化工安全与环保案例. 化工安全与环保
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化工安全与环保案例. 化工安全与环保

2020-01-20 09:46:44 投稿作者: 点击:

《化工安全与环保》课程期末考核

任课教师:林俊杰

院系:环境与化学工程学院

专业:化学工程与工艺 班级:2011级化工1班 学号:[1**********]7 姓名:董浩月

案例1

2004年,某制药厂发生甲苯反应釜爆炸事故,造成两人死亡,一人受伤。事故的主要原因是某车间的液氨、甲苯等化工原料泄露遇高温而引发爆炸。

案例分析:

液氨:熔点-77.7℃,沸点-33.35℃,自燃点651.11℃,蒸气密度0.6,蒸气压1013.08kPa (25.7℃)。蒸气与空气混合物爆炸极限16~25%(最易引燃浓度17%)。液氨会侵蚀某些塑料制品、橡胶和涂层。遇热、明火,难以点燃而危险性较低;但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。

甲苯:熔点(℃) :-94.9;沸点(℃) :110.6;相对蒸气密度(空气=1):3.14;;饱和蒸气压(kPa):4.89(30℃) ;燃烧热(kJ/mol):3905.0;临界温度(℃) :318.6;临界压力(MPa):4.11。闪点(℃) :4;爆炸上限%(V/V):7.0;引燃温度(℃) :535;爆炸下限%(V/V):1.2。

爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。在此过程中,空间内的物质以极快的速度把其内部所含有的能量释放出来,转变成机械功、光和热等能量形态。所以一旦失控,发生爆炸事故,就会产生巨大的破坏作用,爆炸发生破坏作用的根本原因是构成爆炸的体系内存有高压气体或在爆炸瞬间生成的高温高压气体。爆炸体系和它周围的介质之间发生急剧的压力突变是爆炸的最重要特征,这种压力差的急剧变化是产生爆炸破坏作用的直接原因。 爆炸必须具备的三个条件:

1)爆炸性物质:能与氧气(空气)反应的物质,包括气体、液体和固体。氢气,乙炔,甲烷等;液体:酒精,汽油;固体:粉尘,纤维粉尘等。

2)助燃物:空气、氧气等

3)点火源:包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。 爆炸事故,是指由于人为、环境或管理等原因,物质发生急剧的物理、化学变化,瞬间释放出大量能量,并伴有强烈的冲击波、高温高压和地震效应等,造成财产损失、物体破坏或人身伤亡等的事故。分为物理爆炸事故和化学爆炸事故。

防止爆炸伤害,必须做到以下几点:

(一)在思想上对于爆炸事故的性质、危害应当随时有足够的认识,从而引起高度的警觉。

(二)加强对化学物品的保管、使用和储存的管理,做好实验设备特别是压力容器的定期检验。

(三)参加工作时,必须严格遵守操作规程和操作步骤,在技术人员的指导下顺利完成实验。

(四)在与爆炸物品接触时,要做到“七防”:防止可燃气体粉尘与空气混合,防止明火,防止磨擦和撞击,防止电火花,防止静电放电,防止雷击,防止化学反应。 事故对策建议:

1.要按规范、标准要求配备安全设施,并与生产设备同时投入正常使用。同时,要加强生产设备和安全设施的日常维修保养,定期检查,确认完好状况,并做好检查 及处置记录。

2.要确定专人负责,采取多种形式,对岗位操作人员进行生产安全技术教育,切实强化安全防范意识,力求消除事故隐患,并要做到举一反三,对安全生产管理常抓不懈。

3.要按安全技术操作规程进行加料操作,防止生产设备内形成乙炔一空气爆炸性混合气体,杜绝发生乙炔爆炸事故。

案例2

腐蚀危及国民经济各个行业,腐蚀造成的经济损失十分惊人。

美国国会于1975年通过决议,由1976年财政拨款25万美元,委托美国国家标准局(NBS )调查1975年由于金属腐蚀造成的经济损失。1978年正式发表的调查报告(三卷,每卷一千多页)表明,一年中金属腐蚀造成的经济损失约为当年GNP 的4.2%。美国至今仍按GNP 的4.2%估算由金属腐蚀造成的经济损失。

中国国家统计局2007年2月28日公布,中国2006年的国内生产总值为209407亿元,如按此值的4.2%估算的话,2006年由金属腐蚀造成的国内经济损失将近8800亿元人民币。 案例分析:

金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。美国1975年因金属腐蚀造成的经济损失为700亿美元,占当年国民经济生产总值的

4.2%.据统计,每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10~20%.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算。金属的腐蚀现象非常普遍。如铁制品生锈(Fe2O3·xH2O ),铝制品表面出现白斑(Al2O3),铜制品表面产生铜绿[Cu2(OH)2CO3],银器表面变黑(Ag2S,Ag2O )等都属于金属腐蚀,其中用量最大的金属——铁制品的腐蚀最为常见。

金属腐蚀可按产生的机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀;也可按产生腐蚀的环境分为大气(乡村大气、工业大气、海洋大气等)腐蚀、海水腐蚀、淡水腐蚀、土壤腐蚀、生物和微生物腐蚀、工业介质(如酸、碱、盐、工业水、熔盐、燃气等)的腐蚀;还可按腐蚀的破坏形态分为全面腐蚀和局部腐蚀,前者包括均匀的全面腐蚀和不均匀的全面腐蚀,后者常见的类型有电偶腐蚀(异金属接触腐蚀)、点腐蚀和缝隙腐蚀、晶间腐蚀应力腐蚀(见应力腐蚀断裂和氢脆) 、腐蚀疲劳(见疲劳) 、冲蚀、磨蚀、选择性腐蚀、杂散电流腐蚀、空泡腐蚀等。这些分类方法,虽然不够完备,但能相辅相成,对研究腐蚀机理及其防护措施有一定的作用。 金属腐蚀的防护:

一.提高金属材料耐腐蚀性的合金化原则

(一)降低合金中阳极相的活性

1.提高合金的热力学稳定性(提高电极电 位)

2.减少阳极区的面积

3.促进钝化

4.对于能够钝化的腐蚀体系,如果加入活化(强化)阴极的元素, 以促进合金到达钝态

(二)降低合金中阴极相的活性

1.增加阴极过电位(通常是提高氢的过电位)

2.减少阴极面积

3.合金表面形成保护膜

二、组织状态与合金耐蚀性关系

三、耐蚀金属材料

电化学防护:

一.阴极保护

将被保护金属物件施加阴极电流,使其发生阴极极化,以减少或防止金属腐蚀的方法。

1. 牺牲阳极保护

2. 外加电流保护

阴极保护 --经济效益非常显著:

1. 海船--涂装费占5%,而阴极保护用的牺牲阳极材料和施工费加起来不到1%。

2. 一座海上采油平台的建造费超过1亿元,而牺牲阳极材料和施工费只需100~200万元。不采用保护,平台寿命只有5年,而阴极保护下可用20年以上。

3. 地下管线的阴极保护费只占总投资的0.3%~0.6%,就可大大延长使用寿命。

二.阳极保护

将被保护的金属设备与外加直流电源的正极相接,在腐蚀介质中使其阳极极化至稳定的钝化区,金属设备得到保护。

实施阳极保护时应注意:

①Cl-浓度高的介质中不能采用阳极保护,因Cl-离子能局部破坏钝化膜造成腐蚀; ②在酸性介质中或金属对氢脆敏感的情况下宜采用阳极保护。

三.采用覆盖层

. 金属性覆盖层.

1.电镀 是用电沉积的方法使金属表面镀上一层金属或合金。

2.热镀 也叫热浸镀,是将被保护金属制品浸渍在熔融金属浴中,使其表面形成一层保护性金属覆盖层。

3.喷镀 将丝状或粉状金属放入喷枪中,借助高压空气或保护气氛,使被火焰或电弧熔化了的金属成雾状喷到被保护金属上,形成均匀的覆盖层。

4.渗镀 在高温下利用金属原子的扩散,在被保护金属表面形成合金扩散层。

5.化学镀 利用氧化—还原反应,使盐溶液中的金属离子在被保护金属上析出,形成保护性覆盖层。

6.包镀 将耐蚀性良好的金属,通过辗压的方法包覆在被保护的金属或合金上,形成包覆层或双金属层。

7.机械镀.机械镀是把冲击料(如玻璃球) 、表面处理剂,镀覆促进剂、金属粉和零件一起放人镀覆用的滚筒中,并通过滚筒滚动时产生的动能,把金属粉冷压到零件表面上形成镀层。

8.真空镀 真空镀包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀,它们都是在真空中镀覆的工艺方法。 非金属性覆盖层

1. 无机涂层

(1) 搪瓷涂层 搪瓷又称珐琅,是类似玻璃的物质。搪瓷涂层是将钾、钠、钙、铝等金属的硅酸盐;加入硼砂等熔剂,喷涂在金属表面上烧结而成。

(2).硅酸盐水泥涂层· 将硅酸盐水泥浆料涂覆在大型钢管内壁,固化后形成涂层。

(3)化学转化膜 它是金属表层原子与介质中的阴离子反应,在金属表面生成附着性好、耐蚀性优良的薄膜。

(2)有机涂层

1. 涂料涂层 涂料涂层也叫油漆涂层,涂料--油漆。

2. 塑料涂层 除了将塑料粉末喷涂在金属表面;经加热固化形成塑料涂层(喷塑法) 外,用层压法将塑料薄膜直接粘结在金属表面,也可形成塑料涂层。

3. 硬橡皮覆盖层 在橡胶中混入30%~50%的硫进行硫化,可制成硬橡皮。耐酸、碱腐蚀,可用于覆盖钢铁或其他金属的表面。许多化工设备采用硬橡皮做衬里。其主要缺点是加热后会老化变脆,只能在50℃以下使用。

防腐蚀结构设计

1.腐蚀余量

2.避免存在水分或其他腐蚀介质,

3.尽可能采用焊接结构,不用铆接,若用焊接尽可能用对焊,避免产生缝隙腐蚀。

4.避免容器直接坐在多孔性基础上,以减少缝隙腐蚀

5.表面设计要合理

6.减少电偶腐蚀:

①当两种可能产生电偶腐蚀材料联接时,在两者加绝缘垫片。

②当两种产生电偶腐蚀材料连接时,将连接处密封起来防止电解液从缝隙进入 ③同一构件应尽量选用同一种金属或尽量选用电偶序中位置相近的材料

7.减缓结构应力,从而避免应力开裂和腐蚀疲劳。如应尽力减少应力集中,避免界面突然变化,使受热的构件均匀受热。

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