化工安全基本原理與應用

第1章　緒論 1
1.1　化工生產特點與安全 2
1.1.1　化工生產特點 2
1.1.2　化工生產安全 3
1.1.3　安全教育的重要性和必要性 3
1.2　安全相關概念 5
1.2.1　安全的概念 5
1.2.2　危險及其有害因素 5
1.2.3　危險有害因素的辨識 5
1.3　事故的預防 7
1.3.1　事故及其特性 7
1.3.2　事故歸因理論 8
1.3.3　預防事故的對策措施 15
思考題 16

第2章　化工過程安全管理 17
2.1　安全管理概述 18
2.1.1　安全管理及基本特徵 18
2.1.2　安全管理方法 19
2.2　安全管理原理與原則 20
2.2.1　系統原理及其原則 20
2.2.2　人本原理及其原則 21
2.2.3　預防原理及其原則 22
2.2.4　強制原理及其原則 23
2.3　化工安全生產管理相關法律知識 23
2.3.1　《中華人民共和國安全生產法》介紹 23
2.3.2　化工過程安全管理簡介 28
2.3.3　HSE管理體系和安全評價簡介 29
2.4　化工生產應急管理 43
2.4.1　應急管理概述 43
2.4.2　事故應急管理體系 44
2.4.3　事故應急預案編制與演練 46
思考題 50

第3章　防火防爆技術 51
3.1　燃燒的基礎知識 52
3.1.1　燃燒及其特徵 52
3.1.2　燃燒條件 52
3.1.3　燃燒過程 53
3.1.4　燃燒類型 54
3.1.5　氧指數 56
3.1.6　最小點火能 57
3.2　爆炸的基礎知識 57
3.2.1　爆炸及其特徵 57
3.2.2　爆炸的分類 58
3.2.3　爆炸極限及其影響因素 59
3.2.4　粉塵爆炸 61
3.3　防火防爆技術措施 64
3.3.1　控制可燃可爆物質 64
3.3.2　點火源及其控制 64
3.3.3　工藝參數的安全控制 67
3.3.4　溢料和洩漏的控制 68
3.3.5　自動控制與安全保護裝置 68
3.3.6　火災爆炸因素分析及防火防爆基本原理 69
3.3.7　化工生產中火災爆炸危險性分析 70
3.3.8　火災爆炸事故蔓延的控制 71
3.4　消防技術 72
3.4.1　火災的分類 72
3.4.2　滅火方法及其原理 73
3.4.3　滅火劑 74
3.4.4　滅火器材和消防給水設施 76
3.4.5　常見初起火災的撲救 79
思考題 82

第4章　危險化學品安全基礎知識 83
4.1　危險化學品的分類和危險特性 84
4.1.1　危險化學品的分類 84
4.1.2　危險化學品危險特性簡述 86
4.2　危險化學品安全管理與技術概述 87
4.2.1　危險化學品的安全標籤與安全技術說明書 87
4.2.2　危險化學品使用與儲存安全 89
4.2.3　危險化學品包裝與運輸安全 93
4.2.4　有毒化學品的危害與防護 94
4.3　危險化學品重大危險源管理 103
4.3.1　危險化學品重大危險源辨識 103
4.3.2　危險化學品重大危險源控制 106
4.4　危險化學品事故現場處置基本方法 107
4.4.1　隔離、疏散 108
4.4.2　防護 108
4.4.3　詢情和偵檢 109
4.4.4　現場急救 109
4.4.5　洩漏處理 109
4.4.6　火災控制 111
4.4.7　公共場所危險化學品應急要點 112
思考題 113

第5章　化工實驗室安全 115
5.1　化工實驗室安全基本原理和規程 116
5.1.1　化工實驗室三級安全教育 116
5.1.2　化工實驗基本程式 117
5.1.3　實驗室安全用電 118
5.1.4　實驗室安全用水 118
5.1.5　實驗室的安全防護 119
5.1.6　實驗室的三廢處理 120
5.2　常用化學品安全使用 120
5.2.1　強酸、強鹼及腐蝕劑的安全使用 120
5.2.2　汞的安全使用 121
5.2.3　苯的安全使用 122
5.2.4　硫化氫的安全使用 123
5.3　化工實驗室常用設備的安全使用 124
5.3.1　鋼瓶的安全使用 124
5.3.2　烘箱、馬弗爐的安全使用 126
5.3.3　色譜儀的安全使用 127
5.3.4　泵的安全使用 129
5.4　實驗室灼傷及其防護 130
5.4.1　灼傷及其分類 130
5.4.2　化學灼傷的現場急救 131
思考題 133

第6章　風險辨識、分析與評價 134
6.1　基本概念與定義 135
6.2　風險辨識、分析方法 138
6.2.1　檢查表法 138
6.2.2　預先危險性分析 141
6.2.3　故障假設分析 144
6.2.4　危險與可操作性分析 145
6.2.5　故障模式與影響分析 154
6.2.6　事件樹分析 157
6.2.7　事故樹分析 159
6.2.8　人的可靠性分析 164
6.2.9　定量風險分析 166
6.2.10　保護層分析 166
6.2.11　其他風險辨識方法 168
6.2.12　風險辨識、分析方法的選擇 170
6.3　風險評價 171
思考題 173

第7章　壓力容器 174
7.1　壓力容器基礎知識 175
7.1.1　壓力容器的定義 175
7.1.2　壓力容器的分類 175
7.1.3　壓力容器的結構 178
7.1.4　壓力容器常用材料 179
7.1.5　壓力容器力學基礎知識 180
7.2　壓力容器安全性能及安全裝置 182
7.2.1　壓力容器的失效模式 182
7.2.2　壓力容器安全裝置 184
7.3　壓力容器的泄放 187
7.3.1　壓力容器的超壓安全泄放 187
7.3.2　壓力容器的安全泄放量 189
7.3.3　爆破片的選用與設計計算 189
7.3.4　壓力容器安全泄放 190
7.4　壓力容器安全運行管理 192
7.4.1　壓力容器的安全運行 192
7.4.2　壓力容器的使用管理 193
7.4.3　壓力容器的維護保養 195
7.5　容器破裂及其危害 197
7.5.1　壓力容器的破裂方式 197
7.5.2　壓力容器破裂的危害 198
思考題 199

第8章　化學反應過程熱風險 200
8.1　基礎知識 201
8.1.1　化學反應的熱效應 201
8.1.2　化學反應的壓力效應 205
8.1.3　溫度對反應速率的影響 207
8.1.4　絕熱條件下的反應速率 209
8.1.5　熱平衡相關的基本概念 210
8.1.6　失控反應 214
8.2　化學反應熱風險的評價方法 217
8.2.1　熱風險 217
8.2.2　冷卻失效模型 217
8.2.3　嚴重度評價準則 219
8.2.4　可能性評價準則 220
8.2.5　工藝熱風險評價準則 221
8.2.6　技術極限溫度作為安全屏障時的注意事項 223
8.3　評價參數的實驗獲取 223
8.3.1　量熱儀的運行模式 224
8.3.2　幾種常用的量熱設備 224
8.4　化學反應熱風險的評價程式 227
8.4.1　熱風險評價的一般規則 227
8.4.2　熱風險評價的實用程式 228
8.4.3　甲苯磺化反應的熱風險評估 230
思考題 231

第9章　化工單元操作安全防範 232
9.1　概述 233
9.2　物料輸送 233
9.2.1　液體物料輸送 234
9.2.2　氣體物料輸送 238
9.2.3　固體物料輸送 242
9.3　傳熱 244
9.3.1　直接火加熱 244
9.3.2　換熱 248
9.3.3　冷卻與冷凝 251
9.4　乾燥 252
9.5　冷凍與結晶 253
9.5.1　冷凍 253
9.5.2　結晶 254
9.6　蒸發與蒸餾 255
9.6.1　蒸發 255
9.6.2　蒸餾 256
9.7　吸收與吸附 258
9.7.1　吸收 258
9.7.2　吸附 260
9.8　萃取 261
9.8.1　概述 261
9.8.2　危險性分析 262
9.8.3　安全防範措施 262
9.9　其他化工單元操作安全技術 262
9.9.1　混合 262
9.9.2　過濾 263
9.9.3　熔融 264
9.9.4　粉碎 265
9.9.5　篩分 268
思考題 268

第10章　化工工藝過程安全 269
10.1　煤化工生產過程安全 270
10.1.1　概述 270
10.1.2　典型工藝過程危險性分析 271
10.1.3　安全措施 273
10.2　合成氣生產過程安全 274
10.2.1　概述 274
10.2.2　典型工藝過程危險性分析 275
10.2.3　安全措施 276
10.3　合成氨及化肥生產過程安全 276
10.3.1　概述 276
10.3.2　典型工藝過程危險性分析 277
10.3.3　安全措施 277
10.4　硫酸生產過程安全 278
10.4.1　概述 278
10.4.2　典型工藝過程危險性分析 279
10.4.3　安全措施 279
10.5　純鹼生產過程安全 280
10.5.1　概述 280
10.5.2　典型工藝過程危險性分析 281
10.5.3　安全措施 281
10.6　石油煉製與石油化工過程安全 282
10.6.1　概述 282
10.6.2　典型工藝過程危險性分析 283
10.6.3　安全措施 284
10.7　精細化工單元生產過程安全 285
10.7.1　概述 285
10.7.2　氧化反應危險性分析及安全措施 285
10.7.3　還原反應危險性分析及安全措施 286
10.7.4　硝化反應危險性分析及安全措施 287
10.7.5　氯化反應危險性分析及安全措施 289
10.7.6　磺化反應危險性分析及安全措施 290
10.7.7　烷基化反應危險性分析及安全措施 290
10.8　聚合反應生成過程安全 291
10.8.1　概述 291
10.8.2　典型工藝過程危險性分析 291
10.8.3　安全措施 292
10.9　生物化工過程安全 293
10.9.1　概述 293
10.9.2　典型工藝過程危險性分析 293
10.9.3　安全措施 294
思考題 295

參考文獻 296

李濤

華東理工大學，副校長、教授，主要從事碳一化工、催化反應工程和過程系統工程研究。作為上海市精品課程化工過程分析與開發負責人，以及化工安全類課程的總負責人，長期從事教育教學研究。基於調研、梳理和分析，提出並構建了化工安全概論、化工安全模擬、化工過程安全、企業EHS風險管理四年不斷線的化工安全類課程體系，為培養學生的工程系統思維和社會責任感，塑造學生職業價值取向提供堅實平臺。