《《化工安全工程》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《化工安全工程》PPT课件.ppt（270页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1安全安全化化工工“三传三转三传三转”的学科范式；力、热、质力、热、质的传递；化学物质。化工过程本身导致的；环境因素导致的；人人为因素导致的；其他灾害导致。工工程程理论；方法；技术；设备；物资。管理管理23A. 课程设置动机l学学校校：特特色色鲜鲜明明的的多多科科性性大大学学，以以化化工工、材材料料为为主主，兼兼有有管理、文法管理、文法l行业特色：鲜明，行业特色：鲜明，为数不多的以行业命名的大学为数不多的以行业命名的大学l社社会会需需求求：近近年年来来，对对化化工工过过程程管管理理、化化工工安安全全管管理理的的工工程技术力量的需求越来越迫切程技术力量的需求越来越迫切l人人才才培培养养需需要要：
2、工工程程、工工艺艺类类对对管管理理生生疏疏，虽虽然然可可在在实实践践中中学学习习，但但进进入入角角色色慢慢，现现代代企企业业要要求求人人人人都都能能做做管管理理；美国化学工程认证必修课程之一。美国化学工程认证必修课程之一。l本本课课程程设设置置的的动动机机：为为非非化化工工背背景景的的学学生生提提供供一一定定（恰恰当当）的的化化工工安安全全的的背背景景知知识识（过过程程、工工艺艺、设设备备等等）；为为工工程程、工艺类学生提供适当的安全专业知识和理论。工艺类学生提供适当的安全专业知识和理论。 4B. 课程简介l课程根据化学工业的主要危险：火灾爆炸、有毒有害等特点，着重介绍了毒理学、工业卫生、火灾
3、、爆炸、毒物泄漏扩散、防火防爆设计、紧急泄压设备及设计、危险辨识、风险评价、事故调查及典型事故案例分析等。l对化工过程安全问题进行深入浅出的论述，提供了大量的实验数据；基础理论与工程实践结合紧密基础理论与工程实践结合紧密。l考试权重：平时作业40%；课末考试60%。5C.课程环节l课堂教学、实践教学与应急响应模型、系统及应用课堂教学、实践教学与应急响应模型、系统及应用。l课课堂堂教教学学分分为为三三部部分分，第第一一部部分分（前前三三章章）6 6学学时时，介介绍绍安安全科学与技术的一般性知识、学科架构；全科学与技术的一般性知识、学科架构；l第第二二部部分分（第第四四至至第第九九章章）1515学
4、学时时，介介绍绍化化工工生生产产过过程程中中的的专专业业性性危危险险性性分分析析与与处处理理；包包括括：泄泄漏漏源源模模型型、有有毒毒物物质质泄泄漏漏及及扩扩散散模模型型、火火灾灾和和爆爆炸炸、防防火火防防爆爆设设计计、静静电电、泄泄压压系系统与泄压量计算；统与泄压量计算； 6C.课程环节l第第三三部部分分（第第十十至至第第十十二二章章）9学学时时，侧侧重重安安全全技技术术与与方方法，包括：危险辩识、风险评价、事故调查等；法，包括：危险辩识、风险评价、事故调查等；l应应急急响响应应模模型型、系系统统建建立立及及应应用用2学学时时，主主要要介介绍绍目目前前国国际际上上应应用用广广泛泛的的应应急急
5、响响应应大大气气扩扩散散模模型型、应应急急系系统统，并并以以实例来描述应急响应系统的化学事故应急处理过程。实例来描述应急响应系统的化学事故应急处理过程。7D. 教材与参考书l教教 材材：DanielA.Crowl,JosephF.Louvar，Chemical Process Safety Fundamentals with applications；蒋军成，潘旭海译,化工过程安全原理及应用北京：化学工业出版社，2006l参参 考考 书：书：l1隋鹏程，陈宝智，隋旭.安全原理.北京：化学工业出版社，2005l2徐德蜀.安全科学与工程导论.北京：化学工业出版社，2004l3蔡凤英，谈宗山，孟赫，
6、蔡仁良.化工安全工程.北京：科学出版社，20018D.教材与参考书l4崔克清，张礼敬，陶刚.安全工程与科学导论.北京：化学工业出版社，2004l5罗云等著.安全经济学.北京：化学工业出版社，2004l6金龙哲，宋存义.安全科学技术.北京：化学工业出版社，2004l7吴穹，许开立.安全管理学.北京：煤炭工业出版社，2002学习资料：物理换算公式-英制单位的换算90-1、危险化工工艺一、光气及光气化工艺一、光气及光气化工艺 二、电解工艺（氯碱）二、电解工艺（氯碱）三、氯化工艺三、氯化工艺 四、硝化工艺四、硝化工艺五、合成氨工艺五、合成氨工艺 六、裂解（裂化）工艺六、裂解（裂化）工艺七、氟化工艺七、
7、氟化工艺 八、加氢工艺八、加氢工艺九、重氮化工艺九、重氮化工艺 十、氧化工艺十、氧化工艺十一、过氧化工艺十一、过氧化工艺 十二、胺基化工艺十二、胺基化工艺十三、磺化工艺十三、磺化工艺 十四、聚合工艺十四、聚合工艺十五、烷基化工艺十五、烷基化工艺首批重点监管的危险化工工艺目录首批重点监管的危险化工工艺目录100-10-1、化工安全工程化工安全工程 典型案例典型案例化工事故：发生的环节化工事故：发生的环节1. 贮存2. 运输3. 生产、加工4. 废弃物处置11贮存案例-1：印度发生最大油库火灾印度发生最大油库火灾2009年10月29日，在印度西部拉贾斯坦邦斋浦尔市郊，印度石油公司的一座油库发生火灾
8、，燃起熊熊大火。当天至少造成3人死亡，70人受伤。当地政府连夜疏散近50万万人人。截至30日上午，火灾已造成至少6人人死死亡亡、150多多人人受受伤伤。石油和天然气部长穆利德奥拉说，这是印度发生的最大油库火灾，而且火势凶猛，只有等油库全部存油燃尽才会得到控制只有等油库全部存油燃尽才会得到控制。12贮存案例-2：北京大兴油库发生爆炸北京大兴油库发生爆炸 居居民称看到火球冲天而起民称看到火球冲天而起 新京报新京报2010年8月25日晚7时10分许，位于大兴北臧村镇的北京亿德石亨化工有限公司工地发生爆炸。事故起因，事发公司半地下油库两辆油罐车往储油罐输油时，操作不当油气外泄，遇明火后导致爆炸。当地居
9、民称爆炸导致的火光冲天，距离爆炸点两公里外都有震感。 贮存案例-3：天津港贮存危化品爆炸事故2015年8月12日23:30左右，天津滨海新区第五大街与跃进路交叉口的一处集装箱码头发生爆炸，发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品。现场火光冲天，在强烈爆炸声后，高数十米的灰白色蘑菇云瞬间腾起。随后爆炸点上空被火光染红，现场附近火焰四溅。第一次爆炸发生在2015年8月12日23时34分6秒，近震震级近震震级ML约约2.3级，相当于级，相当于3吨吨TNT；第二次爆炸发生在；第二次爆炸发生在30秒钟后，近震震级秒钟后，近震震级ML约约2.9级，相当于级，相当于21吨吨TNT。国家地震台网官方微博“中国地震台
10、网速报”发布消息称，“综合网友反馈，天津塘沽、滨海等，以及河北河间、肃宁、晋州、藁城等地均有震感。 贮存案例-3：天津港贮存危化品爆炸事故天津泰达医院是距离爆炸地点最近的一所医院，截至2015年8月13日早上六点该医院共有431个伤员来院就医，都是普通百姓，其中收治住院的有60多人。伤员多数是皮外伤，主要为烧伤、胸外伤、骨折、呼吸性损伤。截至9月11日下午3点，共发现遇难者总人数165人，8人失联。其中公安消防人员24人，天津港消防人员75人，民警11人，其他人员55人。失联者人数为8人，其中天津港消防人员5人，其他人员3人。住院治疗人数233人，其中危重症3人，重症3人，累计出院565人。数
11、千辆进口汽车在事故中损毁。由于爆炸中心临近进口汽车仓储地，大众、雷诺、路虎等企业受损严重。据估算，数千辆进口新车因爆炸事故焚毁，预估受损新车价值超过20亿元。2015年8月18日，评级机构惠誉警告，震撼中国港口城市天津的爆炸的保险损失可能高达15亿美元，使其成为中国近年来代价最高的灾难事件。截至2015年8月18日，爆炸导致门窗受损的周边居民户数达到17000多户，另外还有779家商户受损。视频视频15运输案例-1：成绵高速一油罐车昨晚爆炸一人遇难四川在线，2009年10月29日 据现场目击者称，事故发生时，火焰窜起20余米高，现场附近一块约40米长的隔离带里的植物均被烧毁。40分钟后，大火虽
12、被扑灭，但油罐车已被烧得无法辨认，油罐车上有一人遇难。28日晚10时许，一辆川V牌照油罐车在成绵高速青白江收费站附近与一辆货车追尾后爆炸起火。16运输案例-2：京珠高速槽罐车刹车失控侧翻京珠高速槽罐车刹车失控侧翻 53吨盐酸吨盐酸泄漏泄漏 新快报新快报，2010年4月10日4月9日凌晨3时37分，一辆装载53吨盐酸（31%浓度）的重型槽罐车由湖南开往清远银盏，行驶至佛冈县京珠高速汤塘出口处，因刹车失控，侧翻在国道的花基中间。车辆损伤严重，车上盐酸泄漏，司机受轻伤。部分泄漏的盐酸经地面流入附近水渠，对当地生态环境造成了严重的污染。17运输案例-3：美国油罐车起火导致美国油罐车起火导致 公路融化坍
13、塌公路融化坍塌20072007年年4 4月月2929日，美国高速公路高架桥上一油罐车起火，大火的日，美国高速公路高架桥上一油罐车起火，大火的高温导致公路融化，高架桥坍塌，影响交通数月。高温导致公路融化，高架桥坍塌，影响交通数月。182013年11月22日凌晨3点，位于青岛市秦皇岛路与斋堂岛路交汇处，中石化输油储运公司潍坊分公司输油管线破裂，事故发现后，约3点15分关闭输油，斋堂岛街约1000平方米路面被原油污染，部分原油沿着雨水管线进入胶州湾，海面过油面积约3000平方米。黄岛区立即组织在海面布设两道围油栏。处置过程中，当日上午10点30分许，黄岛区沿海河路和斋堂岛路交汇处发生爆燃，同时在入海
14、口被油污染海面上发生爆燃。运输案例-4：11.22青岛输油管爆炸事件青岛输油管爆炸事件19运输案例-4：11.22青岛输油管爆炸事件青岛输油管爆炸事件事故原因：1.隐患排查整治不彻底：隐患排查整治不彻底：调查报告披露，中石化管道分公司潍坊输油处对管道隐患排查整治不彻底。2009年、2011年、2013年先后3次对东黄输油管道外防腐层及局部管体进行检测，均未能发现事故段管道严重腐蚀等重大隐患，导致隐患得不到及时、彻底整改；从2011年起安排实施东黄输油管道外防腐层大修，截至2013年10月仍未对包括事故泄漏点所在的15公里管道进行大修。2.应急处置不力：应急处置不力：调查报告指出，潍坊输油处及青
15、岛输油站、中石化管道分公司对泄漏原油数量未按应急预案要求进行研判，对事故风险评估出现严重错误，没有及时下达启动应急预案的指令；未按要求及时全面报告泄漏量、泄漏油品等信息，存在漏报问题；现场处置人员没有对泄漏区域实施有效警戒和围挡；抢修现场未进行可燃气体检测，盲目动用非防爆设备进行作业，原油泄漏后，现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板上打孔破碎，产生撞击火花，引发暗渠内油气爆炸。203.规划建设混乱：规划建设混乱：调查报告指出，开发区控制性规划不合理，规划审批工作把关不严。事故发生区域危险化学品企业、油气管道与居民区、学校等近距离或交叉布置，造成严重安全隐患。同时，管道与排水暗渠交叉工程设计不合
16、理。管道在排水暗渠内悬空架设，存在原油泄漏进入排水暗渠的风险，且不利于日常维护和抢维修；管道处于海水倒灌能够到达的区域，腐蚀加剧。造成损失：由于原油泄漏到发生爆炸达8个多小时，受海水倒灌影响，泄漏原油及其混合气体在排水暗渠内蔓延、扩散、积聚，最终造成大范围连续爆炸。事故造成62人死亡、136人受伤，直接经济损失75172万元。运输案例-4：11.22青岛输油管爆炸事件青岛输油管爆炸事件21生产生产案例案例-1：南京：南京“7.28”化工厂爆炸事故化工厂爆炸事故2010年7月28日10时11分左右，扬州鸿运建设配套工程有限公司在南京市栖霞区迈皋桥街道万寿村15号的原南京塑料四厂旧址平整拆迁土地过
17、程中，挖掘机挖穿了地下丙烯管道，丙烯泄漏后遇到明火发生爆燃。截至7月31日，事故已造成13人死亡、120人住院治疗，其中重伤14人。事故还造成周边近两平方公里范围内的3000多户居民住房及部分商店玻璃、门窗不同程度破碎，建筑物外立面受损，少数钢架大棚坍塌。22生产生产案例案例-1-1：南京：南京“7.287.28”化工厂爆炸事故化工厂爆炸事故国国务务院院安安委委办办的的通通报报表表示示，这这起起事事故故伤伤亡亡惨惨重重，教教训训极极为为深深刻刻，必须引起各地区、各有关部门和单位的高度重视和警觉。必须引起各地区、各有关部门和单位的高度重视和警觉。 经调查分析，初步认定事故发生的主要原因是施工安全
18、管理缺失，鸿运公司组织的施工队伍盲目施工，挖穿地下丙烯管道，造成管道内存有的液态丙烯泄漏，泄漏的丙烯蒸发扩散后，遇到明火引发大范围空间爆炸，同时在管道泄漏点引发大火。 23生产案例-2：重庆天原化工厂氯气泄漏，导致连环爆炸重庆天原化工厂氯气泄漏，导致连环爆炸2004年4月16日，重重庆庆天天原原化化工工厂厂氯气泄漏，大约上午九点钟，位于江北腹地的老牌化工厂天原厂氯气泄漏，当时好象就死亡5人，一时间以天原化工厂为心顺风区5公里为半径、逆风区稍稍减少范围都受到影响。附近15万居民紧急疏散。直接造成20余人死亡,300余人中毒或受伤,15万余人紧急疏散！24生产案例-2：重庆天原化工厂毒气泄漏，部队
19、动用重庆天原化工厂毒气泄漏，部队动用坦克排除险情坦克排除险情2004年4月16日，重庆天原化工厂氯气泄漏，发生连环爆炸。8人死亡，15万人紧急疏散，3万人帐篷过夜。到17日为止，警车声还未停止搜救被困工人，疏散现场及周边人员。为了防止氯罐爆炸，造成大氛围氯气污染，部队先后用枪、大炮、坦克对另外3个危险的贮气罐进行了20多次射击，才将气罐击穿，拔除了进一步的安全隐患。25生产案例-3：吉林石化突发车间连续爆炸吉林石化突发车间连续爆炸2005年吉化双苯厂(101厂)新苯胺装置发生爆炸26生产案例-3：吉林石化突发车间连续爆吉林石化突发车间连续爆炸炸l2005年年11月月13日日13时时30分分许许
20、，地地处处吉吉林林市市的的中中国国石石油油吉吉林林石石化化公公司司双双苯苯厂厂（101厂厂）新新苯苯胺胺装装置置发发生生爆爆炸炸，并并导导致致连连环环爆爆炸炸共共15起起，其其中中较较大大爆爆炸炸6起起，化化工工区区附附近近数数万万居居民民被被紧紧急急疏疏散散；吉吉林林市市公公安安消消防防支支队队共共出出动动11个个中中队队，57辆辆各各种种消消防防车车辆辆，287名名消消防防官官兵兵，吉吉化化公公司司消消防防支支队队也也全全员员出出动动，进行救援进行救援l事故造成事故造成2人重伤，人重伤，6名车间巡检人员下落不明，近名车间巡检人员下落不明，近70人受伤。人受伤。27生产案例-3：吉林石化突发
21、车间连续爆吉林石化突发车间连续爆炸炸l依据现场勘察、证人笔录、岗位操作记录等相关资料，事故调查组一致认为：该事故直接原因是由于当当班班操操作作工工停停车车时时，疏疏忽忽大大意意，未将应关闭的阀门及时关闭，误操作导致进料系统温度超高，长时间后引起爆裂，随之空气被抽入负压操作的T101塔，引起T101塔、T102塔发生爆炸，随后致使与T101、T102塔相连的两台硝基苯储罐及附属设备相继爆炸，随着爆炸现场火势增强，引发装置区内的两台硝酸储罐爆炸，并导致与该车间相邻的55#灌区内的一台硝基苯储罐、两台苯储罐发生燃烧。l视频28生产案例-4：江苏江苏响水响水化工厂爆炸化工厂爆炸7人死亡人死亡1人失踪人
22、失踪l新新华华网网江江苏苏响响水水2007年年11月月28日日电电江江苏苏省省盐盐城城市市响响水水县县陈陈家家港港化化工工集集中中区区联联化化科科技技有有限限公公司司7车车间间爆爆炸炸事事故故死死亡亡人人数数已已经经造造成成7人人死死亡亡、1人人失失踪踪、5人人重重伤，数十人受伤。伤，数十人受伤。l据据响响水水县县政政府府相相关关人人士士介介绍绍，爆爆炸炸事事故故发发生生后后，爆爆炸炸当当场场死死亡亡3人人，另另有有4人人在在抢抢救救过过程程中中死死亡亡。在在响响水水县县人人民民医医院院进进行行抢抢救救的的伤伤员员有有近近50人人，另另有有部部分重伤员在盐城市区医院抢救。分重伤员在盐城市区医院
23、抢救。29国家安监总局通报事故起因：国家安监总局通报事故起因：l事故调查组的初步分析判断，操操作作人人员员没没有有将将加加热热蒸蒸汽汽阀阀门门关关到到位位，造造成成重重氮氮化化反反应应釜釜在在保保温温过过程程中中被被继继续续加加热热，重重氮氮化化釜釜内内重重氮氮盐盐剧剧烈烈分分解解，发发生生化化学学爆爆炸炸，是是这这起起爆爆炸炸事事故故的的直直接接原原因因。在重氮化反应保温时，操作人员未能及时发现重氮化釜内温度升高，及时调整控制；装置自动化水平低，重氮化反应系统没有装备自动化控制系统和自动紧急停车系统；重氮化釜岗位操操作作规规程程不不完完善善，没没有有制制定定针针对对性性应应急急措措施施，应急
24、指挥和救援处置不当，是这起爆炸事故的重要原因应急指挥和救援处置不当，是这起爆炸事故的重要原因。生产案例-4：江苏江苏响水响水化工厂爆炸化工厂爆炸7人死亡人死亡1人失踪人失踪302014年8月2日7时33分37秒左右，昆山中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间突然冒起一大股白色烟雾，大约10秒之后烟雾由白色转变为青灰色，并且越来越浓烈；7时35分许，汽车轮毂抛光车间发生爆炸。7点42分左右，烟雾已经蔓延至整个厂区。随后警方和120急救人员赶到，与一些附近的群众一起，将受伤人员送上救护车。爆炸后厂房的屋顶被掀开了三分之二以上，厂房顶部的钢铁轮毂清晰可见。事故造成事故造成52人遇难，人遇难，118人不
25、同程度受伤。人不同程度受伤。生产生产案例案例-5：8.2江苏昆山工厂爆炸事故江苏昆山工厂爆炸事故31事故原因：原因在于企业存在问题和隐患长期没有解决，粉尘浓度超标，遇到火源，发生爆炸。爆燃是由爆炸粉尘被引燃引发，这些物质附着性较强，裹在人身上难以甩脱。事故导致大部分人烧伤面积超过90%，伤势最轻的烧伤面积也超过50%，几乎所有人都是深度烧伤。1、企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设，违规双层设计建设生产车间，且建筑间距不够。2、生产工艺路线过紧过密，2000平方米的车间内布置了29条生产线，300多个工位。3、除尘设备没有按规定为每个岗位设计独立的吸尘装置，除尘能力不足。4、车间内所有电
26、器设备没有按防爆要求配置。5、安全生产制度和措施不完善、不落实，没有按规定每班按时清理管道积尘，造成粉尘聚集超标；没有对工人进行安全培训，没有按规定配备阻燃、防静电劳保用品；违反劳动法规，超时组织作业。生产案例-5：8.2江苏昆山工厂爆炸事故32废弃物处置案例-1：山西屯兰煤矿瓦斯爆炸事故l新华网山西古交2月22日电截至25日16时，山西屯兰煤矿事故已造成77人遇难。对山西焦煤供应影响极大；被通报为近年来5大事故之一。33l事故发生后，党中央、国务院高度重视，胡锦涛总书记、温家宝总理立即作出重要批示，要求采取紧急措施，千方百计抢救被困人员，同时要保障救援人员安全，防止次生事故发生。l张德江副总
27、理受党中央、国务院委托于22日晚赶往山西焦煤集团屯兰煤矿事故现场，指导事故抢险救援工作，看望慰问遇难者家属和受伤人员，并宣布成立国务院山西焦煤集团屯兰煤矿瓦斯爆炸事故调查组。废弃物处置案例-1：山西屯兰煤矿瓦斯爆炸事故34废弃物处置案例-2：浙江金华八吨废酸泄漏浙江金华八吨废酸泄漏l中国广播网2010年09月17日浙江金华八吨废酸泄漏浙江金华八吨废酸泄漏 街道被红街道被红色毒气笼罩色毒气笼罩【更难处理】35l17日下午15点23分，浙江省金华市秋滨街道熟溪路866号一废弃厂房区内发生大量废酸泄漏事件，约有8吨浓度为70%强酸泄漏。l事故发生后，当地消防部门立即调派3个消防队赶赴现场处置，下午1
28、6时50分，槽罐的泄漏点成功堵住。所幸事故并未造成人员伤亡。l事故造成附近区域空气严重污染，低空甚至被染红，当靠近该区域时，人的眼睛就能感到疼痛感；事故对周边环境和居民生活造成了及其恶劣的影响。废弃物处置案例-2：浙江金华八吨废酸泄漏浙江金华八吨废酸泄漏36l该废弃厂区的业主处了解到：该厂区原先是江南化工厂，4年前化肥厂搬迁至兰溪，这里就剩下几只槽罐，里面装有生产原料之一的废酸。事故发生的原因是由于槽槽罐罐露露天天堆堆放放，管管理不当，日晒雨淋加上酸性腐蚀，最终导致废酸泄漏。理不当，日晒雨淋加上酸性腐蚀，最终导致废酸泄漏。l这次发生泄漏的槽罐，直径约4米，能装100吨废酸，实际装有10吨左右废
29、酸。废酸的主要成分有硫酸、硝酸和盐酸。现场的化工专家说，储罐内存储的是极易挥发、强刺激和腐蚀的强酸，人体接触会造成严重烧伤。废弃物处置案例-2：浙江金华八吨废酸泄漏浙江金华八吨废酸泄漏37l墨西哥湾漏油事故：墨西哥湾漏油事故：20102010年年4 4月月环境与生态事故环境与生态事故案例案例-1对墨西哥湾的生态平衡造成了毁灭性的的影响。38环境与环境与生态事故生态事故案例案例-2l大大连连中中油油新新港港石石油油码码头头爆爆炸炸事事故故：20102010年年7 7月月视视频频39环境与生态事故环境与生态事故案例案例-3l20102010年年1010月月，匈匈牙牙利利有有毒毒废废水水泄泄漏漏、污
30、污染染事事故故。大大面面积积土土地地遭遭到到污污染染，土土地地被被染染红红，生生态态系系统统遭遭到到了了严严重重破破坏坏；跨国污染。跨国污染。 40环境与环境与生态事故生态事故案例案例-4视视频频1986年切尔诺贝利核事故410-2、有关报道42报道-1：长三角地区面临化工危机长三角地区面临化工危机 CCN中城网中城网 2005-4-14l长三角拥有两大国家级化学工业区，分别是地处杭州湾北部、距上海市区50公里的上海化学工业区，以及位于长江北岸、距南京市区30公里的南京化学工业园。l江苏扬子江国际化学工业区、中国精细化学工业江苏泰兴园区，以及位于浙江省上虞市的杭州湾精细化工区、宁波石化工业园等
31、算在内，在长三角，从南京到上海的长江两岸，从上海到宁波的沿海地带，就集中了近10个大型化学工业区。43l2004年秋季，中科院南京土壤研究所的一份报告表明，在土壤肥沃的长三角地区，包括南京的土壤质量正呈毒性，其中重金属、持久性有机污染物等有毒物质的污染已初步显现，一些地区的土壤标本中检测出持久性的有机污染物多氯联苯达100多种。一位研究员指出，此结果与该地区化工产业发展有直接关系。报道-1：长三角地区面临化工危机长三角地区面临化工危机 CCN中城网中城网 2005-4-1444l而2005年4月，一份江苏、浙江、上海2004年海洋环境质量公报则表明，两省一市近岸海域中度污染和严重污染面积分别增
32、加6540平方公里和8520平方公里，合计比两个上海面积还大。有关专家认为，沿江、沿海而建的化工、医药、染料等重污染企业常将有毒废水直接排入江海，是导致近海污染加重的主要原因之一。报道-1：长三角地区面临化工危机长三角地区面临化工危机 CCN中城网中城网 2005-4-1445报道-1：长三角地区面临化工危机长三角地区面临化工危机 CCN中城网中城网 2005-4-14l这这是是一一个个绕绕不不过过的的大大化化工工时时代代。在在产产业业配配套套的的专专业业物物流流体体系系、环环境境保保护护，以以及及法法律律制制度度保保障障、市市场场监监督督管管理理、社社会会公公共共安安全全等等方方面面，我我们
33、们是是否否已已经经做做好好足足够够准准备备大大化化工工时时代代，长长三三角角系系上上“安全带安全带”了吗？了吗？46报道报道-2：化工园区亟待加快应急系统建设化工园区亟待加快应急系统建设 中国石油报2006-07-06l一是大部分园区没有建立“应应急急响响应应中中心心”，已建成应急响应中心的却不具备应急响应中心应具备的功能。l二是应急预案系统、决策支持系统等支持系统缺乏或功能不足。“文本化”的应急预案转变为“实践化”的应急预案，一方面面临着人才缺乏的瓶颈，另一方面面临着基本信息数据库严重匮乏的尴尬。l三是各级应急响应中心之间的信息共享、协调指挥有待加强。很难真正实现信息资源共享，即使实现了，也
34、难以持续。l四是不能做到“快速响应、有效应对”。47报道报道-3：我国危化品伤亡事故大幅上升我国危化品伤亡事故大幅上升 中新网中新网 07年3月7日l国家安全生产监督管理总局的消息，虽然二00六年全国安全生产形势总体保持平稳态势，但部分高高危危行行业业重重特特大大安安全全事事故故尚尚未未得得到到有有效效遏遏制制，特特别别是是危危化品安全生产形势非常严峻化品安全生产形势非常严峻l危化品伤亡事故同比大幅度上升。共发生各类危化品伤亡事故一一百百五五十十四四起起，死死亡亡二二百百六六十十六六人人，同同比分别上升八点五和十六点二个百分点比分别上升八点五和十六点二个百分点48报道报道-3 我国危化品伤亡事
35、故大幅上升我国危化品伤亡事故大幅上升 中新网中新网 2007年03月07日l国国家家安安监监总总局局副副局局长长孙孙华华山山：危危化化品品事事故故频频发发一一方方面面源源于于国国内内石石油油和和化化工工行行业业技技术术快快速速发发展展，新新上上项项目目增增多多，生生产产规规模模迅迅速速扩扩大大，又又加加之之缺缺少少行行业业管管理理，安安全全生生产产难难度度加加大大。另另一一方方面面，企企业业安安全全生生产产主主体体责责任任落落实实不不到到位位，主主要要负负责责人人重重效效益益、轻轻安安全全的的思思想想严严重重，安安全全管管理理制制度度不不健健全全，责责任任制制不不落落实实，安安全全投投入入不不
36、足足，隐隐患患整整改改不不彻彻底底，“三违三违”问题突出等也是重要诱因。问题突出等也是重要诱因。 490-3、对化工安全提出的问题、对化工安全提出的问题501、化学危险品事故应急救援体系够专业吗？、化学危险品事故应急救援体系够专业吗？l新华社南京4月4日电2005年3月29日19时许，京沪高速公路淮安段发生特大交通事故。一辆装有液氯的槽罐车车体受损，35吨的液氯突然泄露，附近300多名村民中毒，28人死亡。l危急关头，南京军区第82医院伸出了救援之手，共收治了141名中毒群众，其他医院收治210余名。511、化学危险品事故应急救援体系够专业吗？、化学危险品事故应急救援体系够专业吗？l据据“32
37、9”事故的官方新闻通报，被收治住院的350多名中毒患者中，有36位位是是救救援援人人员员，包包括括5位公安干警和位公安干警和6位武警官兵位武警官兵。l这这些些救救援援人人员员以以最最快快的的速速度度赶赶到到现现场场，但但他他们们缺缺乏乏专专业业的的救救治治知知识识，更更缺缺乏乏必必要要的的自自我我防防护护设设备备，救人者也成了被救者救人者也成了被救者。521、化学危险品事故应急救援体系够专业吗？、化学危险品事故应急救援体系够专业吗？l事事故故处处理理人人员员连连夜夜对对装装有有液液氯氯的的槽槽罐罐进进行行防防渗渗漏漏处处理理，操操作作人人员员虽虽然然说说站站在在上上风风口口，但但都都没没有有进
38、进行行防防毒毒防防护护，有有人人甚至连口罩也没戴甚至连口罩也没戴。l当地医院：同样缺缺乏乏具具有有专专业业处处理理急急性性化化学学中中毒毒性性疾疾病病的的专专业业科科室室和和专专业业人人员员。“氯气中毒后是否有后遗症？我还真的不太了解。”高新怀说，他是“329”事故受伤人员救治的主力医院淮安市第一人民医院呼吸科的副主治医师。他说，南京和上海方面的医疗专家的到来，给他这样第一次接触氯气中毒的医生吃了颗定心丸。532、在化工产业管理上，、在化工产业管理上，跨省、跨地区能精跨省、跨地区能精诚合作诚合作吗吗？l在大化工时代，需要跨省、跨地区精诚合作的，还不仅仅是类似的化工品跨地区运输事故，还有化工产业
39、的生产和管理。543、化工园区亟待加快应急系统建设？、化工园区亟待加快应急系统建设？l我国石油化工产业的迅猛发展，推动了化工园区建设，在规模扩张和高速发展的背后，则是生产安全问题的凸现。l从现阶段来看，我国化工园区具有一些共同特点：有产业发展规划，无安全规划；有单个企业安全评价，无化工园区区域安全评价；主要分布在东部沿海经济发达、人口稠密地区；易燃易爆、有毒有害物质不仅高度集中，而且数量巨大，一旦发生事故，影响巨大；化工区应急响应系统建设工作还刚刚起步，技术、人才、资金都比较缺乏。业内人士指出，未来15年到20年，化工园区生产安全问题将进一步凸现。553、化工园区亟待加快应急系统建设？、化工园
40、区亟待加快应急系统建设？l国家安监总局研究中心专家汪卫国在中国“安全发展”高层论坛石油化工专场演讲中呼吁，我国应未雨绸缪，大力加加强强化化工工园区应急系统建设园区应急系统建设 。560-4 提高化工安全认识提高化工安全认识57事前事前58事中事中59事后60HURRY UP NOW!Dont wait for the BOOM ! Prepare NOW !经常参加各种防火、防爆、防灾讲座！掌握经常参加各种防火、防爆、防灾讲座！掌握各种灭火、去爆、消灾知识！各种灭火、去爆、消灾知识！开展化工安全、安全管理、应急决策等开展化工安全、安全管理、应急决策等领域的研究领域的研究-认真学习化工安全导论认
41、真学习化工安全导论61第一章：绪论&前言 自1950年以来，化工过程安全领域已取得了重大的技术进步。如今，安全的重要性已经等同于生产，并且已经发展成为一门包括多种高新技术、复杂理论和工程实践的学科。化工安全技术包括：1. 描述容器泄压过程的两相流的水力学模型。2. 描述有毒蒸汽释放后穿越厂区扩散蔓延的扩散模型。3. 确定工艺过程发生故障的各种方式及其失效概率的数学方法。 近年来化工企业安全生产水平的提高，重点体现在采用适当的技术手段，为工厂的安全设计和运行操作提供信息与技术支持。62安全、危险和风险是化工过程安全中频繁使用的词语。它们的定义是：1. 安全或损失预防：通过采用适当的技术辨识化工厂
42、的危险，并且在事故发生之前消除它们，从而对事故进行预防。2. 危险：对人、财产或者环境造成潜在伤害或破坏的化学或物理条件。3. 风险： 根据事件发生的可能性和受到损失或伤害的量，对人员受伤、环境破坏或经济损失的一种度量。安全工程与管理的意义与作用63安全工程与管理的意义与作用安全工程与管理在事故控制中起极其重要的作用,主要包括3个方面：l对事故分析可知，绝大多数事故发生有各种原因，但85%左右与管理紧密相关；即若改进安全管理，就可以有效地控制85%左右的事故原因。l“安全第一”已成为共识，但对于一个企业来说，安全不是也不可能是第一位的。经济效益、企业发展、完成生产任务等永远是第一位的。安全之所
43、以处于特殊的地位，是由于其与效益的关系象“水与舟”的关系，只有良好的安全管理才能保证良好的工作效率，只有减少事故的发生才能保证经济效益。 64安全管理的意义与作用从控制事故的效果讲，安全管理举足轻重。当今大多数企业之间设备安全水平差异有限，而事故率却大小有异，主要问题是管理问题主要问题是管理问题。 安安全全管管理理（Safety management） ：以安全为目的，进行有关决策、计划、组织和控制方面的活动。65安全管理的意义与作用国务院山西屯兰煤矿矿难调查组2009年2月24日上午公布事故原因初步调查结果。调查组副组长、安监总局副局长赵铁锤：事故反映出4个问题：l通风管理管理不到位l瓦斯治
44、理治理不彻底l现场管理管理不严格l安全安全措施不落实主要问题是管理问题，尤其是主要问题是管理问题，尤其是安全管理安全管理问题问题。 661.1安全计划（Safetyplanning）一个成功的安全计划图1.2需要考虑l系统l态度l基础l经验l时间l人员（安全工程师）建国以来，探索新的管理原则和方法，l引进了国外一些先进的安全管理理论、方法，并积极研究适合中国国情的安全管理模式，探索和推广了一系列的安全管理方法，如鞍钢公司的“0123安全管理模式”；中海油“五想五不干” 国外国外 国内国内0：死亡事故为零1：一把手为核心的安全责任制2：标准化作业、标准化班组建设3：全员教育、全线管理和全面预防一
45、想安全风险，不清楚不干；二想安全措施，不完善不干；三想安全工具，未配备不干；四想安全环境，不合格不干；五想安全技能，不具备不干 671.1安全计划（Safetyplanning）l良好的安全计划：辨识并且消除已经存在的危险因素。l优异的安全计划：具有防止危险因素存在的管理体系。l通常使用的管理体系，直接面向消除已经存在的危险，包括安全监察、安全审核、危险辨识技术、检查表和技术知识的正确应用。l及时补充当前应急响应系统的有关内容。 l安全管理体制等级方面存在一定的缺陷，使我国的安全管理工作仍大大落后于发达国家。l例：有毒物的阈限值疏散救生的时间标准：6分钟?建筑物的设计不规范 国外国外 国内国内
46、681.2工程守则l安全工程师们为减少损失和为公司的雇员提供安全放心的环境而负责。安全工程师们对自己、同事、家庭、社会以及工程师职业负责。美国化学工程师协会（AIChE）编写的工程师职业道德标准中有叙述。见表1.1。69l表1.1AIChE工程师职业道德标准基本准则基本准则目的目的1、运用知识和技能来提高人类的社会安全由此三点来维护和提升工工程程师师职职业业的的正正直直、信用和尊严信用和尊严2、诚实公平，忠诚地服务于公众、雇主和客户3、努力奋斗来增加工程职业的能力和威望工程师基本规程1、应在职业任务中将公众的安全、健康和幸福置于最重要的位置2、仅在其能力范围内进行服务3、仅以客观和诚实的方式对
47、公众的声明进行辩护4、应以专业方式为雇主或客户担任重视的代理人或受托人，并且应避免利益冲突5、应以服务成绩构筑职业声望6、应以维护和增进工程职业的正直、信用和尊严的方式开展工作7、应在整个职业生涯中使其职业不断发展，且应为其下属人员的职业发展提供机会701.3事故和损失统计l事故和损失统计是安全计划效果的重要度量。l多种统计方法可用来描述事故和损失。但尚无一种方法可用来度量所有的内容。主要介绍三种方法：lOSHA事故发生率美国政府职业安全与健康部门l重大事故率（FAR）英国化工领域l死亡率，或者每人每年死亡不依赖于暴露时间l这三种方法都统计了在某一确定的时期内,固定工人人数发生事故和灾害的数量
48、。711.3 事故和损失统计lFAR方法：1000名工人，日工作8小时，250天/年，50年=108小时几个例子：例1-1，1-2，1-3，1-4表1-3，各行业典型事故统计表1-4，日常非工业行为的死亡统计(1-3)(1-4)721.3事故和损失统计表1-3个行业的典型事故统计行业OSHA事件发生率（含远离工作岗位和死亡事件）FAR（死亡）1985199819861990化学及其相关产品0.490.354.01.2摩托车1.086.071.30.6炼钢1.541.288.0造纸2.060.81煤矿2.220.26407.3食品3.281.35建筑3.880.60675.0农业4.530.89
49、103.7肉制品厂5.270.96货车运输7.282.10制造业1.681.2731.3 事故和损失统计表1-4日常非工业行为的死亡统计行为FAR(死亡/108小时)死亡率（死亡每人每年）主动行为主动行为在家中3开车旅行571710-5 骑自行车旅行骑自行车旅行96乘飞机旅行240骑摩托车旅行660 划船划船1000攀岩4000410-5 吸烟（吸烟（20支支/天）天）50010-5741.3事故和损失统计表1-4日常非工业行为的死亡统计(续)被动行为被动行为陨石撞击610-11闪电击打（英国）110-7火灾（英国）火灾（英国）15010-7交通工具碾压60010-7751.3事故和损失统计图
50、1-3事故金字塔761.3事故和损失统计在图1-3中无损失的事故通常称为“未遂事故”，它为企业提供了一个非常好的机会来确定自身所存在的问题，并且在较严重的事故发生之前进行改正。这就是通常所说的“事事故故发发生生的的原原因因在在事事故故发发生生以以前前是是可可预预见见的的”。771.3事故和损失统计表1-5所有的事故死亡统计致死类型1998年的死亡人数机动车辆无工作的公众38900工作2100在家200小计41200（43.5%）工作非机动车辆3000机动车辆2100小计5100（5.4%）在家非机动车辆3000机动车辆2100小计5100（5.4%）公众活动20000（21.1%）事故总计92
51、200对表1-5中事故性死亡的认识是非常重要的。大多数企业的安全计划是直接面向防止员工受伤的，仅仅如此是不够的，安全计划应该包括非工作时段的安全，尤其应对员工防止发生机动车辆事故进行培训。781.3事故和损失统计图1-4 1988年发生在工作 场所的伤害方式791.3事故和损失统计l如果管理者将安全工作重点放在员工伤亡的根本原因上，那么对死亡发生方式的分析很有帮助。图1-4中的数据表明，安全计划需要包括对员工进行培训，防止由于交通、袭击、机械伤害、化学暴露及火灾爆炸的伤害。801.4 可接受风险（Acceptable Risk）l每一个化工过程都存在一定程度的风险，不可能完全消除风险。l设计阶
52、段，设计人员须确定所存在的风险是否可接受。l安全工程，必须在安全投入限度内，尽一切努力减少风险。l工艺过程，工程师们不应该设计他知道将会导致人员受到伤亡或危害的工艺过程。811.5公众感知（PublicAwareness）l化学品危害的公众调查结果，见图1-5。调查题目：“化学品是利大于害，还是害大于利，或者利害各半？”，结果：28%认为利大于害，29%认为害大于利，38%认为利害各半。l例1-5：六种非常有益的化工产品：青霉素、汽油、橡胶、纸、塑料、混凝土。821.6事故过程特征l化工事故遵循着典型的模式。为了预测日后可能发生的事故类型，研究这些模式非常重要。表1-6是三种化工事故的类型表1
53、-6三种化工事故类型事故类型 发生可能性潜在死亡性潜在经济损失火灾高低中爆炸中中高毒物释放低高低831.6 事故过程特征l化工厂事故概貌 图1-6烃化工厂事故损失类型30年数据汇总84图1-7大型烃化工厂事故损失原因30年数据汇总1.6事故过程特征85图1-8导致最大损失的硬件（从工艺设计角度）1.6 事故过程特征861.6 事故过程特征l事故遵循三个步骤：l开始（Incipiency，Initiation）引发事故的事件l发展(evolution,development)使事故持续或扩展的事件、因素l结束(conclusion,cease)使事故终止或有规模上减小的事件、因素安全工程：消除开
54、始事件，利用终止事件取代发展步骤，达到安全目的。871.6 事故过程特征表1-7控制事故过程步骤期望的效果措施步骤期望的效果措施开始减少减少连接和接地；惰化；防爆电器；栏杆和防护装置；维修程序；高温作业许可证；人性因素设计；过程设计；对化学品危险特性的意识；发展减少减少物质紧急转移；减少可燃物质的储存总量；设备间距和位置；阻燃建筑材料；安装止回阀和紧急隔断阀；结束加快加快救火设施和程序；泄放系统；自动喷水系统；安装止回阀和紧急隔断阀；881.6 事故过程特征表1-8事故案例的定义术语定义事故产生非预期的伤害、死亡或财产损失的一系列事件，而非事件的结果。产生非预期的伤害、死亡或财产损失的一系列事
55、件，而非事件的结果。危害潜在的能够对人身、财产或环境造成破坏的化学或物理情形事件物质或能量的损失；并非所有事件都能导致故障；也不是所有故障都演化为事故后果对事件结果的预期效应的度量可能性对事件发生的预期可能性或频率的度量，可以为一定时间间隔内发生次数或可能性，也可以是条件概率风险根据事件发生的可能性和损失或伤亡数量，对人员伤亡、环境破坏或经济损失的一种度量风险分析基于工程评价和数学技术的风险定量估算，将事件后果和发生频率结合起来进行评估风险评价风险分析的结果被用于决策过程。或者采取风险控制策略的相对等级划分，或者与风险目标值进行比较情形对造成事故或事件的现象的描述891.7本质安全Inhere
56、ntlySaferChemicalProcessl当前学术界、工业企业界的追求和热点领域l本质安全，也是内在安全、本身安全，依依靠靠化化学学和和物物理理学学原原理理、方方法法来来预预防防事事故故，而非依靠控制系统、操作程序来预防事故。l本质安全的工厂容许有过失，但其通常具有最大的成成本本效率效率。l本质安全的工艺不需要复杂的安全连锁系统和详细程序的工艺过程，是是简简单单的的，操操作作起起来来很很容容易易，同同时时比比较较可可靠靠的工艺。的工艺。 l本质安全要求设备小型化，在不太苛刻的温度和压力下操作，更少的资金投入和更少的操作维护费用。901.7本质安全InherentlySaferChemi
57、calProcess本质安全过程依赖于多多层层次次的的保保护护：包括过程设计特征、控制系统、联锁、安全切断系统、保护系统、警报和应急反应计划。本质安全是所有保护层次的一部分，具有直接面向过程设计的特征。预防事故的最好方法就是增加过程设计特征来防止危险情形。本质安全的工厂更能容忍操作人员的失误和不正常的情况出现。911.7本质安全InherentlySaferChemicalProcessl本质安全过程设计主要方法有：强化,代替,减弱和限制影响，简化和容错。四个词语可以用来形象的描述本质安全：最小化（强化）、替代、缓和（减弱和限制影响）、简化（简化和容错）92l最小化：最小化需要通过反应器、蒸馏
58、塔、贮存容器和管道内使用较少的危险性物质来减小危害。在可能的情况下，危险性物质应该在固定区域内产生和消耗。这样就减少了危险性原料和中间产物的贮存和运输。较小的贮罐也可减少释放的危险。l代替：在研究最小化的可能性时，也应该考虑替代，并将其作为另外一种可选的或与之相结合的概念；也就是说应该使用较安全的物质来替代危险的物质。这可以通过使用另外一种允许使用的低危险性物质，或者过程条件不苛刻的化学反应来实现。1.7本质安全InherentlySaferChemicalProcess93l缓和：对于替代的另外一种选择就是缓和，即在较小危险的情况下使用危险性物质。较小危险情况或者物质的低危险形式包括：1.
59、稀释为较低的蒸汽压，以减小释放浓度；2. 冷却以降低蒸汽压；3. 操作较大颗粒尺寸的固体以减少粉尘；4. 在不苛刻的温度或压力条件下处理。l 简化：简单的工厂比复杂的友好，因为它们所能提供的引发失误的机会很少，且能够引发问题的设备很少，而简单化减少了失误和误操作的机会。1.7本质安全InherentlySaferChemicalProcess94教材第教材第15页页95第二章第二章 毒物学毒物学前言：化学物质（品）危害方式l释放形式释放形式风破孔释放扩 散 、传播燃烧爆炸火毒害生物lA：容器破裂、破坏lB：化学物质泄漏、释放、扩散、传播96第二章第二章 毒物学毒物学释放后果释放后果lA：毒物作
60、用研究的内容包括（释放后）：1.毒物侵入生物组织的途径l2.从生物组织内去除毒物的途径l3.毒物对生物组织的影响l4.减少毒物侵入生物组织l的方法（工业卫生，第三章）lB：燃烧、爆炸（第六、七章）97l毒物：16世纪初，早期的毒性研究者帕拉修斯（Paracelsus）提出：“所有的物质都是有毒的，没有无毒的物质。恰当的剂量区分了毒物和药物。”l毒物学的基本命题：没有无害的物质，只有使用物质的有害方式。如：水，无毒害，但过量饮用，对生物体有害，改变电解质离子平衡，使大脑过度充水。l毒物的特点：不接触不起作用。98l实例：中医学的配伍：(1)磷钙相克磷钙相克l目前人们经常采用的牛奶加汉堡包或三明治
61、配膳就十分不恰当。因为牛奶里含有大量的钙，而瘦肉里则含磷，这两种营养素不能同时吸收，医学界称之为磷钙相克。(2)草酸与钙相克l豆腐不宜与菠菜同吃，是因为菠菜中含有草酸较多，易与豆腐中的钙结合成不溶性钙盐，不能为人体吸收。又如含钙丰富的海带、发菜不宜与花菜、厚皮菜等同吃，因后者含草酸较多，两者混合食用则使钙的吸收率大幅度下降。99l实例：中医学的配伍：(3)纤维素与锌相克l牡蛎等海生软体动物含锌非常丰富，不宜与蚕豆、玉米制品或黑面包同吃，因后者是高纤维食品，两者同吃能使锌的吸收减少65%100%。(4)纤维素、草酸与铁相克l动物肝类、蛋黄、大豆等均含有丰富的铁质，皆不能与含纤维素多的芹菜、萝卜、
62、甘薯同吃，也不宜与含草酸多的蔬菜如菠菜同吃。100l实例：中医学的配伍：狗肉狗肉糖精糖精蒜栗子栗子大蒜羊肝羊肝西瓜西瓜豆腐菠菜FoodA绿豆绿豆甜酒甜酒地黄鸭肉鸭肉大葱竹笋竹笋羊肉羊肉小葱黄瓜FoodB同食会胀破肚皮胀破肚皮。同食会中毒同食会中毒。同食会影响营养成分的吸收。同食会中毒同食会中毒。同食会伤胃。同食会引起中毒同食会引起中毒。同食伤元气伤元气。豆腐含钙，小葱中含一定量草酸，二者共食，结合成草酸钙，不易吸收。维生素C丰富的食品搭配合吃，就会把维生素C破坏殆尽。WhatwillhappentoU ?101l毒性毒性：化学或物理药剂的毒性是描述它对生物组织影响的一种特性。l中毒危险中毒危险
63、：是指来自有毒物质运输、使用过程中的其他物理因素导致的生物体在有毒物质环境中的暴露，而对生物组织造成损害的可能性。l毒物的性质不能改变，但可适当地应用工业卫生技毒物的性质不能改变，但可适当地应用工业卫生技术术，使毒害物质的毒性危害减少。1022.1毒物侵入生物组织的方式l毒物侵入生物体进入血流，最后被消除，或被输送到并聚集在目标器官，导致损害在目标器官处表现出来。l不是所有损害都发生在毒物大量聚集的器官： 如铅大部分贮存在骨骼中，但损害却发生在多种器官处。对于腐蚀性化学物质，即使不被吸收或通过血液输送，也能对生物体造成损害。1032.1毒物侵入生物组织的方式表2-1毒物侵入途径和控制方法侵入途
64、径侵入器官控制方法食入吸入注射皮肤吸收嘴或胃嘴或鼻子皮肤伤口皮肤落实吃饭、饮水和吸烟的规定通风、呼吸器、通风橱及其他个人防护正确着防护服正确着防护服正确应用表2-1第三栏的工业卫生技术，所有这些侵入途径是能得到有效控制的。1042.1毒物侵入生物组织的方式四种毒物侵入途径的特点：吸入：容易通过直接测量空气中的浓度来量化；除了有毒蒸汽，吸入一些微小的固体和液滴也能对生物体造成一定的危害。注射和皮肤吸收：毒物难以测量和量化；通常导致毒物可以直接进入血液；某些毒物能够被皮肤快速吸收。食入：通过食入进入人体的毒物通常在胆囊中被改变或排泄。吸入和皮肤吸收对化工企业来说影响最大。105粉尘（雾霾等）粉尘通
65、过人体的呼吸系统（吸入）进入到肺部。通常用如下简单规则：粉尘颗粒尺寸越小，它们渗透进入呼吸系统的深度就越深。直径大于5um的颗粒通常能够被上呼吸道系统过滤掉。直径在2-5um之间的颗粒通常能够抵达支气管。直径小于1um的颗粒能够直接进入肺泡。1062.1毒物侵入生物组织的方式图2-1毒物在血液中的浓度与不同暴露方式的关系1072.2毒物从生物体中去除（Removalofhazardousfromorgans）毒物通过以下途径被除去或失去活性排泄：经肾脏、肝脏、肺或其他器官解毒：经生物转化，有毒化学物质转变为危害小的物质贮存：贮存在脂肪组织中1082.3毒物对生物体的影响表2-2生物体对毒物的各
66、种影响不可恢复的影响可能或不可能恢复的影响致癌物引发癌症诱导有机体突变的物质引发染色体损害生殖危害引发生殖系统损害致畸剂引发生理缺陷对皮肤有害的物质影响皮肤血毒素影响血液肝毒素影响肝脏对肾脏有害的物质影响肾脏毒害神经的物质影响神经系统对呼吸系统有害的物质影响肺1092.4毒物学研究目的是量化可疑毒物对目标生物体的作用确定：毒物目标或试验生物体被监测的效果或反应剂量范围试验时期1102.5剂量与反应的关系l生物体对相同剂量的毒物有不同的反应。这些差异由年龄、性别、体重、饮食、健康及其他因素造成的。l剂量与反应的数学表达：正态分布（高斯分布）。（2-1）式中：x为反应（中毒程度）；为标准偏差；为平
67、均值。f(x)为个人经历特殊反应的概率111（2-2）（2-3）式中：n为数据点个数，2为方差。平均值决定了曲线相对于X轴的位置，标准偏差决定曲线的形状。2-1中的平均值和标准偏差分别描绘了正态分布曲线的形状和位置。他们可以用下述公式从原始数据 中计算得到：112图2-2：人暴露于毒物中的生物反应的正态分布（高斯分布）图2-2中，曲线下方的面积代表了对于特殊反应时间间隔内个人受影响的百分比。在平均值一个标准偏差内（-x ）的反应时间间隔代表的反应时间间隔代表 68%的人；在平均值2个标准偏差内（-2x2 ）的反应时间间隔代表 95.5%的人（见教材图2-4）。f(x)x图2-3=0下标准偏差对
68、正态分布的影响随着偏差的减小，分布曲线越来越显著地围绕在平均值的周围。例2-1114根据剂量反应的关系，通过反复进行不同剂量的毒物学试验，可以绘出图2-3高斯标准曲线，其中标准偏差和平均值可以由每次试验数据确定；进一步，通过画出每一剂量下的累积平均反应，就可以画出图2-6的反应-剂量曲线。115为了简便，以反应对剂量的对数作图，可以得到图2-7所示曲线，该曲线更靠近直线函数。116图2-7的反应剂量对数曲线针对不同的毒性反应可以绘制成死亡剂量曲线（LD），有效剂量曲线（ED，反应不严重，可恢复）和中毒剂量曲线（TD，非致命但不可恢复）。1172.6反应-剂量曲线模型l各种暴露都可绘制反应-剂量
69、曲线，包括热暴露、压力暴露、辐射暴露、冲击暴露和噪声暴露。l有很多方法来解析、描述反应-剂量曲线。对单一的暴露，概率法尤其适合，它提供了相当于反应-剂量曲线的线性方程。概率变量Y可以通过式2-4与概率P相关联。（2-4）1182.6反应-剂量曲线模型图2-9百分比和概率间的关系YP1192.6反应-剂量曲线模型表2-4百分比与概率的转换%01234567890-2.672.953.123.253.363.453.523.593.66103.723.773.823.873.923.964.014.054.084.12204.164.194.234.264.294.334.364.394.424.
70、45304.484.504.534.564.594.614.644.674.694.72404.754.774.804.824.854.874.904.924.954.97505.005.035.055.085.105.135.155.185.205.23605.255.285.315.335.365.395.415.445.475.50705.525.555.585.615.645.675.715.745.775.81805.845.885.925.955.996.046.086.136.186.23906.286.346.416.486.556.646.756.887.057.33%0.0
71、0.10.20.30.40.50.60.70.80.9997.337.377.417.467.517.587.657.757.888.091202.6反应-剂量曲线模型概率变量Y也可由式2-5计算。(2-5)V代表致害因素的剂量；K1和K2为概率参数。表2-5给出了许多不同类型暴露的概率方程。Y= K1 + K2 lnV将概率转换为百分比的一个更常用的表示为：将概率转换为百分比的一个更常用的表示为：(2-6)121表2-5各种暴露的概率关系（因变量代表暴露量）受伤或破坏类型因变量概率参数k1k2火灾火灾轰燃烧伤死亡teIe4/3/104-14.92.56液池燃烧烧伤死亡tI4/3/104-14
72、.92.56爆炸爆炸肺出血死亡p0-77.16.91耳膜破裂p0-15.61.93冲击死亡J-46.14.82冲击致伤J-39.14.45飞行碎片致伤J-27.14.26建筑结构破坏p0-23.82.92玻璃破碎p0-18.12.792.6反应-剂量曲线模型（V）122表2-5各种暴露的概率关系（因变量代表暴露量）毒物释放毒物释放氨致死C2.0T-35.91.85一氧化碳致死C1.0T-37.983.7氯气致死C2.0T-8.290.92亚乙基氧致死C1.0T-6.191.0氯化氢致死C1.0T-16.852.0二氧化氮致死C2.0T-13.791.4光气致死C1.0T-19.273.69环氧
73、丙烷致死C2.0T-7-.420.51二氧化硫致死C1.0T-15.671.0甲苯致死C2.5T-6.790.412.6反应-剂量曲线模型例例2-2,2-3（教材（教材33页）页）1232.7相对毒性表2-6毒性程度的Hodge-Sterner表每kg体重的经验LD50（半数致死量）毒性程度70kg的人可能致死剂量15g危险性毒性严重毒性高毒性中毒毒性轻微毒性特别低毒尝一点（Alittlebittaste）一匙的量（Aspoon）10Z（盎司）1pt（品脱）1qt（夸脱）1qt1242.7相对毒性l有毒物质可通过基 于 LD、 ED或TD曲线的相对毒性进行比较l有毒物A、B：A的反应-剂量曲线
74、位于B的左侧，则A的毒性大于B，即A的毒性更大。050ABP10中毒反应%图2-13不同毒性物质相对毒性（1）P点以上，A物质比B物质毒性大；（2）P点以下，B物质比A物质毒性大剂量对数1252.8阈限值（ThresholdLimitValue，TLV）极限剂量：反应-剂量曲线上的最小值。低于该剂量，身体能解毒，不会造成可察觉的影响。l美国政府工业卫生联合会（ACGIH）针对大量化学品建立了极限剂量，作为阈限值（TLVs）。TLVs指空气中的浓度低于该值时，在整个生命周期内工人都不会受到任何副作用。lTLVs包括：TLV-TWA，TLV-STEL和TLV-C1262.8阈限值（Threshol
75、dLimitValue，TLV）表2-7阈限值的定义TLV类型定义TLV-TWA对通常的每天8小时或每周40小时的时间加权平均，在该情况下几乎所有工人都能整日暴露，而没有任何副作用。若能通过低于极限值的短期暴露予以补偿，那么高于极限值的短期暴露是许可的TLV-STEL短期暴露极限。工人连续暴露15分钟而不会遭受大伤害的最高浓度：（1）无法忍受的疼痛；（2）慢性的或不可恢复的组织变化；（3）足够程度的麻醉导致增加事故倾向，削弱自救能力，或大大降低工人的效率。修定允许每天不多于4次短期暴露，暴露期之间至少间隔60分钟，或假定每天的TLV-TWA都没有被超过。TLV-C最高极限。不允许被超过的浓度，
76、甚至瞬时超过也不允许。1272.8阈限值（ThresholdLimitValue，TLV）lOSHA定义了自己的极限剂量，即允许暴露水平(PEL)。PEL与TLV-TWA值很接近，但其数据不多。lIDLH：毒物对生命和健康立即产生危害的量。在任何环境下，都应该避免暴露于此水平或更高水平的浓度下。lTLV以10-6（每百万体积分之一）、mg/m3(每立方米空气中蒸气量，mg)来表示。对于粉尘，用mg/m3或mppcf(每立方英尺空气中百万个颗粒)表示。l表2-8给出多种化学物质的TLV和PEL值（课程进一步学习中需要用到）。128l作业：作业：2-2，2-30129第三章第三章 工业卫生工业卫生
77、 目的l工业卫生：一门致力于对引起疾病和伤害，对职业环境进行辨识、评价和控制的学科。l工业界和社会一直致力于减少由事故造成的人员伤害、伤亡和环境破坏、社会影响（创伤）。l本章对相关法律和条例来描述，并据此介绍工业卫生。l工业卫生工作者：对工业卫生工程的辨识、控制选择，并对工作场所的仪器检测进行负责。130l工作范围工作范围：典型工程是检测空气中有毒蒸汽浓度、通过通风来减少空气中有毒蒸汽的浓度、选择正确的个人防护用具来防止人员暴露、制定危险性物质的操作程序，以及检测和减少噪声、热、辐射及其他物理因素，确保人员不暴露在危险环境中。l工业卫生工程具有三个阶段工业卫生工程具有三个阶段：辨识：确定工作场
78、所暴露的存在或可能性。评价：确定暴露量。控制：应用适当技术将工作场所的暴露减少到可接受水平。131 在化工厂和实验室中，工业卫生工作者作为安全与损失预防计划的主要部分，与安全专业人员紧密的合作。在对危险进行辨识和评价之后， 工业卫生工作者应制定出有关控制技术的建议。工业卫生工作者、安全专业人员和工厂操作人员一起工作，以确保控制措施得以应用和维持。当工业卫生原理被恰当地应用时，有毒化学品可以被安全地操作。1323.1 政府法规政府法规l法律法规：法律法规是保护人类和环境的主要工具。美国：国会立法；政府机构执行：如环境保护（EPA）、OSHA。中国：人大立法；政府机构英国：议会（上、下院）Home
79、Officel制定法律美国：步骤1：国会议员提出议案，获准后，议案法律；步骤2：两院批准了该提案总统，批准合成法律；步骤3：法律条文出版。1333.1 政府法规政府法规l制定法规法律制定后，要付诸实施。法律通常不包括需要遵循的详细内容；需要政府组织，包括EPA、OSHA制定法规、标准、司法解释。l制定法规和标准的过程分为两个步骤1：被授权的组织或机构决定何时需要法规。这些组织进行研究、规划和制定法规。包括征求公众意见（物权法）。2：法规制定后，作为最终准则张贴在政府记事簿中，同时刊印在政府法规汇编中，成为法典。1343.1 政府法规政府法规l1936年前，在美国职业安全的法规很少被地方管理机构
80、执行。l1936年1970年，虽然许多州都颁布了法规，但是贯彻结果还是不尽人意。l1970年，OSHAct的制定提出了一个全国一致的、有效实施的计划。OSHA（职业安全健康管理局）：进行管理、执行OSHAct中的职责职责NIOSH（国家职业安全中心）：进行研究和技术服务研究和技术服务，提高对工人健康的保护（估量暴露于工作环境中对健康的影响；建立有毒物质的控制标准；建立暴露的安全标准；对执行法案程序的人员进行培训）。表表3-1 部分法律（部分法律（USC）和法规（）和法规（CFR）；）；表表3-2（权限）（权限）图图3-1：法规数量：法规数量表表3-3：与化工过程有关的联邦立法：与化工过程有关的
81、联邦立法1353.1 政府法规政府法规表表3-1 部分法律（部分法律（USC）和法规（）和法规（CFR）表表3-2 OSHA的重要执行权限的重要执行权限雇主在没有得到预先通知的情况下，必须允许OSHA的执行官进入他们的工厂进行安全检查。可能需要搜查证来表明大概的理由。OSHA的检查权限包括安全和健康记录。可行使刑事处罚。OSHA官员发现危险情况即将发生时，可要求关闭工厂。1363.1 政府法规政府法规图图3-1：法规数量：法规数量说明政府职能部门对工业安全越来越重视，对工业安全方面的管理、制度原来越完善。1373.1 政府法规政府法规表表3-3：与化工过程有关的联邦立法：与化工过程有关的联邦立
82、法1383.1 政府法规政府法规表表3-3：与化工过程有关的联邦立法：与化工过程有关的联邦立法1393.1 政府法规政府法规lOSHAct的含义、说明和应用随标准的颁布继续发展。特别是在化工企业，这些标准将继续对增强与员工及周围公众和健康相关的过程设计和过程条件起作用。l政府法规仍将是化工过程安全实践的重要部分结合表3-31403.1 政府法规政府法规v过程安全管理过程安全管理（Process Safety Management）：）： 1992年年2月月24日日OSHA颁颁布布了了最最终终的的规规则则“高高度度危危险险化化学学品品的的过过程程安安全全管管理理”，为为危危险险化化学学品品的的管
83、管理理制制定定了了一一般般的的要要求求。主要主要用于保护近距离操作人员用于保护近距离操作人员。 博帕尔（博帕尔（Bhopal）事故后发展起来，以防止类似事故再）事故后发展起来，以防止类似事故再次发生。次发生。 标标准准由由14个个主主要要部部分分：员员工工参参与与、过过程程安安全全信信息息、过过程程危危险险分分析析、操操作作程程序序、培培训训、承承包包人人、开开启启前前的的安安全全监监察察、机机械械完完整整性性、高高温温作作业业许许可可证证、变变更更的的管管理理、事事故故调调查查、应应急急计计划和反应、审查和行业秘密划和反应、审查和行业秘密。 1411984年12月3日凌晨，印度中央邦首府博帕
84、尔市北郊，美国联合碳化物公司印度公司农药厂装有45吨液态剧毒异氰酸甲酯的储气罐阀门失灵，罐内剧毒化学物质泄漏，迅速向外扩散。博帕尔市到处是人和牲畜的尸体，好端端的城市变成了一座恐怖之城。该事故直接致使3150人死亡，印度医学研究委员会的独立数据显示，死亡人数在前3天其实已经达到8000至1万之间，另有5万多人失明，2万多人受到严重毒害，近8万人终身残疾，15万人接受治疗，受这起事件影响的人口多达150余万，约占博帕尔市总人口一半。博帕尔事件142操作步骤： 工厂操作安全的操作步骤必须以书面形式记录下来。这些规程需要写得很清楚，并且与过程安全信息保持一致。这些操作程序主要包括：初始启动、标准操作
85、、临时操作、紧急关闭、紧急操作、正常关闭、停车后启动、操作极限和偏离的后果、安全和健康方面的考虑、化学品的危险性、暴露的防范、工程和行政控制、所有化学品的质量控制说明书、特殊的危害和安全控制系统及功能。开启前的安全检查： 启动前的安全检查时一种特殊的安全检查，他是过程进行改造或操作条件改变后，在启动前进行的安全检查。在该项检查中，检查组必须确保：1.系统的建造是同设计说明书一致的；2.安全、维护、操作和应急程序是适当的；3.进行了适当的安全培训；4. 来自PHA的建议已经执行或解决。143过程安全信息： 编写过程安全信息，使所有员工都能得到，使他们能主动理解和辨识危险。这些信息包括方框流程图或
86、过程流程图、过程化学反应、过程极限条件，如温度、压力、流量和化学组成。在进行培训、过程危险性分析、变更管理和事故调查之前，过程的安全信息是必须的。过程危险性分析： 必须由专家完成，专家组包括工程师、化学家、操作人员、工业卫生工作者，以及其他适合的有经验的专家。144机械完整性： PSM标准的机械完整性部分，要求设备、管道、泄放系统、控制盒报警装置具有机械可靠性和操作性。这包括：1.编写功能系统维护程序；2. 关于预防性维护的培训；3. 根据供货方的建议，进行定期的检查和测试；4. 改进不足的办法；5. 确保所有设备各个部件都是相匹配的方法。1453.1 政府法规政府法规v风险管理计划风险管理计
87、划(RiskManagementPlan)1996年6月20日：EPA发布了风险管理计划（RMP）。该法规是对Bhopal事故的响应。若切实执行，将减少事故的次数和等级。目的：减少有毒和可燃物质事故性释放的次数和数量，与PSM相似，但用于保护远距离场所的人和环境。应用：对使用受控高毒危险化学品的量超过规定的极限量时，就要使用RMP。1463.1 政府法规政府法规RMP具有具有 4个组成部分个组成部分l危险评价：是对潜在危险化学品释放范围的后果分析，包括工厂中的历史释放事件。释放后果分析必须包括最坏的事故情形，和很有可能但意义重大的事故释放情形。可以使用风险矩阵来描述最坏的情形和很有可能发生的情
88、形。l预防计划：11个部分，见表3-4PSM与RMP比较l应急响应程序l保存现场，向各级政府机构递交事故文档1473.1 政府法规政府法规表表3-4 PSM和和RMP预防计划的对比预防计划的对比1483.2 工业卫生：辨识（步骤工业卫生：辨识（步骤1）工业卫生工作者的主要责任之一是辨识和解决工厂内的潜在健康问题。l化工工程技术十分复杂，这项任务需要工业卫生工作者、过程设计人员、操作人员、实验室工作人员和管理者的共同努力。l工业卫生（尤其是辨识）必须成为化学家、工程师和管理者教育过程的一部分。l化工厂涉及大量危险化学品，为保证安全操作，需要关注制度、技能、责任心和技术细节。1493.2 工业卫生
89、：辨识工业卫生：辨识辨识需要对化工过程、操作条件和操作程序进行彻底研究。l信息来源：过程设计描述、操作指南、安全检查、设备卖方的描述、化学品供应商提供的信息和操作人员提供的信息。l辨识过程中，整理和合并（归纳和总结）所得到的信息对于辨识有多种暴露的组合效应所引起的新的潜在危险很有必要。150表表3-5 潜在危害的辨识潜在危害的辨识表表3-6 对健康辨识有用的数据对健康辨识有用的数据3.2 工业卫生：辨识工业卫生：辨识1513.2 工业卫生：辨识工业卫生：辨识 物质安全数据表物质安全数据表Materials Safety Database of Substancel涉及有毒化学品的工业卫生研究中
90、，所使用的最重要的参考资料之一，涉及有毒化学品的工业卫生研究中，所使用的最重要的参考资料之一，是是物质安全数据表（物质安全数据表（MSDS）。l教材图教材图3.2为一例子，包括为一例子，包括10部分：表头、特性、企业名称、危害因素部分：表头、特性、企业名称、危害因素/特性信息、物理特性信息、物理/化学特性、化学特性、火灾爆炸危险数据火灾爆炸危险数据、反应性数据、反应性数据、健康危健康危害数据害数据、安全操作和使用预防措施、控制措施安全操作和使用预防措施、控制措施。lMSDS可从可从 化学品生产商（化学品生产商（Sigma-Aldrich）；）；商业渠道；商业渠道；化工化工厂内的图书资料得到。厂
91、内的图书资料得到。l工业卫生工作者或安全专业人员必须说明化学品的物理性质和毒物学性工业卫生工作者或安全专业人员必须说明化学品的物理性质和毒物学性质，以便确定与该物质有关的危害。这些性质也被用来正确的制定控制质，以便确定与该物质有关的危害。这些性质也被用来正确的制定控制和操作这些化学品的方案。和操作这些化学品的方案。 1523.2 工业卫生：辨识工业卫生：辨识例3-1实验室存放有氯化钠、甲苯、盐酸、苯酚、氢氧化钠、苯和醚。辨识实验室存在的危险。化学物质性状描述和潜在危险氯化钠无色立方结晶或白色结晶。溶于水、甘油，微溶于乙醇、液氨。不溶于浓盐酸。在空气中微有潮解性。用于制造纯碱和烧碱及其他化工产品
92、，矿石冶炼。食品工业和渔业用于盐腌，还可用作调味料的原料和精制食盐。没有危害。甲苯无色澄清液体。有苯样气味。有强折光性。能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶，极微溶于水。相对密度0.866。凝固点-95。沸点110.6。折光率1.4967。闪点（闭杯）4.4。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.2%7.0%（体积）。低毒，半数致死量（大鼠，经口）5000mg/kg。高浓度气体有麻醉性。有刺激性，主要通过蒸汽形式进入人体，超过20010-6时发生急性和慢性暴露。对皮肤和眼睛有刺激性。盐酸氯化氢的水溶液，是一元酸。盐酸是一种强酸，浓盐酸具有极强的挥发性，因此盛有浓盐酸的容器
93、打开后能在上方看见酸雾，那是氯化氢挥发后与空气中的水蒸气结合产生的盐酸小液滴。一般情况下，浓盐酸中氯化氢的质量分数在38%左右。同时，胃酸的主要成分也是盐酸。当浓度超过3510-6时对喉咙产生刺激性作用，与很多物质反应剧烈。1533.2 工业卫生：辨识工业卫生：辨识例3-1实验室存放有氯化钠、甲苯、盐酸、苯酚、氢氧化钠、苯和醚。辨识实验室存在的危险。化学物质性状描述和潜在危险苯酚苯酚（C6H6O，PhOH），又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，一种弱酸。常温下为一种无色晶体，暴露在空气中呈粉红色。有腐蚀性，常温下微溶于水，易溶于有机溶液；当温度高于65时，能跟水以任意比例互溶，其溶液沾到
94、皮肤上用酒精洗涤。具有中度的火灾危险性，加热时释放出有毒烟气，容易通过皮肤吸收进入人体，在小到64in2的皮肤上暴露不到1h即可导致死亡。氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠，因另一名称causticsoda而在香港称为哥士的，常温下是一种白色晶体，具有强腐蚀性。易溶于水，其水溶液呈强碱性，是一种极常用的碱。氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气，对其必须密封保存，且要用橡胶瓶塞。对皮肤和眼睛有刺激性，对全身的石油组织均具有腐蚀作用，与一些物质剧烈反应。1543.2 工业卫生：辨识工业卫生：辨识例3-1实验室存放有氯化钠、甲苯、盐酸、苯酚、氢氧化钠、苯和醚。辨识实验室存在的危险。化学物质性状描述和潜在危险苯苯
95、（Benzene,C6H6）在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。它难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。具有危险的火灾危害和中度爆炸危险，主要通过吸入进入人体，同时也通过皮肤吸收，高浓度产生麻醉作用。醚水分子中的两个氢原子均被烃基取代的化合物称为醚。醚类化合物都含有醚键。醚是由一个氧原子连接两个烷基或芳基所形成，醚的通式为：ROR。它还可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基所取代
96、的化合物。醚类中最典型的化合物是乙醚，它常用于有机溶剂与医用麻醉剂，大剂量能导致死亡。醚类大多数具有危险的易燃和爆炸性。1553.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）工业卫生中对于评价阶段的相关要求：l评价阶段要研究各种类型的已经存在的控制方法及控制方法及其效果其效果。 评评价价阶阶段段：目目的的是是确确定定员员工工暴暴露露在在有有毒毒物物质质中中的的范范围和浓度，以及工作环境的物理危害程度围和浓度，以及工作环境的物理危害程度。l评价研究过程中，须考虑大量和少量泄漏的可能性第4章：泄漏源模型、泄放量确定设备失效第5章：泄漏后如何影响第6章：泄漏后会否爆炸？/第7章：防火防爆设计第2
97、章：效果评估第8章：泄压（设备安全）/第9章：泄压量计算1563.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）工业卫生的评价阶段：l人们要对预防和控制低浓度有毒气体给予特别的关注。必须连续地或频繁地和周期性地取样和分析。l为确定现有控制措施的有效性，通过取样分析来确定人员是否可能暴露于有害的环境中。l若问题明显，须立即对控制措施进行补充；得到暴露数据后，应将实际的暴露水平与可接受的职业健康标准，如TLVs、PELs或或IDLH浓度进行比较；继而辨识需要采取相应控制措施的潜在性危害。1573.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）6个方面的评价个方面的评价l通过检测对易挥发性毒物的
98、暴露对易挥发性毒物的暴露进行评价l人员暴露于粉尘粉尘的评价l人员暴露于噪声噪声中的评价l员工暴露于有毒蒸汽有毒蒸汽中的评价l估算液体的蒸发速率液体的蒸发速率l进行容器灌装操作员工的暴露容器灌装操作员工的暴露估算1583.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l通过检测对易挥发性毒物的暴露进行评价通过检测对易挥发性毒物的暴露进行评价确定员工暴露的方法是连续在线监测工作环境中的有毒物质浓度。可通过对连续浓度数据对连续浓度数据C(t)的时间加权平均值的时间加权平均值来计算暴露量TWA的浓度值（积分通常除以8h，而不依赖于实际工作时间）。 （3-1）实际过程中，得到的是不同间隔的样本（泄漏有
99、可能是间断不连续地），假设：浓度Ci在Ti时间内固定不变（或是平均值）（3-2）若工作区存在多种物质，可假设毒毒物物效效应应是是叠叠加加的的（除除非非有有其其他他相相反反的的信息）。信息）。对于对于具有不同TLV-TWAs的多种毒物的联合暴露，有：1593.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） n：毒物总数，Ci为化学物质i相相对对于于其他毒物的浓度，（TLV-TWA）i为化学物质i的TLV-TWA值若（3-3）值超过1，人员暴露过度。（3-3） 混合物的TLV-TWAs计算（3-4）若混合物的毒物浓度之和超过该值，人员暴露过度若混合物的毒物浓度之和超过该值，人员暴露过度。1603
100、.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 解：由式(3-4)，有混合物的整体浓度为：员工暴露过度！也可由式(3-3)：大于1，员工暴露过度！5+20+10=3510-61613.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 解：由式(3-2)，有由于甲苯的TLV值为5010-6（教材P37），员工暴露过度！需要采取适宜的控制方法。根据暴露的暂时性，所有员工均应该佩戴适当的呼吸器。例3-3员工暴露于表中所述的甲苯蒸汽环境。确定8h的TWA员工暴露。暴露持续时间暴露持续时间/h测量浓度测量浓度/10-6211023304901623.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l
101、人员暴露于粉尘的评价人员暴露于粉尘的评价粉尘对肺的危害 评评价价方方法法：浓度单位不使用10-6，而使用mg/m3和和ppcf（每每立立方方英英尺尺多多少少百百万万个个颗颗粒粒）等，与爆炸性蒸汽的评价计算方法相同。0.20.5m可吸入颗粒危害最大；m的颗粒通常不能渗透到肺里；0.5m的颗粒下沉缓慢，大部分呼出去。0.21633.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 例3-5确定含有下列颗粒的混合均匀粉尘的TLV粉尘类型浓度（质量分数）%TLV/mppcf非石棉状的滑石粉7020石英302.7解：由式(3-4)，有当实际颗粒数超过6.8mppcf时，就需要专门的控制措施。1643.3
102、 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l人员暴露于噪声的评价人员暴露于噪声的评价噪声是化工厂常见的问题。要由工业卫生工作者进行评价。噪声等级以分贝（dB）来度量，用于比较两种声音的强度，一种声音强度为I，一种声音强度为I0，则强度等级差别： 噪声强度（相对值）噪声强度（相对值） 一种声音强度是另一种声音的10倍，强度等级为10dB；绝对声音等级（绝对分贝dBA），通过建立参考强度来定义，为方便，听觉阈值设为0dBA，表3-7为不同类型日常活动的dBA等级。（3-5）1653.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 表3-7不同类型日常活动的声音强度等级声源声音强度等级/dB声
103、源声音强度等级/dB铆接（令人厌烦的）120私人办公室50冲床110一般住处40路过的卡车100录音棚30工厂90耳语20吵闹的办公室80听觉最低极限10通常讲话60年轻人极好的听觉最低极限01663.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 表3-8允许的噪声暴露声音强度等级/dB最多暴露时间/h声音强度等级/dB最多暴露时间/h9081021.592610519541100.59731150.251002例3-61673.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 例3-6确定以下噪声等级是否允许（无控制措施）？噪声等级/dBA持续时间/h最长允许时/h853.6无限制953
104、.04.01100.50.5解：由式(3-3)，有结果大于1，因此暴露过度。该环境下的员工需要佩戴听觉保护器。由于长期暴露于噪声下，应该采取降噪的措施。1683.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l人员暴露于有毒蒸气中的评价人员暴露于有毒蒸气中的评价确定有毒蒸汽中的暴露，最好的方法是直接测量蒸汽浓度。对于封闭空间、敞口容器上方、灌装容器的封闭场所和溢出的区域，需要估算蒸汽的浓度。图3-3.1693.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 封闭空间V易挥发物质的浓度C（质量/体积）空气流动速率，Qv（体积/时间）易挥发物质的排出速率kQvC（质量/时间）易挥发物质的挥发速
105、率Qm（质量/时间）图3-3：封闭空间内挥发性蒸汽的质量平衡模型k为非理想混合系为非理想混合系数数(无量纲无量纲)，反，反映了封闭空间未映了封闭空间未被完全充满的情被完全充满的情形：形：k值一般在值一般在0.10.5之间变化；之间变化；对理想混合，对理想混合，k=1 。1703.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 通过进行质量平衡：封闭空间内挥发物质的总量=VC封闭空间内挥发物质的质量增加量封闭空间内挥发物质质量挥发速率=挥发物质离开封闭空间的质量速率=守恒关系：守恒关系： 质量增加质量增加=质量流入质量流入-质量流出质量流出，有（3-6）1713.3 工业卫生：评价（步骤工业卫
106、生：评价（步骤2） 在稳定状态下，质量增加量为零，可得到：（3-7）应用理想气体定律，将（3-7）转变为以10-6为浓度单位的形式，以m代表质量，代表密度，下标v和b分别表示易挥发物质和其他气体，有：（3-8）由于mv/Vb与式（3-7）计算得到的易挥发物质的浓度是相等的，所以联立式（3-7）和（3-8）得到：（3-9）M为挥发物质分子量，Rg为理想气体常数，P为绝对压力。1723.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） l式（3-9）包含几个重要假设l已知源项Qm和空气流动速率QV下，式（3-9）用来确定封闭空间内易挥发物质的平均浓度（10-6）。l可应用于以下暴露类型：操作人员位
107、于易挥发液体的液池附近，操作人员位于敞口贮罐附近和操作人员位于敞开的易挥发液体的容器附近。式子得到的浓度是封闭空间内的平均浓度，局部条件可能导致较高的浓度，位于敞口容器正上方的操作人员可能暴露于较高浓度中。稳定状态的条件是假设的（空气流动速率（Qv）是变化的）。例例3-71733.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2） 解：由式(3-9)，有由 于 非 理 想 混 合 系 数 k在 0.10.5之 间 ， 实 际 浓 度 预 计 在(18.994.310-6之间变化，应该对实际情形采样，确定真实浓度没有超过甲苯的TLV（5010-6）。附录附录A1743.3 工业卫生：评价（步骤工业
108、卫生：评价（步骤2）l估算液体的蒸发速率估算液体的蒸发速率饱和蒸汽压高的液体蒸发的快蒸发速率Qm（质量/时间）被认为是饱和蒸汽压的函数静止空气中，蒸发速率与饱和蒸汽压和蒸汽在静止空气中的蒸汽分压的差成比例：（3-10）：为液体在该温度下纯液体的饱和蒸汽压；：蒸汽在液体上方静止空气中的蒸汽分压。1753.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l估算液体的蒸发速率 考虑到动力学因素，蒸发速率一般的表达式为： (3-11)式中：M：易挥发物质分子量；：挥发（蒸发）速率（质量/时间）；：面积A的传质系数（长度/时间）；Rg为理想气体常数；：液体的热力学温度 对大多数情况，（3-11）可简化为
109、(3-12) KKMKA(Psat - P)MKAPsat 1763.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l估算液体的蒸发速率 式(3-12)可以估算敞口容器或溢出液体的蒸发速率 式(3-12)代入式3-9，估算由于液体蒸发而在封闭体系内形成的易挥发物质的浓度Cppm：（3-15）（3-13）大多数情况下，（3-13）可简化为：（3-14）气体的传质系数K可估算如下：式中a为常数，D为气相扩散系数KATPsat KAPsat 1773.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l估算液体的蒸发速率 传质系数K可与参考物质的传质系数K0比较确定（3-16）（3-17）（3-18
110、）k水=0.83cm/s气相扩散系数D可由物质的分子量M估算通常以水作为参照物通常以水作为参照物，【例3-8】KK0K0KK水1781791803.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l 容器罐装操作员的暴露估算容器罐装操作员的暴露估算图3-4充装容器时的蒸发和置换模型对于正充装溶液的容器，易挥发物质的散发来自两方面： 液体的蒸发,式（3-12）（估算液体的蒸发速率）位于蒸汽空间的蒸汽被进入容器的液体所置换净挥发率为二者之和净挥发率为二者之和（3-19）液体充装液体圆桶或容器蒸发蒸汽总源=蒸发+被置换的蒸汽1813.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l容器罐装操作员的
111、暴露估算 为挥发源；可由式（3-12）计算。为置换源。可通过假设容器内挥发物的蒸汽达到饱和，充装液体过程中所置换出的蒸汽完全为挥发物的饱和蒸汽来进行估算。设：Vc为容器的体积，为容器的恒定充装速率（时间-1）容器中被置换出来的蒸汽的体积速率(体积/时间)挥发蒸汽的密度，则为置换出的挥发性物质的质量速率（Qm）2。TL为容器和液体的热力学温度，Psat为挥发液体的饱和蒸汽压；1823.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l容器罐装操作员的暴露估算 由理想气体定律：(3-20)(3-21) （3-22）对容器中的蒸汽未被挥发物饱和的情况，引入修正系数值：对容器从上部充装，液体冲到容器底
112、部，=1；对液面下充装(由深入到贮罐底部的管道)，=0.5。1833.3 工业卫生：评价（步骤工业卫生：评价（步骤2）l容器罐装操作员的暴露估算 通过式（3-19），将式（3-12）和（3-22）联立后得：（3-23），将式3-23代入3-9有（3-24）进而计算浓度Cppm并取注：许多实际情况，蒸发项KA比置换项小的多，可忽略不计。例3-9：铁路槽车进行倾倒式充装1841853.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）对潜在的健康危害辨识和评价后，下步就必须规划和采用合适的控制技术和措施，减少工作场所的暴露：表中主要类型：密封、局部通风、稀释通风、湿法、良好的日常管理、个体防护。
113、l化工厂使用的控制技术类型化工厂使用的控制技术类型见表3-9（P-60）。1861871883.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）设计控制方法是重要而创造性的工作。设计过程中要注意确保新设计的控制技术达到其应有的控制效果，且新的控制技术本身不产生新的危害。（有时新技术甚至比原来更危险，如婴儿奶瓶采用双酚（有时新技术甚至比原来更危险，如婴儿奶瓶采用双酚A，溶解后导致婴，溶解后导致婴儿痴呆；不粘锅特佛龙涂层）儿痴呆；不粘锅特佛龙涂层）。两种主要的控制技术：环境（量）控制，个人防护l表3-9中前五项为环境控制：目的通过降低环境中的有毒物质的浓度来减少暴露。l第六项为个人防护：通过在
114、工人和工作场所的环境之间设置（保护性）屏障来阻止或减少暴露。典型个人防护设备见表3-10（不含呼吸器），表3-11（呼吸器）1891903.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）控制技术描述：控制技术描述：l呼吸器呼吸器：应用于以下情况。A：暂时性的，直到执行正式的控制方法；B：作为紧急设备，确保工人在事故发生时的安全；C：作为最后手段，在环境控制技术不能提供紧急保护的情况下使用。呼吸器类型见表3-11，包括类型、品牌、应用条件等。D：呼吸器通常会影响工人的技能发挥；因错误的使用和/或损坏，呼吸器可能达不到所需的保护要求。E：OSHA和NIOSM建立了呼吸器使用标准，包括：191
115、3.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）l合格检验（确保设备不会过分泄漏）l定期检查（确保设备能正常工作）l详细的使用申请（确保设备用于适合的工作中）l培训（确保设备能够正确使用）l记录的保管（确保计划被有效执行）所所有有呼呼吸吸器器的的定定点点用用户户有有义义务务理理解解和和完完成成OSHA要要求求1921933.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）l通风：对于通过空气传播的有毒物质的环境进行控制的最常用方法。l原因通风能够（强制对流方式）快速地稀释可燃和有毒物质(的危险浓度)降低、转移。通风能够高度局部化，减少移动空气的量和设备尺寸。通风设备已标准化、系列化
116、、易购易装易用通风设备可方便地添加到现有工厂单元设备过程中l原则将污染（毒害）物稀释到规定浓度以下；在人员暴露前除去污染（毒害）物。1943.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）l不利不利：运行需要费用、能量、维护等。l组成组成：风扇和输送（送风）管道组成。l设置设置：最好的通风系统是负压系统，风扇要位于系统排气末端，将空气抽出去。这确保了来自工作场所的空气从抽吸口进入到系统中来，而不是将受污染的空气经排泄放口自管道系统进入到工作场所。l方式：局部通风和稀释通风方式：局部通风和稀释通风。A：局部通风：最常用的是通风橱B：稀释通风：对需要在开放区域空间内使用，有必要采用稀释通风。
117、目的使人员暴露在已被新鲜空气稀释过的环境中。1953.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）lA：局部通风：最常用的是通风橱l类型及特点l封闭式：污染源被完全封闭；l外部式：连续将污染物抽吸到一定距离外的泄放装置l接受式：外部通风橱，它利用污染物的排出动作进行收集l吹吸式：用来自供给源的空气流将污染物推向排出系统1963.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）1973.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）lB：稀释通风：对需要在开放区域空间内使用，有必要采用稀释通风。目的使人员暴露在已被新鲜空气稀释过的环境中。表3-12各种稀释通风情况下的非理想混合
118、系数k蒸汽浓度/10-6粉尘浓度/mppcf混合系数k（通风条件）差平均好极好5001015000100502051/71/81/111/41/51/81/31/41/71/21/31/61983.4 工业卫生：控制（第三步）工业卫生：控制（第三步）当人员暴露于多个源时，需针对每个源计算所需稀释用气量，所需总量即所有源所需空气量的总和稀释通风须考虑l污染物不能是高毒害性l污染物以较稳定的速率释放l人员要与污染源保持适当距离，以便确保污染物的按规定稀释。l空气排出环境前，不需使用清洗系统对空气进行处理。作业：3-5，3-14，3-21199第四章第四章 泄漏源模型泄漏源模型l泄泄漏漏源源：化工厂
119、、化工过程有多种原因（事故、装泄、开停车等）会导致有毒、易燃、易爆物质的释放。l泄泄漏漏源源模模型型：针对化工泄露事故的典型事件（泄露过程），选择相关联泄露模型描述物质是怎样从过程系统中泄放出来。泄漏源模型的建立是泄露后果模拟的重要一个部分。l源模型一般要给出了泄露物质的流出速率、流出总量和流出状态的表达。200第第4章章 泄漏源模型泄漏源模型图4-1后果分析程序源源模模型型的的建建立立是是事事故故后后果果分分析析模模拟拟的的重重要要部部分分中中间间环环节节201第第4章章 泄漏源模型泄漏源模型图4-1后果分析程序(续续)2024.1 源模型介绍源模型介绍1、源模型的建立：依据描述物质释放时所
120、表现出的物理化学过程的理论，或传递过程理论及经验方程而建立的。l对复杂的、存在多种泄漏源的过程、设备或工厂，需要多种源模型来描述释放。l需要不断地完善、改进的原因：由于物质的物理性质认识不清楚、不全面、不充分；由于物理过程、化学过程未得到充分认识；传输、混合过程机理不清楚l对不确定性问题，参数选择应针对释放速率和释放量最大化，以确保工艺设计是安全的。2034.1 源模型介绍源模型介绍2、释放的类型l大孔（瞬时释放，instantaneous release）短时间内大量释放，如储罐失效、槽车倾覆等。l小孔（连续源释放，continuous release）连续释放，有限孔释放。l图4.2为有限
121、孔释放。主要形式有：贮罐、管道上的孔洞和裂纹；法兰、阀门和泵罩的裂缝；管道断裂等。2044.1 源模型源模型安全阀裂纹孔洞孔洞接头泵阀门（主体+密封垫片）裂纹裂开或破裂的管道图4-2各种类型有限孔释放205图4-3蒸汽、液体以单相或两相状态的释放液体或液体闪蒸蒸汽气 体 /蒸汽泄漏液体PaPTPT Pa， 可能闪蒸蒸汽或两相蒸汽/液体 对于贮存于贮罐内的气体或蒸汽，裂缝导致气体或蒸汽喷射出来。对于贮存于贮罐内的液体，贮罐内液面下的裂缝导致液体泄漏出来。如果液体贮存压力大于其大气环境下沸点所对应的压力，那么液面以下的裂缝，将导致泄漏液体的一部分闪蒸为蒸汽。小液滴或雾滴可能会由于液体的闪蒸而形成，
122、并有可能随风而扩散开来。液面以上蒸汽空间的裂缝能够导致蒸汽流或气液两相流的泄漏，这主要依赖于物质的物理特性。图4-3主要说明了物质的物理状态是影响释放机理的主要因素。2064.1 源模型源模型3、7个基本源模型基本源模型l液体经孔洞流出l液体经贮罐上的孔洞流出l液体经管道流出l蒸汽经孔洞流出l气体经管道流出l闪蒸液体l液池蒸发或沸腾l其他（后续章节介绍某些特定物质的源模型）涉及流体力学相关知识及公式推导涉及流体力学相关知识及公式推导掌握针对不同泄漏源模型计算的重要公式的使用方法。掌握针对不同泄漏源模型计算的重要公式的使用方法。2074.2 液体通过孔洞流出液体通过孔洞流出图4-4液体通过小孔流
123、出质量流率质量流率？2084.2 液体通过孔洞流出液体通过孔洞流出l本源模型涉及机械能守恒-描述与流动液体相联系的各种能量形式l式中：P为压强（压力/面积）；为液体密度；为液体平均瞬时流速（长度/时间）；gc为重力常数（长度质量/压力时间2）；为无量纲速率分布修正系数；对层流=0.5，对活塞流=1，对湍流 1.0；g为重力加速度（长度/时间2），z为高于基准面的高度；Ws为轴功率（压力长度），m为质量流速，F为静摩擦损失项（长度压力/质量）（4-1）2094.2 液体通过孔洞流出液体通过孔洞流出l对不可压缩液体，有（4-2）对图4-4孔洞释出涉及的能量转化：压力转化为动能，流动时有摩擦，一部分
124、动能转化为热能，使流速降低。对图4-4情形，无轴功Ws=0，液体通过小孔流出期间液体的高度的变化可以忽略z=0，过程单元表压为Pg，外部为大气压，故P=Pg，摩擦损失可由流出系数常数C1来代替，其定义为：（4-3）2104.2 液体通过孔洞流出液体通过孔洞流出l式4-3代入4-1中，得出孔洞中流出的液体平均流速为：（4-4）定义新的流出系数C0为：最后可得到，孔洞中液体流出速率为：（4-6）孔洞面积A已知，则质量流率为：（4-5）（4-7）2114.2 液体通过孔洞流出液体通过孔洞流出l说明：C0是雷诺数和孔洞直径的复杂函数，为一指导性数据对锋利的孔洞和雷诺数Re30000（湍流），C0近似取
125、0.61；圆滑外形喷嘴，C0=1；与容器连接的短管（长径比3），C0=0.81；C0未知时，可取1，释放/泄漏量最大。例例4-14-1（P72P72）2121 in=1/12 ftgc附录A（P343）1 psi=1 Ib/in2=144 Ib/ft2规律：单位一般采用英制规律：单位一般采用英制ft、Ib（附录（附录A），如压强用），如压强用 Ib/ft2，密度用，密度用Ib/ft32134.3 液体通过贮罐上的孔洞流出图4-5过程容器上的小孔泄漏AtA：泄漏面积孔洞在液面以下hL处形成，液体经此小孔流出。无轴功Ws=0，过程单元表压为Pg，外部 为 大 气 压 ， 故P=Pg。储罐中液体流速
126、为u1=0。假设液体不可压缩流体。2141.瞬时（某时刻）释放2.储罐以恒定压力Pg持续泄放（储罐内充有惰性气体或与大气相通,Pg恒定不变）本源模型可采用机械能守恒4-1。流出系数C1定义为：（4-8）l联立式4-1确定孔洞中流出的液体瞬时平均流速为：（4-9）l定义新的流出系数C0：（4-10）4.3 液体通过贮罐上的孔洞流出215l对于孔洞面积A，瞬时质量流率为：（4-12）（4-11）l孔洞中流出液体的瞬时流速为：4.3 液体通过贮罐上的孔洞流出Qm与孔洞到液面的距离hL有关，随着液体高度减小，质量流率Qm也随之减小2162.储罐以恒定压力Pg持续泄放（储罐内充有惰性气体或与大气相通,P
127、g恒定不变）（4-13）l孔洞以上的液体总质量为：l储罐内的质量流率为：（4-14）l（4-14）与（4-12）联立有：（4-15）4.3 液体通过贮罐上的孔洞流出217（4-16）l从初始高度hL0到任何高度hL进行积分得：l积分后得到储罐中的液面高度随时间的变化为：（4-18）l将（4-18）代入（4-12）的表达式，得到t时刻质量流出速率（与瞬时释放不同，与时间关联，不取决于液体瞬时高度hL）：（4-19）4.3 液体通过贮罐上的孔洞流出218（4-20）l高度hL=0时，由(4-18)可得到容器液面降低到孔洞所在高度处需要的时间：l若容器内压力为大气压，Pg=0，(4-20)可简化为：
128、（4-21）例4-2：演示全部的量；所需时间；最大流量。4.3 液体通过贮罐上的孔洞流出2191 atm = 14.7 Ib/in2 2214.4 液体通过管道流出图4-6流体经管道流出Ld=常数222l本源模型可由机械能守恒并结合不可压缩流体来表达：lF为摩擦导致的机械能损失，包括管道长度，阀门、弯头、孔、管道的进和出口等。l对各种摩擦损失，采用如下损失形式：（4-28）（4-29）4.4液体通过管道流出2234.4液体通过管道流出l式中，Kf为管道或管道配件导致的压差损失，u为流速。l对流经管道的液体：lf:范宁摩擦系数，L:管长，d：管径。lf 是雷诺数Re和管道粗糙度的函数。具体关系式
129、及取值见表4-1与图4-7。（4-30）224表4-1净管道的粗糙系数4.4 液体通过管道流出225图4-7层流、湍流、粗糙管道的湍流和光滑管道湍流的Fanning摩擦系数与雷诺数之间的关系。4.4 液体通过管道流出：流体黏度系数226v对于层流，摩擦系数由式4-31给出：v湍流的由Colerbrook方程代替（式4-32）：v粗糙管中完全发展的湍流（式4-34）：4.4 液体通过管道流出227v光滑管道湍流（式4-35）：vChen建立了一个方程，具有广泛的应用性：其中：4.4 液体通过管道流出2282-K法计算压差损失K：l2-K方法由两个常数来定义压差损失。这两个常数即雷诺数和管道内径。
130、（4-38）式中，K为超压位差损失（无量纲）；K1和K为常数（无量纲）；Re为雷诺数（无量纲），ID为流道内径（m，inch）4.4 液体通过管道流出229l表4-2列出了常用的各类管道附件和阀门的K值表4-2附件和阀门中损失系数的2-K常数（附件）4.4 液体通过管道流出230表4-2附件和阀门中损失系数的2-K常数（附件）4.4 液体通过管道流出231表4-2附件和阀门中损失系数的2-K常数（三通管）4.4 液体通过管道流出232表4-2附件和阀门中损失系数的2-K常数（阀门）注意表中尺寸为英寸，若用其它单位要换算。4.4 液体通过管道流出233l对管道的进口和出口（与管道内径无关），要对
131、式（4-38）进行修改以说明动能变化说明：管道进口，K1=160；一般进口，K=0.50；边界类型的进口，K=1.0；管道出口，K1=0，K=1.0（4-39）4.4 液体通过管道流出K=1234l对高Re数（Re10000），式（4-39）中的第一项可以忽略，即2K法计算的K=K；对低Re数（Re50），式（4-39）中的第一项占支配地位，即说明：2-K方法也可以用来描述液体通过孔洞的流出，流出系数的表达式为：(4-40)4.4 液体通过管道流出235lKf压差损失相之和包括：进口、出口、管长和附件。如对于没有管道连接或附件的贮罐上的一个简单的孔，摩擦仅仅是由孔的进口和出口效应引起的，对 R
132、e 10000， 进 口 的 Kf=K=0.5， 出 口 的Kf=K=1.0，Kf=1.5。则：说明：物质从管道系统流出，具体求解质量流率Qm的过程共分8步（P80）：4.4 液体通过管道流出（锋利孔（锋利孔C0=0.61非常接近）非常接近）2361. 假设和判断：管道长度、直径和类型；沿管道系统的压力和高度变化；来自泵、涡轮等对液体的输入或输出功（Ws）；管道上附件的数量和类型；液体的特性，包括密度和黏度。2. 指定初始点（点1）和终止点（点2）。指定时必须要仔细，因为式（4-28）中的个别项高度（z）依赖于该指定。3. 确定点1和2处的压力和高度。确定点1处的初始液体流速u1。4. 推测点
133、2处的液体流速u2。4.4 液体通过管道流出2375. 用式4-31和式4-37确定管道的摩擦系数。6. 确定管道的压差损失K（4-30）、附件的超压位差损失（4-38，2K）和进、出口效应的超压位差损失（4-39）。将这些压差损失相加，使用式4-29计算净摩擦损失项。使用点2处的速度u2。7. 计算式（4-28）中的所有各项值，并将其代入到方程中。如果式4-28所有项的和等于零（机械能守恒），那么计算结束。如果不等于零，返回到第（4）步从新计算。8. 使用方程Qm=A确定质量流率。例4-34.4 液体通过管道流出238压差损失压差损失Kf包括包括：进口进口-2K法，式法，式4-39-Kf =
134、K=0.5出口出口-2K法，式法，式4-39-Kf =1.0闸式阀闸式阀-2K法，式法，式4-39-Kf =K=0.133m粗糙管道粗糙管道-管道压差损失，式管道压差损失，式4-30摩擦损失摩擦损失F-式式4-29摩擦系数摩擦系数-式式4-34（粗糙管道的湍流）（粗糙管道的湍流）d=100mm, z=5.8m, = 1000 Kg/m3 = 0.046 mm，型钢管道（表4-1）, g = 9.8 m / s2 ，gc = 1 kgm / s2N (附录A)提示：机械能守恒式提示：机械能守恒式4-28，管道内无压力变化，无轴功，管道内无压力变化，无轴功2Qm=2A假设粗糙管道完全发展的湍流（假
135、设粗糙管道完全发展的湍流（Re10000）2394.5 蒸汽蒸汽通过小孔流出通过小孔流出过程单元内的带压气体P0（ 绝 压 ） ，T0外部环境在泄漏通道处图4-9气体自由膨胀泄漏240l根据机械能守恒，气体是可压缩的，在经孔洞流出时，气体密度、压力、温度等均发生变化。假设没有轴功，忽略势能高度差的变化，可以得到描述孔洞可压缩流动的机械能守恒形式(4-41)(4-42)l流出系数C1与4.2节定义的系数具有相似的形式4.5 蒸汽通过小孔流出蒸汽通过小孔流出241l式（4-42）与式（4-41）联立，并选初速度为零，压力为P0处为初始点，选另外任意一点为终点，积分可得：(4-43)对等熵膨胀的理想
136、气体，(4-44)为热容比，=CP/Cv （表4-3可查P84）4.5 蒸汽通过小孔流出蒸汽通过小孔流出C:比定压热容242l将式（4-44）代入式（4-43），定义与式（4-5）相同的新的流出系数C0，并积分，得到等熵扩散中任意点处流体速度的方程利用连续性（质量守恒方程）方程，(4-45)(4-46)4.5 蒸汽通过小孔流出蒸汽通过小孔流出243l对等熵膨胀，理想气体定律可写成对安全性研究，需要确定通过孔洞流出的蒸气的最大流量（u2=Soundspeed）：由式(4-48)对P/P0微分，并设微商等于0，得到引起最大流速的压力比为：(4-47)(4-48)l对等熵膨胀，任意点处的质量流率(4
137、-49)4.5 蒸汽通过小孔流出蒸汽通过小孔流出2444.5 蒸汽通过小孔流出蒸汽通过小孔流出Pchoked塞压是导致孔洞或管道流动最大流量的下游最大压力（出口处压力）。当外部环境压力小于Pchoked时：1. 洞口处的流速为声速；2. 通过降低外部环境压力P，不能进一步增加气体流速及质量流量，和Qm不变。3. 式（4-49）表明塞压仅仅是r的函数。4.该类型的流动称为塞流、临界流或声速流。245lM为泄漏气体或蒸汽的分子量；T0为泄漏源的温度，Rg为理想气体常数。热容比r的值可查表4-3。l对于锋利的孔，Re30000的情况下，流出系数C0=0.61，但对塞流（式4-50），推荐使用保守值C
138、0=1.0(4-50)将式4-49代入式4-48，可确定最大流量：例4-4(P85)4.5 蒸汽通过小孔流出蒸汽通过小孔流出2461 atm = 14.696 psi2472484.6 4.6 蒸汽通过管道流出1.绝热流动（适用于蒸汽快速流经绝热管道）图4-11气体通过管道的绝热非塞流（气体温度可能升高或降低，依赖于膨胀与摩擦的相对大小）。 u为气体流速，a为声速理想气体：马赫数：用于可压流动的计算（4-51）式4-53式4-522.等温流动（适用于蒸汽以恒定不变的温度流经非绝热管道）249l图4-11的流动过程描述：进口（1处）的压力P1大于出口处压力P2，流体在P1-P2压差驱动下由进口（
139、1处）向出口（2处）流动；气体流经管道时，由于P2P1，气体膨胀，膨胀后速度增加(u2u1)，而温度降低（热能损失）；另一方面，流动过程中存在摩擦作用，气体温度因摩擦生热而升高。T2取决于膨胀和摩擦的相对大小。l本源模型涉及机械能守恒l对气体而言(4-54)4.6 4.6 蒸汽通过管道流出s250l对于无阀门或管道附件的直管段，联立式(4-29)和(4-30)，有l对图4-11结构而言，无轴功(无机械连接),l对敞口稳定流动过程，能量守恒为：(4-55)l利用有关的假设，可将式(4-55)和(4-54)联立并求积分，最后得到：h为气体的焓q为热能4.6 4.6 蒸汽通过管道流出251l温度比：
140、动能可压缩性管道摩擦l压力比：l密度比：(4-56)(4-57)(4-58)(4-59)l质量通量：(4-60)4.6 4.6 蒸汽通过管道流出（质量（质量/面积面积时间时间）式式4-60将马赫数与管道中的摩擦损失联系在一起，确定各种能量的分布。将马赫数与管道中的摩擦损失联系在一起，确定各种能量的分布。252l将温度比、压力比及密度比代入(4-59)和(4-60)有(4-62)(4-61)l对大多数实际问题，管长（L），管径（d）,上游温度（T1）与压力（P1）及下游压力（P2）是已知的，可以通过4-61计算T2，进一步通过4-62计算质量通量G。具体步骤：4.6 4.6 蒸汽通过管道流出25
141、3l由表4-1确定管道粗糙度，计算/d；l由式（4-34）确定范宁摩擦系数f（假设充分发展的高雷诺数湍流）；l由式（4-61）确定T2；l由式（4-62）计算总的质量通量G；l根据管道大小算出质量流量Qm=GA。l特例：对于长管或沿管长有较大压差，气体在出口处流速可能接近声速。气体流速到达声速时的气体流动称作塞流（chockedflow），处理方法如图4-12所示，用式(4-63) (4-67)及2-K方法处理（P87）。4.6 4.6 蒸汽通过管道流出2542.等温流动（适用于蒸汽以恒定不变的温度流经非绝热管道）：图4-15气体通过管道的等温非塞流 4.6 4.6 蒸汽通过管道流出255l图
142、4-15的流动过程描述：气体在有摩擦的管道中的等温流动。假设气体流速远低于声速。沿管程的压力梯度驱动气体流动；出口端的压力与周围环境压力相等；整个管程上温度不变。l本源模型涉及机械能守恒：l对气体而言(4-54)4.6 4.6 蒸汽通过管道流出s256l对于无阀门或管道附件的直管段，联立式(4-29)和(4-30)，有l对图4-15结构而言，无轴功,l由于过程等温，故不需要能量守恒方程l利用有关的假设和式4-54，通过计算后得到：温度比、压力比、密度比、质量通量等4.6 4.6 蒸汽通过管道流出257l温度比：(4-73)动能可压缩性管道摩擦l压力比：l密度比：(4-70)(4-71)(4-7
143、2)l质量通量：(4-74)4.6 4.6 蒸汽通过管道流出258l将压力代替马赫数，有l对大多数实际问题，管长（L），管径（d）,上游压力（P1）及下游压力（P2）是已知的，可用4-75计算G。(4-75)计算质量通量G的步骤（与绝热流动相比步骤简单）：l由式（4-34）确定范宁摩擦系数f（假设为高雷诺数充分发展的湍流）；l由式（4-75）计算质量通量G。l等温塞流（最大流速），见教材（P91页）的处理。4.6 4.6 蒸汽通过管道流出259说明：l气体通过管道的流动，流动是绝热的还是等温的很重要。l绝热或等温情形，压力下降导致气体膨胀，进而促使气体流速增加。对绝热流动，气体温度可能升高，也
144、可能降低，取决于摩擦项和动能项的相对大小。l对于源处的温度和压力为常数的实际管道流动，实际流率比绝热流率小，但比等温流率大。例4-5：绝热和等温下的计算(P92)4.6 4.6 蒸汽通过管道流出260图4-16闪蒸液体贮存温度高于其通常沸点温度的受压液体在泄漏到较低压力的环境中时，易发生闪蒸现象。闪蒸发生的速度很快，可认为是一绝热过程。4.7 4.7 闪蒸液体261过程分析：l假设初始液体量为m，Cp为液体的比定压热容（质量/质量温度），T0为降压前液体的温度，Tb为降压后液体的沸点，则过热液体的额外能量为(4-84)l液体在该额外能量作用下蒸发为气体；Hv为单位质量液体的蒸发热，蒸发的液体量
145、为(4-85)l假设温度变化不影响液体物理性质，液体蒸发比例为(4-86)4.7 4.7 闪蒸液体262液体温度变化影响其物理性质的情况:l温度T的变化导致的液体质量m的变化为：l对式（4-87）在初始条件（温度T0、液体质量m）与最终条件（温度Tb，液体质量m-mv）内积分：l由4-88液体蒸发比例为(4-87)(4-88)(4-89)为T0到Tb之间平均值4.7 4.7 闪蒸液体263l由fv=mv/m求解液体蒸发比例，有：(4-90)l例4-6：闪蒸计算(P96)l混合物的闪蒸、闪蒸过程中的相态变化和饱和闪蒸：教材P97及参考文献。4.7 4.7 闪蒸液体2644.8 液池蒸发或沸腾l化
146、工区、化工厂、运输过程中经常碰到。对易挥发液体从液池中蒸发的情况，已在第3章中作了介绍。式（3-12）来确定来自蒸发液池的质量流率：(3-12)l对液池中的沸腾液体，沸腾速度受周围环境与液池中的液体之间的热量传递的影响。热量传递方式有：地面的热传导；空气的传导与对流；太阳辐射或（和）邻近区域的热源（如火源）热辐射。265l沸腾初始阶段，通常有来自地面的热量传递过程所控制。特别是对于正常沸点低于周围环境或地面温度的溢出液体更是如此。来自地面的热量传递可简单的描述为：lqg：来自地面的热通量，J/(m2S)；Ks为土壤热传导率，W/(m)；Tg为土壤温度，；as为土壤的热扩散率m2/s；t为溢出后
147、的时间（s）。(4-105)4.8 液池蒸发或沸腾266lQm：沸腾质量速率(kg/S)；qg：来自地面向液池的热通量，J/(m2S)；A为液池面积，m2；Hv为液池中液体的汽化热，J/kg。l来自太阳的热辐射和空气的热对流也起重要作用。可能需要考虑更详细的热量传递机理模型。(4-106)l若所有的热量都用于液体的沸腾，则沸腾速率为：4.8 液池蒸发或沸腾267表4-5过程事件选择指南事件特征指南实际释放事件：实际释放事件：过程管道软管直通大气的泄压直通大气的泄压 设备设备容器其他下述最大过程管道的破裂下述最大过程管道的破裂直径小于直径小于2英寸的管道，全部孔破裂英寸的管道，全部孔破裂直径直径
148、24英寸的管道，直径为英寸的管道，直径为2in的管道破裂的管道破裂直径大于直径大于4英寸的管道，破裂面积英寸的管道，破裂面积=管道横截面积的管道横截面积的20%全部破裂设置压力下计算的全部泄漏速率。根据泄压计算，所有泄漏的物设置压力下计算的全部泄漏速率。根据泄压计算，所有泄漏的物质均能随风传播质均能随风传播与容器相连的最大直径的管道破裂。根据过程工业经验来确定，或有事件检查结果确定或由危害分析根据过程工业经验来确定，或有事件检查结果确定或由危害分析确定确定最坏情形最坏情形泄漏量泄漏量风速风速/稳定度稳定度周围环境温度周围环境温度/湿度湿度泄漏高度地形地形泄漏物质的温度任意时刻，一过程容器中恰处
149、于工作状态的最大量的物质泄漏，为估算泄漏速率，假设全部物质在10分钟内泄漏。假设假设F等级稳定度，等级稳定度，1.5m/s风速（第五章）风速（第五章）假设最高的日气温和平均湿度假设最高的日气温和平均湿度假设泄漏发生在地面取城市或农村地形取城市或农村地形液体的泄漏是近三年来最高温度或过程的最高温度处于大气环境下的冷冻液化气体在其沸点泄漏4.9 实际和最坏情形的释放268l表4-5列出了大量实际和最坏情形的释放说明：l实际泄漏是具有高发概率的泄漏事件。通常不假设整个贮存容器的突发失效，而是更为实际的假设具有较高发生概率的大管道与贮罐连接处的泄漏；l最坏情形的泄漏是过程或过程设备几乎灾难性失效，导致
150、整个过程或设备的物质全部瞬时泄漏，或在很短时间内泄漏。l释放情况的选择依赖于后果研究的需要。如化工厂内进行后果分析评价应选择实际释放条件；若为了EPA风险管理或应急管理需要，应选择最坏情形释放。4.9 实际和最坏情形的释放2694.10 保守分析保守分析 所有模型所有模型，包括后果模型，都具有不确定性，产生的原因有：l对释放的几何结构不完全清楚（如孔的尺寸、形状等）；l对泄漏物质的物理性质不清楚（尤其对新化学品）；l对化工过程或释放过程认识不清楚；l对混合过程（即大气扩散过程）理解不够。2704.10 保守分析保守分析l对后果模拟中出现的不确定性，可通过对这些未知的值指定保守值来处理。即基于对后果的保守设计，给出设设计计防防护护的的极极限限，使缓解或消除危害的工程设计结果是超安全标准设计的。l作业：4-1，4-2，4-19
