安全工程概論某年全國安全生產基本情況(節選)全國共發生各類事故803571起，死亡136755人。一次死亡3-9人重大事故2721起，死亡10180人；一次死亡10-29人特大事故115起，死亡1670人；一次死亡30人以上特別重大事故14起，死亡860人。1、工礦商貿合計各類事故14702起，死亡16497人：煤礦死亡事故3639起，死亡6027人。金屬與非金屬礦傷亡事故2248起，死亡2699人。建筑業傷亡事故2582起，死亡2789人。危險化學品傷亡事故193起，死亡291人。煙花爆竹傷亡事故138起，死亡322人。工商貿其它傷亡事故5902起，死亡4369人。2、消防火災事故252701起，死亡2557人。3、道路交通事故517889起，死亡107077人?！覈罱l生的安全事故紫金礦業污水處理廠南京棲霞區煤氣管道爆炸宜春飛機場失事松花江化工桶漂流事件煤礦、煙花炮竹安全事故全球十大污染事件比利時馬斯河谷煙霧事件

比利時馬斯河谷煙霧事件是世界有名的公害事件之一，1930年12月1～5日已發生在比利時馬斯河谷工業區。在比利時境內沿馬斯河24公里長的一段河谷地帶，即馬斯峽谷的列日鎮和于伊鎮之間，兩側山高約90米。許多重型工廠分布在河谷上，包括煉焦、煉鋼、電力、玻璃、煉鋅、硫酸、化肥等工廠，還有石灰窯爐。1930年12月1日開始，整個比利時由于氣候反常變化被大霧覆蓋。由于特殊的地理位置，在馬斯河谷上空出現了很強的逆溫層，霧層尤其濃厚。通常，氣流上升越高，氣溫越低。但當氣候反常時，低層空氣溫度就會比高層空氣溫度還低，發生“氣溫的逆轉”現象，這種逆轉的大氣層叫做“逆轉層”。逆轉層會抑制煙霧的升騰，使大氣中煙塵積存不散，在逆轉層下積蓄起來，無法對流交換，造成大氣污染現象。在這種氣候反常變化的第三天，這一河谷地段的居民有幾千人呼吸道發病，一個星期內就有63人死亡，為同期正常死亡人數的10.5倍。發病者包括不同年齡的男女，癥狀是：流淚、喉痛、聲嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒悶、惡心、嘔吐?？人耘c呼吸短促是主要發病癥狀。死者大多是年老和有慢性心臟病與肺病的患者。尸體解剖結果證實：刺激性化學物質損害呼吸道內壁是致死的原因。其它組織與器官沒有毒物效應。

美國洛杉磯光化學煙霧事件

洛杉磯位于美國西南海岸，西面臨海，三面環山，是個陽光明媚，氣候溫暖，風景宜人的地方。早期金礦、石油和運河的開發，加之得天獨厚的地理位置，使它很快成為了一個商業、旅游業都很發達的港口城市。洛杉磯市很快就變得空前繁榮，著名的電影業中心好萊塢和美國第一個“迪斯尼樂園”都建在了這里。城市的繁榮又使洛杉磯人口劇增。白天，縱橫交錯的城市高速公路上擁擠著數百萬輛汽車，整個城市仿佛一個龐大的蟻穴。然而好景不長，從40年代初開始，人們就發現這座城市一改以往的溫柔，變得“瘋狂”起來。每年從夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就會出現一種彌漫天空的淺藍色煙霧，使整座城市上空變得渾濁不清。這種煙霧使人眼睛發紅，咽喉疼痛，呼吸憋悶、頭昏、頭痛。1943年以后，煙霧更加肆虐，以致遠離城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘減產。這就是最早出現的新型大氣污染事件——光化學煙霧污染事件。光化學煙霧是由于汽車尾氣和工業廢氣排放造成的，一般發生在濕度低、氣溫在24～32℃度的夏季晴天的中午或午后。汽車尾氣中的烯烴類碳氫化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大氣中后，在強烈的陽光紫外線照射下，會吸收太陽光所具有的能量。這些物質的分子在吸收了太陽光的能量后，會變得不穩定起來，原有的化學鏈遭到破壞，形成新的物質。這種化學反應被稱為光化學反應，其產物為含劇毒的光化學煙霧。

美國多諾拉煙霧事件

多諾拉是美國賓夕法尼亞州的一個小鎮，位于匹茲堡市南邊30公里處，有居民1.4萬多人。多諾拉鎮座落在一個馬蹄形河灣內側，兩邊高約120米的山丘把小鎮夾在山谷中。多諾拉鎮是硫酸廠、鋼鐵廠、煉鋅廠的集中地，多年來，這些工廠的煙囪不斷地向空中噴煙吐霧，以致多諾拉鎮的居民們對空氣中的怪味都習以為常了。1948年10月26～31日，持續的霧天使多諾拉鎮看上去格外昏暗。氣候潮濕寒冷，天空陰云密布，一絲風都沒有，空氣失去了上下的垂直移動，出現逆溫現象。在這種死風狀態下，工廠的煙囪卻沒有停止排放，就像要沖破凝住了的大氣層一樣，不停地噴吐著煙霧。這次的煙霧事件發生的主要原因，是由于小鎮上的工廠排放的含有二氧化硫等有毒有害物質的氣體及金屬微粒在氣候反常的情況下聚集在山谷中積存不散，這些毒害物質附著在懸浮顆粒物上，嚴重污染了大氣。人們在短時間內大量吸入這些有毒害的氣體，引起各種癥狀，以致暴病成災。英國倫敦煙霧事件

1952年12月5－8日，一場災難降臨了英國倫敦。地處泰晤士河河谷地帶的倫敦城市上空處于高壓中心，一連幾日無風，風速表讀數為零。大霧籠罩著倫敦城，又值城市冬季大量燃煤，排放的煤煙粉塵在無風狀態下蓄積不散，煙和濕氣積聚在大氣層中，致使城市上空連續四五天煙霧彌漫，能見度極低。在這種氣候條件下，飛機被迫取消航班，汽車即便白天行駛也須打開車燈，行人走路都極為困難，只能沿著人行道摸索前行。

由于大氣中的污染物不斷積蓄，不能擴散，許多人都感到呼吸困難，眼睛刺痛，流淚不止。倫敦醫院由于呼吸道疾病患者劇增而一時爆滿，倫敦城內到處都可以聽到咳嗽聲。僅僅4天時間，死亡人數達4000多人。就連當時舉辦的一場盛大的得獎牛展覽中的350頭牛也慘遭劫難。一頭牛當場死亡，52頭嚴重中毒，其中14頭奄奄待斃。2個月后，又有8000多人陸續喪生。這就是駭人聽聞的“倫敦煙霧事件”。釀成倫敦煙霧事件主要的兇手有兩個，冬季取暖燃煤和工業排放的煙霧是元兇，逆溫層現象是幫兇。

日本水俁病事件

日本熊本縣水俁灣外圍的“不知火?！笔潜痪胖荼就梁吞觳葜T島圍起來的內海，那里海產豐富，是漁民們賴以生存的主要漁場。水俁鎮是水俁灣東部的一個小鎮，有4萬多人居住，周圍的村莊還（居）住著1萬多農民和漁民?！安恢鸷！必S富的漁產使小鎮格外興旺。1925年，日本氮肥公司在這里建廠，后又開設了合成醋酸廠。1949年后，這個公司開始生產氯乙烯（C2H5Cl），年產量不斷提高，1956年超過6000噸。與此同時，工廠把沒有經過任何處理的廢水排放到水俁灣中。1956年，水俁灣附近發現了一種奇怪的病。這種病癥最初出現在貓身上，被稱為“貓舞蹈癥”。病貓步態不穩，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被稱為“自殺貓”。隨后不久，此地也發現了患這種病癥的人?；颊哂捎谀X中樞神經和末梢神經被侵害，輕者口齒不清、步履蹣跚、面部癡呆、手足麻痹、感覺障礙、視覺喪失、震顫、手足變形，重者神經失常，或酣睡，或興奮，身體彎弓高叫，直至死亡。當時這種病由于病因不明而被叫做“怪病”。這種“怪病”就是日后轟動世界的“水俁病”，是最早出現的由于工業廢水排放污染造成的公害病。“水俁病”的罪魁禍首是當時處于世界化工業尖端技術的氮（N）生產企業。氯乙烯和醋酸乙烯在制造過程中要使用含汞（Hg）的催化劑，這使排放的廢水含有大量的汞。當汞在水中被水生物食用后，會轉化成甲基汞（CH3HgCl）。這種劇毒物質只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命，而當時由于氮的持續生產已使水俁灣的甲基汞含量達到了足以毒死回本全國人口2次都有余的程度。

日本富山“骨痛病”

富山縣位于日本中部地區，在富饒的富山平原上，流淌著一條名叫“神通川”的河流。這條河貫穿富山平原，注入富山灣，不僅是居住在河流兩岸人們世世代代的飲用水源，也灌溉著兩岸肥沃的土地，使之成為日本主要糧食基地的命脈水源。然而，誰也沒有想到多年后，這條命脈水源竟成了“奪命”水源。20世紀初期開始，人們發現該地區的水稻普遍生長不良。1931年又出現了一種怪病，患者大多是婦女，病癥表現為腰、手、腳等關節疼痛。病癥持續幾年后，患者全身各部位會發生神經痛、骨痛現象，行動困難，甚至呼吸都會帶來難以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼軟化、萎縮，四肢彎曲，脊柱變形，骨質松脆，就連咳嗽都能引起骨折。患者不能進食，疼痛無比，常常大叫“痛死了！”“痛死了！”有的人因無法忍受痛苦而自殺。這種病由此得名為“骨癌病”或“痛痛病”1946－1960年，日本醫學界從事綜合臨床、病理、流行病學、動物實驗和分析化學的人員經過長期研究后發現，“骨痛病”是由于神通川上游的神岡礦山廢水引起的鎘（Cd）中毒。據記載，由于工業的發展，富山縣神通川上游的神岡礦山從19世紀80年代成為日本鋁礦、鋅礦的生產基地。神通川流域從1913年開始煉鋅，“骨痛病”正是由于煉鋅廠排放的含鎘廢水污染了周圍的耕地和水源而引起的。鎘是重金屬，是對人體有害的物質。人體中的鎘主要是由于被污染的水、食物、空氣通過消化道與呼吸道攝入體內的，大量積蓄就會造成鎘中毒。神岡的礦產企業長期將沒有處理的廢水排放注入神通川，致使高濃度的含鎘廢水污染了水源。用這種含鎘的水澆灌農田，稻秧生長不良，生產出來的稻米成為“鎘米”?！版k米”和“鎘水”把神通川兩岸的人們帶進了“骨痛病”的陰霾中。

日本米糠油事件

1968年3月，日本的九州、四國等地區的幾十萬只雞突然死亡。經調查，發現是飼料中毒，但因當時沒有弄清毒物的來源，也就沒有對此進行追究。然而，事情并沒有就此完結，當年6－10月，有4家門人因患原因不明的皮膚病到九州大學附屬醫院就診，患者初期癥狀為痤瘡樣皮疹，指甲發黑，皮膚色素沉著，眼結膜充血等。此后3個月內，又確診了112個家庭325名患者，之后在全國各地仍木斷出現。至1977年，因此病死亡人數達州余人，1978年，確診患者累計達1684人。這一事件引起了日本衛生部門的重視，通過尸體解剖，在死者五臟和皮下脂肪中發現了多氯聯苯，這是一種化學性質極為穩定的脂溶性化合物，可以通過食物鏈而富集于動物體內。多氯聯苯被人畜食用后，多積蓄在肝臟等多脂肪的組織中，損害皮膚和肝臟，引起中毒。初期癥狀為眼皮腫脹，手掌出汗，全身起紅疹，其后癥狀轉為肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止，重者發生急性肝壞死、肝昏迷等，以至死亡。專家從病癥的家族多發性了解到食用油的使用情況，懷疑與米糠油有關。經過對患者共同食用的米糠油進行追蹤調查，發現九州一個食用油廠在生產米糠油時，因管理不善，操作失誤，致使米糠油中混入了在脫臭工藝中使用的熱載體多氯聯苯，造成食物油污染。由于被污染了的米糠油中的黑油被用做了飼料，還造成數十萬只家禽的死亡。這一事件的發生在當時震驚了世界。

印度博帕爾事件

博帕爾農藥廠是美國聯合碳化物公司于1969年在印度博帕爾市建起來的，用于生產西維因、滴滅威等農藥。制造這些農藥的原料是一種叫做異氰酸甲酯（MIC）的劇毒氣體。這種氣體只要有極少量短時間停留在空氣中，就會使人感到眼睛疼痛，若濃度稍大，就會使人窒息。二戰期間德國法西斯正是用這種毒氣殺害過大批關在集中營的猶太人。在博帕爾農藥廠，這種令人毛骨悚然的劇毒化合物被冷卻成液態后，貯存在一個地下不銹鋼儲藏罐里，達45噸之多。12月2日晚，博帕爾農藥廠工人發現異氰酸甲酯的儲槽壓力上升，午夜零時56分，液態異氰酸甲酯以氣態從出現漏縫的保安閥中溢出，并迅速向四周擴散。毒氣的泄漏猶如打開了潘多拉的魔盒。雖然農藥廠在毒氣泄漏后幾分鐘就關閉了設備，但已有30噸毒氣化作濃重的煙霧以5千米/小時的速度迅速四處彌漫，很快就籠罩了25平方公里的地區，數百人在睡夢中就被悄然奪走了性命，幾天之內有2500多人斃命。當毒氣泄漏的消息傳開后，農藥廠附近的人們紛紛逃離家園。他們利用各種交通工具向四處奔逃，只希望能走到沒有受污染的空氣中去。很多人被毒氣弄瞎了眼睛，只能一路上摸索著前行。一些人在逃命的途中死去，尸體堆積在路旁。至1984年底，該地區有2萬多人死亡，20萬人受到波及，附近的3000頭牲畜也未能幸免于難。在僥幸逃生的受害者中，孕婦大多流產或產下死嬰，有5萬人可能永久失明或終生殘疾，余生將苦日無盡。

蘇聯切爾諾貝利核泄漏事件

切爾諾貝利核電站位于前蘇聯基輔市北130公里的地方，是前蘇聯1973年開始修建，1977年啟動的最大的核電站。1986年4月25日，切爾諾貝利核電站的4號動力站開始按計劃進行定期維修。然而由于連續的操作失誤，4號站反應堆狀態十分不穩定。1986年4月26日對于切爾諾貝利核電站來說是悲劇開始的日子。凌晨1點23分，兩聲沉悶的爆炸聲打破了周圍的寧靜。隨著爆炸聲，一條30多米高的火柱掀開了反應堆的外殼，沖向天空。反應堆的防護結構和各種設備整個被掀起，高達2000℃的烈焰吞噬著機房，熔化了粗大的鋼架。攜帶著高放射性物質的水蒸氣和塵埃隨著濃煙升騰、彌漫，遮天蔽日。雖然事故發生6分鐘后消防人員就趕到了現場，但強烈的熱輻射使人難以靠近，只能靠直升飛機從空中向下投放含鉛（Pb）和硼（B）的沙袋，以封住反應堆，阻止放射性物質的外泄。切爾諾貝利核電站事故帶來的損失是慘重的，爆炸時泄漏的核燃料濃度高達60%，且直至事故發生10晝夜后反應堆被封存，放射性元素一直超量釋放。事故發生3天后，附近的居民才被匆匆撤走，但這3天的時間已使很多人飽受了放射性物質的污染。在這場事故中當場死亡2人，至1992年，已有700O多人死于這次事故的核污染。這次事故造成的放射性污染遍及前蘇聯15萬平方公里的地區，那里居住著694.5萬人。由于這次事故，核電站周圍30公里范圍被劃為隔離區，附近的居民被疏散，莊稼被全部掩埋，周圍7千米內的樹木都逐漸死亡。在日后長達半個世紀的時間里，10公里范圍以內將不能耕作、放牧；10年內100公里范圍內被禁止生產牛奶。不僅如此，由于放射性煙塵的擴散，整個歐洲也都被籠罩在核污染的陰震中。臨近國家檢測到超常的放射性塵埃，致使糧食、蔬菜、奶制品的生產都遭受了巨大的損失。核污染給人們帶來的精神上、心理上的不安和恐懼更是無法統計。事故后的7年中，有7000名清理人員死亡，其中1／3是自殺。參加醫療救援的工作人員中，有40%的人患了精神疾病或永久性記憶喪失。時至今日，參加救援工作的83.4萬人中，已有5.5萬人喪生，7萬人成為殘疾，30多萬人受放射傷害死去。劇毒物污染萊茵河事件

1986年

11月1日，瑞士巴塞爾市桑多茲化工廠倉庫失火，近30噸劇毒的硫化物、磷化物與含有水銀的化工產品隨滅火劑和水流入萊茵河。順流而下150公里內，60多萬條魚被毒死，500公里以內河岸兩側的井水不能飲用，靠近河邊的自來水廠關閉，啤酒廠停產。有毒物沉積在河底，將使萊茵河因此而“死亡”20年。

三、教與學的方法（1）教學過程：課堂講授－重點知識，思路和概念；練習和輔導－配合課堂教學開展練習；每章一次總復習，包括知識的系統化、經典習題的講解等；（2）學習要求：認真聽講；復習和練習－復習知識點，認真分析例題，完成練習題，加深認識和理解；課外閱讀－閱讀參考書、化工期刊，既加深對知識的理解也了解新知識、新技術；（3）成績評定平時作業：格式正確，字跡工整，獨立完成。平時測驗期末考試－占80％每曠課或缺少作業一次，平時成績扣5分,曠課達1/3者，不得參加期末考試??！講授內容第一章緒論第二章物質性質、物化原理與安全第三章化工廠設計和操作安全第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術第五章職業危害與防毒措施第六章壓力容器和機電設備安全第七章工業腐蝕與預防措施第八章普通工業安全衛生第九章系統安全分析和評價第一章緒論第一節安全工程概述第二節化工工業發展與對安全的新要求第三節化學工業的危險與安全第四節化工安全理論和技術的發展動向第一節安全工程概述人類在求生存求發展的過程中，不斷地從自然界獲取物質和精神財富，而同時又在一定條件下經受著自然界作用于人類的危害。特別是在生產活動中，隨著生產技術的不斷發展，生產過程中的危險性也隨之上升。人們在長期的生產實踐中，為了保護自身的安全,不得不想辦法控制各種危害，從而積累了消除不安全因素,促進生產發展，保護自身安全的經驗。由此也逐漸形成了一門新的學科—安全科學。安全工程是安全科學的工學門類。它是研究生產過程中各種事故和職業性傷害發生的原因以及防止事故和職業病發生的一門科學技術。不同生產過程發生事故的種類和原因不完全相同，防止的方法也有所差異?；ぐ踩こ虅t針對化工生產中存在的主要危險和有害因素，研究其發生事故的原因及防范措施。一、安全工程的任務與目的任務：研究工業災害發生的原理及規律，分析、評價生產中可能發生的事故，采用工程技術方法和科學管理手段控制生產中的危險有害因素，防止傷亡事故、職業病、職業中毒以及其他各種事故發生，創建安全、衛生、舒適的勞動條件。目的：保護人的生命安全以及在生產活動中的身心健康，使職工在勞動中保持持久的勞動能力，提高勞動效率；保護設備財產不受損壞，使生產能安全、穩定、順利地進行，以提高經濟效益。

二、安全工程研究的對象任何生產過程都離不開人、物、環境三個方面的因素，人包括從事生產活動的操作人員和各級管理人員；物有生產中所用的物質(含原材料、輔助材料、催化劑、半成品、產品以及作為動力的能源)和機器設備(如機械設備、電氣設備、控制系統和儀器儀表等)；環境是指每個生產過程所處的作業環境和社會環境。三個方面因素構成了“人—物—環境”生產系統，每個因素就是生產系統的一個子系統。各個子系統都存在著一定的潛在危險因素，并在一定條件下轉變為事故，影響系統功能的正常發揮。大量事故的調查結果表明，導致事故的原因基本上是由這三方面因素造成的。

在人—物—環境系統中·，三個子系統相互聯系、相互制約、相互影響，構成一個有機整體。例如，由于人對設備的設計、制造有缺陷或維修保養不良，使物(機器設備)存在著不安全狀態；物的不安全狀態又會在客觀上造成人有不安全行為的環境條件；社會環境和作業環境影響著人的心理、生理特征，某些環境因素也會使物的性能發生變化，例如機器壽命和精度下降。因此，安全工程要從系統的觀念出發，研究人、物、環境三個方面潛在的危險因素以及出現的條件和形成事故的規律，探討控制危險、預防事故的有效對策和手段，提高系統的安全可靠性。三、安全工程研究的基本內容由于生產過程存在著各種各樣不安全不衛生因素，這些因素發生事故的規律及其預防方法不完全相同，因此安全工程研究的內容范圍很廣，這些內容歸納起來可分為以下三個方面：1.安全技術安全技術是針對生產勞動過程中存在著的危險因素，研究采取怎樣的技術措施將其消滅在事故發生之前，預防和控制工傷事故和其他各類事故的發生。它包括工藝、設備、控制等各個方面，例如變不安全的工藝流程和操作方法為安全的流程和方法，在設備上安裝防護裝置、保險裝置，設置安全聯鎖、緊急停車等控制手段。2.勞動衛生技術它是針對生產勞動過程中存在著對人體健康有害的因素，長期作用于人體會引起機體器官發生病變，導致職業中毒和職業病，研究如何防治職業危害的技術措施。這方面的內容也稱職業衛生。它包括防塵防毒、噪聲治理、振動消除、通風采暖、采光照明，以及其他物理化學有害因素的防護、現場急救等。3.安全衛生管理安全衛生管理是指對安全生產所進行的計劃、組織、指揮、協調和控制的一系列活動。它是從立法上和組織上采取措施，保護職工在勞動過程中的安全和健康。研究的內容主要有：制訂安全生產的方針政策、法令法規(包括各種規程、規范、條例、標準)，使安全生產做到有法必依，有章可循，用法制的手段實施安全。第二節化學工業發展與對安全的新要求一、化學工業發展概況現代化學工業始于18世紀的法國，隨后傳入英國。19世紀，以煤為基礎原料的有機化學工業在德國迅速發展起來。直到19世紀末，化學工業萌芽階段的工程問題，都是采用化學(家)加機械(工程師)的方式解決的。現代化學工業的發展時期是在美國開始的。19世紀末20世紀初，石油的開采和大規模石油煉廠的興建為石油化學工業的發展和化學工程技術的產生奠定了基礎。同以煤為基礎原料的煤化學工業相比，煉油業的化學背景不那么復雜多樣化，因此有可能也有必要進行工業過程本身的研究，以適應大規模生產的需要。這就是在美國產生以“單元操作”為主要標志的現代化學工業的背景。1888年，美國麻省理工學院開設了世界上最早的化學工程專業，接著，賓夕法尼亞大學、土倫大學和密執安大學也先后設置了化學工程專業。這個時期化學工程教育的基本內容是工業化學和機械工程。1915年12月麻省理工學院一個委員會的委員A．D．Little首次正式提出了單元操作的概念。20世紀20年代石油化學工業的崛起推動了各種單元操作的研究。由于單元操作的發展，30年代以后，化學機械從純機械時代進入以單元操作為基礎的化工機械時期。40年代，因戰爭需要，三項重大開發同時在美國出現。這三項重大開發是：流化床催化裂化制取高級航空燃料油、丁苯橡膠的乳液聚合以及制造首批原子彈的曼哈頓工程。曼哈頓工程的成功大大促進了單元操作在化學工業中的應用。50年代中期提出了傳遞過程原理，把化學工業中的單元操作進一步解析為三種基本操作過程，即動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞以及三者之間的聯系。同時在反應過程中把化學反應與上述三種傳遞過程一并研究，用數學模型描述過程。連同電子計算機的應用以及化工系統工程學的興起，使得化學工業發展進入更加理性、更加科學化的時期。20世紀60年代初，新型高效催化劑的發明，新型高級裝置材料的出現，以及大型離心壓縮機的研究成功，開始了化工裝置大型化的進程，把化學工業推向一個新的高度。此后，化學上業過程開發周期已能縮短至4-5，放大倍數達500-20000倍。化學工業過程開發是指把化學實驗室的研究結果轉變為工業化生產的全過程。它包括實驗室研究、模試、中試、設計、技術經濟評價和試生產等許多內容。過程開發的核心內容是放大。由于化學工程基礎研究的進展和放大經驗的積累，特別是化學反應工程理論的迅速發展，使得過程開發能夠按照科學的方法進行。中間試驗不再是盲目地、逐級地，而是有目的地進行。化學工業過程開發的一個重要進展是，可以用電子計算機進行數學模擬放大，中間試驗不再像過去那樣只是收集或產生關聯數據的場所，而是檢驗數學模型和設計計算結果的場所?，F代化學工業過程開發可以概括為：1．利用現有的情報資料、技術數據、同類過程的成熟經驗、小試或模試的實驗結果和化學化工知識，把化學工業過程抽象為理論模型；2．進行工業裝置的概念設計，并根據概念設計相似縮小為中試裝置；3．比較電子計算機的數學模擬和中試結果，反復比較。不斷修正數學模型，使其達到一定精度，用于放大設計。二、化學工業發展伴生的新危險進入20世紀后，化學工業迅速發展，環境污染和重大工業事故相繼發生。1961年9月14日日本富山市一家化工廠因管道破裂，氯氣外泄，使九干余人受害，532人中毒，大片農田被毀。1974年英國Flixborough地區化工廠己內酰胺原料30噸環己烷泄漏發生的蒸氣云爆炸(28人死亡，89人負傷，1821戶家屋受損)和1984年印度博帕爾發生的異氰酸甲酯泄漏所造成的中毒事故(3150人死亡，5萬多人失明，2萬多人受嚴重毒害，近8萬人終身殘疾，15萬人接受治療，受事件影響人口多達150余萬)，都是震驚世界的災難。1960年到1977年的18年中，美國和西歐發生重大火災和爆炸事故360余起，死傷1979人，損失數十億美元。我國化學工業事故也是頻繁發生，從1950年到1999年的50年中，發生各類傷亡事故23425起，死傷25714人，其中因火災和爆炸事故死傷4043人。隨著化學工業的發展，涉及到的化學物質的種類和數量顯著增加。很多化工物料的易燃性、反應性和毒性本身決定了化學工業生產事故的多發性和嚴重性。反應器、壓力容器的爆炸以及燃燒傳播速度超過聲速，都會產生破壞力極強的沖擊波，沖擊波將導致周圍廠房建筑物的倒塌，生產裝置、貯運設施的破壞以及人員的傷亡。如果是室內爆炸，極易引發二次或二次以上的爆炸，爆炸壓力疊加，可能造成更為嚴重的后果。多數化工物料對人體有害，設備密封不嚴，特別是在間歇操作中泄漏的情況很多，容易造成操作人員的急性或慢性中毒。據我國化工部門統計，因一氧化碳、硫化氫、氯氣、氯氧化物、氨、苯、二氧化碳、二氧化硫、光氣、氯化鋇、氮氣、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物等16種化學物質造成中毒、窒息的死亡人數占中毒死亡總人數的87.6％。而這些物質在一般化工廠中是常見的。隨著化學工業的發展，化工生產呈現設備多樣化、復雜化以及過程連接管道化的特點。如果管線破裂或設備損壞，會有大量易燃氣體或液體瞬間泄放，迅速蒸發形成蒸氣云團，與空氣混合達到爆炸下限。云團隨風漂移，飛至居民區遇明火爆炸，會造成難以想像的災難。據估計50t的易燃液體泄漏、蒸發將會形成直徑為700m的云團，在其覆蓋下的居民，將會被爆炸火球或擴散的火焰灼傷，火球或火焰的輻射強度將遠遠超過人所能承受的程度，同時還會因缺乏氧氣而使人窒息致死?；ぱb置的大型化使大量化學物質都處于工藝過程或貯存狀態，一些密度比空氣大的液化氣體如氨、氯等，在設備或管道破裂處會以15～30°角呈錐形擴散，在擴散寬度100m左右時，人還容易察覺迅速逃離，但在距離較遠而毒氣尚未稀釋到安全值時，人則很難逃離并導致中毒，毒氣影響寬度可達1000m或更大。前述的印度博帕爾事件造成三千多人死亡就屬于這種情況。三、化學工業發展對安全的新要求化工裝置大型化，在基建投資和經濟效益方面的優勢是無可爭辯的。但是，大型化是把各種生產過程有機地聯合在一起，輸入輸出都是在管道中進行的。許多裝置互相連接，形成一條很長的生產線。規模巨大、結構復雜，不再有獨立運轉的裝置，裝置間互相作用、互相制約。這樣就存在許多薄弱環節，使系統變得比較脆弱。為了確保生產裝置的正常運轉并達到規定目標的產品，裝置的可靠性研究變得越來越重要。

化工裝置大型化，加工能力顯著增大，大量化學物質都處在工藝過程中，增加了物料外泄的危險性。化工生產中的物料，多半本身就是能源和毒性源，一旦外泄就會造成重大事故，給生命和財產帶來巨大災難。這就需要對過程物料和裝置結構材料進行更為詳盡地考察，對可能的危險做出準確的評估并采取恰當的對策，對化工裝置的制造加工工藝也提出了更高的要求?；ぐ踩O計在化工設計中變得更加重要?；ぱb置大型化，必然帶來生產的連續化和操作的集中化，以及全流程的自動控制。省掉了中間貯存環節，生產的彈性大大減弱。生產線上每一環節的故障都會對全局產生嚴重影響。對工藝設備的處理能力和工藝過程的參數，要求更加嚴格，對控制系統和人員配置的可靠性也提出了更高的要求。新材料的合成、新工藝和新技術的采用，可能會帶來新的危險性。面臨從未經驗過的新的工藝過程和新的操作，更加需要辨識危險，對危險進行定性和定量評價，并根據評價結果采取優化的安全措施。對危險進行辨識和評價的安全評價技術的重要性越來越突出。第三節化學工業的危險與安全在化工生產中，從原料、中間體到成品，大都具有易燃、易爆、毒性等化學危險性，化工工藝過程復雜多樣化，高溫、高壓、深冷等不安全的因素很多。事故的多發性和嚴重性是化學工業獨有的特點。大多數化工危險都具有潛在的性質，即存在著“危險源”。危險源在一定的條件下可以發展成為“事故隱患”，而事故隱患繼續失去控制，則轉化為“事故”的可能性會大大增加。因此，可以得出以下結論，即：危險失控，可導致事故；危險受控，能獲得安全。所以辨識危險源成為重要問題。一、化學工業危險因素美國保險協會(AIA)對化學工業的317起火災、爆炸事故進行調查，分析了主要和次要原因，把化學工業危險因素歸納為以下九個類型。1、工廠選址(1)易遭受地震、洪水、暴風雨等自然災害；(2)水源不充足；(3)缺少公共消防設施的支援；(4)有高濕度、溫度變化顯著等氣候問題；(5)受鄰近危險性大的工業裝置影響；(6)鄰近公路、鐵路、機場等運輸設施；(7)在緊急狀態下難以把人和車輛疏散至安全地。2、工廠布局(1)工藝設備和貯存設備過于密集；(2)有顯著危險性和無危險性的工藝裝置間的安全距離不夠；(3)昂貴設備過于集中；(4)對不能替換的裝置沒有有效的防護；(5)鍋爐、加熱器等火源與可燃物工藝裝置之間距離太小；(6)有地形障礙。3、結構(1)支撐物、門、墻等不是防火結構；(2)電氣設備無防護措施；(3)防爆通風換氣能力不足；(4)控制和管理的指示裝置無防護措施；(5)裝置基礎薄弱。4、對加工物質的危險性認識不足。(1)在裝置中原料混合，在催化劑作用下自然分解；(2)對處理的氣體、粉塵等在其工藝條件下的爆炸范圍不明確；(3)沒有充分掌握因誤操作、控制不良而使工藝過程處于不正常狀態時的物料和產品的詳細情況。

5、化工工藝(1)沒有足夠的有關化學反應的動力學數據；(2)對有危險的副反應認識不足；(3)沒有根據熱力學研究確定爆炸能量；(4)對工藝異常情況檢測不夠。6、物料輸送(1)各種單元操作時對物料流動不能進行良好控制；(2)產品的標示不完全；(3)風送裝置內的粉塵爆炸；(4)廢氣、廢水和廢渣的處理；(5)裝置內的裝卸設施。7、誤操作(1)忽略關于運轉和維修的操作教育；(2)沒有充分發揮管理人員的監督作用；(3)開車、停車計劃不適當；(4)缺乏緊急停車的操作訓練；(5)沒有建立操作人員和安全人員之間的協作體制。

8、設備缺陷(1)因選材不當而引起裝置腐蝕、損壞；(2)設備不完善，如缺少可靠的控制儀表等；(3)材料的疲勞；(4)對金屬材料沒有進行充分的無損探傷檢查或沒有經過專家驗收；(5)結構上有缺陷，如不能停車而無法定期檢查或進行預防維修；(6)設備在超過設計極限的工藝條件下運行；(7)對運轉中存在的問題或不完善的防災措施沒有及時改進；(8)沒有連續記錄溫度、壓力、開停車情況及中間罐和受壓罐內的壓力變動。

9、防災計劃不充分(1)沒有得到管理部門的大力支持；(2)責任分工不明確；(3)裝置運行異?；蚬收蟽H由安全部門負責；(4)沒有預防事故的計劃，或即使有也很差；(5)遇有緊急情況未采取得力措施；(6)沒有實行由管理部門和生產部門共同進行的定期安全檢查；(7)沒有對生產負責人和技術人員進行安全生產的繼續教育和防災培訓。

瑞士再保險公司統計了化學工業和石油工業的102起事故案例，分析了上述九類危險因素所起的作用，表1為統計結果。表1－1化學工業和石油工業的危險因素類別危險因素危險因素的比例/%化學工業石油工業123456789工廠選址問題工廠布局問題結構問題對加工物質的危險性認識不足化工工藝問題物料輸送問題誤操作問題設備缺陷問題防災計劃不充分3.52.03.020.210.64.417.231.18.07.012.014.02.03.04.010.046.02.0由表1—1可以看出，設備缺陷問題是第一位的危險，若能消除此項危險因素，則化學工業和石油工業的安全就會獲得有效改善。

在化學工業中，“4”和“5”兩類危險因素占較大比例。這是由以化學反應為主的化學工業的特征所決定的。在石油工業中，“2”和“3”兩類危險因素占較大比例。石油工業的特點是需要處理大量可燃物質，由于火災、爆炸的能量很大，所以裝置的安全間距和建筑物的防火層不適當時就會形成較大的危險。誤操作問題在兩種工業危險中都占較大比例。操作人員的疏忽常常是兩種工業事故的共同原因。而在化學工業中所占比重更大一些。在以化學反應為主體的裝置中，誤操作常常是事故的重要原因。二、化工裝置緊急狀態對于化工裝置的緊急狀態可以劃分為以下五個等級。(1)運轉失靈是指運轉發生紊亂，只要更換備用設施，就可在故障或事故之前恢復正常運轉。(2)故障是指設備需要停車檢修，但又未發生其他損壞的狀態。(3)異常是指對工藝過程需要采取一定措施，否則就有可能發生事故。(4)事故是指設備損壞、生產中止或火災、爆炸、毒物泄漏、人員傷亡。對此必須采取緊急措施。事故狀態沒有擴展。(5)災害指不但發生了事故，而且事故狀態擴展，對外界造成威脅。需要采取緊急措施，并求得外部支援。三、化學工業安全措施在前面，已經給出了化學工業和石油工業的危險因素，以下將針對較大比例的危險因素提出相應的安全措施。1、設備安全確定設備的安全性，需要考慮以下因素：(1)是否按照相應的安全標準、規范進行設計；(2)是否按照設計說明書正確進行制造；(3)是否有適當的安全防護裝置；(4)維護、檢查的程序是否完善。

對于所有化工裝置的設計，目前還沒有全部達到標準化，但在機械設備方面的設計則已經實現了標準化。關于壓力容器，許多規格標準或法規都規定了設計標準。在設計時，除這些標準外，還需要考慮結構材料、施工方法、設計強度、金屬厚度等因素。自動化、儀表化是化工裝置安全運行的重要因素。所有的儀表都應該是可靠的，且具有良好的耐腐蝕性和耐候性。儀表安裝時應考慮到易于檢查和維修。2、物料加工和操作安全應該建立原料、中間體、產物和副產物的完整的物性數據檔案。對各種物質的狀態、閃點、沸點、熔點、爆炸極限、燃點等性質數據，以及操作、貯運、應急處置等，都應該有清晰地了解。對物質性質所伴生的危險和可能造成的損失或損害，以及相應的對策應進行分析和說明，達到防患于未然的目的。對于操作程序，可分為有化學反應的和無化學反應的兩種類型。對可能發生的誤操作，以及一旦發生所造成的后果，應分門別類地進行分析和評價。特別是對可能造成重大損失或損害的操作要格外注意。

3．裝置布局安全化工裝置的布局和排列，對于絕大多數操作都應該是最有效的，而且安全問題也必須放在同等重要的地位。對于大量處理可燃液體的石油和化工企業，裝置布局和設備間距應該注意以下幾點：(1)需要留有足夠的空地以把工藝單元可能的火災控制在最小范圍；(2)對于極為重要的單系列裝置，要保留足夠的空間，或用其他方法進行防護；(3)危險性極大的區域應該與其他部分保持足夠的安全距離；(4)裝置事故不能直接影響水、電、氣(汽)等公用工程設施；(5)因各種原因有可能使裝置界區內浸水時，應該設置防水設備；(6)應該特別注意公路、鐵路在裝置附近的情況；(7)對于道路的設置，應該注意在發生事故時能較方便地接近裝置；(8)在裝置的邊界和出入口，應該安裝監視設施。第四節化工安全理論和技術的發展動向化工安全工程是一門涉及范圍很廣、內容極為豐富的綜合性學科。它涉及數學、物理、化學、生物、天文、地理等基礎科學；電工學、材料力學、勞動衛生學等應用科學：化工、機械、電力、冶金、建筑、交通運輸等工程技術科學。在過去幾十年中，化工安全的理論和技術隨著化學工業的發展和各學科知識的不斷深化，取得了較大進展。除了對火災、爆炸、靜電、輻射、噪聲、職業病和職業中毒等方面的研究不斷深入外，還把系統工程學的理論和方法應用于安全領域，派生出了一個新的分支—安全系統工程學。化工裝置和控制技術的可靠性研究發展很快，化工設備故障診斷技術、化工安全評價技術，以及防火、防爆和防毒的技術和手段都有了很大發展。一、化工危險性評價和安全工程近年來一些大型化工企業為了防止重大的災難性事故，提出了不少安全評價方法。這些方法的核心內容是辨識和評價危險性。所謂危險性是指在各類生產活動中造成人員傷亡和財產損失的潛在性原因，處理不當有可能發展成為事故。下面簡略介紹幾種常用的安全工程評價方法。1、經驗系統化方法(1)安全檢查表法把評價對象劃分為子系統．如廠區選址、公用工程、工藝流程、設備配置、安全裝置、環衛措施、人機工程、消防設施等，根據過去的經驗，找出危險性所在并附以有關的規范要求，按序編制成表，在設計和生產中系統檢查時應用。(2)危險性預先分析法在每一項工程活動之前，特別是在設計開始階段，就對系統中的危險性類別、存在的條件、導致事故的后果，進行概略的分析，搞清楚潛在的危險性，以避免采用不安全的工藝技術路線、危險性高的原材料和設備等。如果必須采用時，也要考慮必要的安全措施，使危險性不至于發展成為事故。(3)Dow化學公司法美國Dow化學公司根據工廠所用原料的物性及其危險性，結合加工工藝的一般和特殊危險性，換算成爆炸指數，然后按指數大小確定危險等級，并據此確定在建筑結構、消防設施、電器儀表、控制方法等方面的要求。目前廣泛采用的是該公司《火災、爆炸危險性指數評價方法》第七版。2、系統解剖分析法當開發化學工業新工藝，新建或改建裝置時，對其中的危險性還沒有足夠的認識，這時需要對系統進行解剖，研究各個組成部分的作用及其發生故障時對系統的影響。危險性可操作研究方法英國帝國化學公司(ICI)開發。其主要內容是對危險性進行嚴格檢查，理論依據是工藝流程的狀態參數如溫度、壓力、流量等、一旦與設計值發生偏離，就會出現問題或發生危險。用這種方法對工藝流程進行全面考察，對其中每一階段的工藝參數用規定好的關鍵詞提問，提出會出現什么偏離，產生什么樣的后果。這種方法可以充分發揮各類專業人員的知識特長，集思廣益，發現工藝中的危險性。3、邏輯推導法采用邏輯推理的方法辨識危險性。事件樹選定一個事件作為初始事件，按照邏輯推理的方法推論其發展過程。在每個過程的節點都有兩個發展方向，即成功和失敗。從初始事件不斷推論下去，直至找出事件發展的所有可能結果。事故樹與事件樹方法相反，它是以一個事故結果作為起始事件，通過分析找出直接原因作為中間事件。然后再找出中間事件的直接原因。這樣一步步推導下去，直至找到所有的事故致因。邏輯推導法的特點是能找出憑經驗辨識不出的危險性及其組合。4．人的失誤分析法根據統計，人為失誤造成的事故占事故總數的75％～90％。由于人受心理、素質、社會、家庭、環境等因素的影響，造成工作失誤的原因很多。近年來為防止人的失誤采取了以下三項措施：(1)設計安全、自動防止故障的安全設備，即使操作失誤也不會發生事故；(2)從人機工程學的原理設計控制室和操作程序，盡量減少失誤行為；(