1、化工安全工程概論化工優創1202班1、 考試時間：6月23日（16周周三）2、 考試題型：1. 單選題2. 多選題3. 判斷題4. 名詞解釋5. 簡答題6. 計算題7. 論述題三、考試重點：1. 爆炸極限計算2. 氧差額判斷3. 毒物接觸時間評價計算4. 道化學評價方法5. 故障樹分析計算6. HAZOP分析第一章 緒論1.1重要概念（本章簡答題為主）一、任何生產過程都離不開人、物、環境三個方面的因素（PPT）。二、安全工程研究的基本內容：（1）安全技術（2）勞動衛生技術（3）安全衛生管理三、海因里希劃分化工裝置緊急狀態五個等級（P6）：（1）運轉失靈；（2）故障；（3）異常；（4）事故；（5

2、）災害。四、安全工程評價方法（P8）：（1）經驗系統化方法；（2）系統解剖分析法；（3）邏輯推到法；（4）人的失誤分析法。五、化工工業危險因素（P4）（1）工廠選址（2）工廠布局（3）結構（4）對加工物質的危險性認識不足（5）化工工藝（6）物料輸送（7）誤操作（8）設備缺陷（9）防災計劃不充分第二章 物質性質、物化原理與安全2.1基本概念（本章名詞解釋為主）一、危險化學品的分類（P12、PPT）（1）爆炸品（2）壓縮氣體和液化氣體（3）易燃液體（4）易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品（5）氧化劑和有機過氧化物（6）有毒品（7）放射性物質（8）腐蝕品（9）雜項危險物質和物品2、 易燃物質的性質（P

3、16）：閃點、著火點、自燃溫度、蒸汽相對密度、熔點、沸點、分子式、爆炸范圍、蒸發潛熱、燃燒熱。3、 閃點：定義為易揮發可燃物質表面形成的蒸氣和空氣的混合物遇火燃燒的最低溫度。4、 著火點：是指蒸氣和空氣的混合物在開口容器中可以點燃并持續燃燒的最低溫度。著火點一般高于閃點。當缺少閃電數據時，著火點可以標示出物質的火險。5、 爆炸范圍：也稱爆炸極限或燃燒極限。用可燃蒸汽或氣體在空氣中的體積分數表示，是可燃蒸汽或氣體與空氣的混合物遇引爆源引爆即能發生爆炸或燃燒的濃度范圍。上述濃度范圍用爆炸下限和爆炸上限來表示。六、易燃性危險（P15）：可分為極度易燃性、高度易燃性和易燃性3個危險類別。（1）極度易燃

4、性是指閃點低于0、沸點低于或等于35的物質或制劑具有的特征。例如乙醚、甲酸乙酯、乙醛就屬于這個類別。（2）高度易燃性是指無需能量，與常溫空氣接觸就能變熱起火的物質或制劑具有的特征。氫氧化物、烷基鋁、磷以及多種溶劑都屬于這個類別。（3）易燃性是指閃點在2155的液體物質或助劑具有的特征。包括大多數溶劑和許多石油餾分。七、毒性物質的臨界限度（P18）：表示的是所有工人日復一日地重復暴露而不會受到危害的最高濃度。八、LD50是一次經口半數致死劑量；LC50是吸入2小時毒氣半數致死劑量。九、氧差額：（1）定義：系統的氧含量與系統中的碳氫和其他可氧化元素完全氧化所需的氧量之間的差值。（2）分類：負氧差額

5、、零氧差額、正氧差額a.對于負氧差額的化合物，氧化劑的存在會減少負的氧差額。如三硝基甲苯。b.對于零氧差額的化合物，潛在的釋放量最大。如甲酸。c.對于正氧差額的化合物，燃料和還原劑的存在會增加潛能的釋放。如七氧化二錳。8.燃燒反應點火時應注意物質的爆炸或爆炸極限。燃燒速率控制：溫度、氧化劑、燃料加入量。2.2重要例題氧差額計算（P23）1. 吸收氧氣，負氧差額2. 不吸收不生成，零氧差額3. 釋放氧原子，正氧差額危險性：正氧差額>零氧差額>負氧差額第三章 化工廠設計和操作3.1重要概念（本章選擇、判斷為主）一、危險和防護的一般考慮（P38）危險按潛在或直接的危害分一級危險和二級危險

6、。二級危險是在一級危險失去控制后發展成的，會造成人身或財產的直接損失。二、防護危險的措施（P38）對于一級、二級危險，可設置三道防線（1）第一道防護線：為了解決一級危險，并防止二級危險的發生。（2）第二道防護線：當二級防護危險發生時，將人身和財產損失降至最小程度。（3）第三道防護線：發生人身傷害事故時，提供有效的急救和醫療設施，使受到傷害的人員得到迅速救治。三、三道防護線的具體內容主要有（P38）：充分利用地形（如：液體向下流，毒氣易擴散）水源充足（滅火、稀釋）主導風向（牌城市下風口）隔離距離（防止發生火災、爆炸互相影響）安全設施（滅火、防護、救生）四、工廠定位系列問題（P39）1.工廠定位問

7、題實際上是要解決把工廠建于何處的問題，面對的主要問題有：原料問題、運輸問題、經濟問題、環境問題2.化工廠定位，一般遵循以下基本原則：（1）有原料、燃料供應和產品銷售的良好的流通條件；（2）有儲運、公用工程和生活設施等方面良好的協作環境；（3）靠近水量充足，水質優良的水源；（4）有便利的交通條件；（5）有良好的工程地址和水文氣象；3.工廠應避免定位在下列地區：（1）震斷層地區和基本烈度9度以上的地震區；（2）厚度較大的IIII級自重濕陷性黃土地區；（3）易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山區；（4）有開采價值的礦藏地區；（5）對機場、電臺等使用有影響的地區；（6）國家規定的歷史文物、生物保護和風景

8、游覽地區；（7）城鎮等人口密集的地區。三、工廠選址的安全問題（P36）工廠選址仍然是一種工廠相對于基環境的定位問題，考慮如下方面：1.相對隔離或主導風向盡量將廠址選擇在一個孤立地區。若客觀條件不允許，可依據主導風，將工廠置于社區的下風區域。2.高大構筑物可能 的坍塌是對社區的另一種潛在的危險。3.廢氣排放工廠都會有不同程度的廢液排放，應確保不會污染社區的飲用水，不會對養殖、海洋生物造成影響。可能含有爆炸混合物的排污管道不可穿越公共場所或私人地界。4.進出口道路工廠的主要出入口要格外小心，避免嚴重的交通事故，若工廠鄰近高速公路，可能會有車輛離開公路沖入工廠的危險。5.毗鄰工廠毗鄰的工廠可能會釋放

9、毒性或易燃氣體飄入工廠，引起人員中毒或由于火花或加熱面而起火。這種情況應將工廠建于上風區，或者隔開一定的距離。6.水源充足的水源可以保障消防能力。7.地形方面工廠救火時往往需要社區的協助，社區協助的有效與否，有時對救火的成敗起著決定作用。四工廠布局的安全問題1化工廠而已普遍采用留有一定間距的區塊化的方法。工廠廠區一般可劃分為以下六個區塊（P40）：（1）工藝裝置區；（2）罐區；（3）公用設施區；（4）運輸裝卸區；（5）輔助生產區；（6）管理區。2.加工單元可能是工廠中最危險的區域。五、加工單元區域的規劃（P46）單元區域規劃分三種：（1） 流程線狀布局（2） 分組布局（3） 架空布局加工單元設

10、備設施配置主要有以下幾種方式：（1）地面設備直線排列；（2）地面設備非直線排列；（3）地面設備室內配置六、壓力容器安全附件（P59）：（1） 安全閥； （2）爆破片； （3）壓力表；（4） 液位計； （5）泄壓裝置。7、 容器內作業八個必須（P62、PPT）1 必須申請、辦證,并得到批準.2 必須進行安全隔絕.3 必須切斷動力電,并使用安全燈具.4 必須進行置換、通風.5 必須按時間要求進行安全分析.6 必須佩戴規定的防護用具.7 必須有人在器外監護,并堅守崗位.8 必須有搶救后備措施.九、動火作業六大禁令（P63、PPT）1 動火證未經批準,禁止動火.2 不與生產系統可靠隔絕,禁止動火.3

11、不清洗、置換不合格,禁止動火.4 不清除周圍易燃物,禁止動火.5 不按時做動火分析,禁止動火.6 沒有消防措施,禁止動火.十、公用工程設施安全（P65-67）第四章 燃燒和爆炸與防火防爆安全技術4.1基本概念（本章是重點，一定要好好看課本）1、 燃燒定義：可燃物質與助燃物質（氧或其他助燃物質）在一定的條件下發生的一種發光發熱的氧化反應。P682、 可燃物質燃燒基本三要素：可燃物質、助燃物質和火源。P683、 燃燒形式（P71）：按照相態可分為均相燃燒和非均相燃燒：均相燃燒又分為混合燃燒和擴散燃燒；非均相燃燒又可分為蒸發燃燒、分解燃燒和表面燃燒。4、 燃燒按照起因可分為：閃燃、點燃和自燃。閃點、

12、著火點和自燃點分別是其特性參數。5、 燃燒特性參數：燃燒溫度、燃燒速率和燃燒熱。P76六、燃燒性物質的貯存和運輸（P88-92）七、爆炸的定義：物質發生急劇的物理、化學變化，在瞬間釋放出大量的能量并伴隨有巨大聲響的過程。P78八、按照爆炸反應物分類（P80）：（1）純組元可燃氣體熱分解爆炸；（2）可燃氣體混合物爆炸（3）可燃粉塵爆炸（4）可燃液體霧滴爆炸（5）可燃蒸汽云爆炸九、爆炸極限理論（P82）爆炸下限：可燃氣體或蒸氣與空氣的混合物能使火焰蔓延的的最低濃度。爆炸上限：能使火焰蔓延的最高濃度。十、影響爆炸極限的因素1. 初始溫度初始溫度越高，爆炸極限范圍越廣，下限下移，上限上移；2. 初始壓

13、力初始壓力越大，爆炸極限范圍越廣，下限不變，上限上移；CO除外；3.惰性介質或雜質惰性介質或雜質越濃，爆炸極限范圍越窄，下限不變，上限下移；4.容器管道的材質與尺寸容器管道直徑越小，爆炸極限范圍越小；5.能源點火能越大，爆炸極限范圍越大，下限不變，上限上移。十一、引爆能：爆炸性物質引爆所需要的能量。十二、敏感度：爆炸性物質在高熱、震動、沖擊等外力作用下發生爆炸的難易程度。十三、火災和爆炸的局限化措施（P110-112）十四、滅火劑與滅火器（P112-115）4.2 重要公式爆炸極限計算公式（P87看1、2、4、5的公式）多組元可燃性氣體混合物爆炸極限爆炸上限：爆炸下限：yi組元i的濃度，LHi

14、組元i的爆炸上限，LLi組元i的爆炸下限4.3重要例題某混合氣體組成如下，求爆炸極限：組分甲烷乙烯己烷空氣yi，%20.50.896.7LL，%5.32.71.1LH，%14.0367.5解：去掉空氣所占百分濃度爆炸下限：爆炸上限：第五章 職業毒害與防毒措施5.1基本概念（本章有簡答和計算）1、 職業病定義：用人單位勞動者在職業活動中引起的疾病。2、 職業中毒定義：在生產過程中由于接觸化學毒物而引起的中毒。3、 劑量作用關系：毒性物質在生物個體內所起作用與毒性物質劑量之間的關系。P1184、 劑量響應關系：毒性物質在一組生物體中產生一定標準作用的個體數，即產生作用百分率與毒性物質劑量之間的關系

15、，是衛生標準的依據。P1185、 評價指標（P118）：1. 絕對致死劑量或濃度（LD100或LC100）2. 半數致死劑量或濃度（LD50或LC50）3. 最小致死劑量或濃度（MLD或MLC）4. 最大耐受劑量或濃度（LD0或LC0）5. 急性閥劑量或濃度（LMTac）6. 慢性閥劑量或濃度（LMTcb）7. 慢性無作用劑量或濃度六、化學結構對毒性的影響（P125）（1）在有機化合物中，碳鏈的長度對毒性有很大的影響（2）分子結構的不飽和程度越高，毒性越大（3）分子結構的對稱性和幾何結構。一般認為，對稱程度越高，毒性越大。（4）有機化合物的氫取代基團對毒性的影響顯著（5）在芳香烴中，苯環的氫原

16、子若被甲基或乙基取代，全身毒性減弱，而對粘膜的刺激性增加七、毒性物質侵入人體途徑（P127）：1.經呼吸道侵入（主要途徑）；2.經皮膚侵入；3.經消化道侵入（危險途徑）。八、防止職業毒害的技術措施（P137）1.代替或排除有毒或高毒物料2.采用危害性小的工藝3.密閉化、機械化、連續化措施4.隔離操作和自動控制5.2基本公式有毒物質接觸時間評價方法及計算1、 時間加權平均容許濃度：以時間為權數規定的8小時工作日的平均容許接觸濃度。公式：Ca，Cb，CnTa，Tb，Tn時間段接觸的相應濃度；Ta，Tb，TnCa，Cb，Cn濃度下的相應接觸時間。二、混合物毒性計算（相加作用）兩種或兩種以上有毒物質共

17、同作用于同一器官、系統或具有相同刺激，或已知這些物質可產生相加作用時，按下式計算：C1，C2，Cn各個物質所測得的濃度；L1，L2，Ln各個物質相應的容許濃度限值。5.3重要例題1、 乙酸乙酯的時間加權平均容許濃度為200mg/m3，勞動者接觸狀況：300mg/m3濃度，接觸2小時；160mg/m3濃度，接觸2小時；120mg/m3濃度，接觸4小時。評價該車間衛生狀況。解：此結果<200mg/m3，未超過該物質的時間加權平均容許濃度。二、某車間空氣有苯、甲苯、二甲苯三種物質，經分析其濃度分別為4，20和50mg/m3。依據標準知此三種毒物的PC-STEL分別為10,100,100mg/m

18、3，評價該車間衛生是否達標。解：三種毒物相加作用4/10+20/100+50/100=1.1>1因值大于1，所以該車間衛生不符合國家標準，需要整改。第九章 系統安全分析與評價9.1基本概念（本章有兩道大題，十分重要）1、 系統定義：指由若干相互聯系的、為了達到一定目標而具有獨立功能的要素所構成的有機整體。P2192、 系統的四個特性：1. 系統至少是由兩個及兩個以上的要素構成的、具有統一性的整體；2. 系統內各要素之間是有聯系的、相互作用的；3. 具有既定的任務目標；4. 任何系統的存在都具有一定的條件，并處于一定的環境之中。3、 生產系統六要素：人員、物資、設備、資金、任務指標和信息。

19、4、 安全的實質：識別危險，防止事故，消除導致死亡、傷害、職業病及各種損失的條件。5、 導致災難事故的原因：人的原因、物的原因和環境條件。9.2道化學公司火災爆炸危險指數評價方法（P227-237）1、 物質系數MF查表2、 單元工藝危險系數F3=一般工藝危險系數F1×特殊工藝危險系數F23、 安全設施補償系數C=工藝控制補償系數C1×隔離措施補償系數C2×防火措施補償系數C3。4、 單元火災爆炸指數F&EI=F×MF5、 基本MPPD=0.82×單元損害系數×影響區域財產值×價格上漲因素6、 實際MPPD=基本MP

20、PD×安全設施補償系數單元評價程序流程圖：9.3事故樹分析及其應用（P238-239）一、事故樹符號 矩形符號表示頂上事件或中間事件,也就是需要再往下面分析的事情。 圓形符號表示基本原因事件,是最基本的、不能再繼續往下分析的事件,如人為差錯、設備元件的故障、環境不良因素等。 屋形符號表示正常事件,是系統在正常狀態下出現正常功能的事件。 菱形符號表示省略事件,包括兩種情況:第一,不必進一步分析的事件,如泵、繼電器、開關等都是由廠家制造的定型產品,對于使用單位而言,可不必再做進一步分析;第二,由于資料反應的情況不具體、不明確,無法作進一步分析。 與門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=B1B

21、2,表示原因事件B1和B2都發生,才有結果事件A發生。 或門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=B1+B2,表示原因事件B1和B2中,只要有一個發生,結果事件A就會發生。 條件與門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=B1B2C,表示原因事件B1和B2都發生,而且還必須滿足條件C,結果事件A才發生。 條件或門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=(B1+B2)C,表示原因事件B1和B2中只要有一個發生,在滿足條件C的情況下,結果事件A就發生。 控制門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=BC,表示輸入事件B 排斥或門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=B1+B2,表示當原因事件B1或 B2發生,結果事件A發生,B1、B

22、2不可能同時發生。二、布爾代數運算等冪法則： 交換法則：結合法則： 分配法則：吸收法則： 對偶法則：對合法則： 重疊法則：例題1（重點）如圖故障樹用布爾代數表示出來：解：T=G1+G2=x4·G3+x1·G4=x4·(x3+G5)+x1·(x3+x5)=x4·(x3+x2·x5)+x1·(x3+x5)三、割集合：能使頂事件發生的基本事件集合。如果割集合中任一基本事件不發生就會造成頂事件不發生，即割集合中包含的基本事件對引起頂事件發生不但充分而且必要，則該割集合叫做最小割集合。例題2、在例1基礎上求最小割集合。解：T=x4&#

23、183;(x3+x2·x5)+x1·(x3+x5) =x1x3+x1x5+x3x4+x2x4x5得到最小割集合：（x1x3）、（x1x5）、（x3x4）、（x2x4x5）四、徑集合：其中的基本事件都不發生就能保證頂事件不發生的基本事件集合。若徑集合中包含的基本事件不發生對保證頂事件不發生不但充分而且必要，則該徑集合叫做最小徑集合。例題3、在例1基礎上求最小徑集合解：只要把例1中的所有事件變成對立事件，把與門變或門，或門變與門，就可以得到與之相反的成功樹。T=G1·G2=（x4+G3）·（x1+G4）=（x4+x3·G5）·（x1+x3

24、·x5）=（x4+x3·(x2+x5)）·（x1+x3·x5）=x1x4+x1x2x3+x1x3x5+x3x42x5+x2x3x5+x32x52得到最小徑集合（x1x4）（x1x2x3）（x1x3x5）（x3x4x5）（x2x3x5）（x3x5）五、結構重要度：導致事故發生的主要原因例題4、分析例題1的結構重要度解：按照最小割集合或最小徑集合里出現的階數與次數可判斷。階數就是幾個x相乘，次數是同階出現的次數。最小割集合：（x1x3）、（x1x5）、（x3x4）、（x2x4x5）一階二階三階X1020X2001X3020X4011X5011得到結構重要度：

25、9.5 HAZOP分析一、HAZOP（Hazard and Operability Analysis），即危險與可操作性分析，是一種系統化的對工藝裝置進行安全性和可操作性分析的方法。二、引導詞法偏差=引導詞+工藝參數如：較多+溫度=溫度過高，無+氧氣=沒有氧氣，較少+水流量=水流量過低，空白+攪拌=無攪拌。舉例：（1）HAZOP分析a.分析節點：DAP反應器b.設計工藝指標：在一定的溫度和壓力下攪拌反應c.選擇引導詞：NO（空白）d.工藝參數：攪拌e.偏差：空白+攪拌=無攪拌f.后果：未反應的氨代入DAP貯槽并釋放到封閉的工作區域（2）原因a.攪拌器電動機故障b.攪拌器機械聯接故障c.操作有人未啟動攪拌（3）建議措施a.考慮安裝反應器無攪拌時的報警或停車系統b.確保工作區域通風良好，或者使用封閉的DAP貯槽例題1、DAP氨與磷酸混合反應生成磷酸氫二銨表1.HAZOP分析表序號偏差原因后果安全保護建議措施1.0 容器DAP反應器；反應溫度x，壓力y Pa1.1無攪拌攪拌器電動機故障未反應的氨帶入DAP