化工安全设计1绪论

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％。 而这些物质在一般化工厂中是常 见的。
2．生产工艺过程复杂、工艺条件苛刻 化工生产从原料到产品，一般都需要经过许多工 序和复杂的加工单元，通过多次反应或分离才能完 成。
2．物料加工和操作安全
?应该建立原料、中间体、产物和副产物的完整的 物性数据档案。对各种物质的状态、闪点、沸点、 熔点、爆炸极限、燃点等性质数据，以及操作、贮 运、应急处置等，都应该有清晰地了解。对物 质 性质所伴生的危险和可能造成的损失或损害，以及 相应的对策应进行分析和说明，达到防患于未然的 目的。
现代化学工业过程开发可以概括为：
1．利用现有的情报资料、技术数据、同类过程的成熟经验、 小试或模 试的实验结果和化学化工知识，把化学工业过程抽 象为理论模型；
2．进行工业装置的概念设计，并根据概念设计相似缩小 为中试装置；
3．比较电子计算机的数学模拟和中试结果，反复比较．不 断修正数学 模型，使其达到一定精度，用于放大设计。
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。
8.设备缺陷
(1) 因选材不当而引起装置腐蚀、损坏；
(2) 设备不完善，如缺少可靠的控制仪表等；
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。
第三节 安全设计概论
一 安全设计概述
化工革命： 单元操作、三传一反、产品工程 几个阶段 ：研究室的试验装置、小试装置、中试装置、 半工业化装置、工业化装置 应用研究领域内容：制造方法的研究、制造条件的研究、 物料平衡、能量平衡及生产成本估算；原料质量和产品质 量的研究；产品作用及应用产品质量的研究 小试试验:使用工业材料、用最小的设备对不同的制造过 程进行研究的阶段； 中试试验：设置一系列可以连续运行的设备的阶段。
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。
2.0
三、化学工业安全措施
在前面，已经给出了化学工业和石油工业的危险 因素，以下将针对较大比例的危险因素提出相应的 安全措施。
1．设备安全 确定设备的安全性，需要考虑以下因素： (1)是否按照相应的安全标准、规范进行设计； (2)是否按照设计说明书正确进行制造； (3)是否有适当的安全防护装置； (4)维护、检查的程序是否完善。
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?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。
?二次能源 (除电外 )通常是指从一次能源（主要是 化石燃料）经过各种化工过程加工制得的、使用价 值更高的燃料。 例如：由石油炼制获得的汽油、喷气燃
料、 柴油、 重油等液体燃料，它们广泛用于汽车、飞机、 轮船等，是现代交通运输和军事的重要物资；还有煤加工 所制成的工业煤气、民用煤气等重要的气体燃料；此外， 也包括从煤和油页岩制取的人造石油。
类
危险因素
别
1
工厂选址问题
2
工厂布局问题
3
结构问题
4
对加工物质的危险性认识不足
5
化工工艺问题
6
物料输送问题
7
误操作问题
8
设备缺陷问题
9
防灾计划不充分
危险因素的比例/%
化学工业
石油工业
3.5
7.0
2.0
12.0
3.0
14.0
20.2
2.0
10.6
3.0
4.4
4.0
17.2
10.0
31.1
46.0
8.0
第三节 安全设计概论
二、 安全设计的重要性
?化工装置大型化，在基建投资和经济效 益方面的优势是无可争辩的。但是，大型 化是把各种生产过程有机地联合在一起， 输入输出都是在管道中进行的。许多装置 互相连接，形成一条很长的生产线。规模 巨大、结构复杂，不再有独立运转的装置， 装置间互相作用、互相制约。这样就 存在 许多薄弱 环节，使系统变得比较脆弱。为 了确保生产装置的正常运转并达到规定目 标的产品，装置的可靠性研究变得越来越 重要。
?化石型燃料 ：煤：100~20年0 ；石油： 30~50年； 天然气： 200~30年0
二、化工生产的特点
1．化工生产的物料绝大多数具有潜在危险性
如聚乙烯树脂生产使用的原材料乙烯、甲苯、 C4，中间 产品二氯乙烷和氯乙烯都是易燃易爆物质。氯气、二氯乙 烷和氯乙烯具有较强的毒性，氯和氯化氢在有水分存在时 具有强烈的腐蚀性。
化工生产的工艺参数前后变化很大
有些反应过程要求的工艺条件很苛刻
3．生产规模大型化、生产过程连续性强
化工装置的大型化使大量化学物质都处于工艺过 程或贮存状态。
化工生产从原料输入到产品输出具有高度的连续 性，前后单元息息相关，相互制约，某一环节发生 故障常常会影响到整个生产的正常进行。
4．生产过程自动化程度高
第二节 化学工业的危险与安全
在化工生产中，从原料、中间体到成品，大都具 有易燃、易爆、毒性等化学危险性，化工工艺过程 复杂多样化，高温、 高压、深冷等不安全的因素 很多。事故的 多发性和严重性 是化学工业独有的特 点。
一、化学工业危险因素 美国保险协会(AIA)对化学工业的317 起火灾、爆炸事故 进行调查，分析了主要和次要原因，把化学工业危险因素 归纳为以下九个类型。 1．工厂选址
化工安全设计
电话： E-mail ： 教材：化工安全设计概论，王德堂主编，化学工 业出版社
讲授内容
第一章 绪论 第二章 厂址的选择 来自三章 总平面布置 第四章 工艺装置设计 第五章 建筑设计 第六章 消防设计
第一节 化学工业的发展
一、化工与石油化工的地位及作用
1 化工和石油化工
?chemical plant 化工厂 ?Institute of chemical technology 化工学院 ?The ministry of chemical industry 化学工业部 ?Chemical engineering 化学工程 化工是化学工业（chemical industry ）、化学工程（chemical engineering ）、化学工艺（chemical technology ）的简称。 化工内含化学肥料、农药、无机盐、染料、涂料、化学试剂、 感光材料、合成橡胶、合成纤维等。
对于所有化工装置的设计，目前还没有全部达 到标准化，但在机械设备方面的设计则已经实现了 标准化。
关于压力容器，许多规格标准或法规都规定了设 计标准。在设计时，除这些标准外，还需要考虑结 构材料、施工方法、设计强度、金属厚度等因素。
自动化、仪表化是化工装置安全运行的重要因素。 所有的仪表都应该是可靠的，且具有良好的耐腐蚀 性和耐候性。仪表安装时应考虑到易于检查和维修 。
(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。
2．工厂布局 (1) 工艺设备和贮存设备过于密集； (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。
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。
第三节 安全设计概论
(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；