚里士多德,（公元前384322年）,（约公元前600500年）,化学工业发展史,古代的化学加工,18世纪中叶追溯到远古时期，从那时起人类就能运用化学加工方法制作一些生活必需品，如制陶，酿造，染色，冶炼，制漆，造纸以及制造医药，火药和肥皂.,化学工业发展史,早期的化学工业（十八世纪中叶至20世纪初）无机化工酸、碱生产初具规模有机化工人工合成染料、药物、香料等高分子材料,早期的化学工业,吕布兰法制纯碱（以食盐、硫酸、木炭和石灰石为原料）：第一步利用硫酸将食盐转变为硫酸钠：2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl 第二步将硫酸钠与木炭、石灰石在炉中共热：Na2SO4+4CNa2S+4CO

4、 Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS 由于产物中混有未反应的黑炭，因此产物成黑色灰状物，称为黑灰。黑灰中含40%45%的碳酸钠。第三步将黑灰用水浸取，溶液经浓缩后碳酸钠结晶析出。硫化钙不易溶于水，沉淀成渣子被弃掉。,早期的化学工业,索尔维制碱法/氨碱法（以食盐、氨、二氧化碳为原料：NH3+CO2+H2ONH4HCO3 NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+H2O氨碱法使生产实现了连续性生产，食盐的利用率得到提高，产品质量纯净，因而被称为纯碱，但最大的优点还在于成本低廉。,早期的化学

5、工业,侯氏制碱法/联碱法：反应过程与索尔维法一致，但利用NH4Cl的溶解度低温下比NaCl小,可以在低温状态下向(2)中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率。,早期的化学工业,化学工业大发展时期（20世纪初至战后的6070年代）合成氨工业石油化工高分子化工精细化工,化工与能源的关系,能源可以分为一次能源和二次能源。一次能源系指从自然界获得、而且可以直接应用的热能或动力，通常包括煤、石油、天然气等化石燃料以及水能、核能等。消耗量十分巨大的世界能源，主要是化石燃料。目前全世界范围内化石燃料仍将占能源的主要地位。但随着时间的推移，由于化石燃料资源的限制，除上述常规能

6、源外，若干非常规能源的发展将越来越受到重视。非常规能源指核能和新能源，后者包括太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能、海洋能和生物能（如沼气）可燃冰等。在太阳能、核能利用的研究开发和大规模应用的漫长过程中，化学工业大有用武之地。,现代化学工业,据统计，目前世界上所具有的化学物质实际约达1000多万种，每年新增约10万种之多。材料数量虽多，若按化学组成分类，可以概括为金属材料、无机非金属材料和聚合物材料三大类。也有将复合材料列为第四大类，或者把它看作是由三大类中派生出来的一类新材料。一般来说，除金属是冶金部门生产的产品外，其余都是化工生产的材料。总之，化学工业的发展极大地丰富了人类的生活，养活了世

7、界70亿人口。,现代化学工业,现代化学工业始于18世纪的法国，随后传入英国。19世纪，以煤为基 础原料的有机化学工业在德国迅速发展起来。直到19世纪末，化学工业萌芽阶段的工程问题，都是采用化学(家)加机械(工程师)的方式解 决的。现代化学工业的发展时期是在美国开始的。19世纪末20世纪初，石油的开采和大规模石油炼厂的兴建为石油化学工业的发展和化学工程技术的产生奠定了基础。同以煤为基础原料的煤化学工业相比，炼油业的化学背景不那么复杂多样化，因此有可能也有必要进行工业过程本身的研究，以适应大规模生产的需要。这就是在美国产生以“单元操作”为主要标志的现代化学工业的背景。,现代化学工业的特点,现代化学

8、工业越来越向大型化、自动化、节能化、精细化的趋势发展。但是化工行业本身生产过程中的高温、低温、高压、有毒、有害、易燃、易爆物质在检修或运行期间的泄漏均有可能导致中毒、爆炸、环境污染的事故。所以，在化工企业工作的任何个人必须具备一定的安全防护技能，以便在突发事件中能够最大限度的减小损失。,现代化学工业的特点,进入20世纪后，化学工业迅速发展，环境污染和重大工业事故相继发 生。1961年9月14日日本富山市一家化工厂因管道破裂，氯气外泄，使九干余人受害，532人中毒，大片农田被毁。1974年英国Flixborough地区化工厂己内酰胺原料30吨环己烷泄漏 发生的蒸气云爆炸(28人死亡，89人负伤，

9、1821户家屋受损)和1984年印度博帕尔发生的异氰酸甲酯泄漏所造成的中 毒事故(3150人死亡，5万多人失明，2万多人受严重毒害，近8万人终身残疾，15万人接受治疗，受事件影响人口多达150余万)，都是震惊世界的灾难。1960年到1977年的18年中，美国和西欧 发生重大火灾和爆炸事故360余起，死伤1979人，损失数十亿美元。我国 化学工业事故也是频繁发生，从1950年到1999年的50年中，发生各类伤 亡事故23425起，死伤25714人，其中因火灾和爆炸事故死伤4043人。,现代化学工业的特点,随着化学工业的发展，涉及到的化学物质的种类和数量显著增加。很多化工物料的易燃性、反应性和毒性

10、本身决定了化学工业生产事故的多发性和 严重性。反应器、压力容器的爆炸以及燃烧传播速度超过声速，都会产生破坏力极强的冲击波，冲击波将导致周围厂房建筑物的倒塌，生产装 置、贮运设施的破坏以及人员的伤亡。如果是室内爆炸，极易引发二次或 二次以上的爆炸，爆炸压力叠加，可能造成更为严重的后果。多数化工物料对人体有害，设备密封不严，特别是在间歇操作中泄漏的情况很多，容易造成操作人员的急性或慢性中毒。据我国化工部门统计，因一氧化碳、硫化 氢、氯气、氯氧化物、氨、苯、二氧化碳、二氧化硫、光气、氯化钡、氮气、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物等16种化学物质造成中毒、窒息的死亡人数占中毒死亡总人数的87.6。而这些

11、物质在一般化工厂中是很常见的。,现代化学工业的特点,化工装置大型化，必然带来生产的连续化和操作的集中化，以及全流程的自动控制。省掉了中间贮存环节，生产的弹性大大减弱。生产线上每一环节的故障都会对全局产生严重影响。对工艺设备的处理能力和工艺过程的参数，要求更加严格，对控制系统和人员配置的可靠性也提出了更高的要求。新材料的合成、新工艺和新技术的采用，可能会带来新的危险性。面临从未经验过的新的工艺过程和新的操作，更加需要辨识危险，对危险进行定性和定量评价，并根据评价结果采取优化的安全措施。对危险进行辨识和评价的安全评价技术的重要性越来越突出。,第二章 安全工程,安全工程,1、安全工程的定义2、安全工

12、程任务与目的3、安全工程研究的对象4、事故产生的原因5、,安全工程的定义,人类在求生存求发展的过程中，不断地从自然界获取物质和精神财富，而同时又在一定条件下经受着自然界作用于人类的危害。特别是在生产活动中，随着生 产技术的不断发展，生产过程中的危险性也随之上升。人们在长期的生产实践中，为了保护自身的安全，不得不想办法控制各种危害，从而积累了消除不安全因素，促进生产发展，保护自身安全的经验。由此也逐渐形成了一门新的学科安全科学。安全工程是安全科学的工学门类。它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科学技术。不同生产过程发生事 故的种类和原因不完全相同，防止的

13、方法也有所差异。化工安全工程则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。,安全工程的任务与目的,任务：研究工业灾害发生的原理及规律，分析、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、职业中毒以及其他各种事故发生，创建安全、卫生、舒适的劳动条件。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。,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

14、员和各级管理人员；物有生产中所用的物质(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)；环境是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。,安全工程研究的对象,在人物环境系统中，三个子系统相互联系、相互制约、相互影响，构成一个有 机整体。例如，由于人对设备的设计、制造有缺陷或维修保养不良，使物(机

15、器设 备)存在着不安全状态；物的不安全状态又会在客观上造成人有不安全行为的环境 条件；社会环境和作业环境影响着人的心理、生理特征，某些环境因素也会使物的 性能发生变化，例如机器寿命和精度下降。因此，安全工程要从系统的观念出发，研究人、物、环境三个方面潜在的危险因素以及出现的条件和形成事故的规律，探讨控制危险、预防事故的有效对策和手段，提高系统的安全可靠性。,安全工程研究的对象,化工安全工程是一门涉及范围很广、内容极为丰富的综合性学科。它涉及数学、物理、化学、生物、天文、地理等基础科学；电工学、材料力学、劳动卫生学等应用科学：化工、机械、电力、冶金、建筑、交通运输等工程 技术科学。在过去几十年中

16、，化工安全的理论和技术随着化学工业的发展和各学科知识的不断深化，取得了较大进展。除了对火灾、爆炸、静电、辐射、噪声、职业病和职业中毒等方面的研究不断深入外，还把系统工程学的理论和方法应用于安全领域，派生出了一个新的分支安全系统工程学。化工装置和控制技术的可靠性研究发展很快，化工设备故障诊断技术、化工安全评价技术，以及防火、防爆和防毒的技术和手段都有了很大发展。,安全工程研究的对象,由于生产过程存在着各种各样不安全不卫生因素，这些因素发生事故的规律及其预防方法不完全相同，因此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：1.安全技术 安全技术是针对生产劳动过程中存在着的危险因

17、素，研究采取怎样的技术措 施将其消灭在事故发生之前，预防和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，例如变不安全的工艺流程和操作方法为安全的流程和方法，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。,安全工程研究的对象,2.劳动卫生技术 它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。这方面的内容也称职业卫生。它包括防尘防毒、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 安全卫生管理是指对安全

18、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。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必依，有章可循，用法制的手段实施安全。,事故产生的原因,1工厂选址(1)易遭受地震、洪水、暴风雨等自然灾害；(2)水源不充足；(3)缺少公共消防设施的支援；(4)有高湿度、温度变化显著等气候问题；(5)受邻近危险性大的工业装置影响；(6)邻近公路、铁路、机场等运输设施；(7)在紧急状态下难以把人和车辆疏散至安全地。,事故产生的原因,2工厂布局(1)工艺设备和贮存设备过于密集

19、；(2)有显著危险性和无危险性的工艺装置间的安全距离不够；(3)昂贵设备过于集中；(4)对不能替换的装置没有有效的防护；(5)锅炉、加热器等火源与可燃物工艺装置之间距离太小；(6)有地形障碍。,事故产生的原因,3.结构(1)支撑物、门、墙等不是防火结构；(2)电气设备无防护措施；(3)防爆通风换气能力不足；(4)控制和管理的指示装置无防护措施；(5)装置基础薄弱。4对加工物质的危险性认识不足。(1)在装置中原料混合，在催化剂作用下自然分解；(2)对处理的气体、粉尘等在其工艺条件下的爆炸范围不明确(3)没有充分掌握因误操作、控制不良而使工艺过程处于不正常状态时的物料和产品的详细情况。,事故产生的

20、原因,5.化工工艺(1)没有足够的有关化学反应的动力学数据：(2)对有危险的副反应认识不足；(3)没有根据热力学研究确定爆炸能量；(4)对工艺异常情况检测不够。6物料输送(1)各种单元操作时对物料流动不能进行良好控制；(2)产品的标示不完全；(3)风送装置内的粉尘爆炸；(4)废气、废水和废渣的处理；(5)装置内的装卸设施。,事故产生的原因,7误操作(1)忽略关于运转和维修的操作教育；(2)没有充分发挥管理人员的监督作用；(3)开车、停车计划不适当；(4)缺乏紧急停车的操作训练；(5)没有建立操作人员和安全人员之间的协作体制,事故产生的原因,8.设备缺陷(1)因选材不当而引起装置腐蚀、损坏；(2

21、)设备不完善，如缺少可靠的控制仪表等；(3)材料的疲劳；(4)对金属材料没有进行充分的无损探伤检查或没有经过专家验收(5)结构上有缺陷，如不能停车而无法定期检查或进行预防维修；(6)设备在超过设计极限的工艺条件下运行；(7)对运转中存在的问题或不完善的防灾措施没有及时改进;(8)没有连续记录温度、压力、开停车情况及中间罐和受压罐内的压力变动。,事故产生的原因,9防灾计划不充分(1)没有得到管理部门的大力支持；(2)责任分工不明确；(3)装置运行异常或故障仅由安全部门负责(4)没有预防事故的计划，或即使有也很差(5)遇有紧急情况未采取得力措施，(6)没有实行由管理部门和生产部门共同进行的定期安全

22、检查(7)没有对生产负责人和技术人员进行安全生产的继续教育和防灾培训。,人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用,前述，多数工业事故都是由于人员失误造成的。在工业生产中，人的作用日益受到重视。围绕人展开的研究，如人机工程学、劳动心理学和人体测量学等方面都取得了较大进展。1.人机工程学 是现代管理科学的重要组成部分。它应用生物学、人类学、心理学、人类测量学和工程技术科学的成就，研究人与机器的关系，使工作效率达到最佳状态。,人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用,主要研究内容：(1)人机协作。人的优点是对工作状况有认知能力和适应能力，但容易受精神状态和情绪变化的支配。而且人易疲劳，缺乏耐久性。机

23、械则能持久运转，输出能量较大，但对故障和外界干扰没有自适应能力。人和机械都取其长，弃其短，密切配合，组成一个有机体，从根本上提高人机系统的安全性和可靠性，获得最佳工作效率。(2)改善工作条件。人在高温、辐射、噪声、粉尘、烟雾、昏暗、潮湿等恶劣环境条件下容易失误，引发事故，改善工作条件则可以保证人身安全，提高工作效率。,人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用,(3)改善机具设施。机具设施的设计应适合人体的生理特点，这样可减少失误行为。(4)提高工作技能。对操作者进行必要的操作训练，提高其操作技能，并根据操作技能水平选评其所承担的工作。(5)因人制宜。研究特殊工种对劳动者体能和心智的要求，选派适

24、宜的人员从事特殊工作。,二、劳动心理学,从心理学的角度研究照明、色调、音响、温度、湿度、家庭生活与劳动者劳动效率的关系。主要内容如下。(1)根据操作者在不同工作条件下的心理和生理变化情况，制订适宜的工作和作息制度，促进安全生产，提高劳动效率。(2)发生事故时除分析设备、工艺、原材料、防护装置等方面存在的问题外，同时考虑事故发生前后操作者的心理状态。从而可以从技术上和管理上采取防范措施。,三、人体测量学,是通过人体的测量指导工作场所安全设计、劳动负荷和作息 制度的确定以及有关的安全标准的制订。它需要测定人体各部分的相关尺 寸，执行器官活动所及的范围。除了生理方面的测定外，还要进行心理方面 的测试

25、。人体测量学的成果为人机工程学、安全系统工程等现代安全技术科 学所采用。,四、化工安全技术的新进展,近几十年来，安全技术的科学技术成果的不断发展，使安全技术已发展成为一个独立的科学技术体系。对 安全的认识不断深化，实现实全生产的方法和手段日趋完善。1设备故障诊断技术和安全评价技术迅速发展。随着化学工业的发展，高压技术的应用，对压力容器的安全监测变得极 为重要。无损探伤技术得到迅速发展，声发射技术和红外热像技术在探测容 器的裂纹方面，断裂力学在评价压力容器寿命方而都得到了重要应用。危险性具有潜在的性质，在一定条件下可以发展成事故，也可以采取措 施抑制其发展。所以危险性辨识成为重要问题。目前国内外

26、积极推行的安全 评价技术，就是在危险性辨识的基础上，对危险性进行定性和定量评价，并 根据评价结果采取优化的安全措施。,化工安全技术的新进展,2监测危险状况、消除危险因素的新技术不断出现 危险状况测试、监视和报警的新仪器不断投入应用。不少国家广泛采用了烟雾报警器、火焰监视器。感光报警器、可燃性气体检测报警仪、有毒气 体浓度测定仪、噪声测定仪、电荷密度测定仪和嗅敏仪等仪器。消除危险因素的新技术、新材料和新装置的研究不断深入。橡胶和纺织 行业已有效地采用了放射性同位素静电中和剂，在烃类燃料和聚合物溶液 中，抗静电添加剂已投入使用。压力、温度、流速、液位等工艺参数自动控 制与超限保护装置被许多化工企业

27、所采用。,化工安全技术的新进展,3.救人灭火技术有了很大进展 许多国家在研制高效能灭火剂、灭火机和自动灭火系统等方面取得了很 大进展。如美国研制成功的新灭火抢救设备空中飞行悬挂机动系统，具有救人救火等多种功能。法国研制的含有玻璃纤维的弹性软管，能耐800的高温，当人在软管中迅速滑落时，不会灼伤，手和脸部的皮肤也不会擦伤。4预防职业危害的安全技术有了很大进步 在防尘、防毒、通风采暖、照明采光、噪声治理、振动消除、高频和射 频辐射防护、放射性防护、现场急救等方面都取得了很大进展。5化工生产和化学品贮运 工艺安全技术、设施和器具等的操作规程及岗位操作法，化工设备设计、制造和安装的安全技术规范不断趋于完善，管 理水平也有了很大提高。,