化工安全工程课件第一章-绪论-精品.ppt
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1、第一章第一章 绪论绪论第一节安全工程概述第一节安全工程概述第二节化工工业发展与对安全的新要求第二节化工工业发展与对安全的新要求第三节化工生产与安全第三节化工生产与安全第四节化工安全理论和技术的发展动向第四节化工安全理论和技术的发展动向第五节事故的预防第五节事故的预防第一节第一节 安全工程概述安全工程概述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
2、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。安全生产的评价数据安全生产的评价数据2019与2019相比:亿元GDP死亡率从1.33降到0.413十万工矿商贸从业人员死亡率从4.05%降到3.05%。道路交通万车死亡率从13.7%降到5.1%。百万吨煤死亡率从4.94%降到1.485%一、安全工程的任务与目的一、安全工
3、程的任务与目的任务: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: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。二、安全工程研究的对象二、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
4、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。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
5、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。三、三、安全工程研究的基本内容安全工程研究的基本内容 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:1.1.安全技术安全技术 安全技术是针对生产劳动过程中存在着的危险因素,研究采取怎样的技术措施将其消灭研究采取怎样的技术措施将其消灭在
6、事故发生之前,预防和控制工伤事故和其他各类在事故发生之前,预防和控制工伤事故和其他各类事故的发生。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。2.2.劳动卫生技术劳动卫生技术 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,研究如何研究如何防治职业危害的技术措施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。3.3.
7、安全卫生管理安全卫生管理 安全卫生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。第二节第二节 化学工业发展与对安全的新要求化学工业发展与对安全的新要求一、化学工业发展历程现代化学工业始于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
8、题,都是采用化学(家)加机械(工程师)的方式解决的。1888年,美国麻省理工学院开设了世界上最早的化学工程专业,接着,宾夕法尼亚大学等也先后设置了化学工程专业。这个时期化学工程教育的基本内容是工业化学和机械工程。二、化工过程开发化工过程开发是指把化学实验室的研究结果转变为工业化生产的全过程。它包括实验室研究、模试、中试、设计、技术经济评价和试生产等许多内容。过程开发的核心内容是放大放大。由于化学工程基础研究的进展和放大经验的积累,特别是化学反应工程理论的迅速发展,使得过程开发能够按照科学的方法进行。中间试验不再是盲目地、逐级地,而是有目的地进行。化学工业过程开发的一个重要进展是,可以用电子计算
9、机进行数学模拟放大,中间试验不再像过去那样只是收集或产生关联数据的场所,而是检验数学模型和设计计算结果的场所。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。三、化学工业发展伴生的新危险进入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
10、,大片农田被毁。1974年英国一家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,1821户家屋受损)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2019年的50年中,因火灾和爆炸事故死伤4043人。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
11、物料的易燃性、反应性和毒性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
12、人数的87.6。而这些物质在一般化工厂中是常见的。随着化学工业的发展,化工生产呈现设备多样化、复杂化以及过程连接管道化的特点。如果管线破裂或设备损坏,会有大量易燃气体或液体瞬间泄放,迅速蒸发形成蒸气云团,与空气混合达到爆炸下限。云团随风漂移,飞至居民区遇明火爆炸,会造成难以想像的灾难。据估计50 t的易燃液体泄漏、蒸发将会形成直径为700m的云团,在其覆盖下的居民,将会被爆炸火球或扩散的火焰灼伤,火球或火焰的辐射强度将远远超过人所能承受的程度,同时还会因缺乏氧气而使人窒息致死。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,一些密度比空气大的液化气体如氨、氯等,在设备或管道破裂处会以1
13、530角呈锥形扩散,在扩散宽度100m左右时,人还容易察觉迅速逃离,但在距离较远而毒气尚未稀释到安全值时,人则很难逃离并导致中毒,毒气影响宽度 可达1000 m或更大。前述的印度博帕尔事件造成三千多人死亡就属于这种情况。四、化学工业发展对安全的新要求化工装置大型化,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,装置装置的可靠性
14、研究变得越来越重要的可靠性研究变得越来越重要。化工装置大型化,加工能力显著增大,大量化学物质都处在工艺过程中,增加了物料外泄的危险性。化工生产中的物料,多半本身就是能源和毒性源,一旦外泄就会造成重大事故,给生命和财产带来巨大灾难。这就需要对过程物料和装置结构材料进行更为详尽地考察,对可能的危险做出准确的评估并采取恰当的对策,对化工装置的制造加工工艺也提出了更高的要求。化工安全设计在化工设计中变得更加重要化工安全设计在化工设计中变得更加重要。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
15、响。对工艺设备的处理能力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进行辨识和评价的安全评价技术的重要性越来越突出。第三节第三节 化工生产与安全化工生产与安全化工生产的特点:化工生产的物料绝大多数具有潜在危险性生产工艺过程复杂,工艺
16、条件苛刻生产规模大型化,生产过程连续性强生产过程自动化程度高化工事故的特点:突发性;危险性;应急处理难度大一、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(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
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