化工安全工程概論

1、化工安全工程概論作業(yè)第二章課后思考討論題：1、危險(xiǎn)化學(xué)品如何分類(lèi)？答：危險(xiǎn)化學(xué)品分為：爆炸品、壓縮氣體和液化氣體、易燃液體、易燃固體和自燃物品及遇濕易燃物品、氧化劑和有機(jī)過(guò)氧化物、有害物品和有毒感染性物品、放射性物品、腐蝕品這八大類(lèi)。2、簡(jiǎn)答化學(xué)物質(zhì)的生物危險(xiǎn)。答：（1）毒性危險(xiǎn)?？稍斐杉毙曰蚵灾卸旧踔林滤馈?（2）腐蝕性和刺激性危險(xiǎn)。腐蝕性物質(zhì)嚴(yán)重?fù)p傷活性細(xì)胞組織，如：酸和酸酐,堿,鹵素和含鹵鹽等；刺激性物質(zhì)和制劑與皮膚或粘膜接觸，長(zhǎng)期或重復(fù)接觸會(huì)引起炎癥。 （3）致癌性和致變性危險(xiǎn)。致癌性物質(zhì)或制劑通過(guò)呼吸、飲食、皮膚注射等進(jìn)入人體誘發(fā)癌變；變異受影響的是人和動(dòng)物的生殖細(xì)胞，生物變異會(huì)傳

2、至后代，軀體變異影響一生。3、在下列銨鹽中，具有爆炸性危險(xiǎn)的是（ B ）A.磷酸銨 B.硝酸銨 C.硫酸銨 D.碳酸銨4、毒性物質(zhì)的類(lèi)別分為：（粉塵）、（煙塵）、（煙霧）、（蒸汽）、（氣體）5、氧差額是如何定義的？試計(jì)算三硝基甲苯的氧差額。答：氧差額定義為系統(tǒng)的含氧量與系統(tǒng)中的碳、氫和其他可氧化的元素完全氧化所需的氧量之間的差值。6、簡(jiǎn)述化學(xué)反應(yīng)的類(lèi)型及其危險(xiǎn)性。答:（1）燃燒。固體、液體或氣體燃料氧化產(chǎn)生熱量。燃燒爐點(diǎn)火時(shí)應(yīng)特別注意物質(zhì)的爆炸或燃燒極限。多數(shù)情況下燃燒需要點(diǎn)火，但對(duì)于反應(yīng)性極強(qiáng)的物質(zhì)，可以自燃。（2）氧化。為了防止產(chǎn)物損失，必須采取措施限制氧化的程度。當(dāng)使用以下強(qiáng)氧化劑時(shí)應(yīng)特

3、別注意：高錳酸鹽、次氯酸及其鹽、亞氯酸鈉、二氧化氯、所有的氯酸鹽、所有的過(guò)氧化物、硝酸、四氧化氮和臭氧等。為安全起見(jiàn)，常采用低濃度的反應(yīng)物或低溫條件。（3）中和。除反應(yīng)物迅速添加引起熱效應(yīng)外，這類(lèi)反應(yīng)較少危險(xiǎn)。低濃度較易，控制。（4）電解。電解幾乎不存在反應(yīng)危險(xiǎn)。只存在高電流強(qiáng)度的危險(xiǎn)，氰化物應(yīng)用的毒性危險(xiǎn)，以及可燃?xì)怏w和高氧化態(tài)產(chǎn)物生成的爆炸危險(xiǎn)。（5）復(fù)分解反應(yīng)。這類(lèi)反應(yīng)一般歸人有很小驅(qū)動(dòng)力、反應(yīng)熱較低的平衡類(lèi)型，危險(xiǎn)性較小。（6）煅燒。煅燒作為吸熱反應(yīng)，易于控制，極少危險(xiǎn)。（7）硝化。由于硝化試劑是強(qiáng)氧化劑，而硝化產(chǎn)物常具有爆炸性，硝化反應(yīng)潛在著危險(xiǎn)。硝化反應(yīng)本身以及氧化反應(yīng)都是強(qiáng)放熱反

4、應(yīng)。為避免反應(yīng)失?；虍a(chǎn)生爆炸，必須精心控制反應(yīng)溫度。 （8）酯化。若酯化物質(zhì)是強(qiáng)還原劑，如硝酸酯或高氯酸酯等，或是反應(yīng)物或產(chǎn)物不穩(wěn)定，酯化反應(yīng)很少危險(xiǎn)性。（9）還原。反應(yīng)危險(xiǎn)可以忽略，很難將其與反應(yīng)還原劑操作聯(lián)系在一起。（10）氨化。氨化劑通常是氨，一般為二級(jí)反應(yīng)。因?yàn)樾枰獞?yīng)用大量過(guò)量的氨，反應(yīng)表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)。氣相反應(yīng)需要加壓。多數(shù)反應(yīng)是放熱的，但并不強(qiáng)烈。（11）鹵化。在液相、氣相加成或取代中進(jìn)行的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在相當(dāng)寬的濃度范圍都能產(chǎn)生爆炸。鹵素的腐蝕作用難以解決。A氯化,所有氯化反應(yīng)都有潛在危險(xiǎn)；B氟化。氟與烴類(lèi)的直接反應(yīng)常引起爆炸。氣相反應(yīng)一般要用惰性氣體稀釋?zhuān)籆溴化或碘化。 反應(yīng)類(lèi)似氯化，

5、但反應(yīng)條件要緩和得多。（12）磺化。多數(shù)磺化反應(yīng)應(yīng)用硫酸作磺化劑，一般是在高溫下進(jìn)行。反應(yīng)中度放熱，比較容易控制。（13）水解。絕大多數(shù)有機(jī)水解反應(yīng)比較緩慢，僅輕微放熱。最重要的問(wèn)題是如何加速反應(yīng)，高溫或高壓有時(shí)是需要的。（14）加氫。工業(yè)上高壓氫的應(yīng)用總是危險(xiǎn)的，除去這個(gè)問(wèn)題外，加氫并無(wú)過(guò)多的麻煩。（15）烷基化。烷基化的危險(xiǎn)主要在于把強(qiáng)腐蝕劑，如氟化氫和二甲基硫酸酯等，用作烷基化試劑或催化劑，反應(yīng)本身并不具有危險(xiǎn)。（16）縮合?？s合反應(yīng)不斷放熱可能會(huì)釀成火險(xiǎn)。所有縮合反應(yīng)都是分步進(jìn)行的，一般不難控制。（17）聚合。當(dāng)聚合反應(yīng)劇烈而難以控制時(shí)，通?？刹捎玫?dú)鈮喝胱杈蹌?，達(dá)到中止或減緩反應(yīng)的目

6、的。7、簡(jiǎn)述蒸餾、吸收等化工單元操作的原理及危險(xiǎn)控制。答:蒸餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的差別，使液體混合物部分汽化并隨之使蒸氣部分冷凝，從而實(shí)現(xiàn)其所含組分的分離。在蒸餾操作中，由于蒸氣是在塔板或填料層中與塔頂冷凝器回流液逆流分級(jí)產(chǎn)生的，易燃液體的組成在不斷變化，其閃點(diǎn)是不確定的。這樣，易燃液體的蒸餾操作本身就有著固有的危險(xiǎn)。  蒸餾塔釜容有大量的沸騰液體，塔身和冷凝器則需要有數(shù)倍沸騰液體的容量。應(yīng)用熱環(huán)流再沸器代替釜式再沸器可以減少連續(xù)蒸餾中沸騰液體的量。這樣的蒸氣發(fā)生再沸器或類(lèi)似設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器，其針孔管易于結(jié)垢堵塞造成嚴(yán)重后果，應(yīng)該選用合適的傳熱流體。還需要考慮冷凝器冷卻管有關(guān)

7、的故障，如塔頂沾染物、餾出物和回流液，以及冷卻介質(zhì)及其污染物的影響。 蒸餾塔需要配置真空或壓力釋放設(shè)施。水偶然進(jìn)塔，而塔溫和塔壓又足以使大量水即刻蒸發(fā)，這是相當(dāng)危險(xiǎn)的，特別是會(huì)損壞塔內(nèi)件。冷水噴入充滿(mǎn)蒸氣而沒(méi)有真空釋放閥的塔，在外部大氣壓力作用下會(huì)造成塔的塌陷。釋放閥可安裝在回流筒上，低溫排放，也可在塔頂向大氣排放。應(yīng)該考慮夾帶污物進(jìn)塔的危險(xiǎn)。間歇蒸餾中的釜?dú)埢騻鳠崦嫖酃?、連續(xù)蒸餾中的預(yù)熱器或再沸器污染物的積累，都有可能釀成事故。吸收是指氣體混合物在溶劑中選擇溶解實(shí)現(xiàn)氣體混合物組元的分離。為了安全，容器中的液面應(yīng)自動(dòng)控制和易于檢查。對(duì)于毒性氣體，必須有低液位報(bào)警。 

8、0;  最常用于吸收的是噴霧塔、填料塔或板式塔，氣體和溶劑逆流。為了安全操作，需要做以下考慮。  （1）控制溶劑的流量和組成，如洗滌酸氣的溶液的堿性。如果吸收劑是用來(lái)排除氣流中的毒性氣體，而不是向大氣排放，如用堿溶液洗滌氯氣，用水排除氨氣，液流的失控會(huì)造成嚴(yán)重事故。 （2）在設(shè)計(jì)限度內(nèi)控制入口氣流，檢測(cè)其組成。 （3）控制出口氣的組成。(4)適當(dāng)選擇適于與溶質(zhì)和溶劑的混合物接觸的結(jié)構(gòu)材料。   (5)在進(jìn)口氣流速、組成、溫度和壓力的設(shè)計(jì)條件下操作。 (6)避免潮氣轉(zhuǎn)移至出口氣流中,如應(yīng)用嚴(yán)密篩網(wǎng)或填充床除

9、霧器等。    一旦出現(xiàn)控制變量不正常的情況，應(yīng)能自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警裝置?？刂苾x表和操作程序應(yīng)能防止氣相中溶質(zhì)載荷的突增以及液體流速的波動(dòng)。第三章課后思考題1、化工廠定位、選址和布局一般要考慮哪些內(nèi)容？答：化工廠定位，一般遵循“立于城市，不距中心”的基本原則：   (1)有原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷(xiāo)售的良好的流通條件;   (2)有貯運(yùn)、公用工程和生活設(shè)施等方面良好的協(xié)作環(huán)境;   (3)靠近水量充足、水質(zhì)優(yōu)良的水源；  (4)有便利的交通條件； 

10、0;(5)有良好的工程地質(zhì)和水文氣象條件。   工廠應(yīng)避免定位在下列地區(qū)： （1） 發(fā)震斷層地區(qū)和基本烈度9度以上的地震區(qū);  （2） 厚度較大的級(jí)自重濕陷性黃土地區(qū); （3） 易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山區(qū);  （4） 有開(kāi)采價(jià)值的礦藏地區(qū);（5） 對(duì)機(jī)場(chǎng)、電臺(tái)等使用有影響的地區(qū);（6） 國(guó)家規(guī)定的歷史文物、生物保護(hù)和風(fēng)景游覽地區(qū); （7） 城鎮(zhèn)等人口密集的地區(qū)。2、化工廠一般包括哪幾個(gè)區(qū)？簡(jiǎn)要回答每個(gè)區(qū)的功能和安全防護(hù)。答：工廠廠區(qū)一般分為六個(gè)區(qū)塊：工藝裝置區(qū)，罐區(qū)，公用設(shè)施區(qū)，運(yùn)輸裝

11、卸區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)，管理區(qū)。（1） 工藝裝置區(qū)。加工單元應(yīng)該離開(kāi)工廠邊界一定的距離，應(yīng)該是集中而不是分散的分布。后者有助于加工單元作為危險(xiǎn)區(qū)的識(shí)別，杜絕或減少無(wú)關(guān)車(chē)輛的通過(guò)。要注意廠區(qū)內(nèi)主要的火源和主要的人口密集區(qū)，由于易燃或毒性物質(zhì)釋放的可能性，加工單元應(yīng)該置于上述兩者的下風(fēng)區(qū)。過(guò)程區(qū)和主要灌區(qū)有交互危險(xiǎn)性，兩者最好保持相當(dāng)?shù)木嚯x。（2） 罐區(qū)的布局有以下三個(gè)基本問(wèn)題：  A罐與罐之間的間距;   B罐與其他裝置的間距;    C設(shè)置攔液堤所需要的面積。 合理的布局有助于防護(hù)儲(chǔ)罐的兩種主要的潛在危險(xiǎn)，一個(gè)是罐殼可能

12、破裂，很快釋放出全部?jī)?nèi)容物;另一個(gè)是當(dāng)含有水層的貯罐加熱高過(guò)水的沸點(diǎn)時(shí)會(huì)引起物料過(guò)沸。如同加工單元的情形，以上三個(gè)問(wèn)題所需要的實(shí)際空間方面，化學(xué)工業(yè)還沒(méi)有具體的設(shè)計(jì)依據(jù)。  罐區(qū)和辦公室、輔助生產(chǎn)區(qū)之間要保持足夠的安全距離。罐區(qū)和工藝裝置區(qū)、公路之間要留出有效的間距。罐區(qū)應(yīng)設(shè)在地勢(shì)比工藝裝置區(qū)略低的區(qū)域，決不能設(shè)在高坡上。還有通路問(wèn)題。每一罐體至少可以在一邊由通路到達(dá)，最好是可以在相反的兩邊由通路到達(dá)。（3）公用設(shè)施區(qū)。公用設(shè)施區(qū)應(yīng)該遠(yuǎn)離工藝裝置區(qū)、罐區(qū)和其他危險(xiǎn)區(qū)，以便遇到緊急情況時(shí)仍能保證水、電、汽等的正常供應(yīng)。鍋爐設(shè)備和配電設(shè)備可能會(huì)成為引火源，應(yīng)該設(shè)置在易燃液體設(shè)備

13、的上風(fēng)區(qū)域。鍋爐房和泵站應(yīng)該設(shè)置在工廠中其他設(shè)施的火災(zāi)或爆炸不會(huì)危及的地區(qū)。管線在道路上方穿過(guò)要引起特別注意。高架的間隙應(yīng)留有如起重機(jī)等重型設(shè)備的方便通路，減少碰撞的危險(xiǎn)。最后，管路一定不能穿過(guò)圍堰區(qū)，圍堰區(qū)的火災(zāi)有可能毀壞管路。   冷卻塔釋放出的煙霧會(huì)影響人的視線，冷卻塔不宜靠近鐵路、公路或其他公用設(shè)施。大型冷卻塔會(huì)產(chǎn)生很大噪聲，應(yīng)該與居民區(qū)有較大的距離。（4）運(yùn)輸裝卸區(qū)。良好的工廠布局不允許鐵路支線通過(guò)廠區(qū)，可以把鐵路支線規(guī)劃在工廠邊緣地區(qū)解決這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于罐車(chē)和罐車(chē)的裝卸設(shè)施常做類(lèi)似的考慮。在裝卸臺(tái)上可能會(huì)發(fā)生毒性或易燃物的濺灑，裝卸設(shè)施應(yīng)該設(shè)置在工廠的下

14、風(fēng)區(qū)域，最好是在邊緣地區(qū)。 原料庫(kù)、成品庫(kù)和裝卸站等機(jī)動(dòng)車(chē)輛進(jìn)出頻繁的設(shè)施，不得設(shè)在必須通過(guò)工藝裝置區(qū)和罐區(qū)的地帶，與居民區(qū)、公路和鐵路要保持一定的安全距離。（5）輔助生產(chǎn)區(qū)。維修車(chē)間和研究室要遠(yuǎn)離工藝裝置區(qū)和罐區(qū)。維修車(chē)間是重要的火源，同時(shí)人員密集，應(yīng)該置于工廠的上風(fēng)區(qū)域。研究室按照職能的觀點(diǎn)一般是與其他管理機(jī)構(gòu)比鄰，但研究室偶爾會(huì)有少量毒性或易燃物釋放進(jìn)入其他管理機(jī)構(gòu)，所以?xún)烧咧g直接連接是不恰當(dāng)?shù)摹?#160;   廢水處理裝置是工廠各處流出的毒性或易燃物匯集的終點(diǎn)，應(yīng)該置于工廠的下風(fēng)遠(yuǎn)程區(qū)域。   高溫煅燒爐的安全考慮呈現(xiàn)出矛盾。作為火

15、源，應(yīng)將其置于工廠的上風(fēng)區(qū)，但是嚴(yán)重的操作失誤會(huì)使煅燒爐噴射出相當(dāng)量的易燃物，對(duì)此則應(yīng)將其置于工廠的下風(fēng)區(qū)。作為折中方案，可以把煅燒爐置于工廠的側(cè)面風(fēng)區(qū)域。與其他設(shè)施隔開(kāi)一定的距離也是可行的方案。（6）管理區(qū)。主要辦事機(jī)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置在工廠的邊緣區(qū)域，并盡可能與工廠的危險(xiǎn)區(qū)隔離。這樣做有以下理由：首先，銷(xiāo)售和供應(yīng)人員以及必須到工廠辦理業(yè)務(wù)的其他人員，沒(méi)有必要進(jìn)入廠區(qū)。因?yàn)檫@些人員不熟悉工廠危險(xiǎn)的性質(zhì)和區(qū)域，而他們的普通習(xí)慣如在危險(xiǎn)區(qū)無(wú)意中吸煙，就有可能危及工廠的安全。其次，辦公室人員的密度在全廠可能是最大的，把這些人員和危險(xiǎn)分開(kāi)會(huì)改善工廠的安全狀況。3、罐區(qū)布局應(yīng)考慮哪三個(gè)基本問(wèn)題？答：A罐與罐之

16、間的間距;  B罐與其他裝置的間距;  C設(shè)置攔液堤所需要的面積。 4、從放大設(shè)計(jì)到滿(mǎn)負(fù)荷的工廠，工藝設(shè)計(jì)者需要考慮哪些放大問(wèn)題。答：（1）工業(yè)原料和不太純的化學(xué)品的應(yīng)用； （2）傳質(zhì)、傳熱和物質(zhì)傳遞方法的放大效應(yīng)； （3）不同停留時(shí)間的影響； （4）原料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品貯存量的影響；（5）連續(xù)操作對(duì)殘余物積累的影響； （6）結(jié)構(gòu)材料差異的影響； （7）操作監(jiān)控等級(jí)差異及較高程度自動(dòng)控制的應(yīng)用。5、有潛在危險(xiǎn)的操作包括哪些？答：（1）易燃或毒性液體或氣體的蒸發(fā)和擴(kuò)散；（2）可燃或毒性固體的粉碎和分散；