化工工艺与安全工程课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工工艺与安全工程,主 讲：朱 鹏,第一章 概 论,1.化工行业的发展概况,化学工业是国民经济的基础工业，是我国的主要支柱产业之一,化工生产与安全,2.化工生产的特点,化工生产过程,原料预处理,过程（物理化,学处理）,化学反应过,程（包括物理,、化学过程）,反应产物分,离、提纯（物,理处理）,未反应原料循环,产物,副产物,原,料,化工生产的特点,化工物料绝大多数具有潜在的危险性,生产工艺过程复杂、工艺条件苛刻,生产规模大型化、生产过程连续性强,生产过程自动化程度高,事故应急救援难度大,3.化工生产中常见的安全事故类别及特点,常见安全事故,燃烧与爆炸,燃烧是可燃物与助燃物发生的一种发光放热的化学效应。爆炸是物质发生急剧的物理、化学变化，在瞬间释放出大量的能量并伴随有巨大声响的过程。,化工生产中常见的安全事故类别及特点,常见安全事故,电气事故,触电事故,依照其作用方式的不同可分为,电击,和,电伤,两种类型。电击是全身伤害，但一般不在身体表面留下大面积明显伤痕。电伤是电能转变为热能、化学能、机械能等其它形式的能，能对人体造成伤害。,火灾和爆炸,也是电气灾害的主要形式。,化工生产中常见的安全事故类别及特点,常见安全事故,静电和雷电事故,静,电,固体静电,液体静电,粉尘静电,气体静电,人体静电,雷电的危害：,爆炸和火灾、电击、毁坏设备和设施、造成,停电,事故等,绝缘材料现在越来越多地用于化工生产设备和构件，,这类材料(例如，流经塑料管道的粉体流或液体流等,）很容易通过接触起电而带电。绝缘材料的带电给生,产带来的,危害有两方面,：一是,由于电场力作用使生产,不能顺利进行,；二是,对化工生产环境中存在可燃气体,的场合，静电放电可成为引燃引爆的点火源。后者是,十分危险的。,固体静电,当液体带电时，电场存在于其内部及周围空间，当场,强足够高时，就会发生放电。一般来说，发生在液体,内部的放电没有引燃危险，但可以引起化学变化，这,种变化能改变液体的性能或引起有关设备的腐蚀。空,气中的放电是危险的，油罐内部液面与接地罐壁或其,他金属构件之间的场强超过击穿强度时，即发生放电,。,液体静电,当尘云中所产生的场强足够高时，就会发生尘云内部,放电或尘云对大地的放电，它可引燃非常敏感的混合,物，如悬浮的细微粉尘或可燃混合气体。而对于结块,粉体放电，随着粉体结块的形成，其电荷密度及周围,电场强度将会增高，发生静电放电的概率也会相应增,大。,粉尘静电,纯,净,净,气,气,体,体,或,或,气,气,体,体,混,混,合,合,物,物,的,的,运,运,动,动,，,，,产,产,生,生,静,静,电,电,的,的,数,数,量,量,是,是,极,极,小,的,的,。,。,然,然,而,而,悬,悬,浮,浮,在,在,气,气,体,体,中,中,的,的,液,液,体,体,或,或,固,固,体,体,颗,颗,粒,粒,能,能,够,够,产,产,生,生,和,携,携,带,带,较,较,多,多,的,的,静,静,电,电,电,电,荷,荷,，,，,带,带,电,电,是,是,由,由,粒,粒,子,子,的,的,接,接,触,触,而,而,产,产,生,生,的,。,。,气,体,体,静,静,电,电,人,体,体,的,的,体,体,电,电,阻,阻,率,率,很,很,低,低,，,，,可,可,视,视,为,为,导,导,体,体,。,。,当,当,人,人,体,体,穿,穿,着,着,绝,绝,缘,缘,鞋,或,或,站,站,在,在,绝,绝,缘,缘,地,地,板,板,上,上,时,时,，,，,人,人,体,体,能,能,够,够,通,通,过,过,感,感,应,应,而,而,带,带,电,电,，,，,也,能,能,与,与,其,其,他,他,带,带,电,电,体,体,接,接,触,触,而,而,带,带,电,电,，,，,其,其,危,危,害,害,主,主,要,要,有,有,人,人,体,体,火,火,花,放,放,电,电,和,和,衣,衣,物,物,放,放,电,电,。,。,人,体,体,静,静,电,电,化,工,工,生,生,产,产,中,中,常,常,见,见,的,的,安,安,全,全,事,事,故,故,类,类,别,别,及,及,特,特,点,点,常,见,见,安,安,全,全,事,事,故,故,职,业,业,中,中,毒,毒,与,与,尘,尘,肺,肺,职,业,业,中,中,毒,毒：,是,是,指,指,在,在,生,生,产,产,劳,劳,动,动,过,过,程,程,中,中,由,由,于,于,接,接,触,触,化,化,学,学,毒,毒,物,物,引,引,起,起,的,的,中,中,毒,毒,。,。,在,在,职,职,业,业,中,中,毒,毒,中,中,，,，,毒,毒,性,性,物,物,质,质,主,主,要,要,是,是,通,通,过,过,呼,呼,吸,吸,道,道,和,和,皮,皮,肤,肤,侵,侵,入,入,人,人,体,体,的,的,。,。,尘,肺,肺：,是,是,由,由,于,于,长,长,期,期,从,从,事,事,粉,粉,尘,尘,作,作,业,业,，,，,尘,尘,肺,肺,患,患,者,者,两,两,肺,肺,产,产,生,生,进,进,行,行,性,性,、,、,弥,弥,漫,漫,性,性,的,的,纤,纤,维,维,组,组,织,织,增,增,生,生,，,，,逐,逐,渐,渐,发,发,展,展,影,影,响,响,呼,呼,吸,吸,机,机,能,能,及,及,其,其,它,它,器,器,官,官,的,的,功,功,能,能,。,。,它,它,是,是,最,最,常,常,见,见,、,、,危,危,害,害,最,最,严,严,重,重,的,的,一,一,类,类,职,职,业,业,病,病,。,。,化工生产中,常,常见的安全,事,事故类别及,特,特点,常见安全事,故,故,压力容器爆,炸,炸,对于压力容,器,器，反应、,分,分离、传热,、,、储运等化,工,工过程，都,在,在其中进行,，,，并伴随有,一,一定的化学,腐,腐蚀和热学,环,环境，所处,理,理的工艺介,质,质多数易燃,、,、易爆、有,毒,毒，一旦发,生,生事故，所,造,造成的损害,要,要比常温常,压,压机械设备,大,大得多，而,且,且易引发中,毒,毒、火灾、,爆,爆炸等次生,灾,灾害。对压,力,力容器而言,，,，其常见的,失,失效形式是破裂失效。,化工生产中,常,常见的安全,事,事故类别及,特,特点,常见安全事,故,故,压力容器爆,炸,炸,破,裂,失,效,韧性破裂,脆性破裂,疲劳破裂,应力腐蚀破,裂,裂,蠕变破裂,是指压力容,器,器壳体承受,过,过高的应力,，,，以致超过,或,或远远,超过其屈服极限和强度极限，使壳体产,生,生较大的塑,性,性,变形，最终,导,导致破裂。,韧性破裂,它是压力容,器,器未发生明,显,显塑性变形,就,就破坏的破,裂,裂形式,。化工容器,常,常发生低应,力,力脆断，主,要,要原因是热,学,学环境,、载荷作用,和,和容器本身,结,结构缺陷所,致,致。所处理,的,的介质,易造成容器,应,应力腐蚀、,晶,晶间腐蚀、,氢,氢损伤、高,温,温腐蚀,、热疲劳、,腐,腐蚀疲劳、,机,机械疲劳等,，,，使焊缝和,母,母材原,发缺陷易于,扩,扩展开裂，,或,或在应力集,中,中区易产生,新,新的裂,纹并扩展开,裂,裂，使容器,承,承受的应力,低,低于设计应,力,力而破,坏。,脆性破裂,压力容器长,期,期在交变载,荷,荷作用下运,行,行，其承压,部,部件发,生破裂或泄,漏,漏，容器外,观,观没有明显,的,的塑性变形,，,，而且,是突发性的,破,破裂，它往,往,往发生在应,力,力较高或存,在,在材料,缺陷处，如,果,果容器材料,强,强度较低而,韧,韧性较好，,不,不一定,发生破裂，,而,而是疲劳裂,纹,纹穿透器壁,发,发生泄漏。,如,如果容,器材料强度,偏,偏高而韧性,较,较差，则会,发,发生爆破事,故,故。,疲劳破裂,所谓应力腐,蚀,蚀破裂是指,容,容器材料在,特,特定的介质,环,环境中,，在拉应力,作,作用下，经,一,一定时间后,发,发生开裂或,破,破裂的,现象。由于,压,压力容器广,泛,泛使用在石,油,油、化工等,工,工业部,门，因此腐,蚀,蚀破裂是压,力,力容器破裂,的,的最常见的,形,形式。,由于许多压,力,力容器材料,对,对应力腐蚀,敏,敏感，所以,应,应力腐,蚀是压力容,器,器最重要的,一,一种腐蚀形,式,式。,应力腐蚀破,裂,裂,在高温下运,行,行的压力容,器,器，当操作,温,温度超过一,定,定限度,，材料在应,力,力作用下发,生,生缓慢的塑,性,性变形，塑,性,性变形,经长期累积,，,，最终会导,致,致材料破裂,。,。蠕变破裂,有,有明显,的塑性变形,和,和蠕变小裂,纹,纹，断口无,金,金属光泽呈,粗,粗糙颗,粒状，表面,有,有高温氧化,层,层或腐蚀物,。,。,蠕变破裂,化工生产中,常,常见的安全,事,事故类别及,特,特点,常见安全事,故,故,化工厂腐蚀,造,造,成的事故,在化工生产,中,中，所用原,料,料及中间产,品,品、成品等,大,大部分具有,腐,腐蚀性，对,建,建（构）筑,物,物、机械、,设,设备、仪表,、,、电气设施,，,，均会造成,腐,腐蚀破坏，,严,严重影响生,产,产安全。按,照,照腐蚀机理,可,可分为缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀破,裂,裂、氢损伤、腐蚀疲劳、选择性腐蚀七类。,即在电解液,中,中，金属与,金,金属、金属,与,与非金属之,间,间构成,窄缝,空,空腔,内,内发,生,生的,一,一种,腐,腐蚀,。,。化,工,工生,产,产中,，,，管,道,道连,接,接,处，,衬,衬板,、,、垫,片,片处,，,，设,备,备污,泥,泥沉,积,积处,及,及设,备,备外,部,部尘,埃,埃,、腐,蚀,蚀产,物,物的,附,附着,处,处，,易,易产,生,生此,类,类腐,蚀,蚀。,当,当金,属,属涂,层,层,破损,时,时，,金,金属,与,与涂,层,层之,间,间也,会,会发,生,生缝,隙,隙腐,蚀,蚀。,缝隙,腐,腐蚀,即集,中,中于,金,金属,表,表面,个,个别,小,小点,上,上深,度,度较,大,大的,腐,腐蚀,。,。其,腐,腐,蚀机,理,理是,金,金属,表,表面,由,由于,露,露头,、,、错,位,位、,介,介质,不,不均,匀,匀等,缺,缺,陷，,使,使其,表,表面,膜,膜的,完,完整,性,性遭,到,到破,坏,坏，,成,成为,点,点蚀,源,源。,该,该,点蚀,源,源在,某,某段,时,时间,内,内是,活,活性,状,状态,，,，电,极,极电,位,位为,负,负，,与,与,表面,其,其他,部,部位,构,构成,局,局部,腐,腐蚀,微,微电,池,池。,在,在大,阴,阴极,小,小阳,极,极,的条,件,件下,，,，点,蚀,蚀源,的,的金,属,属迅,速,速被,溶,溶解,形,形成,孔,孔洞,。,。,孔,蚀,蚀,即一,种,种沿,金,金属,晶,晶粒,间,间的,分,分界,面,面向,内,内部,扩,扩展,的,的腐,蚀,蚀，,它,它,可以,在,在外,观,观无,变,变化,的,的情,况,况下,，,，完,全,全丧,失,失金,属,属的,强,强度,。,。,其机,理,理是,由,由于,金,金属,材,材料,在,在腐,蚀,蚀环,境,境中,，,，晶,粒,粒表,面,面和,内,内,部的,物,物理,化,化学,和,和电,化,化学,性,性能,有,有差,异,异时,，,，会,在,在它,们,们之,间,间,构成,腐,腐蚀,电,电池,，,，使,腐,腐蚀,沿,沿晶,粒,粒边,界,界向,前,前发,展,展，,致,致使,材,材,料的,晶,晶粒,间,间失,去,去结,合,合力,。,。,晶间,腐,腐蚀,包括,氢,氢腐,蚀,蚀和,氢,氢脆,。,。氢,腐,腐蚀,是,是在,高,高温,高,高压,下,下，,氢,氢引,起,起,钢组,织,织的,化,化学,变,变化,，,，使,其,其机,械,械性,能,能受,损,损，,被,被腐,蚀,蚀的,钢,钢,强度,、,、塑,性,性下,降,降，,宏,宏观,是,是脆,断,断。,氢,氢脆,是,是由,于,于氢,扩,扩散,到,到,金属,内,内部,，,，使,材,材料,发,发生,脆,脆化,的,的现,象,象。,氢,损,损,伤,伤,材料,在,在腐,蚀,蚀环,境,境中,，,，受,交,交变,应,