2025年注安實務《化工安全》歷年練習題及參考答案一、案例分析題（共5題，第12題每題20分，第35題每題30分，滿分130分）案例一：硝化工藝安全風險管控某精細化工企業(yè)生產(chǎn)對硝基甲苯，采用間歇硝化工藝。反應釜設計壓力1.6MPa，設計溫度150℃，配備夾套冷卻水系統(tǒng)、溫度/壓力監(jiān)測儀表及緊急停車系統(tǒng)（ESD）。2024年8月，車間班長王某發(fā)現(xiàn)反應釜溫度異常上升（從85℃升至110℃），手動調(diào)節(jié)冷卻水閥門無效后，未觸發(fā)ESD系統(tǒng)，直接通知操作工張某開啟備用冷凍機（設計用于10℃低溫反應）。10分鐘后，反應釜壓力驟升至2.1MPa，爆破片破裂，物料噴濺引發(fā)火災，造成2人重傷、3人輕傷，直接經(jīng)濟損失480萬元。事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)：①硝化反應釜溫度聯(lián)鎖閾值設置為120℃（標準要求≤100℃）；②備用冷凍機管道與反應釜夾套未設置止回閥，低溫介質倒灌導致夾套焊縫開裂；③王某未取得化工自動化控制儀表作業(yè)證；④企業(yè)近3年未開展硝化工藝HAZOP分析。問題：1.指出本次事故的直接原因和間接原因（6分）。2.分析硝化工藝的主要安全風險（4分）。3.針對溫度異常升高的應急處置，指出作業(yè)人員操作錯誤（4分）。4.提出企業(yè)應采取的整改措施（6分）。參考答案1.直接原因：①反應釜溫度聯(lián)鎖閾值設置過高（120℃），未在100℃觸發(fā)聯(lián)鎖停車；②備用冷凍機低溫介質倒灌導致夾套焊縫開裂，冷卻失效；③溫度異常時未及時觸發(fā)ESD系統(tǒng)。間接原因：①企業(yè)未按標準設置工藝參數(shù)聯(lián)鎖閾值；②設備設施設計缺陷（未設置止回閥）；③特種作業(yè)人員（王某）無證上崗；④未按要求開展HAZOP分析，風險辨識缺失。2.硝化工藝主要安全風險：①硝化反應放熱劇烈，溫度控制不當易引發(fā)超溫超壓；②反應物料（混酸、甲苯）具有強腐蝕性、易燃性；③副反應可能生成不穩(wěn)定的多硝基化合物（如二硝基甲苯），存在分解爆炸風險；④硝化產(chǎn)物（硝基甲苯）遇高溫、撞擊易分解爆炸。3.操作錯誤：①溫度異常時未優(yōu)先觸發(fā)ESD系統(tǒng)緊急停車；②錯誤使用備用冷凍機（設計用于10℃低溫反應，與當前85℃工藝不匹配）；③未啟動聯(lián)鎖保護（溫度達110℃時仍未觸發(fā)120℃聯(lián)鎖，暴露聯(lián)鎖設置滯后問題）；④未立即疏散周邊人員并啟動火災應急預案。4.整改措施：①重新校準溫度聯(lián)鎖閾值（≤100℃），完善ESD系統(tǒng)功能測試；②在冷凍機與夾套管道增設止回閥，更換開裂夾套并進行1.5倍設計壓力液壓試驗；③組織王某等關鍵崗位人員參加化工自動化控制儀表作業(yè)培訓，持證上崗；④委托有資質單位開展硝化工藝HAZOP分析，修訂工藝規(guī)程和安全操作規(guī)程；⑤增設反應釜溫度/壓力遠傳監(jiān)控及聲光報警裝置，實現(xiàn)DCS自動控制；⑥開展全員應急演練，明確溫度異常時“觸發(fā)聯(lián)鎖切斷進料啟動緊急冷卻人員撤離”的處置流程。案例二：氯化工藝安全管理某農(nóng)藥廠采用光氣法生產(chǎn)異氰酸甲酯（MIC），主要設備包括光氣貯槽（容積50m3，設計壓力0.8MPa）、氯化反應器（帶攪拌）、尾氣吸收塔（NaOH溶液噴淋）。2024年10月，檢修人員對光氣貯槽進行內(nèi)檢時，未檢測氧含量（實際5%）和光氣濃度（實際15ppm），僅佩戴普通防塵口罩進入罐體，3分鐘后2名檢修工昏迷，送醫(yī)搶救無效死亡。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：①光氣貯槽上次內(nèi)檢為2020年（規(guī)定每3年1次）；②檢修方案未包含氣體檢測、通風置換內(nèi)容；③現(xiàn)場便攜式光氣檢測儀電池失效，無法使用；④企業(yè)未建立光氣泄漏應急處置卡。問題：1.計算光氣貯槽的重大危險源辨識指標（光氣臨界量5t，密度1.377t/m3）（4分）。2.指出檢修作業(yè)中的違規(guī)行為（6分）。3.分析光氣泄漏的主要危害（5分）。4.提出光氣貯槽檢修的安全技術措施（5分）。參考答案1.光氣貯槽最大儲量=容積×密度=50m3×1.377t/m3=68.85t重大危險源辨識指標=實際儲量/臨界量=68.85t/5t=13.77＞1，構成一級重大危險源。2.違規(guī)行為：①未進行氣體檢測（氧含量應≥19.5%，光氣濃度應≤0.5ppm）；②未佩戴正壓式空氣呼吸器（普通防塵口罩無法防護光氣）；③未執(zhí)行有限空間作業(yè)審批制度（未辦理《受限空間作業(yè)許可證》）；④未進行強制通風置換（應采用軸流風機從頂部送風、底部抽風）；⑤設備未有效隔離（未關閉光氣貯槽進出口閥門并加盲板）；⑥檢修方案未包含安全措施（違反《危險化學品企業(yè)特殊作業(yè)安全規(guī)范》GB308712022）。3.光氣泄漏危害：①毒性極強（大鼠吸入LC50=14ppm·min），低濃度（2ppm）即可刺激呼吸道，高濃度（＞30ppm）導致肺水腫、呼吸衰竭；②與水反應生成鹽酸和二氧化碳，腐蝕設備管道；③遇明火、高溫可能分解為一氧化碳和氯氣（Cl?濃度＞30ppm可致急性中毒）；④泄漏后易在低洼處聚集，擴散范圍廣（常溫下光氣沸點8.2℃，泄漏后迅速氣化）。4.安全技術措施：①檢修前48小時停止進料，關閉進出口閥門并加盲板隔離，排凈殘留光氣至尾氣吸收塔；②采用氮氣置換（置換3次，每次置換后檢測氧含量≤3%），再用空氣置換至氧含量19.5%23.5%；③作業(yè)前30分鐘內(nèi)檢測光氣濃度（≤0.5ppm）、氧含量（≥19.5%），檢測點包括罐體底部、中部、頂部；④作業(yè)人員佩戴正壓式空氣呼吸器，系安全繩，外部設2名監(jiān)護人員；⑤現(xiàn)場配備光氣檢測儀（校準合格）、應急救援箱（含2%碳酸氫鈉洗眼液、急救藥品）；⑥檢修時間不超過8小時，中斷超過30分鐘需重新檢測。案例三：反應釜泄漏事故應急處置某化工園區(qū)內(nèi)甲企業(yè)（生產(chǎn)過氧乙酸）與乙企業(yè)（生產(chǎn)液氯）相鄰。2024年12月，甲企業(yè)反應釜（容積10m3，充裝過氧乙酸溶液，濃度40%）攪拌軸密封失效，物料泄漏至地面，揮發(fā)的過氧乙酸蒸汽與乙企業(yè)液氯儲罐區(qū)泄漏的氯氣混合，引發(fā)爆燃，造成甲企業(yè)3人死亡、乙企業(yè)2人重傷，周邊2公里內(nèi)100余戶居民疏散。事故調(diào)查顯示：①甲企業(yè)反應釜攪拌軸密封未定期更換（設計壽命1年，已使用2年）；②乙企業(yè)液氯儲罐根部閥門墊片老化（近半年有3次輕微泄漏記錄）；③園區(qū)未劃定安全間距（甲、乙企業(yè)防火間距僅8m，標準要求≥50m）；④甲企業(yè)未設置泄漏物料收集池（泄漏液直接流入雨水管網(wǎng)）；⑤園區(qū)應急指揮中心未實時監(jiān)控兩企業(yè)危險氣體濃度（過氧乙酸蒸汽報警閾值30ppm，氯氣報警閾值1ppm，事故時監(jiān)測值分別為80ppm、5ppm）。問題：1.分析過氧乙酸與氯氣混合爆燃的化學反應機理（6分）。2.指出園區(qū)和企業(yè)存在的安全管理缺陷（8分）。3.簡述泄漏事故的應急處置程序（8分）。4.提出預防同類事故的技術措施（8分）。參考答案1.反應機理：①過氧乙酸（CH?COOOH）具有強氧化性，分解產(chǎn)生乙酸（CH?COOH）和氧氣（O?）：2CH?COOOH→2CH?COOH+O?↑；②氯氣（Cl?）與過氧乙酸蒸汽在光照或高溫下發(fā)生自由基反應，生成ClO·自由基（Cl?+hv→2Cl·；Cl·+CH?COOOH→CH?COOO·+HCl）；③CH?COOO·自由基與O?結合形成過氧乙酰氯（CH?COOClO），該物質極不穩(wěn)定，遇熱分解并釋放大量熱量（CH?COOClO→CH?COO·+ClO·）；④當混合氣體濃度達到爆炸極限（過氧乙酸蒸汽爆炸極限2%10%，氯氣與有機物混合爆炸極限更低），且存在點火源（如靜電、摩擦）時，引發(fā)爆燃。2.安全管理缺陷：園區(qū)層面：①未按《化工園區(qū)安全風險排查治理導則》要求劃定企業(yè)安全間距（防火間距不達標）；②未建立區(qū)域危險氣體監(jiān)測預警系統(tǒng)（未實時監(jiān)控甲、乙企業(yè)周邊氣體濃度）；③未制定跨企業(yè)應急聯(lián)動預案（事故初期未協(xié)調(diào)兩企業(yè)同時處置）。企業(yè)層面：①甲企業(yè)未執(zhí)行設備檢維修制度（攪拌軸密封超期使用）；②乙企業(yè)未及時消除事故隱患（液氯閥門墊片老化未更換）；③甲企業(yè)未設置泄漏應急設施（無收集池導致物料擴散）；④兩企業(yè)均未開展危險化學品相互作用風險辨識（未分析過氧乙酸與氯氣的反應危險性）。3.應急處置程序：①立即啟動企業(yè)級應急預案，現(xiàn)場人員佩戴正壓式呼吸器撤離至上風方向，設置警戒區(qū)（半徑500m）；②甲企業(yè)關閉反應釜進料閥，啟動備用密封沖洗系統(tǒng)（注入惰性氣體隔絕空氣），用大量水稀釋泄漏過氧乙酸（降低濃度至10%以下）；③乙企業(yè)關閉液氯儲罐根部閥，開啟堿液噴淋裝置（中和泄漏氯氣），對老化閥門加裝卡具堵漏；④園區(qū)應急指揮中心協(xié)調(diào)消防部門使用高倍數(shù)泡沫覆蓋泄漏區(qū)域，阻止蒸汽擴散；⑤環(huán)保部門監(jiān)測大氣（重點檢測過氧乙酸、氯氣、氯化氫）和水（雨水管網(wǎng)、周邊河流），設置攔截壩防止污染擴散；⑥組織周邊居民沿逆風方向疏散至2公里外安置點，發(fā)放防毒面具和飲用水；⑦事故穩(wěn)定后，對反應釜、液氯儲罐進行倒空處理，更換密封件和閥門墊片，經(jīng)檢測合格后方可復產(chǎn)。4.技術措施：①甲企業(yè)反應釜攪拌軸密封改為雙機械密封（帶泄漏檢測報警），設置自動注脂系統(tǒng)（每3個月強制注脂）；②乙企業(yè)液氯儲罐根部閥更換為全焊接閥門（無墊片設計），增設在線泄漏檢測探頭（靈敏度0.1ppm）；③園區(qū)按標準設置企業(yè)防火間距（甲、乙企業(yè)間增設防火堤，高度2.5m，耐火極限4小時）；④甲企業(yè)在反應釜區(qū)設置環(huán)形收集溝（寬度0.5m，深度0.8m），連接至事故應急池（容積20m3）；⑤園區(qū)安裝區(qū)域氣體監(jiān)測網(wǎng)格（每50m設1個監(jiān)測點，實時傳輸過氧乙酸、氯氣濃度至指揮中心，超閾值自動觸發(fā)報警）；⑥兩企業(yè)開展危險化學品相容性分析（編制《化學品相互作用風險清單》），對不相容物質（如過氧乙酸與氯氣）實施物理隔離（設置防爆墻，厚度370mm，高度5m）。案例四：罐區(qū)火災事故調(diào)查與預防某石化企業(yè)罐區(qū)儲存汽油（閃點43℃，爆炸極限1.3%6.0%）、苯（閃點11℃，爆炸極限1.2%8.0%）、甲醇（閃點12℃，爆炸極限5.5%44.0%），采用內(nèi)浮頂罐（直徑20m，高度15m，呼吸閥設定壓力+2kPa/0.5kPa）。2024年6月，雷雨天氣中，1汽油罐呼吸閥因凍堵（當日氣溫5℃，未伴熱）無法正常排氣，罐內(nèi)壓力升至3kPa，導致罐頂與罐壁連接處撕裂，汽油噴出遇閃電引發(fā)火災，火勢蔓延至相鄰苯罐，造成5座儲罐燒毀，直接經(jīng)濟損失3200萬元。事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)：①罐區(qū)防雷接地電阻測量值為12Ω（標準≤10Ω）；②汽油罐呼吸閥未設置電伴熱系統(tǒng)（設計溫度20℃至50℃）；③罐區(qū)可燃氣體檢測探頭安裝高度1.5m（汽油蒸汽密度＞空氣）；④企業(yè)未制定罐區(qū)特殊天氣（低溫、雷雨）安全操作規(guī)程；⑤近2年未開展罐區(qū)泄漏火災專項應急演練。問題：1.計算汽油罐撕裂時的超壓倍數(shù)（4分）。2.分析罐區(qū)火災擴大的原因（6分）。3.指出可燃氣體檢測探頭安裝錯誤及正確要求（5分）。4.提出罐區(qū)冬季低溫運行的安全技術措施（5分）。5.編制罐區(qū)泄漏火災應急演練方案要點（10分）。參考答案1.呼吸閥設定壓力為+2kPa，撕裂時罐內(nèi)壓力3kPa，超壓倍數(shù)=（實際壓力設定壓力）/設定壓力=（3kPa2kPa）/2kPa=0.5倍（或表述為超壓50%）。2.火災擴大原因：①汽油罐撕裂后大量汽油噴出（形成流淌火），未設置防火堤（或防火堤高度不足，標準要求堤高1.01.6m，堤內(nèi)有效容積≥罐組內(nèi)最大儲罐容積）；②相鄰苯罐與汽油罐間距不足（甲B類液體儲罐間距應≥0.6D，D=20m，間距應≥12m，實際可能不足）；③罐區(qū)消防設施失效（泡沫消防泵未啟動，或泡沫液過期）；④未及時啟動應急隔離（未關閉相鄰儲罐進出料閥門）；⑤閃電持續(xù)引燃擴散的汽油蒸汽（罐區(qū)防雷設施失效，接地電阻超標導致無法有效導除靜電）。3.安裝錯誤：汽油蒸汽密度大于空氣（相對密度3.5），檢測探頭應安裝在距地面0.30.6m處；當前安裝高度1.5m無法有效檢測泄漏蒸汽。正確要求：①比空氣重的可燃氣體（如汽油、苯），探頭安裝高度距地面0.30.6m；②比空氣輕的可燃氣體（如甲醇），探頭安裝高度距屋頂0.30.6m；③探頭間距≤15m（罐區(qū)），與釋放源距離≤7.5m；④探頭應具備防爆性能（ExdIIBT3Gb），定期校準（每6個月1次）。4.冬季安全技術措施：①呼吸閥增設電伴熱系統(tǒng)（功率50W/m，維持閥體溫度≥5℃），伴熱線外纏保溫棉（厚度50mm）；②檢查罐區(qū)防雷接地裝置（更換腐蝕接地極，補充降阻劑，確保接地電阻≤10Ω）；③對罐區(qū)管道（如進料管、回流管）進行保溫（聚氨酯泡沫，厚度80mm），低點增設排凝閥（每日檢查防凍）；④調(diào)整內(nèi)浮頂罐密封裝置（更換為耐低溫丁腈橡膠密封帶，40℃仍保持彈性）；⑤設置罐內(nèi)壓力遠程監(jiān)控（DCS顯示實時壓力，超1.5kPa報警，超2kPa自動啟動泄壓閥）；⑥配備應急加熱風機（2臺，風量5000m3/h），用于呼吸閥凍堵時強制加熱。5.應急演練方案要點：①演練目標：檢驗罐區(qū)泄漏火災應急響應、初期處置、聯(lián)動救援能力。②演練場景：設定5℃低溫天氣，1汽油罐呼吸閥凍堵，罐內(nèi)壓力升至3kPa，罐頂撕裂，汽油泄漏起火，火勢向相鄰苯罐蔓延。③參演人員：企業(yè)應急指揮部（總指揮、安全總監(jiān)）、消防組（8人）、堵漏組（6人）、疏散組（4人）、環(huán)保組（3人）、園區(qū)消防隊（2車10人）。④演練步驟：報警與響應（05分鐘）：崗位人員發(fā)現(xiàn)壓力異常，撥打內(nèi)部報警電話，啟動火災聲光報警器；應急指揮部確認事故，通知園區(qū)應急中心。初期處置（515分鐘）：消防組啟動泡沫消防泵（1、2泵同時啟動），向1罐噴射抗溶性泡沫（供給強度8L/min·m2）；堵漏組穿戴防凍服，使用專用卡具對罐頂裂縫臨時堵漏。火勢控制（1530分鐘）：園區(qū)消防隊到達，利用高噴車向苯罐噴射冷卻水（供給強度2.5L/min·m2），防止熱輻射引發(fā)爆炸；環(huán)保組在防火堤外設置圍油欄，收集流淌火區(qū)域的汽油。疏散與救援（040分鐘）：疏