化工安全与环保.ppt

1、孟亦飞Mail:Tel:0532-86984680Add:工科楼A座704房间,化工安全与环保,化学工程学院 环境与安全工程系,课 程 安 排,讲课学时： 28学时 第一章 绪论 第二章 防火与防爆 第三章 化工工艺热风险及评估 第四章 化工设备安全 第五章 危险辨识与评价 第六章 化工事故与环保 实验学时： 4学时 着火点测定实验(演示) 氧指数测定实验(演示) 气体爆炸实验(演示),课 程 安 排,成绩：考试成绩80%； 平时成绩20%（笔记、考勤和作业） 考核方式： 闭卷考试 第10周,课 程 安 排,参考资料： 化工安全工程概论（第2版）许文等编著 化学工业出版社 化工过程安全理论及应

2、用 丹尼尔 A. 克劳尔等编蒋军成、潘旭海译 化学工业出版社 化工工艺的热安全-风险评估与工艺设计弗朗西斯施特塞尔著陈网桦 彭金华 陈丽平译 科学出版社美国化学安全与危险调查局- www.csb.gov 美国化工安全- http:/www.chemical- 图书馆纸质和电子参考文献相关论坛和网站,课程目的及意义,BHOPAL 1984.12.3,印度博帕尔异氰酸甲酯（MIC）泄露事故,简介,1984年12月3日 化学工业历史上最惨重的事故 异氰酸甲酯气体泄露 伤亡人数的争论 20世纪90年代早期印度政府报道的事故死亡人数大于4000人 数以万计的人长期受到实际的或潜在的的健康影响,背景,异氰

3、酸甲酯(MIC) CH3NCO 生产杀虫剂的中间产品 现场3个大型储罐 每个45 吨,异氰酸甲酯(MIC),沸点为 39 C 毒性 允许暴露极限 (PEL) 0.02 ppm 对生命和健康有危险的浓度 (IDLH) 3 ppm 可燃性 闪点 = -7 C 反应活性 与水发生放热反应 自反应 (聚合),MIC 储存与防护,事故的发生,工厂条件: 制冷器关闭 火炬关闭检修 洗涤器处于备用状态 此时MIC装置不在运行状态 但储罐中存有大量的MIC,MIC 储存与防护,直接原因 两种理论,水进入储罐这是显然已经发生了, 那水从哪里来? 工艺错误? 反冲洗操作过程中,水回流到MIC储罐 610 故意毁坏

4、? 不满的操作工将水龙带连接储罐并打开水龙头故意将水注入MIC 储罐 610,事故的发生,在180 psig(约1.24MPa)压力下，容器通过泄压阀泄放到紧急通风管联箱中 洗涤器不工作 火炬装置不运行 MIC气体泄露到空气持续2小时 MIC 气体比空气重 超过 200,000 people 暴露在 MIC 蒸气中 超过 2000 死亡，50000人永久失明。 20世纪90年代早期，印度政府估计死亡人数要超过4000人。,据估计有2,000 人被MIC蒸气毒害致死，更多的人受伤或是致残.,根本原因,工厂操作人员对于MIC气体大面积泄露所造成的后果缺乏足够认识 在其他地方未曾发生过如此大规模的泄

5、露事故 对社区的告知没有良好的计划，社会也缺乏应急响应 人们不知道发生了什么，该如何做，到哪去？,根本原因,反应性化学事故 MIC 与水发生放热反应，释放出大量热量并伴随着压力的提高 辨识和管理反应性化学危害仍然存在问题 2001年美国化工安全和危害调查报告表明(www.csb.gov) ，在近20年间曾发生167 起类似事故,根本原因,关键安全系统维持失效 冷却系统的关闭 氢氧化纳洗涤器不工作 火炬装置关闭认为不必要，因为 MIC 装置不在工作 (但是仍有大量MIC气体在储罐中) 罐610的高温报警器已经失效好几个月了,根本原因,固有的危险工艺 大量的剧毒物质 对于这个工艺，是否有必要存储如

6、此大量的MIC? 工厂设计应该将毒物储量最小化 厂区周围的人口 当大量的人口聚居到厂区周围时情况变得更加糟糕 选择其他的工艺过程也是可行的,教训,有实力的公司也会发生事故 工程控制可能会失效或颠覆 不要因为任何原因而对关键系统的安全打折扣 消除危害是最好的方法 “本质安全设计” DuPont 工艺代替 MIC 工厂存有 10 kg 储量 要求你理解工艺过程 深入了解过程和化学特性 社区安全意识以及应急预案和准备的重要性,博帕尔悲剧结束了吗?,对附近居民长期的健康影响 新生儿畸形 厂区所在地依然没有清理彻底,BOPAL 1984 20年后,课程目的及意义,识别化工生产过程中存在的主要危险因素，并

7、 了解这些危险因素对化工安全生产的影响；能够运用系统的分析方法对这些影响评价；采取合理可行的技术和管理等措施来预防及控制化工过程事故的发生或发展。,第一章 绪论,1.1 安全科学的发展及体系,化工行业的安全及环境事故尤为突出,第一章 绪论,1.1.1 安全科学的发展阶段,1.1.2 安全科学的体系框架,第一章 绪论,防火与防爆技术 防毒与防职业病技术 劳动安全设计技术 安全生产管理技术,燃烧与爆炸理论 化工热力学 事故后果分析理论 人机工程学 安全心理学,事故致因理论 事故演变规律,第一章 绪论,1.1.3 安全工程的基本内容 安全技术 劳动卫生技术 安全生产管理,安全技术,安全的工艺/操作,

8、针对生产过程中存在的危险因素，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。,涉及到工艺、设备、控制等多个方面；与生产技术紧密相关。,防火防爆技术 电气安全技术 锅炉压力容器技术 建筑安装安全技术 机械加工安全技术 个体防护安全技术 ,劳动卫生技术,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。,安全生产管理,安全生产管理是指对安全生产所进行的计划、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

9、全和健康。安全生产管理包括安全生产法制管理、行政管理、监督管理、工艺技术管理、设备设施管理、作业环境和条件管理等。,一、生产工艺控制高参数,现代石油化工生产，许多工艺过程都采用了高温、高压、高真空、高空速、深冷等工艺控制高参数；使生产操作更为严格、困难，同时也增大了火灾危险性。高压聚乙烯工艺的压力控制超过350MPa。,第一章 绪论,1.2 化工生产的特点,二、装置规模大型化,当前，石油化工生产规模越来越大型化，因而，对工艺设备的处理能力、材质和工艺参数要求更高，给设备制造带来极大的困难，同时也增大了潜在的火灾和爆炸危险性。,第一章 绪论,三、生产装置高度密集,根据生产工艺的要求，化工生产装置

10、都是集中布置的，密度大，间距小，设备、管道交错排列，纵横串通。生产装置高度密集，在火灾条件下，因热对流、辐射、传导的作用，易发生链锁式爆炸燃烧，形成多米诺效应，从而扩大燃烧面积。,第一章 绪论,四、生产综合化，产品多样化，大多数石化产品大都是易燃易爆或有毒物质,第一章 绪论,1.2.1 安全在化工生产中的重要地位,第一章 绪论,19831993年中石化所属企业生产系统典型事故饼图,从以上统计资料不难发现，石油炼制装置所发生的事故在整个事故比例中占了近一半，说明炼油生产装置存在较大的危险性。,1.2.1 安全在化工生产中的重要地位,第一章 绪论,火灾和爆炸化工生产使用的物料具有易挥发、燃点低、爆

11、炸下限低、点燃能量低的特点，很容易发生燃烧爆炸。高温操作带来的危险性,1.2.2 化工生产中的主要事故形式,第一章 绪论,高温可提供足够的点燃能量，引起可燃物着火； 高温可加速运转机械中的润滑油的挥发和分解，导致燃烧和爆炸； 高温使金属材料性能下降，容易发生可燃气体泄露，造成燃烧和爆炸； 高温使可燃气体的爆炸范围加宽，危险性增大。,氨： 100:15.5-27% 400:14.5-29.5 %,1.2.2 化工生产中的主要事故形式,第一章 绪论,火灾和爆炸化工生产使用的物料具有易挥发、燃点低、爆炸下限低、点燃能量低的特点，很容易发生燃烧爆炸。高温操作带来的危险性 高压运行带来的危险性,1.2.

12、2 化工生产中的主要事故形式,第一章 绪论,a.操作压力高使可燃气体爆炸极限加宽。 b.高压下的可燃气体或挥发性液体一旦泄漏，体积迅速膨胀，与空气形成可爆性混合气，又因流速大与喷口处摩擦产生静电火花而易导致着火爆炸。 c.高压操作对设备选材、制造和维护都带来一定难度，同时易使设备发生疲劳腐蚀，造成泄漏。,1.2.2 化工生产中的主要事故形式,CH4爆炸上限： 常 压: 15% 12.5MPa: 45.7%,第一章 绪论,火灾和爆炸化工生产使用的物料具有易挥发、燃点低、爆炸下限低、点燃能量低的特点，很容易发生燃烧爆炸。高温操作带来的危险性 高压运行带来的危险性 毒物危害,1.2.2 化工生产中的

13、主要事故形式,第一章 绪论,第一章 绪论,1.3 安全原理,事故是发生在人们的生产、生活活动中的意外事件。 造成死亡、疾病、伤害、损坏或者其他损失的意外情况(GB/T 28001) 。 已经引起或可能引起伤害、疾病和（或）对财产、环境或第三方造成损害的一件或一系列事件（SY/T6276-1997） 。 伯克霍夫(Berckhoff)认为：事故是人(个人或集体)在为实现某种意图而进行的活动过程中，突然发生的、违反人的意志的、迫使活动暂时或永久停止的事件。,事故,1.3.1 三个基本概念,安全,安全表示“免于危险”或“没有危险”的状态。 安全是指不会引起死亡、职业病、设备财产损失以及环境污染的一种

14、状态。 国家标准(GB/T 28001)对“安全”给出的定义是:“免除了不可接受的损害风险的状态”。问题：事故一定“不安全”吗？,X,风险,某个特定危险情况发生的可能性和后果的组合。,1.3.2 事故的特性,事故因果性是说一切事故的发生都是有一定原因引起的，这些原因就是潜在的危险因素。这些危险因素来自人和物等方面。这些危险因素在一定的时间和地点相互作用就会导致事故的发生。,1因果性,第一章 绪论,1.3.2 事故的特性,2偶然性事故的偶然性是指事故的发生是随机的，服从统计规律。,海因里希事故法则: 在机械事故中，死亡或重伤、轻伤和无伤害事故的比例为1:29:300。,结论：如果我们注重这些事件

15、，管理安全会更加有效。因为每330个事件中会包含一次严重事故，而且组织起来要更经济。,第一章 绪论,1.3.3 事故的特性,3潜伏性,第一章 绪论,1.3.4 伤亡事故致因理论运用一些事故模型描述伤亡事故的发生、发展的过程和原理，以便预测和预防事故。海因里希的因果链锁 轨迹交叉论 能量转移论,第一章 绪论,海因里希的因果链锁,第一章 绪论,事故因果链锁理论强调，安全工作的重点就是防止人的不安全行为，消除机械的或物的不安全状态，使链锁中断，从而预防伤害事故发生。,海因里希的因果链锁,第一章 绪论,人的行为不安全 物的状态不安全发生于同一时间 同一地点时，才 会引起伤亡事故。,轨迹交叉论,第一章

16、绪论,能量转移论,能量的形式各种各样: 包括动能、势能、热能、 化学能,限制能量转移的方法 限制能量：降低潜能 防止能量释放：密封、绝缘、安全带； 人与能量间屏蔽：防火门、防爆墙、防护栏、警告牌 缓慢释放能量：安全阀、爆破片 能量屏蔽：转动防护罩、消声器,第一章 绪论,事故分为自然事故和人为事故。人为事故是指由人为因素而造成的事故，原则上都能预防。 事故原因主要包含技术原因、教育原因、管理原因但方面，采取相应防止对策为： 安全技术措施 安全教育措施 安全管理措施,1.3.5 事故预防的基本原则,第一章 绪论,大多数的事故均为人为事故,安全技术措施, 减少潜在危险因素 降低潜在危险因素的数值 联

17、锁 隔离操作或远距离操作 设置薄弱环节 坚固和加强 封闭 警告牌示和警告信号装置 生产装置的合理布局、建筑物和设备的安全距离等,第一章 绪论,安全教育措施,安全教育是提高人们安全素质，掌握安全技术知识、操作技能和安全管理方法的手段。内容包括安全思想政治教育、安全技术知识和安全技能教育以及安全管理知识教育。形式包括“三级”教育、特种工种教育和经常性教育等等。,第一章 绪论,厂级教育 车间教育 岗位教育,安全管理是保证人们按照一定的方式从事工作，并为采取安全技术措施提供依据和方案，同时还要对安全防护设施加强维护保养，保证性能正常。贯彻执行国家有关安全生产的方针政策、法律法规。 推广和应用现代安全管

18、理方法，识别评价控制危险，做到防患于未然，保证系统安全。重视和加强安全信息的收集、加工处理和反馈。,安全管理措施,第一章 绪论,技术(Engineering) 、教育(Education) 、管理(Enforcement)措施又称为“三E”措施，是防止事故的三根支柱，三个方面措施是相辅相成的，必须同时进行，缺一不可。,技术,教育,管理,安全,“三E”措施关系图,第一章 绪论,第一章 绪论,1.4 化工行业环境污染 1.4.1 主要污染物及来源,化工生产的原料、半成品及产品 化学反应不完全 原料不纯 跑、冒、滴、漏 化工生产过程中排放出的废物 燃烧过程 冷却水 副反应 生产事故造成的化工污染,农药、化工行业的主要原料利用率仅为30-40%,第一章 绪论,1.4.2 化工污染物的特点,水污染的特点 有毒性和刺激性 生物需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）都较高 pH值不稳定 营养化物质较多 废水温度较高 油污染较为普遍 恢复比较困难,第一章 绪论,1.4.2 化工污染物的特点,大气污染的特点 易燃、易爆气体较多 排放物大多具有刺激性或腐蚀性 浮游粒子种类多、危害大 固体废物污染的特点 对土壤的污染 对水域的污染 对大气的污染,本章内容到此结束！,