化工过程

一、化工生产过程

1、 原料  预处理  化学反应  分离与纯化  产品 2、 单元操作过程（物理操作）：预处理、分离与纯化 化学反应过程（核心）

3、 化工过程特点：1.涉及危险化学品众多 ，物料的潜在危险性 2.工艺过程复杂、工艺条件苛刻 3.生产规模大型化、生产过程连续性 4.生产过程自动化程度高 5.事故应急救援难度大

二、两重点一重大

重大危险源：储罐区、库区、生产场所、压力管道、锅炉、压力容器 重点监管的危险化工工艺（物质、设备机械能量）

重点监管的危险化学品：易燃气体、易燃液体、自燃液体、自燃固体、遇水放出易燃气体的物质、三光气等光气类化学品

三、危险有害因素？

危险：导致伤亡过程中短时间的能量程度 有害：指长时间积累的伤害

四、化工过程危险性

1工厂选址、2工厂布局、3结构、4对加工物质危险性认识不足、5化工工业、6物料输送、7误操作、8设备缺陷、9防灾计划不充分 1.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）缺少公共消防设施的支援；

（4）有高湿度、温度变化显著等气候问题； （5）受相邻危险性大的工业装置影响； （6）靠近公路、铁路、机场等运输设施； （7）在紧急状况下人和车辆难以安全疏散。 2.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）不能替换的装置缺乏有效的防护；

（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.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。

4.对加工物质的危险性认识不足

（1）装置内搅拌时，原料在催化剂作用下自然分解； （2）缺少可燃气体、粉尘等在生产工艺条件下的爆 炸极限数据；

（3）未掌握因误操作、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正确处理方法。 5.化工工艺

（1）缺少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）未分析化学反应热的危险性，并未分析或检测爆炸能量； （4）对工艺异常情况检测不够。 6.物料输送

（1）在各单元操作过程中，物料流动未获得良好控制； （2）产品的安全标识不完全； （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。 7.误操作

（1）忽略关于运转和维修的操作教育； （2）未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）未建立操作人员和安全人员之间的协作。 8.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）材料的疲劳；

（4）对金属材料未进行充分的无损探伤或没经过专家验收； （5）结构上有缺陷但未对装置进行定期检查或预防性维修； （6）设备在草果设计极限的工艺条件下运行；

（7）对运转中存在的隐患或不能完善的防灾措施没有及时整改。

（8）没有连续记录开停车和生产过程的工艺参数变化以及中间罐和受压罐内的压力值。 9.防灾计划不充分

（1）没有得到管理部门的支持； （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，或应急预案不完善； （5）遇到紧急情况未及时采取有效措施；

（6）未实行由管理部门和生产部门共同进行的定期安全检查；

（7）未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。

第二章 化工过程安全原理

工艺过程概述物料平衡流程图能量平衡流程图方案流程图工艺流程图物料流程图施工流程图（管道和仪表）辅助管道系统图和蒸汽伴管图流程图 二、两类危险源理论

第一类危险源（根源危险源）：系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质。

危险评价：(物质总量、种类、性质、影响范围、释放强度) 第二类危险源（状态危险源）：导致约束、能量措施失效或破坏的各种不安全因素（生命周期、空间环境两方面考虑）。

危险评价：（约束的失效：人的失误、物的故障、环境因素） 两类危险源关系：

①事故的发生是两类危险源共同作用的结果。②根源危险源的存在是事故发生的前提；状态危险源的出现是根源危险源导致事故的必要条件。 ③在事故发生、发展过程中，两类危险源相互依存，相辅相成。根源危险源在事故发生时释放出的能量是导致人员伤害的能量主体，决定事故后果的严重程度，根源危险源具有的能量越多，一旦发生事故，其后果越严重。状态危险源往往是一些围绕根源危险源随机发生的现象，它们出现的难易决定事故发生的可能性大小。两类危险源共同决定危险源的风险程度。

三、流变突变理论

事物发展过程一般符合“R-M”规律。 1当某一新事物诞生后的初期，损伤量随时间呈减速递增，新秩序在此期间逐渐形成和完善。 2当新秩序发展到成熟阶段时，完善的新秩序使损伤量匀速缓慢增加。 3经过一个稳定增加的时期后，原秩序将再次向无序方向发展，进而使损伤量开始加速增大。事物发生安全突变时的损伤值即为该事物的临界损伤量。

4当原秩序被破坏后，事物又开始回归到一个新的安全状态，即损伤量为新的近似零值，原事物的秩序消失，从而又形成了另一个同类新事物诞生的起点。物质世界就是在安全到危险的无限循环中存在和发展的。

四、本质安全

生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故。 企业实现本质安全化的优先策略：

1. 本质的2.被动的3.主动的4.程序性的 企业实现本质安全化的步骤：

消除风险  降低风险  个人防护

本质安全的基本原理

1.最小化 2.替代 3.稀释或缓和 4.简化

5.危害后果 最小化原则 6.容错 替代原则 7.早期化改进 稀释原则 8.避免连锁效应（多米诺效应） 简化原则 9.状况清楚

10.避免组装错误 11.容易控制 12.管理控制

五、危险物质

分类原则:择重归类

1、爆炸品指在受热、撞击等外界作用下，能发生剧烈化学反应，瞬时产 生大量气体和热量，使周围压力急剧上升而发生爆炸的物品；

2、压缩气体和液化气体：指压缩、液化或加压溶解的气体

3、易燃液体：指易燃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体，但不包括由于其危险特性已列入其他类别的液体。

4、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品：

a、易燃固体是指燃点低，对热、撞击、摩擦敏感，易被外部火源点燃、燃烧迅速并能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体，但不包括已列入爆炸品的固体红磷、硫化磷、二硝基甲苯、硝化棉；二甲基丙烷、铝粉、萘、硫黄、松香。

b、自燃物品是指自燃点低、在空气中易被氧化、能放出热量自行燃烧的物品。如黄磷、三乙基铝、三异丁基铝、油布、油纸、浸油金属屑。

c、遇湿易燃物品是指遇水或受潮时发生剧烈化学反应、释放出大量易 燃气体和热量的物品，有些不需要火源即能燃烧或爆炸。如钾、钠、锂及钾钠合金，氢化钾，硼氢化物如五硼氢，碳化钙、磷化钙；锌粉、保险粉(低亚硫酸钠)、氢化铝。

5、氧化剂和有机过氧化物：氧化剂是指处于高氧化态、具有强氧化性、易分解并释放出氧和热 量的物质，氧化剂还包括无机过氧化物。氧化剂本身不燃烧，但由于富氧可 以助燃，能够强化可燃物的燃烧。(2)有机过氧化物是指分子中含有过氧基的有机物，本身易燃、易爆 易分解，对热、振动或摩擦极为敏感。

6、有害物品和有毒感染性物品：指进入肌体并累积到一定量后能与体液或 器官组织发生生物化学或生物物理学作用，扰乱或破坏肌体的正常生理功 能，引起器官和系统暂时性或持久性病变．乃至危及生命的物品。如、三氧化二砷、氯化高汞、磷化锌、汞；氯乙醇、二氯甲烷、四乙基铅、丁脂、四氯化碳。

7、放射性物品：指放射性比活度大于74000 Bq/kg的物品

8、腐蚀品：指能灼伤人体组织、对金属等物品亦能造成损坏的固体或液体 9、杂项：

第三章 化工单元操作

一、化工单元操作的特点：

属于物理过程，不改变物料的性质，只改变物料的状态（温度、压力等） 是化工生产中所共有的操作 设备可以通用

二、危险性分析

一类危险源辨识   二类危险源辨识  事故过程分析 物质的物理化学危险性 一类危险源与设备的耦合 事故情景构建

过程能量 耦合的波动性 危险状态参数的识别

三、输送的危险性

(1)气流输送系统除本身会产生故障之外，最大的问题是系统的堵塞和由静电引起的粉尘爆炸。粉料气流输送系统应保持良好的严密性。其管道材料应选择导电性材料并有良好的接地，如采用绝缘材料管道，则管外应采取接地措施。输送速度不应超过该物料允许的流速， 粉料不要堆积管内，要及时清理管壁。

(2)输送有爆炸性或燃烧性物料时，要采用氮、二氧化碳等惰性气体代替空气，以防造成燃烧或爆炸。

(3)输送可燃气体物料的管道应经常保持正压，防止空气进入，并根据实际需要安装逆止阀、水封和阻火器等安全装置。

(1)输送易燃液体宜采用蒸气往复泵。如采用离心泵，则泵的叶轮应脯色金属制造，以防撞击产生火花。设备和管道均应有良好的接地，以防静电引起火灾。采用虹吸和自流的输送方法较为安全。

(2)对于易燃液体，不可采用压缩空气压送，因为空气与易燃液体蒸气混合，可形成爆炸性混合物，且有产生静电的可能。对于闪点很低的可燃液体，应用氮气或二氧化碳等惰性气体压送。闪点较高及沸点在130℃以上的可燃液体，如有良好的接地装置，可用空气压送。 (3)临时输送可燃液体的泵和管道(胶管)连接处必须紧密、牢固，以免输送过程中管道受压脱落漏料而引起火灾。

(4)用各种泵类输送可燃液体时，其管道内流速不应超过安全速度，且管道应有可靠的接地措施，防静电聚集。同时要避免吸入口产生负压，以防空气进入系统导致爆炸或抽瘪设备。

第四章 化工反应过程安全

一、化学反应过程的危险性分析

（1）鉴别一切可能的化学反应，对预期的和意外的化学反应都要考虑；

（2）考虑操作故障、设计失误、发生不需要的的副反应、反应器失控、结垢等引起的危险。 （3）评价副反应是否生成毒性或爆炸性物质，是够会形成危险结垢；

（4）考察物料是否吸收空气中的水份变潮、表面是否会粘附形成毒性或腐蚀性的液体或气体。鉴别不稳定的过程物料，确定其对热、压力、振动和摩擦暴露的危险； （5）确定所有杂质对化学反应和过程混合物性质的影响； （6）确保结构材料彼此相容并与过程物料相容。

（7）考虑过程中危险物质，如不凝物、毒性中间体或积累的副产物； （8）考察催化剂行为的各个方面，如老化、中毒、粉碎、活化、再生等。 基于流变、突变理论的单元操作危险源分析 1、工艺路线的确定

2、装置序列的确定（包含装置的两类危险源分析）

3、前后确定装置的工艺波动传导类型，流变-突变的临界值设定 4、临界值对应特征参量的监控、报警与连锁。 5、寻求本质安全解决思路。

操作过程的危险性分析

（1）爆炸、爆燃或强放热过程； （2）有粉尘或烟雾生成的过程；

（3）在物料的爆炸范围或近区操作的过程；

（4）在高温、高压或冷冻状态条件下操作的过程； （5）含有易燃物料的过程； （6）含有不稳定化合物的过程； （7）含有高毒性物料的过程；

（8）有大量储存压力负荷能的过程。

非正常操作的安全问题

（1）考虑偏离正常操作会发生的情况，对这些情况是否采取了适当的预防措施； （2）当设备处于开车、停车或热备用状态时，物料能否迅速畅通而又确保安全； （3）在紧急状态下，设备的压力或过程物料的负载能否有效而安全地降低；

（4）应明确温度、压力、流速、浓度等工艺参数的控制范围，并有调节和控制参数的措施； （5）停车时超出操作极限的偏差到何种程度，是否需要安装报警或自动断开装置； （6）开车和停车时物料正常操作的相态能否会发生变化；

（7）排放系统能否解决开车、停车、热备用状态、投产和灭火时大量的非正常的排放问题；

第五章 化工工艺过程安全控制技术

一、化工安全装置及工作原理

1、旁通管（阀）: 当自动调节阀失灵或检修时关闭两侧的检修阀，开启旁通阀，可以连续生产。当设备故障成反应失控时，也可以通过旁道管阀导流，控制事态。通常是管径粗、流速快，开关速度慢，防止瞬间高压。完全断料需要同时关闭主、旁道两个阀门。

2、紧急切断阀: 通过远程控制，直接切断进料阀门。一般设置在较危险的装置进料管上，其两侧设有检修阀。

3、安全阀、放空管、回收管、火矩: 当反应或装置内压力超过一定值时，安全阀会自行开启泄压或放空。为降低放空物料的污染，安全阀上加装放空加上回收管，将放空物料回收到物料槽（罐）中储存或放空至火炬焚烧。直接防空的管路应安装阻火器。

4、防爆膜（爆破片）: 当装置压力超过一定值时，金属薄片瀑破，泄压保护装置的目的。 5、数据资料采集装置: 为操作、控制人员提供第一线真实资料.

6、氮气、蒸汽吹扫系统: 可以吹扫管路，加速气化，增加流速、防止物料沉积和堵塞，可以稀释物料、降低浓度、减缓反应或加压保护物料，也可以作为处置泄漏及火灾事故的稀释剂和灭火剂。

7、报警装置、灭火装置:

8、管线标识：易腐蚀的物料管线用不锈钢作材料，不涂颜色；循环水管线涂墨绿颜色；酸（碱）液管线涂粉经颜色；氮气吹扫管线涂淡黄色；放空管线（紧急出料管线）涂黄色；消防供水、灭火剂输送管线涂红色；水蒸汽管线设保温层外包白铁皮；主物料管线不涂色。

二、自动化系统

1、自动检测系统: 检测元件、传感器与显示仪表 2、自动保护系统：自动信号和联锁保护系统 3、自动操纵和开停车系统（按照预先规定好的步骤将生产过程自动地投入运行或自动停车）

4、自动控制系统（在被控变量受到外界干扰的影响而偏离正常状态时，自动控制系统能自动地控制而使被控变量回到规定的数值范围内。）

三、化工过程安全保护层次

（1）化工过程本质安全设计技术； （2）基本工艺参数监测与控制； （3）关键参数报警；

（4）工艺连锁系统或紧急停车程序； （5）冗余系统设置； （6）物理保护措施； （7）事故应急状态。

四、本质安全化设计技术概述

本质安全：作为长久的和不可分割的元素存在的系统固有或内在的安全性。 本质安全化：为使设备、系统达到本质安全而进行的研究、设计和改造。

五、化工物料安全控制

1、物料信息概况

（1）物料的分布：生产原料、辅助材料，产品、中间产品、副产品，生产过程中产物与废物的数量和分布状况；

（2）物料的变更：生产原料、辅助材料、中间产物、产品、副产品、废物的变更情况； （3）危险性物料的危险特性；

（4）物料的状态参量：确定生产、加工和储存各个阶段的物料量和物理状态，并将其与危险性关联；

（5）物料运输状况：确定产品运输中对仓储人员、承运员、铁路工人、公众等的危险。 2、化工过程物料安全控制措施 A. 取代和控制用量； B. 加强密闭； C. 通气排风； D. 惰性化；

E. 气体浓度监测、报警； F. 特殊化学物质的处理

六、点火源的控制

1. 明火 2. 高温表面 3. 摩擦与撞击 4. 绝热压缩

5. 自燃发热及化学反应热的控制 6. 防止电火花 7. 雷电的控制

8. 光线和放射线的控制

波长小于380nm的紫外线和波长大于770nm的红外线。

七、化工工艺异常的处理

1. 异常现象的处理原则

（1）正确区分工艺波动和工艺异常的界限

工艺异常分类：波动处理不当；设备故障；外部环境突变。 （2）思考，从变化趋势中发现异常工艺变化

（3）对异常现象发现早，判断准，处理及时果断 （4）防止处理异常现象时引发新的异常 （5）处理异常现象要遵循规定程序

2. 异常现象及其安全处理要点

（1）停电：加大冷剂；提前卸料；关闭阀门；防止物料互窜；尾气放空，防止憋压。 （2）停水 （3）停氮气 （4）停工艺空气

（5）停仪表空气：切换进行手动操作 （6）停蒸气 （7）停燃料气

（8）事故状态的处理

八、化工工艺参数的安全控制

1 化学反应温度的安全控制 1.移出反应热

2.选择合适的传热介质 常用传热介质（热载体）

（1）避免使用性质与反应物料相抵触的介质。 （2）防止传热介质结垢。 （3）传热介质使用安全。 3. 防止搅拌中断 2 压力的安全控制 尾气系统排压顺畅 3 液位的安全控制

不超装、超储、超投料，防止假液面 4 加料控制

1. 加料配比控制 2. 加料速率控制 3. 加料顺序控制 4. 加料量的控制 5 物料成分的控制 6 过反应的控制

7 公用工程的安全控制

装置的公用工程是指在生产装置上共同使用的电、水、蒸气、工艺空气、仪表空气、氮气、冷却剂等工程工艺网。 8 安全控制系统 自动检测系统 自动保护系统

自动操纵和开停车系统 自动控制系统

九、AQ/T 3034—2010《化工企业工艺安全管理实施导则》

1.工艺安全信息

2.工艺危害分析（何时进行工艺危害分析：新工艺和设施、工艺危害分析基准、现有设施、变更管理、事故调查、和其他特别场所（储存设施、实验室、小型中试车间））

3.操作规程：检维修作业、生产操作、其他操作(化验或验定相关) 工作循环检查（JCC） 4.培训：知识培训、实操、仿真模拟

5.承包商管理：承包商预选、合同准备、授标、培训、现场管理与监督、合同评估 6.试生产前安全审查：启用前安全检查（PSSR） 7.机械完整性：（动态完整）设备的调整、维修确保最终工艺安全，避免事故发生 8.作业许可：受限空间、动土、临时用电、高处作业、断路、抽堵盲板 9.变更管理：工艺技术变更、设备变更、人员变更

10.应急管理：编制应急预案并定期演练完善、提高应急响应能力 11.工艺事故/事件管理：确保所有事故(含未遂)都得到报告和调查 12.符合性审核：发现表象下的实质以理解管理体系的缺陷和不足