《化工安全与环保》张晓宇主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《化工安全与环保》

【作　者】张晓宇主编

【页 数】 206

【出版社】 北京：北京理工大学出版社 , 2020.09

【ISBN号】978-7-5682-9054-8

【价 格】30.00

【分 类】化工安全

【参考文献】 张晓宇主编. 化工安全与环保. 北京：北京理工大学出版社, 2020.09.

图书封面：

图书目录：

《化工安全与环保》内容提要：

近年来，广大企业对于高素质化工安全人才求贤若渴，培养既懂化工技术，又懂化工安全及环境保护的复合型人才成为当务之急。本书就是根据新形势下应用型本科院校教学的实际情况，在吸取相关企业、同行专家、老师意见基础上编写而成的。本书主要包括危险化学品管理、风险管理、职业健康安全、安全检查、化工厂设计和操作安全、特种设备安全管理、消防安全管理、化工环保管理等内容。本书具有两个特点：（1）将危险化学品管理、职业健康安全和化工环保管理三个方面的内容融为一体；（2）参考了大量化工企业的安全培训手册，使本书实现理论和实践相结合，为学生将来从事化工安全方面的工作打下坚实的基础。本书为化学、化工、环境类本科学生的教材，可供高等职业院校学生、教师或相关行业科技人员参考使用。

《化工安全与环保》内容试读

第一章

》

绪论

第一节化学工业概述

当今世界，人们日常生活中的衣、食、住、行、医已经离不开化学工业产品，化学工业已经渗透到国民经济各个领域，成为国民经济的支柱产业之一，并得到迅速发展。但必须指出，化学工业生产过程具有潜在不安全因素较多、危险性和危害性较大的特点。因此，对从事化学工业工作的人员来说，必须认真贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针政策，必须重视环境保护的方针政策，通晓并贯彻安全环保技术与管理制度，确保安全生产，保护环境，促进化学工业持续发展，为创建和谐社会而努力。

一、化学工业的发展概况

化学工业，又称化学加工工业，泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。化学工业的特征是主要采用化学方法将原料转化为产品。

现代化学工业始于18世纪的法国，后传入英国。19世纪，以煤为原料的有机化学工业在德国得到迅速发展。19世纪末20世纪初，石油的开采和炼制为化学工程技术的产生奠定了基础。20世纪60年代初，高效催化剂的发明、新型材料的出现、大型离心压缩机的成功研制，推动了化工装置大型化的进程。20世纪70年代后，现代化工技术渗透到化肥、农药、合成纤维、塑料和合成橡胶、合成医药等各个领域。

中国的化学工业基础在1949年以前非常薄弱，只在上海、南京、天津、青岛、大连

等沿海城市有少量的化工厂和一些手工作坊，只能生产为数不多的硫酸、纯碱(N,C0,)、

化肥、橡胶制品和医药制剂，基本没有有机化学工业。中华人民共和国成立以后，化学工业发展很快，已经逐步发展成为一个拥有化学矿山、化学肥料、基本化学原料、无机盐、有机原料、合成材料、农药、染料、涂料、医药、感光材料、国防化工、橡胶制品、助剂、试剂、催化剂、化工机械和化工建筑安装等23个行业的化学工业生产部门。如今我

国的化工产品品种超过40000种，其中硫酸、合成氨、农药、电石(CC2)、稀土、磷矿

石和磷肥、烧碱(NOH)和纯碱的产量在世界上名列前茅。

·1*

-…--4●化工安全与不保●◆--

随着计算机的普及应用，现代化学工业开发过程可以概括为：

(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，并将概念设计相似缩小为中试装置；

(3)反复比较计算机的数学模拟结果和中试结果，不断修正数学模型，使其达到一定精度，用于放大设计。

目前化学工业开发的趋势是：不一定进行全流程的中间试验，对一些非关键设备和很有把握的过程不必试验，有些试验则可以用计算机在线模拟和控制来代替。随着催化、分子设计、激光和化学仿生学等重大技术的突破，化学工业也将进入一个崭新的时代。

二、化学工业的分类

化学工业的内部分类比较复杂，一般可以分为无机化学工业和有机化学工业两大类。无机化学工业分为：基本无机化学工业（包括无机酸、碱、盐、化学肥料工业）；精细无机化学工业（包括稀有元素、无机试剂、药品、催化剂、电子材料、磁性材料、光学记录材料)；金属元素无机化合物化学工业，如矿物颜料工业；电化学工业（包括氯碱工业，

金属钠、镁、铝的生产)；电热工业（如电石、黄磷(P:)的生产）；硅酸盐工业（如水泥、

玻璃、陶瓷和耐火材料的生产)和冶金工业（如钢铁、有色金属和稀有金属冶炼）。

有机化学工业分为：基本有机化学工业（以甲烷、一氧化碳、氢、乙烯、丙烯、丁二烯及芳烃为基础原料，合成醇、醛、酸、酮、酯等基本有机合成原料)；精细有机合成工业（包括染料、农药、医药、香料、试剂、纺织及印染助剂、塑料及橡胶添加剂）；高分子化学工业（包括合成树脂与塑料工业、橡胶工业、化学纤维工业、涂料工业）；农产品化学加工工业（农作物及其秸秆中的淀粉、油脂、纤维素和半纤维素的化学加工）：燃料化学加工工业（煤炭化工，木材化学加工，石油、天然气、油母页岩加工工业）；食品化学工业(糖、淀粉、蛋白质、油脂、酒类)；纤维素化学工业（造纸、人造纤维）。石油化工的迅猛发展极大地促进了整个化学工业的发展，改变了化学工业的面貌。据统计，现在90%以上的有机化学产品来自石油化工。

随着化学工业的发展，跨类的部门层出不穷，人们的衣食住行、社会各行各业都离不开化学工业。化学工业在国民经济中的地位日益重要，发展化学工业对于发展经济、巩固国防和改善民生都有重要意义。我国化学工业在安全生产和环境保护等方面也面临严峻的形势。化学工业（以下简称化工）要实现可持续发展，必须以人为本、科学发展，高度重视安全生产、职业健康和环境保护问题。

三、化工生产的特点

化学工业不仅是能源消耗大、废弃物多的产业，也是技术创新快、发展潜力大的产业。归纳起来，化工生产有以下特点

(1)化工生产使用的原料、半成品和成品种类繁多，绝大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蚀性的危险化学品。例如：液氯、氢气、一氧化碳等都是易燃易爆物质，这些原材

·2·

…●第一章绪论●-

料、燃料、中间产品和成品的储存和运输都有着特殊的要求。

(2)化工生产工艺条件苛刻。有些化学反应在高温、高压下进行；有些反应则要在低温、高真空度下进行。例如：电石、硫酸、化肥合成等都是在高温下生产。由轻柴油裂解制乙烯进而生产聚乙烯的生产过程中，轻柴油在裂解炉中的裂解温度为800℃；裂解气要在深冷(-96℃)条件下进行分离；纯度为99.99%的乙烯气体要在294kP的压力下聚合，制取聚乙烯树脂。

(3)生产规模大型化。近几十年来，化工生产采用大型生产装置是国际上的明显发展趋势。以化肥为例，20世纪中：50年代合成氨的最大规模为60000/a,60年代初为120000t/a,70年代发展为540000t/a;乙烯装置的生产能力也从50年代的100000/a,发展到70年代的600000/。采用大型装置可以显著降低单位产品的建设投资和生产成本，提高劳动生产能力，降低能耗。因此，世界各国都积极发展大型化工生产装置，但大型化也会带来重大的潜在危险。

(4)生产方式高度自动化与连续化。化工生产已经从过去落后的手工操作、间断生产转变为高度自动化、连续化生产：生产设备由敞开式变为密闭式：生产装置从室内走向露天；生产操作由分散控制变为集中控制，同时也由人工手动操作变为仪表自动操作，进而又发展为计算机控制操作。连续化与自动生产是大型化的必然结果，但控制设备也有一定的故障率。据美国石油保险协会统计，控制系统发生故障而造成的炼油厂火灾爆炸事故占同类事故总量的6.1%。

四、化学工业危险因素

化学工业危险因素分为以下几类。(一)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：

(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带。(二)工厂布局

(1)工艺设备和储存设备过于密集：

(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

●化工安全与环保●

→》

(三)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。

(四)对加工物质的危险性认识不足

(1)原料在装置中混合，在催化剂作用下自然分解；

(2)对处理的气体、粉尘等在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。

(五)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。(六)物料输送

(1)操作各种单元时对物料流动不能进行良好控制；

(2)产品的标志不完全；

(3)送风装置内的粉尘爆炸；

(4)废气、废水和废渣的处理：

(5)装置内的装卸设施(七)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。(八)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：

(3)材料疲劳失效；

(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：

4

●第一章绪论●-

(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。(九)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，只是单线起作用：

(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必要的防灾培训。瑞士再保险公司统计了化学工业和石油工业的102起事故案例，分析了上述9类危险因素所占比例，统计结果如表1-1所示。

表1-1化学工业和石油工业的危险因素

危险因素所占比例/%

类别

危险因素

化学工业

石油工业

1

工厂选址问题

3.5

7.0

2

工厂布局问题

2.0

12.0

3

结构问题

3.0

14.0

对加工物质的危险性认

4

20.2

2.0

识不足

5

化工工艺问题

10.6

3.0

6

物料输送问题

4.4

4.0

7

误操作问题

17.2

10.0

8

设备缺陷问题

31.1

46.0

防灾计划不充分

8.0

2.0

第二节化工安全事故的特点

一、化工安全事故的特点

化工安全事故的特点基本上是由所用原料特性、加工工艺方法和生产规模决定的。为了预防事故，必须了解这些特点。

(一)发生火灾、爆炸、中毒事故概率大且后果严重

统计资料表明，化工厂火灾爆炸事故的死亡人数占工亡总人数的13.8%，居第一位：

·5.

----●●化工安全与不保●0-

中毒室息事故死亡人数占工亡总数的12%，居第二位：高空坠落和触电导致的死亡人数分别居第三和第四位。

化工生产使用的反应器、压力容器的爆炸及燃烧导致的传播速度超过音速的爆轰，都会造成破坏力极强的冲击波，冲击波超压达0.2atm(1atm=1.01×103Pa)时会使砖木结构建筑物部分倒塌、墙壁崩裂。如果爆炸发生在室内，压力一般会增加7倍，任何坚固的建筑物都承受不了这样大的压力。

化工管道破裂或设备损坏，大量易燃气体或液体瞬间泄放，便会迅速蒸发形成蒸气云团，并且与空气混合达到爆炸下限，随风漂移。据估算，50t易燃气体泄漏会造成直径700m的云团，在其覆盖下的人将会被爆炸火球或扩散的火焰灼伤，其辐射强度将达到14W/cm2(人能承受的安全辐射强度仅为0.5W/cm2),同时人还会因缺氧而室息死亡。

据统计，因一氧化碳、硫化氢、氮气、氨氧化物、氨、苯、二氧化碳、光气(C0CL2)、

氯化钡、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物等16种物质造成中毒、室息的死亡人数占中毒死亡总人数的87.9%。

一些比空气重的液化气体（如氨、氯等）在设备或管道破口处以15°~30°呈锥形扩散，扩散宽度在100m左右时，人还容易察觉并迅速逃离，但当毒气影响宽度达到1km或更大时，在距离较远而毒气浓度尚未稀释到安全值时，人很难逃离，会导致人群大范围中毒。

(二)触发事故的因素多

(1)化工生产中有许多副反应发生，有些副反应的机理尚不完全清楚，有些副反应则是在危险临界点（如爆炸极限）附近进行生产，工艺条件稍一波动就会发生严重事故。

(2)化工生产工艺中影响各种参数的干扰因素多，设定的工艺参数很容易发生偏移。在自动控制过程中也会产生失调或失控现象，人工调节更易发生事故。

(3)由于人的素质或人机工程设计欠佳，往往会造成误操作。(三)设备材质和加工缺陷及腐蚀等原因触发事故

化工工艺设备一般都是在严酷的生产条件下运行。腐蚀介质的作用，振动、压力波动造成的疲劳，高、低温环境都会对材质性质产生影响。设备材质受到制造时的残余应力和运转时拉伸应力的作用，在腐蚀的环境中就会产生裂纹并发展长大，在特定条件下（如压力波动、严寒天气)就会引起脆性破裂，造成灾难性事故。

设备制造时除了选择正确的材料外，还要求正确的加工方法。如焊缝不良或未经过适当的热处理会使焊区附近材料性能劣化，易产生裂纹使设备破损。

(四)事故的集中与多发

化工装置中的许多关键设备（特别是高负荷的塔槽、压力容器、反应釜、经常开/闭的阀门等)运转到一定时间后，常会出现多发故障或集中发生故障的情况，这是因为设备进入寿命周期的故障频发阶段。对待事故多发频发期，必须采取预防措施，加强设备检测和监护措施，及时更换到期设备。

[案例1-1]墨西哥国家石油公司液化石油气储运站爆炸事故。1984年11月19日，位

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···试读结束···