第2章　危险化学品安全技术

2.1　化工生产安全

当今世界人们的生活几乎离不开化学工业产品，化学工业与农业、轻工业、国防、纺织和建筑等工业部门及人们的生活都有着密切的关系，其产品已经并将继续渗透到国民经济的各个领域。化学工业对于提高人们的生活水平、促进当今其他工业的迅速发展都起着积极的作用，是国民经济发展的支柱产业。

尽管化学工业对人类社会物质文明做出了巨大贡献，但对人类的生命安全和大自然的生态平衡也带来了潜在危险，因其具有易燃、易爆、易中毒、高温、高压、腐蚀性强等许多潜在危险因素，化学工业的危险性、危害性较大，对安全生产的要求更加严格。随着化学工业的发展，化学工业所面临的安全生产、劳动保护与环境问题越来越引起人们的重视，实现化学工业的安全生产至关重要。

2.1.1　化工生产的特点

化工生产具有易燃、易爆、易中毒、高温、高压、有腐蚀性等特点。因而，较其他工业部门有更大的危险性。

（1）化工生产涉及的原料、半成品和成品种类繁多　据统计，化学品有15000多种，其中危险化学品近4000种，剧毒品近400种。易燃、易爆、毒性大、腐蚀性强的危险化学品对生产、储存和运输都提出了很高的要求。在生产过程中，如果防范措施不到位，就容易发生爆炸、火灾、急性中毒（窒息）、慢性中毒（职业病）、化学灼伤等事故。

（2）化工生产工艺条件苛刻　有些化学反应在高温、高压下进行，有的要在低温、高真空度下进行。如高压聚乙烯生产压力为300MPa，乙烯生产工艺中裂解炉温度高达1200℃，乙烯深冷分离温度需降到-167℃。乙烯在30～300MPa、150～300℃的条件下很不稳定，一旦分解，产生的巨大热量使反应加剧，可能引起爆聚，严重者可导致反应器和分离器的爆炸。高压对设备强度和密封都提出了很高要求，高温容易引起设备材料强度降低、发生蠕变、氧化，低温引起材料脆化，压力和温度波动引起材料机械疲劳和热疲劳。这些苛刻条件下工作的装置一旦发生事故，后果都极其严重。

（3）生产装置大型化　采用大型装置可以明显降低单位产品的建设投资和生产成本，提高劳动生产能力，降低能耗。因此，化工生产装置越来越趋向于大型化，特别是近年来化工产品的生产规模得到长足发展。如20世纪50年代乙烯装置的生产能力仅为10万吨/年，如今我国单套乙烯装置最大规模已达100万吨/年。通过挖潜和技术改造，生产装置还会向更大的规模发展。化工生产装置日趋大型化，涉及物料多，介质泄漏、控制失灵、设备失效等可能性增大，而且一旦发生危险，其影响、损失和危害都是巨大的。

（4）生产过程的高度连续化与自动化　化学工业生产是一个连续的生产过程，从投产后即不间断地投料，不间断地得到产品，各工序间环环相扣，紧密相连，互相制约，具有高度连续性，加上电子技术突飞猛进的发展，使化工生产实现了连续化、自动化，优化了生产过程的控制和管理，可节省人力并减轻劳动的强度。

（5）工艺过程复杂　化工生产涉及的化学反应复杂，如氧化、还原、氢化、硝化、水解、磺化、胺化等；涉及的工艺复杂，包括反应、输送、过滤、蒸发、冷凝、精馏、提纯、吸附、干燥、粉碎等多个化工单元操作；涉及的维护作业复杂，易发生灼伤、窒息、火灾、爆炸、触电、辐射、高空坠落、机械伤害等事故。

（6）化工生产的系统性和综合性强　将原料转化为产品的化工生产活动，其综合性不仅体现在生产系统内部的原料、中间体、成品纵向上的联系，而且体现在与水、电、蒸汽等能源的供给，机械设备、电器、仪表的维护与保障，副产物的综合利用，废物处理和环境保护，产品应用等横向上的联系。任何系统或部门的运行状况，都将影响甚至是制约化学工艺系统内的正常运行与操作。化工生产各系统间相互联系密切，系统性和协作性很强，这也对安全生产提出了更高要求。

（7）新材料和新工艺不断涌现　新材料的合成、新工艺和新技术的应用，可能会带来新的危险性。针对这些没有经验可循的新工艺过程和新操作，更加需要强化危险性辨识，对危险进行定性和定量评价，并根据评价结果采取优化的安全措施。

（8）生产技术不断提高　现代大型化工生产装置的应用，需要操作人员具有现代化学工艺理论知识与技能、高度的安全生产意识和责任感，要能够熟练地对机械设备进行掌握和操作，并且还要有先进的检测方法，保证装置的安全运行。

化工生产的这些特点使得安全生产在化工行业中显得更为重要。

2.1.2　化学危险物质

2.1.2.1　化学危险物质的分类和特性

凡具有易燃、易爆、腐蚀、毒害等危险特性，并在一定条件下能引起燃烧、爆炸、灼伤、中毒等人身伤亡或财产损失的化学物质都属于化学危险物质。按其危险性质划分为九类。化学危险物质的分类及特性见表2-1。

毒害物质的种类很多，按化学结构可分为有机毒物和无机毒物；按其毒性大小又可分为剧毒物品和有毒物品。凡是致死量（LD₅₀）在50mg/kg以下、人体吸入气体毒害物质致死量在2mg/L以下的毒害物质属于剧毒物品，其余的毒害物质属于有毒物品。

2.1.2.2　化学危险物质的储存安全

（1）化学危险物质储存的安全要求　化学危险物品仓库是储存易燃易爆等化学危险物品的场所，库址必须选择适当，布局合理，建筑物符合要求，科学管理，确保其储存保管安全。故在化学危险物品的储存保管中把安全放在首位。其储存保管的安全要求如下。

①化学物质的储存限量由当地主管部门与公安部门规定。

②交通运输部门应在车站、码头等地修建专用储存化学危险物质的仓库。

③储存化学危险物质的地点及建筑结构应根据国家的有关规定设置，并考虑对周围居民区的影响。

④化学危险物品露天存放时应符合防火防爆的安全要求。

⑤安全消防卫生设施应根据物品危险性质设置相应的防火防爆、泄压、通风、温度调节、防潮防雨等安全措施。

⑥必须加强入库验收，防止发料差错。特别是对爆炸物质、剧毒物质和放射性物质，应采取双人收发、双人记录、双人双锁、双人运输和双人使用的“五双制”方法加以管理。

⑦经常检查，发现问题及时处理，并严格危险品库房的出入制度。

⑧化学危险物品的储存，根据其危险特性及灭火办法的不同，应严格按表2-2的规定分类。

（2）化学危险物质分类储存的安全要求　爆炸性物质的储存应符合国家相关法律法规及规程规范的要求。

①爆炸性物质必须存放在专用仓库内。储存爆炸性物质的仓库禁止设在城镇、市区和居民聚居的地方，并且应当与周围建筑、交通要道、输电线路等保持一定的安全距离。

②存放爆炸性物质的仓库，不得同时存放相抵触的爆炸物质，并不得超过规定的存放数量。如雷管不得与其他炸药混合储存。

③一切爆炸性物质不得与酸、碱、盐类以及某些金属、氧化剂等同库储存。

④为了通风、装卸和便于出入检查，爆炸性物质堆放时堆垛不应过高过密。

⑤爆炸性物质仓库的温度、湿度应加强控制和调节。

2.1.2.3　化学危险物质的运输安全

化工生产的原料和产品通常是采用铁路、水路和公路运输的，使用的运输工具是火车、船舶和汽车等。由于运输的物品多数具有易燃易爆的特征，运输中往往还会受到气候、地势及环境等的影响，因此，运输安全一般要求较高。

（1）装配原则　化学危险物品的危险性各不相同，性质相抵触的物品相遇后往往会发生燃烧、爆炸事故，并且发生火灾时使用的灭火剂和扑灭方法也不完全一样，因此为保证装运中安全，应遵守有关装配原则。

（2）运输安全事项

①公路运输　汽车装运化学危险物品时，应悬挂运送危险货物的标志。在行驶、停车时要与其他车辆、高压线、人口稠密区、高大建筑物和重点文物保护区保持一定的安全距离，按当地公安机关指定的路线和规定的时间行驶。严禁超车、超速、超重，防止摩擦、冲击，车上应采取安全防护及防雨设施。

②铁路运输　铁路是运输化工原料和产品的主要工具。通常对易燃、可燃液体采用槽车运输，装运其他危险货物使用棚车或专用危险品货车。

装卸易燃、可燃液体等危险物品的栈台应为非燃烧材料建造。栈台每隔60m设安全梯，便于人员疏散和扑救火灾。电气设备应为防爆型。栈台备有灭火设备和消防给水设施。

蒸汽机车不宜进入装卸台，如必须进入时应在烟囱上安装火星熄灭器，停车时应用木垫，而不用刹车，以防打出火花。

装车用的易燃液体管道上应装设紧急切断阀。

槽车不应漏油。装卸油管流速也不宜过快，鹤管应良好接地，防止静电火花。雷雨时应停止装卸作业，夜间检查不应用明火或普通手电筒照明。

③水路运输　船舶在装运易燃易爆物品时应悬挂危险货物标志，严禁在船上动用明火，燃煤拖轮应安装火星熄灭器，且拖船尾至驳船首的安全距离不应小于50m。

装运闪点低于28℃的易燃液体的机动船舶，要经当地检查部门认可，木船不可装运散装的易燃液体、剧毒物品和放射性等危险性物品。

装卸易燃液体时，应将岸上输油管与船上输油管连接紧密，并将船体与油泵船（油泵站）的金属体用直径不小于2.5mm的导线连接起来。装卸油时，应先接导线，后接管装卸；装卸完毕后，先卸油管，后拆导线。

2.1.3　化工生产中的安全事故

在工业生产以及原材料、产品的储存或运输过程中，各种因素均可引发工业介质爆炸事故，造成严重的财产损失或人员伤亡。统计资料表明，在工业企业发生的爆炸事故中，化工企业占到1/3；化工厂火灾、爆炸事故的死亡人数占工亡总人数的13.8%，居第一位。

化工行业常见的安全事故类型有物体打击、起重伤害、机械伤害、车辆伤害、灼烫、坍塌、高处坠落、火灾、锅炉爆炸、容器爆炸、中毒和窒息、触电、其他爆炸、其他伤害。

化工生产中的安全事故主要有以下几个特点。

（1）发生火灾、爆炸事故的概率大且后果严重　化工生产使用的反应器、压力容器的爆炸，会产生破坏力极强的冲击波，致使建筑物损坏甚至倒塌。如果密闭空间发生可燃气体爆炸，则最大爆炸压力可达到初始压力的7～12倍，杀伤力极大。化工管道破裂或设备损坏，大量易燃气体或液体瞬间泄放，便会迅速蒸发形成蒸气云团，随风飘移。如果与空气混合形成爆炸性混合物，遇到火源就发生开敞空间爆炸，会造成重大人员伤亡和财产损失。

（2）发生中毒事故的概率大且后果严重　据统计，因一氧化碳、硫化氢、氮气、氮氧化物、氨气、苯、二氧化碳、二氧化硫、光气、氯化钡、氯气、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物共16种物质的造成中毒、窒息死亡人数占中毒死亡总人数的87.9%。多数化学品对人体有害，生产中由于设备密封不严，特别是间歇操作中泄漏的情况很多，极易造成操作人员的急性和慢性中毒。而且现在化工装置趋于大型化，这就使得大量化学物质处于工艺过程中或储存状态，一旦发生泄漏，人员很难逃离并导致中毒。

（3）设备材质和加工缺陷以及腐蚀等原因引发事故概率大且后果严重　化学工艺设备一般都是在特定的生产条件下运行，由于压力或温度波动以及腐蚀介质的作用等造成材料疲劳引发事故；设备材质受到制造时的残余应力和运转时拉伸应力的作用，在腐蚀的环境中就会产生裂纹并不断扩展，造成巨大的灾难性事故。设备制造时除了选用正确的材料外，还要求正确的加工方法，如焊缝不良或未经过适当的热处理会使焊区附近材料性能劣化，易产生裂纹使设备破损等。

（4）事故多发、频发且危险因素多　化工物料的易燃易爆特性、反应性和毒性、腐蚀性本身决定了化学工业事故的多发性和严重性，如火灾、爆炸、中毒及有毒化工物料的泄漏等。

美国保险协会（AIA）对化工行业的317起火灾、爆炸事故进行调查，分析了主要和次要原因，把化工行业危险因素归纳为以下9类：工厂选址；工厂布局；结构；对加工物质的危险性认识不足；化工工艺；物料输送；误操作；设备缺陷；防灾计划不充分。

瑞士再保险公司统计了化学工业和石油化学工业的102起事故案例，分析了上述9类危险因素所起的作用，如表2-3所示。

（5）化工生产事故都伴有环境污染　在传统意义上，生产、交通安全事故大多只涉及人财物损失，影响局限于一时一地，而化工生产事故不但会造成生命财产损失，而且会对环境造成污染，其危害性不因为事故的结束而结束，经过辐射、扩散后，最终转变成了严重的生态问题和重大公共安全事件，影响可能波及整个区域、流域，且短期内难以消除。由于常规处理方式方法难以奏效，涉及危险化学品的安全事故一旦发生，会造成严重的后果。