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第九章危险化学第九章危险化学 品安全生产技术品安全生产技术 上海应用技术学院上海应用技术学院(SIT) 刘 英 学 安全与环境工程系系主任 安全培训研究中心主任 城市防灾与安全技术研究所所长 地址：上海市漕宝路120号 邮编: 200235 网站: WWW.SIT.EDU.CN 电话: 021-64941208,64941445 传真：021-64941443 手机: 13817682948 E-mail:liuyxd126.com 教授、博士 注册安全工程师 第一节危险化学第一节危险化学 品安全基础知识品安全基础知识 第一节 危险化学品安全 一、危险化学品分类、主要危害、防护及处理方法 （一）了解危险化学品的特点； （二）了解我国关于危险化学品的类别划分及危险化学品范围 ； （三）了解常用危险化学品的化学活性及其危险，危险化学品 的燃烧及爆炸特性，危险化学品的毒性特性； （四）熟悉危险化学品的禁配与储运安全（危险化学品储存及 分类储存的安全技术要求、包装安全要求）； （五）掌握泄漏控制（泄漏处置和火灾控制措施、几种特种化 学品灭火注意事项）与销毁处理技术； （六）熟悉危险化学品对人体的侵入途径，职业危害及劳动防 护用品的选用。 一、危险化学品概念及类别划分 P313 1、危险化学品的概念 危险化学品是指物质本身具有某种危险 性，当受到摩擦、撞击、震动、接触热 源或点火源、日光、曝晒、遇水、受潮 、遇性能相抵触物品等外界条件的作用 ，会导致燃烧、爆炸、中毒、灼伤及污 染环境事故发生的化学品。 2、化学品危险性类别的划分 常用危险化学品分类及标志（GB13690 1992）将危险化学品分为8类，分别是第1 类，爆炸品；第2类，压缩气体和液化气体； 第3类，易燃液体；第4类，易燃固体、自燃物 品和遇湿易燃物品；第5类，氧化剂和有机过 氧化物；第6类，毒害品和感染性物品；第7类 ，放射性物品；第8类，腐蚀品。 二、危险化学品安全技术 （一）熟悉有毒化学品发生燃烧、爆炸 、污染事故时对人员和环境的危害； （二）掌握预防危险化学品火灾、爆炸 、中毒、污染事故应采取的主要措施， 以及危险化学品运输过程中的安全技术 等。 二、危险化学品的主要危害 1、化学品活性与危险性 2、危险化学品的燃烧性 3、危险化学品的爆炸性 4、危险化学品的毒性 5、腐蚀性 6、放射性 四、危险化学品的燃烧爆炸事故类型的 划分和发展历程 ·314- 1燃烧爆炸分类 危险化学品的燃烧按其要素构成的条 件和瞬间发生的特点，可分为闪燃、着 火和自燃三种类型。危险化学品的爆炸 可按爆炸反应物质分为简单分解爆炸、 复杂分解爆炸和爆炸性混合物爆炸。 (1)闪燃。在一定温度下，可燃性液体(包括少 量可直接气化的固体，如萘、樟脑等) 蒸气与 空气混合后，达到一定浓度时，遇点火源产生 的一闪即灭的燃烧现象，叫做闪燃。 闪燃现象的产生，是因为可燃性液体在闪燃 温度下，蒸发速度不快，蒸发出来的气体仅能 维持一刹那的燃烧，而来不及补充新的蒸气以 维持稳定的燃烧，故燃一下就灭。 可燃性液体产生闪燃现象的最低温度就称为 闪点。 (2)着火。可燃物质在与空气共存的条件下，遇到比其 自燃点高的点火源便开始燃烧，并在点火源移开后仍 能继续燃烧，这种持续燃烧的现象叫做着火。这是日 常生活、生产中常见的燃烧现象，如用火柴点煤气， 就会着火。 可燃物质开始着火所需要的最低温度，叫做燃点。 (3)自燃。可燃物在没有外部火花、火焰等点火源 的作用下，因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃 烧现象，叫做自燃。自燃现象按热的来源不同，又分 为受热自燃和自热自燃。 可燃物虽未与明火接触，但在外界热源的作用下， 使温度达到自燃点而发生的自燃现象，叫做受热自 燃。如在生产中，可燃物质如果接触高温设备、管 道，受到加热就可能导致自燃。 某些可燃物在没有外界热源的作用下，由于物质 本身发生物理、化学或生物化学变化而产生热量， 这些热量在一定的条件下会积蓄，使物质的温度达 到并超过自燃点所发生的自燃现象，叫做自热自燃 。如白磷遇空气所发生的自燃就属于此类。 使可燃物发生自燃的最低温度叫做自燃点。 (4)简单分解爆炸。引起简单分解的爆炸物，在爆炸时并不一定 发生燃烧反应，其爆炸所需要的热量是由爆炸物本身分解产生的 。属于这一类的有乙炔银、叠氮铅等，这类物质受轻微震动即可 能引起爆炸，十分危险。此外，还有些可爆气体在一定条件下， 特别是在受压情况下，能发生简单分解爆炸。例如乙炔、环氧乙 烷等在压力下的分解爆炸。 (5)复杂分解爆炸。这类可爆物的危险性较简单分解爆炸物稍 低。其爆炸时伴有燃烧现象，燃烧所需的氧由本身分解产生。例 如梯恩梯、黑索金等。 (6)爆炸性混合物爆炸。所有可燃性气体、蒸气、液体雾滴及 粉尘与空气(氧)的混合物发生的爆炸均属此类。这类混合物的爆 炸需要一定的条件，如混合物中可燃物浓度、含氧量及点火能量 等。实际上，这类爆炸就是可燃物与助燃物按一定比例混合后遇 点火源发生的带有冲击力的快速燃烧。 2典型事故发展过程 315 (1)燃烧。除了一些熔点较高的无机固体外，可燃物 质的燃烧一般是在气相中进行的。 由于可燃物质的状态不同，其燃烧过程也不相同。 相对于可燃固体和液体，可燃气体最易燃烧，燃烧 所需要的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到着火 点。气体在极短的时间内就能全部燃尽。 液体在点火源作用下，先蒸发成蒸气，而后氧化分 解进行燃烧。 固体燃烧一般有两种情况：对于硫、磷等简单物质 ，受热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解 过程；对于复合物质，受热时可能首先分解成其组成部 分，生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸 气着火燃烧。 (2)分解爆炸性气体爆炸。某些单一成分的气 体，在一定的温度下对其施加一定压力时则会 产生分解爆炸。这主要是由于物质的分解热的 产生而引起的，产生分解爆炸并不需要助燃性 气体存在。在高压下容易产生分解爆炸的气体 ，当压力低于某数值时则不会发生分解爆炸， 这个压力称为分解爆炸的临界压力。 (3)粉尘爆炸。粉尘爆炸是悬浮在空气中的可燃性固体 微粒接触到火焰(明火)或电火花等点火源时发生的爆炸 现象。金属粉尘、煤粉、塑料粉尘、有机物粉尘、纤维 粉尘及农副产品谷物面粉等都可能造成粉尘爆炸事故。 1)粉尘空气混合物产生爆炸的过程 热能加在粒子表面，使温度逐渐上升； 粒子表面的分子发生热分解或干馏作用，在粒子 周围产生气体； 产生的可燃气体与空气混合形成爆炸性混合气体 ，同时发生燃烧； 由燃烧产生的热进一步促进粉尘分解，燃烧连续 传播，在适合条件下发生爆炸。 上述过程是在瞬间完成的。 2)粉尘爆炸的特点 粉尘爆炸的燃烧速度、爆炸压力均比混合 气体爆炸小。 粉尘爆炸多数为不完全燃烧，所以产生的 一氧化碳等有毒物质也相当多。 可产生爆炸的粉尘颗粒非常小，可作为气 溶胶状态分散悬浮在空气中，不产生下沉。堆 积的可燃性粉尘通常不会爆炸。但由于局部的 爆炸、爆炸波的传播使堆积的粉尘受到扰动而 飞扬，形成粉尘雾，从而产生二次、三次爆炸 。 (4)蒸气云爆炸 可燃气体遇点火源被点燃后，若发生层流或 近似层流燃烧，这种速度太低，不足以产生显著 的爆炸超压，在这种条件下蒸气云仅仅是燃烧， 在燃烧传播过程中，由于遇到障碍物或受到局部 约束，引起局部紊流，火焰与火焰相互作用产生 更高的体积燃烧速率，使膨胀流加剧，而这又使 紊流更强烈，从而又能导致更高的体积燃烧速率 ，结果火焰传播速度不断提高，可达层流燃烧的 十几倍乃至几十倍，发生爆炸。 一般要发生带破坏性超压的蒸气云爆炸应具备以下几个 条件： 1)泄漏物必须可燃且具备适当的温度和压力条件。 2)必须在点燃之前即扩散阶段形成一个足够大的云 团，如果在一个工艺区域内发生泄漏，经过一段延迟时 间形成云团后再点燃，则往往会产生剧烈的爆炸。 3)产生的足够数量的云团处于该物质的爆炸极限范围 内才能产生显著的爆炸超压。蒸气云团可分为3个区域 ，分别是：泄漏点周围是富集区，云团边缘是贫集区， 介于二者之间的区域内的云团处于爆炸极限范围内。这 部分蒸气云所占的比例取决于多个因素，包括泄漏物的 种类和数量，泄漏时的压力，泄漏孔径的大小，云团受 约束程度，以及风速、湿度和其他环境条件。 五、化学品燃烧爆炸事故对人员和环境的危害 火灾与爆炸都会造成生产设施的重大破坏和人员伤亡 ，但两者的发展过程显著不同。火灾是在起火后火场逐 渐蔓延扩大，随着时间的延续，损失程度迅速增长，损 失大约与时间的平方成比例，如火灾时间延长一倍，损 失可能增加4倍。爆炸则是猝不及防，往往仅在瞬间爆 炸过程已经结束，并造成设备损坏、厂房倒塌、人员伤 亡等损失。 危险化学品的燃烧爆炸事故通常伴随发热、发光、压 力上升真空亍玎电离等现象，具有很强的破坏作用。它 与危险化学品的数量和性质、燃烧爆炸时的条件以及位 置等因素有关。 主要破坏形式有以下几种： (一)高温的破坏作用 (二)爆炸直接的破坏作用 机械设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎 片，飞出后会在相当大的范围内造成危害。一般 碎片在100500 m内飞散。 (三)爆炸冲击波的破坏作用 (四)造成中毒和环境污染 六、危险化学品事故的控制和防护措施 (一)危险化学品中毒、污染事故预防控制措施 目前采取的主要措施是替代、变更工艺、隔离、通风、个体 防护和保持卫生。 1替代 控制、预防化学品危害最理想的方法是不使用有毒有害和易 燃、易爆的化学品，但这很难做到，通常的做法是选用无毒或低 毒的化学品替代已有的有毒有害化学品。例如，用甲苯替代喷漆 和涂漆中用的苯，用脂肪烃替代胶水或黏合剂中的芳烃等。 2变更工艺 虽然替代是控制化学品危害的首选方案，但是目前可供选择 的替代品往往是很有限的，特别是因技术和经济方面的原因，不 可避免地要生产、使用有害化学品。这时可通过变更工艺消除或 降低化学品危害。 3隔离 隔离就是通过封闭、设置屏障等措施，避免作业人员直接暴 露于有害环境中。最常用的隔离方法是将生产或使用的设备完全 封闭起来，使工人在操作中不接触化学品。 隔离操作是另一种常用的隔离方法，简单地说，就是把生产 设备与操作室隔离开。最简单的形式就是把生产设备的管线阀门 、电控开关放在与生产地点完全隔离的操作室内。 4通风 通风是控制作业场所中有害气体、蒸气或粉尘最有效的措施 之一。借助于有效的通风，使作业场所空气中有害气体、蒸气或 粉尘的浓度低于规定浓度，保证工人的身体健康，防止火灾、爆 炸事故的发生。 通风分局部排风和全面通风两种。 5个体防护 318· 当作业场所中有害化学品的浓度超标时，工人就必须使用合适 的个体防护用品。个体防护用品不能降低作业场所中有害化学品 的浓度，它仅仅是一道阻止有害物进人人体的屏障。防护用品本 身的失效就意味着保护屏障的消失，因此个体防护不能被视为控 制危害的主要手段，而只能作为一种辅助性措施。 防护用品主要有头部防护器具、呼吸防护器具、眼防护器具 、躯干防护用品、手足防护用品等。 6保持卫生 保持卫生包括保持作业场所清洁和作业人员的个人卫生两个 方面。经常清洗作业场所，对废弃物、溢出物加以适当处置，保 持作业场所清洁，也能有效地预防和控制化学品危害。作业人员 应养成良好的卫生习惯，防止有害物附着在皮肤上，防止有害物 通过皮肤渗入体内。 (二)危险化学品火灾、爆炸事故的预防 从理论上讲，防止火灾、爆炸事故发生的基 本原则主要有以下三点： 1防止燃烧、爆炸系统的形成 (1)替代。 (2)密闭。 (3)惰性气体保护。 (4)通风置换。 (5)安全监测及连锁。 2，消除点火源 能引发事故的点火源有明火、高温表面、冲击、摩 擦、自燃、发热、电气火花、静电 火花、化学反应热、光线照射等。具体的做法有： (1)控制明火和高温表面。 (2)防止摩擦和撞击产生火花。 (3)火灾爆炸危险场所采用防爆电气设备避免电气火 花。 3限制火灾、爆炸蔓延扩散的措施 限制火灾、爆炸蔓延扩散的措施包括阻火装置、防爆泄 压装置及防火防爆分隔等。 七、危险化学品的储存与运输安全 (一)危险化学品运输安全技术与要求 化学品在运输中发生事故的情况比较常见，全面了解并掌握 有关化学品的安全运输规 定，对降低运输事故具有重要意义。 1国家对危险化学品的运输实行资质认定制度，未经资质认 定，不得运输危险化学品。 2托运危险物品必须出示有关证明，在指定的铁路、公路交 通、航运等部门办理手续。托运物品必须与托运单上所列的品名 相符。托运未列入国家品名表内的危险物品时，应附交上级主管 部门审查同意的技术鉴定书。 3危险物品的装卸人员，应按装运危险物品的性质，佩戴相 应的防护用品，装卸时必须轻装轻卸，严禁摔拖、重压和摩擦， 不得损毁包装容器，并注意标志，堆放稳妥。 4危险物品装卸前，应对车(船)搬运工具进行必要的通风和 清扫，不得留有残渣，对装有剧毒物品的车(船)，卸车(船)后必 须洗刷干净。 5装运爆炸、剧毒、放射性、易燃液体、可燃气体等物品，必 须使用符合安全要求的运输工具；禁忌物料不得混运；禁止用电 瓶车、翻斗车、铲车、自行车等运输爆炸物品。装卸机械应按规 定负荷降低25的装卸量；遇水燃烧物品及有毒物品，禁止用 小型机帆船、小木船和水泥船承运。 6运输爆炸、剧毒和放射性物品，应指派专人押运，押运人 员不得少于2人。 7运输危险物品的车辆，必须保持安全车速，保持车距，严 禁超车、超速和强行会车。运输危险物品的行车路线，必须事先 经当地公安交通部门批准，按指定的路线和时间运输，不可在繁 华街道行驶和停留。 8运输易燃、易爆物品的机动车，其排气管应装阻火器，并 悬挂“危险品”标志。 9运输散装固体危险物品，应根据性质，采取防火、防爆、 防水、防粉尘飞扬和遮阳等措施。 10禁止利用内河以及其他封闭水域运输剧毒化学品 11运输危险化学品需要添加抑制剂或者稳定 剂的，托运人交付托运时应当添加抑制剂 或者稳定剂，并告知承运人。 12危险化学品运输企业，应当对其驾驶 员、船员、装卸管理人员、押运人员进行有关 安全知识培训。驾驶员、装卸管理人员、押运 人员必须掌握危险化学品运输的安全知识， 并经所在地设区的市级人民政府交通部门考核 合格，船员经海事管理机构考核合格，取得 上岗资格证，方可上岗作业。 (二)危险化学品储存的基本要求 根据GB 156031995常用化学危险品贮存通则的规定， 储存危险化学品基本安全要求是： 1储存危险化学品必须遵照国家法律、法规和其他有关的规定 。 2危险化学品必须储存在经公安部门批准设置的专门的危险化 学品仓库中，经销部门自管仓库储存危险化学品及储存数量必须经 公安部门批准。未经批准不得随意设置危险化学品储存仓库。 3危险化学品露天堆放，应符合防火、防爆的安全要求，爆炸物 品、一级易燃物品、遇湿燃烧物品、剧毒物品不得露天堆放。 4储存危险化学品的仓库必须配备有专业知识的技术人员，其库 房及场所应设专人管理，管理人员必须配备可靠的个人安全防护用 品。 5储存的危险化学品应有明显的标志，标志应符合GB 190的 规定。同一区域储存两种或两种以上不同级别的危险化学品时，应 按最高等级危险化学品的性能标志。 （三）、危险化学品分类储存的安全技术 GB156031995规定了危险化学品储存场所的要求 、储量的限制以及不同类别危险化学品的储存要求 （四）、危险化学品包装安全要求 危险货物的运输包装通用技术条件（GB12463 1990）把危险货物包装分为3类： （1）类包装：货物具有较大危险性，包装强度要求 高； （2）类包装：货物具有中等危险性，包装强度要求 较高； （3）类包装：货物具有的危险性小，包装强度要求 一般。 （五）、接触和混合储运的危险性 某些化学品接触或混合时其危险性增加。有些化学品接 触或混合易燃烧，还有些接触或混合易发生爆炸。因此 ，必须掌握危险化学品之间的抵触和不相容性，以便保 证其储运安全。 八、危险化学品经营的安全要求 危险化学品安全管理条例第二十九条明确了办理经 营许可证的程序： 一是申请：分别向省、自治区、直辖市 二是审查： 三是发证： 四是登记注册 （一）、危险化学品经营企业的条件和要求 危险化学品安全管理条例第二十八条规定 ，危险化学品经营企业，必须具备下列条件： （1）经营场所和储存设施符合国家标准； （2）主管人员和业务人员经过专业培训，并 取得上岗资格； （3）有健全的安全管理制度； （4）符合法律、法规规定和国家标准要求的 其他条件。 1）经营场所和储存设施符合国家标准 危险化学品经营企业开业条件和技术要求（GB18265 2000）规定： （1）危险化学品经营企业的经营场所应坐落在交通便利、便于 疏散处。 （2）危险化学品经营企业的经营场所的建筑物应符合GBJ 16 2001的要求。 （3）从事危险化学品批发业务的企业，应具备经县级以上（含 县级）公安、消防部门批准的专门危险化学品仓库（自有或租用 ）。 （4）零售业务的店面应与繁华商业区或居住人口稠密区保持 500m以上距离。 （5）零售业务的店面经营面积（不含仓库）应不小于60m²， 其店面内不得设有生活设施。 6）零售业务的店面内只许存放民用小包装的危险化学 品，其存放总质量不得超过1t。 （7）零售业务的店面内危险化学品的摆放应布局合理 ，禁忌物料不能混放。综合性商场（含建材市场）所经 营的危险化学品应有专柜存放。 （8）零售业务的店面与存放危险化学品的库房（或罩 棚）应有实墙相隔。单一品存放量不能超过500kg， 总质量不能超过2t。 （9）零售店面备货库房应根据危险化学品的性质与禁 忌分别采用隔离储存或隔开储存或分离储存等不同方式 进行储存。 2）主管人员和业务人员经过专业培训，并取得上岗 资格 3）有健全的安全管理制度 4）符合法律、法规规定和国家标准要求的其他条件 危险化学品经营企业开业条件和技术要求（ GB182652000）规定了零售业务的范围。 （1）零售业务的店面内显著位置应设有“禁止明火” 等警示标志。 （2）零售业务的店面内应放置有效的消防、急救安 全设施。 （3）零售业务的店面备货库房应报公安、消防部门 批准。 （4）运输危险化学品的车辆应专车专用。按照危 险化学品安全管理条例只能委托有危险化学品运输 资质的运输企业承运并有明显标志。 （二）、剧毒品的经营 经营剧毒化学品的企业要申领经营许可 证，经营剧毒品要设专人。 1）剧毒化学品的销售规定 2）购买剧毒化学品，应遵守的规定 九、泄漏控制与销毁处置技术 （一）、泄露处理及火灾控制 1、泄漏处理 （1）泄漏源控制。停止泄漏，减少泄漏量或使其安全释放。 （2）泄漏物处理。现场泄漏物要及时地进行覆盖、收容、稀释 、处理。 2、火灾控制 （1）灭火注意事项。扑救化学品火灾时，不要单独灭火，应协 同作战，疏散口应始终保持畅通，保证人员的安全。 （2）灭火对策。扑救初期火灾；对周围设施采取保护措施；火 灾扑救。 （3）几种特殊化学品火灾扑救注意事项 2、废弃物销毁 1）固体废弃物的处置; 2）爆炸性物品的销毁 3）有机过氧化物废弃物处理 十、危险化学品的侵入途径、危害、抢救及防护用品 选用原则 （一）、毒性危险化学品 1、毒性危险化学品侵入人体的途径 （1）呼吸道;（2）皮肤;（3）消化道 2、工业毒性危险化学品对人体的危害 （1）刺激;（2）过敏;（3）窒息;（4）麻醉和昏迷 （5）中毒;（6）致癌;（7）致畸;（8）致突变 （9）尘肺 3、急性中毒的现场抢救 （1）救护者现场准备。 （2）切断毒性危险化学品来源。 （3）迅速脱去被毒性危险化学品污染的衣服、鞋袜、 手套等，并用大量清水或解毒液彻底清洗被毒性危险化 学品污染的皮肤。 （4）若毒性危险化学品经口引起急性中毒，对于非腐 蚀性毒性危险化学品，应迅速用1/5000的高锰酸钾溶 液或1%2%的碳酸氢钠溶液洗胃，然后用硫酸镁溶 液导泻。 （5）令中毒患者呼吸氧气。 4、一些毒性物质污染的处理 主要是用有一定压力的水进行喷射冲洗，或用热水冲 洗，也可用蒸气熏蒸，或用药物进行中和、氧化或还 原，以破坏或减弱其危害性。 （1）对氰化钠、氰化钾及其他氢化物的污染，可用硫 代硫酸钠的水溶液浇在污染处，因为硫代硫酸钠与氢 化物反应，可以生成毒性低的硫氰酸盐。然后用热水 冲洗，再用冷水冲洗干净。也可用硫酸亚铁、高锰酸 钾、次氯酸钠代替硫代硫酸钠。 （2）对硫、磷及其他有机磷剧毒农药，如苯硫磷、敌 死通等首先用生石灰将泄漏的药液吸干，然后用碱水 湿透污染处，用热水冲洗后再用冷水冲洗干净。 （二）、腐蚀性危险化学品 腐蚀性化学品的主要危险性除腐蚀性外，还具有其他危 险性 （1）毒害性。 （2）火灾危险性。 氧化性; 易燃性; 遇湿分解易燃性 （三）、放射性危险化学品的危险特性 1）放射性; 2）易燃性; 3）氧化性 （四）、劳动防护用品选用原则 第二节 化工生产安全技术 一、典型设备安全技术与车间布置 （一）了解泵、换热器、反应器、精馏 、蒸发、存储等设备的安全特性； （二）了解化工车间内的塔、换热器、 容器（罐，槽）、反应器、泵与压缩机 等典型设备的安全布置； （三）了解生产管路与管系安全技术。 第二节化工安全技术 石油、化工生产是危险性较大的行业，所处理的物 料(原料、中间产物及成品等)大多具有易燃、易爆、毒 性和腐蚀性的特性；工艺过程复杂，工艺条件苛刻；作 业方式多样化；生产装置规模大型化、连续化、自动化 。这些特点决定了化工生产具有较高的危险性。 石油、化工生产的潜在的主要危险是火灾、爆炸、 致人中毒、化学灼伤等。石油、化工生产一旦发生事故 ，往往会带来严重的后果，造成众多人员伤亡、巨额的 财产损失，还会严重污染环境。 一、典型设备安全技术与车间布置 (一)典型设备工艺安全分析 设备运行设计的基本内容主要是在满足安全 运行的条件下，对定型(或标准)设备的选择和 非定型(非标准)设备的工艺计算等。定型设备 的选择除了要符合基本要求外，还要注意根据 设计项目规定的生产能力和生产周期确定设备 的台数。运转设备要按其负荷和规定的工艺条 件进行选型；静止设备则要计算其主要参数， 如传热面积、蒸发面积等，再结合工艺条件进 行选型。 1泵 ·330· 泵是化学工业等流程工业运行中的主要流体机械。泵的安全运行 涉及流体的平衡、压力的平衡和物系的正常流动。选用泵要依据 流体的物理化学特性，一般溶液可选用任何类型泵输送；悬浮液 可选用隔膜式往复泵或离心泵输送；黏度大的液体、胶体溶液、 膏状物和糊状物时可选用齿轮泵、螺杆泵或高黏度泵；毒性或腐 蚀性较强的可选用屏蔽泵；输送易燃易爆的有机液体可选用防爆 型电机驱动的离心式油泵等。 2换热器 换热器的运行涉及工艺过程中的热量交换、热量传递和热量变 化，过程中如果热量积累，造成超温就会发生事故。化工生产中 换热器是应用最广泛的设备之一。选择换热器形式时，要根据热 负荷、流量的大小，流体的流动特性和污浊程度，操作压力和温 度，允许的压力损失等因素，结合各种换热器的特征与使用场所 的客观条件来合理选择。 目前，国内使用的管壳式换热器系列标准有：固定管板式换 热器、立式热虹吸式再沸器、钢制固定式薄管板列管换热器、浮 头式换热器、冷凝器、u形管式换热器。 3精蒸馏塔 精馏过程涉及热源加热、液体沸腾、气液分离、冷却 冷凝等过程，热平衡安全问题和相态变化安全问题是精 馏过程安全的关键。 精馏设备是应用最广泛的非定型 设备。由于用途不同，操作原理不同，所以塔的结构形 式、操作条件差异很大。精馏设备的安全运行主要决定 于精馏过程的加热载体、热量平衡、气液平衡、压力平 衡以及被分离物料的热稳定性以及填料选择的安全性。 精馏设备的形式很多，按塔内部主要部件不同可以分为 板式塔与填料塔两大类型。板式塔又有筛板塔、浮阀塔 、泡罩塔、浮动喷射塔等多种形式，而填料塔也有多种 填料方式。在精馏设备选型时应满足生产能力大，分离 效率高，体积小，可靠性高，满足工艺要求，结构简单 ，塔板压力较小的要求。 4反应器 反应器安全问题最为复杂，涉及反应器物系配置、投料速 度、投料量、升温冷却系统、检测、显示、控制系统以及反 应器结构、搅拌、安全装置、泄压系统等。反应器是化工生 产中的关键设备，合理选择设计好的反应器能够有效利用原 料，提高效率，减少分离装置的负荷，节省分离所需的能量 。 反应器应该满足反应动力学要求、热量传递的要求、质量 传递过程与流体动力学过程的要求、工程控制的要求、机械 工程的要求、安全运行要求。 反应器的种类很多，按基本结构可分为：管式反应器、釜 式反应器、固定床反应器和流化床反应器。 5搅拌器 -331· 搅拌器的安全可靠是许多放热反应 、聚合过程等安全运行的必 需条件。搅拌器的中断或突然失效可以造成物料反应停滞、分层 、局部过热等。搅拌器的形式有桨式、涡轮式、推进式、框式( 或锚式)、螺杆式及螺带式等。选择时，首先根据搅拌器形式与 釜内物料容积及黏度的关系进行大致的选择，搅拌器的材质可根 据物料的腐蚀性、黏度及转数等确定。 6轴密封装置 防止反应釜的跑、冒、滴、漏，特别是防止有毒害、易燃介质 的泄漏，选择合理的密封装置非常重要。密封填料可能选择错误 ，与反应物反应导致反应器爆炸；机械密封由于安装缺陷，大量 溶剂泄漏发生爆炸。密封装置主要有如下两种。 (1)填料密封。 (2)机械密封。 7蒸发设备 蒸发设备的选型主要考虑被蒸发溶液的性质，如黏度、发泡 性、腐蚀性、热敏性和是否容易结晶或析出结晶等因素。 蒸发热敏性物料时，应选用膜式蒸发器，以防止物料分解； 蒸发黏度大的溶液，为保证物料流速应选用强制循环回转薄膜式 或降膜式蒸发器；蒸发易结垢或析出结晶的物料，可采用标准式 或悬筐式蒸发器或管外沸腾式和强制循环型蒸发器；蒸发发泡性 溶液时，应选用强制循环型和长管薄膜式蒸发器；蒸发腐蚀性物 料时应考虑设备用；如蒸发废酸等物料应选用浸没燃烧蒸发器； 处理量小的或采用间歇操作时，可选用夹套或锅炉蒸发器，以便 制造、操作和节约投资。 8存储设备 化工生产中需要存储的有原料、中间产品、成品、副产品以 及废液和废气等。常见的存储设备有罐、桶、池等。有敞口的也 有密封的；有常压的也有高压的；可根据存储物的性质，数量和 工艺要求选用。 (二)车间设备布置的安全分析 1设备布置 车间设备布置是确定各个设备在车间中的位 置；确定场地与建筑物的尺寸；确定管理、 生产仪表管线、采暖通风管线的走向和位置。 最佳的设备布置应做到：经济合理，节约投 资，操作维修方便、安全，设备排列紧凑， 整齐美观。 2设备布置的安全技术要求 设备布置应尽量做到工人背光操作，高大设备避 免靠近窗户布置，以免影响门窗的开启、通风与 采光。 有爆炸危险的设备应露天或半露天布置，室内 布置时要加强通风，防止爆炸性气体的聚集；危 险等级相同的设备或厂房应集中在一个区域，这 样可以减少防爆电器的数量和减少防火、防爆建 筑的面积；将有爆炸危险的设备布置在单层厂房 或多层厂房的顶层或厂房的边沿都有利于防爆泄 压和消防。 3典型设备的布置 (1)塔。塔的布置形式很多，常在室外集中布 置，在满足工艺流程的前提下，可把高度相近 的塔相邻布置。 单塔或特别高大的塔可采用独立布置，利用 塔身设操作平台，供工作人员进出人孔、操作 、维修仪表及阀门之用。塔或塔群布置在设备 区外侧，其操作侧面对道路，配管侧面对管廊 ，以便施工安装、维修与配管。 (2)换热器。换热器的热量平衡由于涉及到传热效果， 换热面积、流动温差、流动强度等一系列问题，因此， 换热器在运行过程中由于热量积累、局部过热、流体结 焦或气化而引起的事故比较多。 化工厂中使用最多的是列管换热器和再沸器，其布置原 理也适用于其他形式的换热器。 设备布置的主要任务是将换热器布置在适当的位置 ，确定支座、安装结构和管口方位等。必要时在不影响 工艺要求的前提下调整原换热器的尺寸及安装方式(立 式或卧式)。 换热器的布置原则是顺应流程和缩小管道长度，其 位置取决于它密切联系的设备布置。塔的再沸器及冷凝 器因与塔以大口径的管道连接，故应采取近塔布置，通 常将它们布置在塔的两侧。 (3)容器(罐，槽)c容器按用途可以分为原料储 罐、中间储罐和成品储罐；按安装形式可以 分为立式和卧式。容器布置时一般要注意以 下事项。 立式储罐布置时，按罐外壁取齐，卧式储 罐按封头切线取齐。在室外布置易挥发液体 储罐时，应设置喷淋冷却设施；易燃、可燃 液体储罐周围应按规定设置防火堤坝；储存 腐蚀性物料罐区除设围堰外，其地坪应作防 腐处理。 (4)反应器。反应器形式很多，可以根据结构形 式按类似的设备布置。塔式反应器可按塔的方式 布置；固定床催化反应器与容器相类似；火焰加 热的反应器则近似于工业炉；搅拌釜式反应器实 质上是设有搅拌器和传热夹套的立式容器。 釜式反应器一般用挂耳支承在建(构)筑物上或 操作台的梁上；对于体积大、质量大或振动大的 设备，要用文脚直接支承在地面或楼板上。两台 以上相同的反应器应尽可能排成一直线。 (5)泵与压缩机。泵应尽量靠近供料设备以保证良好的 吸入条件。它们常集中布置在室外、建筑物底层或泵房 。室外布置的泵一般在路旁或管廊下排成一行或两行， 电机端对齐排在中心通道两侧，吸人与排出端对着工艺 罐。泵的排列次序由相关的设备与管道的布置所决定。 当面积受限制或泵较小时，可成对布置，使两泵共用一 个基础，在一根支柱上装两个开关。 离心压缩机的布置原理与离心泵相似，但较为庞大、复 杂，特别是一些附属设备(润滑油与密封油槽、控制台 、冷却器等)要占据很大的空间。 (三)化工生产管路与管系安全技术 化工管路主要由管子、管件和阀件构成，也包括一 些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。化工生产中 输送的流体是多种多样的，化工管路也各不相同，以适 应不同输送任务的要求。管路及管件的标志是管系安全 生产的基本条件。化工管路的标准化是指制定化工管路 主要构件，包括管子、管件、阀件(门)、法兰、垫片等 的结构、尺寸、连接、压力等的标准并实施的过程。其 中，压力标准与直径标准是制定其他标准的依据，也是 选择管子、管件、阀件(门)、法兰、垫片等附件的依据 ，已由国家标准详细规定。管子标准的参数包括压力标 准(又分公称压力、试验压力和工作压力)、直径(口径) 标准(也称公称直径或通称直径)。 1化工管路布置的原则 (1)应合理安排管路，使管路与墙壁、柱子、场地、其他管路 等之间应有适当的距离，并尽量采用标准件，以便于安装、操作 、巡查与检修。 管道尽量架空敷设，平行成列走直线，少拐弯、少交叉以减 少管架的数量；并列管线上的阀门应尽量错开排列；从主管上引 出支管时，气体管从上方引出，液体管从下方引出。 (2)输送有毒或有腐蚀性介质的管道，不得在人行道上空没置 阀体、伸缩器、法兰等，若与其他管道并列时应在外侧或下方安 装；输送易燃、易爆介质的管道不应敷设在生活间、楼梯和走廊 等处；配置安全阀、防爆膜、阻火器、水封等防火防爆安全装置 ，并应采取可靠的接地措施；易燃易爆及有毒介质的放空管应引 至室外指定地点或高出层面2 m以上。 (3)管道敷设应有坡度，以免管内或设备内积液，坡度方向要 根据介质流动方向和生产工艺特点确定。 (4)对于温度变化较大的管路要采取热补偿措施，有凝液的管路 要安排凝液排出装置，有气体积聚的管路要设置气体排放装置。 长距离输送蒸气的管道要在一定距离处安装疏水阀，以排除冷凝 水。 2化工管路的连接 管子与管子、管子与管件、管子与阀件、管子与设备之间连接 的方式主要有4种，即螺纹连接、法兰连接、承插式连接及焊接 。 3管路的热补偿 化工管路的两端是固定的，当温度发生较大的变化时，管路就 会因管材的热胀冷缩而承受压力或拉力，严重时将造成管子弯曲 、断裂或接头松脱。因此必须采取措施消除这种应力，这就是管 路的热补偿。热补偿的主要方法有两种：其一是依靠弯管的自然 补偿，通常，当管路转角不大于150。时，均能起到一定的补偿 作用；其二是利用补偿器进行补偿，主要有方形、波形及填料3 种补偿器。 4化工管路的试压与吹扫 化工管路在投入运行之前，必须保证其强度与严密性 符合设计要求，因此，当管路安装完毕后，必须进行 压力试验，称为试压，试压主要采用液压试验。少数 特殊的也可以采用气压试验。 5化工管路的防静电措施 当粉尘、液体和气体电解质在管路中流动，或从容器 中抽出或注入容器时，都会产生 静电。 6管道标志 化工厂中的管路是很多的，为了方便操作者区别各 种类型的管路，常常在管外(保护层外或保温层外)涂 上不同的颜色，称为管路的涂色。 二、典型化工单元操作过程安全技术 （一）了解非均相分离、加热及传热、 蒸馏及精馏、气体吸收、干燥、蒸发、 结晶、萃取、制冷、筛分与过滤、物料 输送等化工单元操作过程； （二）熟悉这些化工单元操作过程存在 的风险和控制技术。 二、典型化工单元操作过程安全技术 (一)非均相分离 化工生产中的原料、半成品、排放的废物等 大多为混合物，为了进行加工。得到纯度较高 的产品以及环保的需要等，常常要对混合物进 行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均 相(混合)物系。非均相物系中，有一相处于分 散状态，称为分散相， 过滤过程安全措施： 1若加压过滤时能散发易燃、易爆、有害气体，则 应采用密闭过滤机，并应用压缩空气或惰性气体保持 压力。取滤渣时，应先释放压力。 2在存在火灾、爆炸危险的工艺中，不宜采用离 心过滤机，宜采用转鼓式或带式等真空过滤机。如必 须采用离心过滤机时，应严格控制电机安装质量，