1、化工工藝概論化工工藝概論 第二版第二版第七章第七章 化工安全及化工安全及“三廢三廢”處理處理Chemical Engineering Safety Chemical Engineering Safety and Three Wastes Treatment and Three Wastes Treatment 化工生產防火防爆技術工業毒物的危害與防護壓力容器安全技術勞動保護技術常識本章重點化工“三廢”的污染與治理第一節 化工生產防火防爆技術Prevention of Fire and Explosion in Chemical Industry1物質的燃燒（1）燃燒及燃燒條件 燃燒必須具備以下

2、三個條件： 可燃物質 助燃物質 點火源 （2）燃燒類型 閃燃 著火 自燃 a. 受熱自燃 b. 自熱自燃 一、燃燒與爆炸 （Combustion and Explosion）2物質的爆炸物質的爆炸 爆炸（explosion）是物質在瞬間以機械功的形式釋放出大量氣體和能量的現象。 爆炸碎片的飛散距離一般可達100500米。（1）爆炸的分類 物理爆炸 化學性爆炸 （2）爆炸極限 可燃物在空氣中形成爆炸混合物的最低濃度叫爆炸下限，最高濃度叫爆炸上限。可燃物濃度在爆炸上限和爆炸下限之間都能發生爆炸，這個濃度范圍稱為該物質的爆炸極限（explosion limit） 幾種氣體和液體的爆炸極限液體名稱爆炸

3、濃度極限（%）上限下限酒精183.3甲苯71.5松節油620.8車用汽油7.21.7燈用汽油7.51.4乙醚401.85苯9.51.5甲烷155.0乙烷15.53.0丙烷9.52.1汽油7.61.4液化石油氣102 根據物質燃燒爆炸的發生條件，防火防爆基本措施應該放在限制和消除燃燒爆炸危險物、助燃物、著火源三者之間的相互作用上，防止燃燒“三要素”的同時出現。 1. 火災的分類火災的分類 二、防火防爆措施二、防火防爆措施 2. 生產的火災危險性生產的火災危險性分類分類3. 爆炸和火災危險場所的區域爆炸和火災危險場所的區域 4. 根據化工生產工藝特點采取防火防爆措施根據化工生產工藝特點采取防火防爆

4、措施（1）要保證原材料和成品的質量 （2）要嚴格掌握原料的配比 （3）防止加料過快過多（4）注意物料的投料順序 （5）防止跑、冒、滴、漏（6）嚴格控制溫度（7）嚴格控制壓力（8）防止攪拌中斷 （9）嚴守操作規程 （10）做好抽樣探傷 消防滅火的重點應放在確定熄滅火的臨界條件上，而不是放在熄滅火的時間上。三、消防滅火技術三、消防滅火技術 1. 消防裝置消防裝置（1）防火安全裝置 阻火設備阻火設備，如安全液封、水封井、阻火器、單向閥、阻火閥等，其作用是防止火焰闖入設備、管道或阻止火焰在其間擴展； 防爆泄壓設備防爆泄壓設備，如安全閥、爆破片(防爆片)、放空管等，安裝于壓力容器、管道等生產設備上，起降

5、壓防爆作用； 火星熄滅器火星熄滅器，安裝于產生火星的設備和裝置，防止火星飛出引燃可燃物； 自動探測器自動探測器，用于檢測可燃氣體濃度、溫度、煙霧等，當超過一定值（濃度）時自動報警，起動聯鎖裝置自動停車并啟動自動滅火設施，及時運作，快速滅火。管道阻火器 安全閥防爆片火星熄滅器自動探測器（2）滅火設備）滅火設備 直接將火災撲滅的設備，有噴射粉末、泡沫等的滅火器，噴射水霧、不燃性氣體、揮發性液體（液態鹵烴等）等的滅火器，噴水器、消火栓等 噴水滅火設備2. 滅火的基本原則滅火的基本原則（1）報警早，損失小 （2）邊報警，邊撲救 （3）先控制，后滅火 （4）先救人，后救物（5）防中毒，防窒息 （6）聽指

6、揮，莫驚慌3. 生產裝置初期火災的撲救基本措施生產裝置初期火災的撲救基本措施（1）迅速查清著火部位，燃燒物質及物料的來源，在滅火的同時，及時關閉閥門，切斷物料。（2）采取多種方法，消除爆炸危險。（3）準確使用滅火劑。（4）當消防隊趕到火場撲救時，生產裝置負責人或崗位人員，應主動向消防指揮員介紹情況，講明著火部位、燃燒介質、溫度、壓力等生產裝置的危險狀況和已經采取的滅火措施，供專職消防隊迅速做出滅火戰術決策。（5）消滅外圍火焰，控制火勢發展。（6）利用生產裝置設置的固定滅火裝置冷卻、滅火。（7）根據生產裝置的火災危險性及火災危害程度，及時采取必要的工藝滅火措施，如對火勢較大，關鍵設備破壞嚴重，一

7、時難以撲滅的火災，可采取局部停止進料，開閥導罐、緊急放空、緊急停車等工藝緊急措施，為有效撲滅火災，最大限度降低災害創造條件。4. 儲罐初起火災的撲救儲罐初起火災的撲救 石油化工企業用貯存的物料大多數密度小、沸程低、爆炸范圍大、閃點低、燃燒速度快、熱值高、具有火災危險性大、撲救困難的特點。 （1）易燃可燃液體貯罐發生火災，現場人員可利用崗位配備的干粉滅火器或泡沫滅火器進行滅火，同時組織人力利用消火栓、消防水炮進行貯罐罐壁冷卻，降低物料可燃蒸氣的揮發速度，保護貯罐強度，控制火勢發展。冷卻過程中一般不應將水直接打入罐內，防止液面過高造成冒罐或油品沸溢，擴大燃燒面積，造成撲救困難。設有固定泡沫滅火裝置

8、的，應迅速啟動泡沫滅火設施，選擇正確的泡沫滅火劑和供給強度及混合比例，打開著火罐控制閥，輸送泡沫滅火。（2）浮頂式易燃可燃液體油罐著火，在噴射泡沫和冷卻罐壁的同時，應組織人員上罐滅火。同時可用干粉滅火器撲滅圍堰內的殘火。地下式、半地下式易燃可燃液體貯罐著火，可用干粉或泡沫推車進行滅火。滅火時應注意風向和熱輻射。（3）臥式、球式易燃可燃氣體貯罐著火，應迅速打開貯罐上設置的消防噴淋裝置進行冷卻，冷卻時應集中保護著火罐，同時對周圍貯罐進行冷卻保護。防止罐內壓力急劇上升，造成爆炸。操作人員應密切注意貯罐溫度和壓力變化，必要時應打開緊急放空閥，將物料排放火炬或安全地點進行泄壓。（4）撲救易燃可燃液體貯罐

9、火災，也可在貯罐沒有破壞的情況下，充填氮氣等惰性氣體窒息滅火。貯罐火災及時撲滅后，應冷卻保護一段時間，降低物料溫度，防止溫度過高引起復燃。 5. 人身起火的撲救人身起火的撲救 在化工企業生產環境中，人身起火燃燒，輕者留有傷殘，重者直至危及生命。正確撲救人身著火，可大大降低傷害程度。當人身著火時，一般采取就地打滾的方式，將著火部分壓滅。同時應保持清醒頭腦，切不可跑動，否則風助火勢，燒傷更加嚴重；衣服局部著火，可采取脫衣，局部裹壓的方法滅火。火災撲滅后，應特別注意燒傷患者的保護，對燒傷部位應用繃帶或干凈的床單進行簡單的包扎后，盡快送醫院治療。第二節 壓力容器的安全技術Safety Techniqu

10、e of Pressure Vessel 化工壓力容器一般指在化工生產中用于完成反應、傳質、傳熱、分離和儲存等生產工藝過程，并能承受壓力的密閉容器。壓力容器作為機械制造產品，它是在各種介質和環境十分苛刻的條件下進行操作的，如高溫、高壓且具有易燃、易爆、劇毒和腐蝕等。壓力容器在設計、制造、安裝、運行和維護等各個環節中都會產生缺陷，但不管來源于那個環節，都將影響其安全使用。同時滿足下列三個條件的容器，才稱之為壓力容器a.最高工作壓力0.1MPa；b.內直徑0.15m，且容積0.025m3；c.介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于標準沸點的液體。一、壓力容器的定義與分類一、壓力容器的定義與分類 1

11、. 按工作壓力分類按工作壓力分類 低壓（代號L）容器 0.1 MPap1.6 MPa；中壓（代號M）容器1.6MPap10MPa；高壓（代號H）容器10MPap100MPa；超高壓（代號U）容器p100MPa 2. 按用途分類 (1) 反應容器 反應器、發生器、聚合釜、合成塔、變換爐等。 (2) 換熱容器 熱交換器、冷卻器、加熱器等。 (3) 分離容器 分離器、過濾器、集油器、緩沖器、洗滌塔等。 (4) 儲運容器 儲槽、儲罐、槽車等。3. 按危險性和危害性分類按危險性和危害性分類 壓力容器安全技術監察規程綜合考慮了設計壓力、幾何容積、材料強度、應用場合和介質危害程度等影響因素。（1）第三類壓力

12、容器高壓容器； 中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質）； 中壓儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且pV乘積大于等于10MPam3 ） 中壓反應容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且pV乘積大于等于0.5Pam3）； 低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質，且乘積大于等于0.2MPam3 ）； 高壓、中壓管殼式余熱鍋爐； （1）第三類壓力容器中壓搪玻璃壓力容器； 使用強度級別較高（指相應標準中抗拉強度規定值下限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器； 移動式壓力容器，包括鐵路罐車（介質為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車液化氣體運輸（半掛）車、低溫液體運輸（半掛）車、永久

13、氣體運輸（半掛）車和罐式集裝箱（介質為液化氣體、低溫液體）等； 球形儲罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲存容器（容積大于5m3）。 低溫液體儲存容器（容積大于5m3） （2）第二類壓力容器， 中壓容器； 低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質）； 低壓反應容器和低壓儲存容器（僅限易燃介質或毒性程度為中度危害介質）； 低壓管殼式余熱鍋爐； 低壓搪玻璃壓力容器。 （3）第一類壓力容器 除上述規定以外的低壓容器為第一類壓力容器。 為了確保壓力容器制造質量，國家規定凡壓力容器設計單位要具有特種設備設計許可證（壓力容器）；制造和現場組焊壓力容器的單位必須持有勞動部頒發的制造許可證。壓力容器質量的

14、優劣主要取決于材料質量、焊接質量和檢驗質量三方面。壓力容器的制造質量除鋼材本身質量外，主要取決于焊接質量。壓力容器制成后必須進行壓力試驗。包括耐壓試驗和氣密性試驗。耐壓試驗包括液壓試驗和氣壓試驗。 二、壓力容器的設計、制造及安裝二、壓力容器的設計、制造及安裝 壓力容器的專業安裝單位必須經勞動部門審核批準才可以從事承壓設備的安裝工作。安裝作業必須執行國家有關安裝的規范。安裝過程中應對安裝質量實行分段驗收和總體驗收。驗收由使用單位和安裝單位共同進行。總體驗收時，應有上級主管部門參加。壓力容器安裝竣工后，施工單位應將竣工圖、安裝及復驗記錄等技術資料及安裝質量證明書等移交給使用單位。1. 鋼材內部局部

15、區域的組織損傷，或者材料在使用過程中劣化引起的鋼材內部組織變化，都會導致鋼材性能損害，從而影響壓力容器使用的安全可靠性。2. 中、高強度鋼制化工壓力容器在制造中容易產生焊接裂紋，如果再加上疲勞和介質腐蝕等惡劣的操作條件，就會使這些原始裂紋擴展，最終導致壓力容器疲勞破壞。3. 化工壓力容器的腐蝕問題比較復雜，影響因素比較多，其中包括氫腐蝕、應力腐蝕、局部腐蝕(點腐蝕及縫隙腐蝕) 以及均勻腐蝕，并且經常出現幾種腐蝕共存的現象，腐蝕對化工壓力容器的危害很大，腐蝕會使壓力容器發生早期失效或突然損壞，造成停車事故；腐蝕會使壓力容器發生穿孔泄漏，造成介質流失，污染環境，甚至會使易燃介質發生爆炸或使有毒介質

16、泄漏引起中毒事故；腐蝕會使壓力容器壁厚減薄，致使殼體不能滿足強度要求，最后導致容器破裂失效。三、化工壓力容器的安全問題三、化工壓力容器的安全問題 三、化工壓力容器的安全問題三、化工壓力容器的安全問題 4. 化工壓力容器容納的壓縮氣體或飽和液體，容器一旦破裂，介質卸壓膨脹，瞬間所發生的能量不但會使容器發生爆炸，還會產生沖擊波破壞周圍設備和建筑；并且由于內部介質外泄，引起二次爆炸、著火燃燒或毒氣彌散導致廠毀人亡的惡性事故。5. 化工壓力容器除承受介質壓力外，常伴隨著高溫、低溫或介質腐蝕的聯合作用；溫度、壓力的波動或短期超載又常常不可避免。若遇頻繁開停車或溫度、壓力波動，則會使壓力容器發生疲勞破壞，

17、引發安全事故。化工壓力容器上某些局部區域的應力狀態復雜而惡劣，其使用條件和制造要求苛刻。如容器的開孔、接管處和某些結構不連續處的受力狀態惡劣，應力水平較高，這些部位常常容易產生疲勞裂紋，成為脆性破壞的發源地。三、化工壓力容器的安全問題三、化工壓力容器的安全問題 1. 設置安全泄壓裝置2. 裝設液位計3. 裝設連鎖裝置四、化工壓力容器安全裝置的設置四、化工壓力容器安全裝置的設置1. 平穩操作壓力容器2. 對安全裝置與設備的經常性檢查3. 操作人員的操作規則4. 壓力容器的緊急停止運行五、化工壓力容器安全裝置操作要點五、化工壓力容器安全裝置操作要點第三節 工業毒物的危害及防護Occupationa

18、l Hazards and Protection Measures of Industrial Toxicant1氣體指在常溫、常壓下呈氣態的物質。2蒸汽是由液體蒸發或固體升華而形成。3霧是指混懸在空氣中的液滴，多為蒸汽冷凝液或液體噴散所形成。4煙塵是指懸浮在空氣中的煙狀固體顆粒，直徑往往小于0.1 微米。5粉塵是能在較長時間飄浮于空氣中的固體顆粒，直徑多為0.110 微米。一、工業毒物主要存在的形式一、工業毒物主要存在的形式 1LD100或LC100 表示絕對致死劑量或濃度，即能引起一組實驗動物全部死亡的最小劑量或濃度。2LD0 或LC0 表示最大耐受量或濃度，即不能引起實驗動物死亡的最大劑

19、量或濃度。3MLD 或MLC 表示最小致死劑量或濃度，即比最大耐受量稍大，能引起實驗組動物中個別動物死亡的劑量或濃度。4LD50或LC50 表示半數致死劑量或濃度，即能引起實驗組動物的50 %死亡的劑量或濃度。其中半數致死劑量常用來反映毒物毒性的大小，一般將毒物分為極度危害、高度危害、中度危害和輕度危害四級 二、工業毒物的毒性指標與分級二、工業毒物的毒性指標與分級 v毒物毒性分級 在生產過程中，最主要的是經呼吸道進入，其次是皮膚，而經消化道進入的較少。1經呼吸道進入經呼吸道進入 這是生產性毒物進入人體最主要的途徑。大多數職業中毒均由此而引起。如人體吸進了大量的氰化氫、一氧化碳或苯等，在數分鐘內

20、就可以中毒昏倒。另外，由呼吸道進入的毒物被肺泡吸收后不經肝臟解毒就直接進入血液循環而分布到全身，所以有更大危險性。2 經皮膚進入經皮膚進入 這也是職業中毒較為常見的途徑。經皮膚吸收的毒物不經肝臟而直接隨血液循環分布于全身。3經消化道進入經消化道進入 在生產環境中，毒物單純從消化道吸收而引起中毒的情況比較少見。偶見不遵守操作規程或在車間進食，吸煙以及誤服等情況。三、工業毒物侵入人體的途徑三、工業毒物侵入人體的途徑 1硫化氫 2氯氣3一氧化碳 4氨5苯 四、具體中毒危險物分析四、具體中毒危險物分析1. 脫離接觸、洗消2. 檢傷3. 應用特效解毒治療4. 對癥和支持治療五、化學性中毒患者處理原則五、

21、化學性中毒患者處理原則 1加強HSE（Health, Safety, Environment 健康，安全，環境）教育培訓，提高全員防護意識2. 加強安全管理，堵塞管理漏洞3. 加強“三同時”管理，抓好本質安全4. 制定事故應急救援預案六、防范措施六、防范措施 第四節 勞動保護技術常識General Technical Knowledge on Labor Protection1化學灼傷的特點（討論）2. 化學灼傷的急救（1）現場急救處理原則 立即脫離事故現場，并盡快脫去被化學物污染的衣褲、手套、鞋襪等。立即用大量流動清水徹底沖洗被污染的皮膚。沖洗時間應考慮當時氣溫及病人耐受程度，一般要求20

22、30 min，至少不低于15 min。堿性物質灼傷后沖洗時間應延長。沖洗后可再用中和劑處理。酸性化學物灼傷可用2% 5%碳酸氫鈉溶液沖洗或濕敷；堿性化學物灼傷可用2% 3%硼酸溶液沖洗或濕敷。沖洗后創面不要任意涂搽油膏或紫藥水，可用清潔（紗）布覆蓋，然后再送專科醫院治療。一、化學灼傷及其防護一、化學灼傷及其防護 （2）現場急救注意事項 傷者脫離事故現場后，在脫去被化學物污染的衣褲、手套、鞋襪時，應注意保護自己的雙手不再被化學物污染。被油性化學物灼傷后，在沖洗前最好先用（紗）布將油性化學物擦去，然后再用大量流動清水或自來水沖洗。 化學灼傷后創面沖洗時間，應根據不同情況隨時掌握。 3化學灼傷的預防

23、（1）建立健全各項有關安全生產的規章制度，由專人負責定期對生產設備進行保養和維修，防止管道跑、冒、滴、漏，將各種隱患消滅在萌芽狀態。（2）對易燃、易爆化學品加強管理，此類化學品應予密閉并有明顯的警示標記；應置于陰涼通風處，遠離明火、熱源及氧化劑。（3）在有可能發生化學灼傷的作業場所，應根據場地大小設置一些沖淋設備（包括沖眼裝置），以便在化學灼傷后能在最短時間內得到沖洗。（4）加強上崗前培訓，工作人員應熟悉本崗位接觸的化學品對人體的危害，掌握化學灼傷后的現場自救方法。（5）所有操作人員在工作中必須嚴格遵守各項操作規程，根據要求佩戴必要的防護用品，如安全帽、手套、眼罩等，以防化學灼傷的發生。1噪音

24、的危害噪音的危害2化工企業噪聲污染的特點化工企業噪聲污染的特點（1）噪聲污染源多（2）有條件做到有效措施（3）噪聲擴散范圍較小3對策與預防對策與預防 （1）對重點污染設備采取防噪措施（2）改變噪聲傳播方向（3）設置隔聲控制室（4）佩帶防噪用品（5）選擇低噪聲設備（6）加強綠化二、噪聲的危害與預防二、噪聲的危害與預防化工企業射線主要分布在以下幾個方面: 一是放射性同位素儀表，用來測料位、液位和密度等；二是工業X、射線探傷機，用于對塔、球罐、容器及各種管道的焊縫進行檢測，同時還定期對各種設備的腐蝕程度進行檢測；三是X射線衍射儀、熒光儀, 分別分布于石化企業科研機構。 三、輻射的危害與防護三、輻射的

25、危害與防護1. 射線對人體的危害射線對人體的危害 2. 射線防護射線防護（1）放射性同位素儀表的防護（2）工業探傷機的防護第五節 化工“三廢”的污染與治理Treat Waste Water, Gas and Solid in Chemical Factory化工過程三廢的主要來源 一、化工三廢的來源、分類和排放標準一、化工三廢的來源、分類和排放標準 1廢氣來源、分類和排放標準廢氣來源、分類和排放標準（1）污染源及其分類 （2）廢氣排放標準 2廢水來源、分類和排放標準廢水來源、分類和排放標準（1）廢水來源及其種類 （2）衡量廢水水質的指標及排放標準 溶解氧 濁度 pH值色度 硬度 化學需氧量生化

26、需氧量 總需氧量總有機碳 電導度 殘渣和懸浮物 3. 廢渣的來源、分類及排放標準廢渣的來源、分類及排放標準（1）廢渣的來源及種類 （2）化工廢渣的排放標準 1廢氣的凈化和利用（1）廢氣的常用處理方法冷凝法 吸收法吸附法 直接燃燒法 催化燃燒法 二、二、“三廢三廢”的處理和利用的處理和利用v（2）典型化工廢氣的處理和利用）典型化工廢氣的處理和利用 催化氧化脫硫法流程示意圖 2廢水的凈化和利用廢水的凈化和利用（1）廢水的處理方法 工業上對廢水處理的方法有物理法、化學法和生物法三類。有機物的奸氧分解過程 （2）典型化工廢水的處理典型化工廢水的處理 含硫廢水的處理 含硫廢水的處理方法主要有空氣氧化法和

27、水蒸氣氧化法。含酚、氰有毒廢水的處理煉油廠廢水處理的典型流程 3. 廢渣的凈化和利用廢渣的凈化和利用（1）常用處理廢渣的方法化學和生物處理 a.中和b.氧化法c.還原法d.水解法e.化學固定法 脫水 a.重力脫水 b.機械脫水 c.化學脫水 焚燒處理法 （2）化工廢渣處理的技術原則 從改進工藝路線入手，采用不產生或少產生廢渣的新技術、新工藝、新設備，最大限度地提高資源的利用率，把廢渣消滅在生產過程中。 對于過程中必須排出的廢渣，按性質就地處理，采用回收或綜合利用措施。 對于無法或暫時無法綜合利用的廢渣，應妥善處理，采取無害化或焚燒等處理措施。 開發“原子經濟（atom economy）”反應和新反應途徑，采用無毒無害的原料和可再生資源、無毒無害的催化劑，生物技術等高新技術，利用清潔生產工藝生產環境友好產品，實現化工生產綠色化是根治工業“三廢”最徹底、最有效和最經濟的手段。 三、三、“三廢三廢”處理的前景處理的前景 1.燃燒三要素：可燃物、助燃物、點火源；燃燒類型：閃燃、著火、自然；爆炸的分類：物理爆炸、化學爆炸。2.滅火的基本原則：報警早，損失小；邊報警，邊撲救；先控制，后滅火；先救人，后救物；防中毒，防窒息；聽指揮，莫驚慌。3.壓力容器：a、最高工作壓力0.1MPa；