某硫酸厂危险化工工艺安全风险识别与评价研究.doc
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1、本科论文摘 要随着我国的经济成长的情况,我国各大城市的化工企业越来越多,社会对化学品的需求也越来越多,我国对化工企业所涉及到的危险化学品的评价也越来越多。因此化工厂现状的安全评价十分重要。安全评价确定并分析了与项目相关的最重要的危险与危害,确定原因,并使用适当的安全措施进行安全控制。本文叙述了对安全评价钻研的目的及意义,探讨了安全现状评价的相应内容和其特有的性质。结合基本情况,给出相应的评价方法,并对其进行危险源辨识及定性定量分析,最终给出整改措施及建议。该设计补充了用作硫酸生产主要原料的车间工艺设计,其年设计产能为20万吨硫酸生产,简要叙述生产硫酸的主要方法及其成熟的工艺流程。本文拟从介绍安
2、全现状评价的基本概念入手,采用安全检查表等评价方法,探讨在硫酸生产企业如何开展安全评价。关键词:硫酸;危险化学品;安全现状评价AbstractWith Chinas economic growth, there are more and more chemical enterprises in Chinas major cities. The societys concern for chemicalsThe demand is also increasing, and the evaluation of hazardous chemicals involved in chemical ent
3、erprises in China is also increasing.Therefore, the safety evaluation of the current situation of chemical plants is very important. Safety evaluation is to identify and analyze the main dangerous and harmful factors in engineering projects, find out their causes, and then put forward corresponding
4、safety precautions to guide the safety management in production and construction.This paper describes the purpose and significance of studying safety evaluation, and discusses the corresponding contents and unique properties of safety status evaluation. Combined with the basic situation, the corresp
5、onding evaluation method is given, hazard source identification and qualitative and quantitative analysis are carried out, and finally corrective measures and suggestions are given.This design has completed the process design of the sulfuric acid production workshop with an annual output of 200,000
6、tons. Pyrite is used as the main raw material to produce sulfuric acid. The main methods for producing sulfuric acid and its mature process flow are briefly described.This paper intends to introduce the basic concept of safety status evaluation and discuss how to carry out safety evaluation in sulfu
7、ric acid production enterprises by using evaluation methods such as safety checklist.Key words:Sulphuric acid;Hazardous chemicals;safety actuality evaluation目 录第1章 概论11.1 安全评价的目的、意义11.1.1 安全评价的目的11.1.2 安全评价的意义11.2 国内外研究现状11.2.1 国内研究现状11.2.2 国外研究现状11.3 研究内容21.4 技术路线2第2章 硫酸厂安全风险分析32.1 研究条件32.2 安全风险管理3
8、2.3安全风险分析32.4 硫酸厂生产工艺3第3章 危险、有害因素分析43.1 主要危险物料分析43.2 生产过程的危险有害因素分析43.2.1 火灾、爆炸53.2.2 中毒53.2.3 灼烫53.2.4 触电53.2.5 粉尘伤害63.2.6 机械伤害63.2.7 腐蚀63.2.8 噪声、振动63.3 检维修过程危险有害因素分析63.3.1 动火作业危险性分析63.3.2 设备维修63.3.3 电气检修作业73.4 选址、周边环境分析7第4章 评价单元划分和评价方法选择84.1 评价单元划分84.2 评价方法的选择84.3 评价方法简介84.3.1 安全检查表法84.3.2 危险度评价方法8
9、第5 章定性、定量评价115.1 安全检查表检查过程115.1.1 生产工艺设施评价115.1.2 公用工程及辅助生产系统评价175.1.3 安全生产管理评价195.1.4 安全检查表检查结果245.2 危险度评价过程24第6章 安全对策措施256.1 企业管理对策措施256.2 人员管理对策措施256.3 设备及场所管理对策措施25第7章 结论27参考文献28致 谢29附录一 中文译文30附录二 外文原文本科论文第1章 概论1.1 安全评价的目的、意义1.1.1 安全评价的目的安全评价目的是查找、分析和预测工程、系统存在的危险、有害因素及危险、危害程度,提出合理可行的安全对策措施,指导危险源
10、监控和事故预防,以达到最低事故率、最少损失和的安全投资效益。11.1.2 安全评价的意义安全评价就是预测、识别、分析和工程和系统中的危险及其它的危害程度,提供合理可行的安全指标,并实现最小的风险水平、最小的损失、来制定解决方案。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究现状3硫酸广泛用于各种化工行业,是一种重要的化工原料。目前,70用于化肥的生产。因此,硫酸工业的发展一直被化肥工业的发展决定着。目前在中国有600多家硫酸公司,其中超过一多半都是小型硫酸工厂,其生产占生产总量的55。在过去的十年中,随着磷酸盐和复合肥料的快速发展,中国的硫酸行业也快速发展。据数据显示,2004年全国硫酸产量为88
11、46万吨。到2014年底,硫酸产能达到1.23亿吨/年。经过10年的发展,硫酸生产以每年10.74的增长率增长; 硫酸以平均每年8.27的增长率增加。自从国家改变产业结构、实行环保政策的“十二五”以来,中国的硫酸工业一直从事回收利用等领域。减少热能,“三废”处理和污染物排放。为了发展循环经济,已经进行了有效的工作,并且通过推广和应用各种新技术,新工艺和新设备,促进了硫酸工业的技术进步。1.2.2 国外研究现状硫酸工业的工艺发展经历了铅室法、塔式法、接触法,距今已经有250多年的历史。自从1960年代两转两吸工艺发展以后,该工艺上一直没有取得重大进步。为此,近年来进行了许多研究以告知硫酸生产过程
12、。2加拿大加工公司开发了Cansolv SO2循环工艺。经过旋转和抽吸装置后,添加了一套Cansolv吸收系统。它使用二胺溶液吸收尾气中的SO2,然后通过加热和消除将其吸解,得到纯净的SO2,并返回干燥塔进行再循环。过程研究所于1998年11月在美国举行的国际硫浓度会议上,提出将古老的塔工艺与现代酸接触工艺相结合,利用接触工艺实现高酸含量和塔工艺转化率极高的优点。Lockwood Greene Petersen公司已成功实施一项名SAPNE的专利法。印度工程公司Poseidon开发了一种尾气循环工艺,该工艺将从SO3吸气塔排出的一些废气送至SO2变压器,以冷冲击气体代替空气。由加拿大Nitro
13、syl公司开发的硫酸工艺是用含有HNO3的H2SO4氧化SO2,并由于每立方米产生1t/h反应器体积的H2SO4吸收方法,其氧化速率比接触法快大约10倍,排气中的SO2浓度非常低。该工艺可处理SO2气体。该工艺仍处于试验阶段,该公司正在寻找战略伙伴以共同开发市场。华盛顿的硫酸生产工艺仍在研究中,目前华盛顿大学已向加拿大、美国和欧洲提交了PCT(专利权合作条约)申请,以与被许可人和发展伙伴合作。71.3 研究内容硫酸是重要的化学原料,在工业生产中起着非常重要的作用。近年来,硫酸生产一直以硫铁矿为主要原料进行氧化焙烧,焙烧过程中发生氧化反应。它是对国家危险化学过程进行全面控制的常规氧化工程的一部分
14、,必须确定硫酸氧化过程中的安全隐患,并提出安全防范措施,有效地降低由于危险化工工艺引发的生产安全事故。本文以此为背景,对以下几个方面进行研究。表1-1 研究过程表序号研究方法1了解安全风险评价的国内、外研究现状,并熟悉安全风险评价理论基础2完成项目危险,有害因素的调查分析3划分评价单元、选择评价方法4进行定性和定量评价5提出应对项目安全隐患的对策1.4 技术路线(1)准备阶段:了解安全评价概况,查阅硫酸厂区相关设计资料,收集相关的国家规范及类似数据以评估项目安全。(2)危险、有害因素辨识与分析:根据硫酸厂硫酸制备储存情况,分析存在的风险,确定危险源及其存在的方式。(3)定性(定量)评价:划分评
15、价单元,选择适合的评价方法,对硫酸厂进行定性(定量)评价。(4)安全评价措施:根据定性(定量)评价结果,提出相应的管理措施及建议。第2章 硫酸厂安全风险分析2.1 研究条件该硫酸厂具有年产20万吨硫酸的生产能力,采用硫铁矿作为主要原材料。制酸装置由原料工段、焙烧工段、裂解工段、净化工段、转化工段、干吸及成品工段构成。氧化工艺在焙烧工段进行,硫酸厂使用DCS集散控制系统来监视、控制生产。2.2 安全风险管理风险管理本质上指的就是人们在辨别和评估以及管控风险分析的整个过程。在落实风险管理方法的时候其一定要最大程度的考虑最终的利益以及风险成本,当进行风险识别评估工作以后需要将有关的管理策略制定出来,
16、同时将其策略进行严格的执行,从而将风险降低到最小的概率范围内。2.3安全风险分析它是保证能安全作业的前提。只有进行了安全风险分析,才可能制定对应的防范措施以及应急预案,才能保证作业的安全。2.4 硫酸厂生产工艺图2-1 工艺流程示意图第3章 危险、有害因素分析3.1 主要危险物料分析4依据相关规定,硫酸厂生产过程中原料、产品和辅助物料涉及的危险化学品及其危险特性如下。 5表3-1 原料及其危险性原料危险性二氧化硫强烈刺激眼睛和呼吸道的粘膜,大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息;液体二氧化硫会引起皮肤和眼睛发炎,在严重的情况下,角膜上会留下疤痕。三氧化硫皮肤接触后有刺激和腐蚀性;可导致
17、各种眼睛疾病甚至失明;对呼吸道有刺激,可能产生呼吸急促和肺水肿的问题;高浓度的可能会导致死亡。五氧化二钒可能引起系统和皮肤的问题。急性中毒:引起鼻子疼痛,喉咙痛,眼痛、流泪、胸闷等全身不适的症状。高浓度的接触可能导致皮炎,剧烈疼痛。慢性中毒:长期接触可导致炎症、肾脏损坏、视力不佳等。硫酸对皮肤具有腐蚀性,轻度使皮肤出现灼伤的状况,严重的会形成溃疡。对呼吸道有刺激,容易导致呼吸困难。如果操作不当进入眼睛,会引起眼部疾病甚至失明。与水反应大量放热,可发生沸溅。与易燃物和可燃物接触会发生剧烈反应,甚至引起燃烧。氢氧化钠具有强烈的刺激和腐蚀性。粉尘刺激眼和呼吸道。直接接触可引起眼部问题和皮肤灼伤。如果
18、不小心食用可引起肠道被损伤,粘膜腐烂、出血和昏迷。与酸反应放热。遇潮时对部分金属制品有腐蚀性,并放出氢气,可能导致爆炸。本品不能燃烧, 接触到水会变成腐蚀性溶液,腐蚀器械。3.2 生产过程的危险有害因素分析依据企业职工伤亡事故分类标准(GB6441-1986),结合同类企业的事故案例,主要危险有害因素具体分析如下:6该企业生产过程中的危险、有害因素分布情况汇总见表3-1。表3-2 主要危险有害因素分布情况表序号事故类别名称危险部位或场所1火灾、爆炸生产装置区,储罐区2中毒生产装置区,储罐区3灼烫生产装置区,储罐区4触电所有电器设备、开关、配电室等5粉尘伤害原料库、原料堆场、破碎岗位等6机械伤害
19、皮带机、风机等各种机械设备的旋转、移动部件7腐蚀生产装置区、罐区等8噪声和振动生产装置区3.2.1 火灾、爆炸稀硫酸能与金属管道等反应产生氢气。一旦遇明火、火花等立即发生爆炸。发生火灾爆炸事故的原因分析如下:表3-3 火灾爆炸事故的原因分析表序号火灾爆炸事故的原因1硫酸的固有危险特性2压力容器超压爆炸3电气火灾4明火或火花引发爆炸3.2.2 中毒主要物料都具有毒性,对呼吸系统和皮肤有损害作用。中毒是由于泄漏引起的。在设备封闭不严实,或因设备、管道破裂,维修、操作有问题等情况下,有毒物料迅速渗出,如果没有发现或者安排不当,很容易发生中毒、呼吸困难等问题。3.2.3 灼烫该项目生产和储存过程中涉及
20、到的具有腐蚀性的物料,一旦发生泄漏或者人员不小心接触,就会直接对人造成化学灼伤;另外高温设备如果人体不小心接触,会发生烫伤事故。3.2.4 触电在每个工艺段中都含有用电设备。如果设备发生短路或者不按规章制度操作设备,都会使人员发生触电危险。3.2.5 粉尘伤害硫铁矿及生成的硫铁矿渣在贮存、转运过程中、矿石烘干、焙烧易造成粉尘污染,人体长时间在粉尘环境中作业会引发中毒或职业病。3.2.6 机械伤害硫酸生产中有很多机械器材。如粉碎机等旋转设施的旋转部分没有按照要求装上防护设备或者不符合要求,都会使作业人员在工作过程中碰上并发生碰撞、衣服缠绕等机械伤害。3.2.7 腐蚀硫酸生产过程中产生的SO2、S
21、O3、气体等强腐蚀物质,若设备密封不严,或因设备、管道泄漏,检修、操作失误等情况,腐蚀性物质发生泄漏,对作业环境中的各种设备、金属材料、厂房、等都会造成腐蚀。3.2.8 噪声、振动噪声和振动最主要的原因是风机、泵等转动机械设备、流体运行管道、车辆、人员作业噪声等作业区。长期接触振动的人都会对身体造成伤害。3.3 检维修过程危险有害因素分析3.3.1 动火作业危险性分析如管理不当或现场条件不符合要求,就可能发生严重的事故,主要原因有以下几点:(1)动火设备尚未清洁;(2)没有断开连接到用火设备的管道;(3)动火点有易燃物质;(4)高空作业时产生火花;(5)消防部门的消防设备不符合要求;(6)在动
22、火前没有取得动火许可。3.3.2 设备维修维修过程中,很多种不确定因素都有可能导致事故的发生,主要包括以下几种情况:(1)检查工具未经评估且不符合要求。(2)没有关闭程序。(3)没有用于维修的防护设备或者不合格。(4)梯子、平台和盖板不牢固。(5)需要用电的维修设备没有漏电保护。(6)维修位置不平,旁边没有标志。(7)厂区有许多易燃物和各种物件。(8)过道和防火通道堵塞。(9)工人没有穿戴防护装备。3.3.3 电气检修作业诸如涉及火花和电击等事故,大多数是由于物理电路故障使人遭受伤害。事故还可能引起电气火灾、爆炸和其它危险。引发事故的因素主要有:(1)开关箱上、闸门上没有挂警示牌。(2)作业人
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