化工安全工程论文摘要： 化学工业生产在国民生产中占有重要的地位，其化学产品极大地改善了人们的生活质量。但是，化学工业危险性很大，与机械、电子、钢铁、纺织等行业相比，由于使用、处理和生产的化学品绝大多数属于易燃、易爆、有毒、有腐蚀的物质，容易引起火灾、爆炸或者中毒，造成群死群伤和重大财产损失的火灾爆炸或中毒事故。化工生产中使用的设备、生产操作条件也存在着高温、高压，例如石油化工中的脱硫装置压力为 15Mpa，乙烯裂解温度为 800-900，也给化工生产带来了极大的危险性。由于以上各种不安全因素的存在，化工生产一旦发生火灾、爆炸或者中毒等事故，无一不在社会或局部地区产生强烈影响，给社会造成巨大的伤害，给企业带来不可弥补的经济损失。关键字：化工安全 安全工程事故的发生,有偶然性也有必然性,不以人的意志为转移, 但是，事故造成的后果是可以从防范角度上控制的。从安全哲学的观点看,安全是相对的,危险是绝对的,事故是可以预防的,但目前的安全科学技术还没有发展到可以预防和预测所有事故的程度。化工生产的各个环节不安全因素较多，具有事故后果严重，危险性和危害性更大的特点，因此对安全生产的要求更加严格，客观上要求从事化工生产的管理人员，技术人员及操作人员必须掌握或了解基本的安全知识，适应现代化生产的客观要求，实现安全生产。煤矿多事故，事故多起因瓦斯。所以从小时候起，就不断听到有关的煤矿瓦斯爆炸事故。故本文就瓦斯的各种性质、相关预防保护以及煤矿瓦斯爆炸的条件、形式等加以讨论。1 瓦斯的基本知识“瓦斯”学名“煤层气” ，其主要成分是 CH4（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气。1.1 瓦斯的形成瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。1.2 瓦斯的物理化学性质瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为 0.716kg，瓦斯的渗透能力是空气的 1.6 倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。1.3 成分主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。 如遇明火，即可燃烧，发生“瓦斯”爆炸，直接威胁着矿工的生命安全。因此，矿井工作对“瓦斯”十分重视，除去采取一些必要的安全措施外，有的矿工会提着一个装有金丝雀的鸟笼下到矿井，把鸟笼挂在工作区内。原来，金丝雀对“瓦斯”或其他毒气特别敏感，只要有非常淡薄的“瓦斯”产生，对人体还远不能有致命作用时，金丝雀就已经失去知觉而昏倒。矿工们察觉到这种情景后，可立即撤出矿井，避免伤亡事故的发生。瓦斯爆炸即为甲烷燃烧的放热反应，化学方程式为 CH4+2O2 =点燃= CO2+2H2O 当空气中氧气浓度达到 10%时，若瓦斯浓度在 5%-16%之间，就会发生爆炸，浓度在 30%左右时，就能安静的燃烧。1.4 分类瓦斯是一般民众对气体燃料的通称，可分为液化石油气与天然气、煤气三大类。1.4.1 液化石油气液化石油气（Liquid Petroleum Gas ）是由原油炼制或天然气处理过程中所析出的丙烷与丁烷混合而成，在常温常压下为气体，经加压或冷却即可液化，通常是加压装入钢瓶中供用户使用，故又称之为液化瓦斯或桶装瓦斯。液化石油气无色、无味、无毒、易燃、易爆，基于安全上的考量，供应家庭使用之液化石油气皆添加臭味剂，一有漏气即可察觉。液化石油气经加压灌装入钢瓶内是液体，但流出容器就会变成气体，气化后之体积较液体体积扩增二百七十倍；热值每公斤约 10720 千卡。液化石油气气化后之重量约为空气的 1.5 倍，因此漏气时，易滞留在低处或角落。空气混入 1.8 至 9.5% 的液化石油气，遇到火源便会产生燃烧或爆炸。1.4.2 天然气天然气（Natural Gas ）俗称天然瓦斯，由瓦斯公司敷设管线供应用户使用，故又称之为导管瓦斯或自来瓦斯。天然瓦斯是古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，其主要成份为甲烷，并含有少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物及少量之不燃性气体。台湾地区瓦斯公司所供应之天然气热值约为每立方公尺 8900 千卡至 9900 千卡之间。天然气与液化石油气一样，皆具无色、无味、无毒、易燃、易爆之特性，同样基于安全考量，瓦斯公司供应之天然气皆遵照政府之法令规定，添加臭味剂，以防止天然气意外洩漏而造成危险。天然气比重较空气轻，漏气时，易往上飘散。空气中之天然气含量达五至十五% 之间，遇到火源即会引起燃烧或爆炸。液化石油气与天然气是极为乾净、方便之能源，完全燃烧时，均是产生无毒之二氧化碳，不完全燃烧时，则会产生有毒之一氧化碳。1.4.3 煤气一般把煤气又称瓦斯（gas） ，从字面意思上讲，是与煤有关的气体，但是在不同的使用环境下，煤气具有不同的解释： 在石油化工中，指干馏煤炭所得到的作为燃料的气体，其主要成分是氢、甲烷、乙烯、一氧化碳、石脑油，另外还有少量的氮和二氧化碳等不可燃烧的杂质。现在多称为“煤制气” 。 俗语中一般所说的“煤气” ，指的是煤炭不完全燃烧所产生的气体，主要成分是一氧化碳，如煤气中毒，也有的时候指的是含硫量过高的煤燃烧后产生的含有二氧化硫等硫化物的混合气体，如口语中的“煤气味” ，而实际上一氧化碳是没有气味的。 有时也指液化石油气，如煤气罐即是装液化石油气的钢瓶。2 家庭瓦斯瓦斯，在人类的日常生活中，可说扮演了非常重要的角色；像食物烹调，要用瓦斯炉；洗澡用热水，要用瓦斯热水器；甚至连汽车都可用瓦斯当燃炓；另外像盖房子用的漂亮磁砖，都是用瓦斯烧出来的。“我们只有一个地球” ，这是大家耳熟能详的环保口号，也因此，目前已经极力在推广汽车使用瓦斯，以代替会造成污染的汽油。由于瓦斯燃烧系气体与空气溷合，较为均匀，进入汽车汽缸之数量亦较为平均，故非常容易燃烧，而且又没有杂质，可说是一种最不会污染的燃料，值得大家努力来推广。除了上面所说的用途外，在较为先进的欧美国家和日本等，还把瓦斯拿来用在瓦斯烤箱、瓦斯饭锅、瓦斯冰箱、瓦斯冷暖气机.等，瓦斯的功能实在太多、太大了。2.1 瓦斯器具装设安全 瓦斯器具均应装设在空气流通之场所。瓦斯燃烧时，如果空气不够，非常容易产生一氧化碳，而一氧化碳是非常容易在不知不觉中使人中毒的气体。一般人所说的瓦斯中毒，其实就是吸入一氧化碳中毒所致。因此瓦斯器具一定要装在空气畅通的地方。 各式瓦斯炉具与周围强壁、天花板等可燃性材料或不可燃性材料应保持安全距离。 密闭空间内应严禁设置瓦斯器具，若特殊情况需求时，其装置方法请教当地瓦斯服务站或公司。2.2 使用安全瓦斯，容易点燃，使用很方便；相对的，如果不小心漏出来，也很容易引起火灾。但是只要我们防范得宜，这些危险事故，都可以避免。下面是防范的方法。 慎防漏气：瓦斯灾害之罪魁祸首就是漏气，只要做好防漏的工作，灾害便不会发生。 恪遵人离火灭安全守则： 使用瓦斯时，人不可远离。 夜间睡觉时，应关闭瓦斯开关。 外出时，应将瓦斯总开关关闭。2.3 检查漏气 未使用时，瓦斯表末位数字如转动，表示漏气。 以肥皂泡涂于检查处，如有漏气，会形成气泡。 绝不可用火测漏。 不可点火，不可打开电灯和一切电器开关。 不可用电扇、抽风机、排油烟机来排除瓦斯。2.4 事故处理2.4.1 漏气处理 闻到瓦斯味，先打开门窗。 关闭炉具及龙头开关 关闭瓦斯表及热水器开关，不可启闭电器开关。 通知瓦斯公司处理。2.4.2 中毒处理 中毒时，迅速将中毒者移到通风处，松解衣物，呼吸新鲜空气。 尽量使中毒者安静休息，并使下额向上抬高。 如呼吸微弱或停止时，请即时作人工呼吸。 症状严重时，送医院急救。2.4.3 火灾处理 关闭瓦斯表前及热水器开关。 关闭炉具及龙头开关。 用灭火器、水、砂土、湿毛巾或棉被灭火。 发生火灾，请之即通知 119 及瓦斯公司。 火灾后，不可擅自开启瓦斯，须经瓦斯公司安全检查合格才可通气使用，以免造成二次灾害。3 煤矿瓦斯 3.1 概念煤矿瓦斯则是指的天然气。主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外，一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。植物在成煤过程中生成的大量气体，又称煤层气。腐植型的有机质，被细菌分解，可生成瓦斯；其后随着沉积物埋藏深度增加，在漫长的地质年代中，由于煤层经受高温、高压的作用，进入煤的碳化变质阶段，煤中挥发分减少，固定碳增加，又生成大量瓦斯，保存在煤层或岩层的孔隙和裂隙内。中国煤矿术语中的瓦斯是从英语 gas 译音转化而来，往往单指 CH4(甲烷，也称沼气)。地下开采时，瓦斯由煤层或岩层内涌出，污染矿内空气。每吨煤、岩含有的瓦斯量称煤、岩的瓦斯含量，主要决定于煤的变质程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造和水文地质等因素。一般情况下，同一煤层的瓦斯含量随深度而递增。3.2 出现形式瓦斯从煤、岩层涌出的形式有： 缓慢、均匀、持久地从煤、岩暴露面和采落的煤炭中涌出，是矿内瓦斯的经常来源。 在压力状态下的瓦斯，大量、迅速地从裂隙中喷出，即瓦斯喷出。 短时间内煤、岩与瓦斯一起突然由煤层或岩层内喷出，即煤、岩和瓦斯突出。单位时间涌出的瓦斯量称绝对涌出量 （m3/min） ；平均日产一吨煤涌出的瓦斯量称相对涌出量(m3/t） 。 根据中国煤矿安全规程的规定，按照 CH4（瓦斯）相对涌出量和涌出形式将矿井分为三类： 相对涌出量等于或小于 10m3/t 为低沼气矿井； 大于 10m3/t 为高沼气矿井； 煤与沼气突出矿井。瓦斯涌出量的大小决定于煤、岩层瓦斯含量和开采技术因素。瓦斯涌出量在同一矿井内随开采深度的增加、开采规模的扩大和机械化程度的提高而增大。1981 年中国主要煤矿中高沼气矿占 29%；煤与沼气突出矿井占 16%，大部分位于辽宁、四川、贵州和湖南等省。3.3 爆炸瓦斯爆炸是一种热一链式反应（也叫链锁反应） 。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基） 。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以，瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。当其在空气中的浓度超过 55%时，能使人很快窒息死亡，是煤矿生产中的主要危害因素。防止瓦斯集聚的基本方法是以足够的风量将瓦斯冲淡，排出地面。当瓦斯涌出量很大时，还须用专门措施控制瓦斯的涌出，最有效而广泛使用的方法是用管道将瓦斯抽到地面（见瓦斯抽放） 。抽出的 CH4 可做工业、民用燃料和化工原料。CH4 燃烧热为 85409500kcal/m3,1m3 约相当于 1.5kg 烟煤。瓦斯爆炸即为 CH4 燃烧,化学方程式为 CH4+2O2 = CO2+2H2O在煤矿里它从煤岩裂缝中喷出。矿井瓦斯爆炸是一种热一链式反应（也叫链锁反应） 。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基） 。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应