1、浅谈化工安全技术发展现状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，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
2、展。一、化工危险性评价和安全工程近年来一些大型化工企业为了防止重大的灾难性事故，提出了不少安全评价方法。这些方法的核心内容是辨识和评价危险性。所谓危险性是指在各类生产活动中造成人员伤亡和财产损失的潜在性原因，处理不当有可能发展成为事故。安全工程的目的是采取措施，使危险性发展成为事故的可能尽量减少。所以这种评价也叫做危险性评价。危险性评价需要确定危险性发展成为事故的频率，即利用统计资料得出一定时间内危险性导致事故的次数；还需要估算出每次事故造成的损失的严重程度，即人员伤亡和财产损失的数值。两者之间的乘积称为危险率或风险率。把评价出的风险率与可接受的风险率进行比较，确定被评价对象的危险状况，并据此
3、制定相应的安全措施。为确保化工建设项目(工程) 安全设施与主体工程同时设计、施工、投产，国家规定，凡符合危险性大的六种建设项目(工程)，必须在可行性报告获得批准后，建设单位(业主) 应当委托具备资质的单位编制建设项目(工程) 劳动安全卫生预评价( 咨询)报告，并通过专家评审，以指导初步设计。目前危险性评价方法因测定数据、评价时间和评价费用的限制，仍以定性评价为主，主要是危险性的辨识。下面简略介绍几种常用的安全工程评价方法。1经验系统化方法该类方法是通过以往的事故经验把评价对象的危险性辨识出来。(1) 安全检查表法把评价对象划分为子系统，如厂区选址、公用工程、工艺流程、设备配置、安全装置、环卫措
4、施、人机工程、消防设施等，根据过去的经验，找出危险性所在并附以有关的规范要求，按序编制成表，在设计和生产中系统检查时应用。(2) 危险性预先分析法在每一项工程活动之前，特别是在设计开始阶段，就对系统中的危险性类别、存在的条件、导致事故的后果，进行概略的分析，搞清楚潜在的危险性，以避免采用不安全的工艺技术路线、危险性高的原材料和设备等。如果必须采用时，也要考虑必要的安全措施，使危险性不至于发展成为事故。(3)Dow 化学公司法美国 Dow 化学公司根据工厂所用原料的物性及其危险性，结合加工工艺的一般和特殊危险性，换算成爆炸指数，然后按指数大小确定危险等级，并据此确定在建筑结构、消防设施、电器仪表
5、、控制方法等方面的要求。目前广泛采用的是该公司火灾、爆炸危险性指数评价方法第七版。2系统解剖分析法当开发化学工业新工艺，新建或改建装置时，对其中的危险性还没有足够的认识，这时需要对系统进行解剖，研究各个组成部分的作用及其发生故障时对系统的影响。英国帝国化学公司(ICI)开发的危险性可操作研究方法采用的就是系统解剖的方法。其主要内容是对危险性进行严格检查，理论依据是工艺流程的状态参数如温度、压力、流量等，一旦与设计值发生偏离，就会出现问题或发生危险。用这种方法对工艺流程进行全面考察，对其中每一阶段的工艺参数用规定好的关键词提问，提出会出现什么偏离，产生什么样的后果。这种方法可以充分发挥各类专业人
6、员的知识特长，集思广益，发现工艺中的危险性。3逻辑推导法逻辑推导法是采用逻辑推理的方法辨识危险性。事件树和事故树就属这种方法。事件树是选定一个事件作为初始事件，按照逻辑推理的方法推论其发展过程。在每个过程的节点都有两个发展方向，即成功和失败。从初始事件不断推论下去，直至找出事件发展的所有可能结果。事故树的方法则相反，它是以一个事故结果作为起始事件，通过分析找出直接原因作为中间事件。然后再找出中间事件的直接原因。这样一步步推导下去，直至找到所有的事故致因。逻辑推导法的特点是能找出凭经验辨识不出的危险性及其组合。4人的失误分析法根据统计，人为失误造成的事故占事故总数的 7590。由于人受心理、素质
7、、社会、家庭、环境等因素的影响，造成工作失误的原因很多。近年来为防止人的失误采取了以下三项措施：(1) 设计安全、自动防止故障的安全设备，即使操作失误也不会发生事故；(2) 从人机工程学的原理设计控制室和操作程序，尽量减少失误行为；(3) 提高人的素质，采取科学的安全管理方法，防止人为失误。安全性评价可根据以上三项措施的实施情况来进行。无论是危险性评价还是安全措施，都有多种方法，至于针对某一具体工厂，何种方法为优并无定论。只有根据实际情况选择最合理的评价方法，确定优化的安全措施。二、安全系统工程的开发和应用系统工程是 20 世纪中期兴起的一门具有重要意义的学科。随着科学技术的迅速发展，现代工业
8、化生产的规模不断扩大，工程技术日趋复杂，系统工程的理论和方法在科学技术的许多领域得到广泛应用，对促进现代科学技术的发展发挥了重要作用。70 年代以来，在安全工程和技术领域，不断地研究和应用系统工程的理论和方法，在辨识危险、预测事故、事故概率分析以及安全评价等方面，都取得了重要进展，并不断发展完善，派生出了一个新的学科安全系统工程学。安全系统工程的开发和应用，使安全管理发生根本性的变化，把安全工程学推向一个新的高度。安全系统工程的开发和应用起始于军事装备的研究。1962 年，美国发表了“关于空军弹道导弹开发的安全系统工程”的军事说明书。1977 年，美国又颁布了代号为 MIL-Std-882A
9、的军事标准“系统安全程序技术要求”。随着现代兵器的开发和原子能工业的兴起，产品的安全成为重要问题。系统安全工程在工业上的应用，初期主要用于产品安全问题，随后在安全工程和安全管理领域，推广应用了安全系统工程方法，并相继产生了许多有关安全诊断和危险性评价的方法。安全系统工程作为一种科学的方法体系，具有以下特点：(1) 对于计划、设计、加工制造、运行等全过程中的安全技术和安全管理问题，进行系统的考虑，便于找出其中固有的和潜在的危险因素；(2) 便于对生产系统的安全性进行定性和定量的分析评价，对事故进行预测，确定系统安全的最优方案；(3) 便于实现安全技术的标准化和安全管理的系统化。安全系统工程是把生
10、产或作业中的安全作为一个整体系统，对设计、施工、操作、维修、管理、环境、生产周期和费用等构成系统的各个要素进行全面分析，确定各种状况的危险特点及导致灾难性事故的因果关系，进行定性和定量的分析和评价，从而对系统的安全性做出准确预测，使系统事故减少至最低程度。在既定的作业、时间和费用范围内取得最佳的安全效果。三、人机工程学、劳动心理学和人体测量学的应用在“一”中已经提到，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、人体测量学等方面都取得了较大进展。1人机工程学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
11、、人体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。主要研究内容如下。(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。而且人易于疲劳，缺乏耐久性。机械则能持久运转，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。(3) 改进机具设施。机具设施的设计应该适合人体的生理特点，这样
12、可以减少失误行为。比如按照以上人机工程学原理设计控制室和操作程序，可以强化安全，提高工作效率。(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，选派适宜的人员从事特殊工作。2劳动心理学劳动心理学是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
13、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。3人体测量学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。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，在安全技术领域广泛应用各个技术领域的科学技术成果，在防火、防爆、防中毒，防止机械装置破损，预防工伤事故和环境污染等方面，都取得了较大发展，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，实现安全生产的方法和手段
14、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面都得到了重要应用。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。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。
15、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也相继投入使用。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所采用。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，
16、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。指查明化工生产中的各种事故和职业性危害的原因，并采取措施，以消除各种危害的原因或改善劳动条件。化工生产处理的物质往往具有易燃、易爆、腐蚀性强和有毒害物质多等特点，且生产装置趋向大型化，一旦发生事故，波及面很大，对国民经济及所在地区的人民安全，带来难以估计的损失和灾害。故化
17、工安全的意义十分重大，是化工生产管理中的重要部分。 化工安全技术的基本内容主要包括：预防发生各类事故的技术。例如化工生产过程中的防火、防爆，化学危险物品的安全贮存和运输，压力容器和设备的安全使用、维护、检修，人身保护,事故的数理统计分析,以及安全系统工程等。预防职业性危害的技术。例如防尘、防毒、采暖通风、采光照明、震动和噪声等的控制和治理，高温、高频、放射性等危害的防护，以及对工人作业环境的各种卫生监测技术。制订和不断完善各种化工安全技术的标准、规程和规范。危险品的分类和贮存 用途较广的化学危险品约有 2000 种，按主要特性划分 10大类，即爆炸品、压缩气体和液化气体、自燃物品、遇水燃烧物品
18、、易燃液体、易燃固体、氧化剂、剧毒品和毒害品、腐蚀物品以及放射性同位素。除腐蚀物品和放射性物品各有其特殊要求外，其他一般化学危险品的贮存也都有其要求（表 1）。 防火、防爆技术 是化工安全技术的主要内容之一。做好预防工作，首先应消除或控制生产过程中引起燃烧和爆炸的因素。 火灾和爆炸的基本概念 对于处理易燃、易爆物质十分重要的概念是爆炸极限、燃烧危险度和爆炸危险度。 爆炸极限 当可燃气体、可燃蒸气或粉尘与空气组成的混合物，在一定浓度范围内，遇到明火或其他点火源时，就会发生爆炸。此浓度范围，就是某物质的爆炸极限。可燃气体、可燃蒸气或粉尘在空气中形成爆炸混合物的最低浓度（通常用体积百分比表示）称作爆
19、炸下限，最高浓度称爆炸上限。可燃气体、可燃蒸气和粉尘的爆炸极限是防止爆炸的原始数值，是防爆技术中的重要数据。 爆炸极限不是一个固定值，随温度、压力、惰性气体、容器情况等各种因素而变更。其中爆炸性混合物的原始温度越高，则爆炸极限越大，即爆炸下限降低而爆炸上限增高。爆炸性混合物的原始压力对爆炸极限有很大影响：压力降低，则爆炸极限缩小；待压力降至某值时，其下限与上限重合，此时的压力称为爆炸临界压力；若压力在爆炸临界压力以下，系统便不会爆炸。混合物中惰性气体的含量增加、爆炸极限缩小；惰性气体的浓度提高到一定值，可使混合物不爆炸。充装容器的管子直径越小，爆炸极限范围越小。当管径（或火焰通道）小到一定程度
20、时，其火焰即不能通过。其他如火花的能量、受热表面的面积、火源与混合物的接触时间以及光的照射等，对爆炸极限均有影响。 燃烧危险度 从预防火灾的角度将易燃固体和易燃液体进行分级。易燃固体一般以其燃点作为燃烧危险度的分级依据。易燃液体则按其闪点（液体的蒸气发生闪燃的最低温度）分为四级（表 2），第一、二级称为易燃液体，第三、四级称为可燃液体。 化工安全技术爆炸危险度 易燃气体、易燃蒸气和粉尘的爆炸浓度用下式来计算： 爆炸危险度的数值(表 3)越大，则表示其危险性越大，反之则其危险性较小。 化工安全技术火灾危险性分类 对于化工生产过程的火灾危险性进行综合分析，确定在生产或贮存中的火灾危险性类别，以便从
21、开始设计时即作为重点考虑。中国将化工生产和贮存的火灾危险性分别分为甲、乙、丙、丁、戊五类。 甲类 使用或产生闪点28的易燃液体；爆炸下限10的可燃气体；常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质；常温下受到水或空气中蒸汽的作用能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质；遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂；受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质；在压力容器内超过自燃点的物质。 乙类 使用、贮存或生产中产生闪点为 2860的易燃、可燃液体；爆炸下限10的可燃气体，助燃气体和不属于甲类的氧化剂；不属于甲类的化学易燃危险固体
22、；生产、使用中排出浮游状态的可燃纤维或粉尘，并能与空气形成爆炸混合物。贮存物质中在常温下与空气接触缓慢氧化，积热不散，引起自燃的危险物品。 丙类 使用、贮存或生产中产生闪点60的可燃液体；可燃固体。 丁类 对非燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生辐射热、火花或火焰的生产；利用气体、液体、固体作为燃料，或将气体、液体进行燃烧作其他用的各种生产；常温下使用或加工难燃烧物质的生产和贮存。 戊类 常温下使用或加工非燃烧物质的生产。 甲类的危险性为最大，应重点采取措施。 防火、防爆的基本措施 火灾、爆炸的危险性取决于可燃物的种类、性质及用量，生产装置区域及厂房空间的大小，生产装置的技术状况和先
23、进程度，通风换气条件和设备，以及装置是否可能泄漏和操作是否可能出差错，等等。因此，通常采取的基本措施有： 严格控制点火能源，主要是指明火（加热用火、维修用火等）、高热物及高温表面、电火花、静电火花、冲击和摩擦、绝热压缩、自然发热、化学反应热、光线和射线等。 防止造成危险性较大的物质形成燃烧爆炸的条件。首先应尽量改进工艺，以危险性较小的物质取代之。若不可能则采取适当措施，如采取惰性介质保护，密闭或加强通风以降低物质的浓度或在负压下操作，等等。 严格控制工艺参数在安全限度以内操作，最好采用自动调节和控制。提高自动控制与安全保险装置的能力是保证安全生产的重要措施。 此外，限制火灾或爆炸后果的蔓延，在
24、开始设计布局时就要考虑，既能预防事故灾害的扩大，又要便于运行管理。例如，预防爆炸的破坏作用，厂房或装置应有防爆泄压设施，也可采用隔离或露天安装，以及远距离操纵等。 中国对石油化工厂的防火间距做出了规定。例如，化工厂与居住区、邻近工厂、交通线路等的防火间距规定：在工厂总平面布局上，工艺生产装置，全厂性重要辅助生产设施，以及机修、仪表与电器修理、汽车库、中心试验室等有明火或散发火花地点，易燃与可燃液体贮罐等，都有防火间距规定；工艺生产装置内设备、建筑物、构筑物之间的防火间距规定；以及化工厂建设场所及其他防火间距等共 16 项规定。 职业性危害的预防 主要是预防尘（矽）肺、职业中毒、灼伤、噪声、辐射等职业伤害。 预防尘毒危害 通常采取预防措施的原则是：减少有毒、含毒物料的数量；减少尘毒散发面积；减少尘毒物质的扩散动力；通风除尘，净化空气，控制空气中有害物质含量在最高允许浓度以下；减少操作人员在有尘毒环境中的停留时间和次数；加强个体防护。 中国对车间空气中有害气体、蒸气和粉尘的最高允许浓度作了规定(表 4)。 化工安全技术预防灼伤、噪声、辐射 主要是制定完善的安全操作规程，以及设置可靠的预防或防护设施。
