●第1章 緒 論
1.1 工程倫理
1.2 關於過程安全的誤區
1.2.1 誤區一:過程安全耗費大量資金,對公司收益有負面影響
1.2.2 誤區二:過程安全等同於個人甚至實驗室安全
1.2.3 誤區三:過程安全無非是遵守規章制度
1.2.4 誤區四:過程安全是一門軟科學——不比安全帽或安全鞋更重要——不是工程科學
1.2.5 誤區五:過程安全隻適用於石化行業
1.2.6 誤區六:行業要培養過程安全的畢業生,這個課題不應是本科工程課程的一部分
1.2.7 誤區七:過程安全不包括產品安全
1.3 安全文化
1.4 個人風險、社會風險和風險人群
1.5 自願和非自願風險
1.6 安全指標
1.7 事故及損失統計
1.8 風險認知
1.9 風險可容忍度/接受度和風險矩陣
1.10 規範、標準和法規
1.11 保護措施
1.12 CCPS基於風險的過程安全的20要素
1.13 本質更安全設計
1.14 最嚴重的化工廠悲劇:印度博帕爾事故,1984
1.15 化工過程安全概述
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習 題
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第2章 毒物學
2.1 毒物侵入人體的途徑
2.1.1 胃腸道
2.1.2 皮 膚
2.1.3 呼吸繫統
2.2 人體消除毒物的途徑
2.3 毒物對人體的影響
2.4 毒物學研究
2.5 劑量與反應的關繫
2.6 應用概率單位方程確定反應-劑量關繫
2.7 相對毒性
2.8 閾限值
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習 題
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第3章 工業衛生
3.1 預測和辨識工作場所的危險暴露
3.2 全球化學品統一分類和標簽制度
3.2.1 GHS安全數據表
3.2.2 GHS標簽
3.3 評估暴露和影響程度
3.3.1 通過監測對揮發性毒物的暴露進行評估
3.3.2 員工暴露於粉塵中的評估
3.3.3 員工暴露於噪聲中的評估
3.3.4 員工暴露於熱輻射中的評估
3.3.5 員工暴露於有毒蒸氣中的評估
3.4 開發和評估防止暴露的控制技術
3.4.1 呼吸器
3.4.2 通 風
3.5 美國國家消防協會菱形標志
在線資源
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習 題
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第4章 源模型
4.1 源模型介紹
4.2 液體經孔洞流出
4.3 液體經儲罐上的孔洞流出
4.4 液體經管道流出
4.5 氣體或蒸氣經孔洞流出
4.6 氣體或蒸氣經管道流出
4.6.1 絕熱流動
4.6.2 等溫流動
4.7 閃蒸液體
4.8 液池蒸發或沸騰
4.9 實際和最壞情景釋放
4.10 保守分析
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習 題
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第5章 有害物質擴散
5.1 擴散影響參數
5.2 中性浮力氣體擴散模型
5.3 Pasquill-Gifford模型
5.3.1 情況1:地面上瞬時點源的煙團(坐標繫固定在釋放點,風速u恆定,風向僅沿x 軸方向)
5.3.2 情況2:地面上連續穩態源的煙羽(風速u恆定,風向僅沿x軸方向)
5.3.3 情況3:在地面上方Hr高度的連續穩態源的煙羽(風速u恆定,風向僅沿x軸方向)
5.3.4 情況4:在地面上方Hr高度的瞬時點源的煙團(坐標繫位於煙團中心的地面投影上,隨煙團移動)
5.3.5 情況5:在地面上方Hr高度的瞬時點源的煙團(坐標繫固定在釋放點的地面投影上)
5.3.6 等值線
5.3.7 釋放動量和浮力的影響
5.3.8 最壞釋放事件情景
5.3.9 Pasquill-Gifford模型的局限性
5.4 重氣擴散模型
5.5 毒性作用標準
5.5.1 ERPG
5.5.2 IDLH
5.5.3 EEGL和SPEGL
5.5.4 AEGL
5.5.5 TLV
5.5.6 PEL
5.5.7 毒性限值
5.6 釋放預防與緩解
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習 題
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第6章 火災和爆炸
6.1 火三角
6.2 火災和爆炸的區別
6.3 與火災和爆炸有關的定義
6.4 液體和蒸氣的燃燒特性
6.4.1 液 體
6.4.2 氣體和蒸氣混合物
6.4.3 燃燒極限隨溫度的變化
6.4.4 燃燒極限隨壓力的變化
6.4.5 燃燒極限估算
6.4.6 極限氧濃度與惰化
6.4.7 可燃界限圖
6.4.8 自 燃
6.4.9 自氧化
6.4.10 絕熱壓縮
6.5 粉塵可燃特性
6.6 薄霧和飛沫
6.7 點火能
6.8 點火源
6.9 氣體/蒸氣和粉塵爆炸的實驗表征
6.9.1 氣體/蒸氣
6.9.2 粉 塵
6.9.3 氣體/蒸氣和粉塵燃燒數據的應用
6.10 爆 炸
6.10.1 爆轟和爆燃
6.10.2 受限爆炸
6.10.3 超壓造成的爆炸破壞
6.10.4 TNT當量法
6.10.5 TNO多能法
6.10.6 化學爆炸能
6.10.7 機械爆炸能
6.10.8 拋射物傷害
6.10.9 爆炸對人的傷害
6.10.10 蒸氣雲爆炸
6.10.11 沸騰液體擴展蒸氣雲爆炸
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習 題
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第7章 防火防爆基本原理
7.1 惰 化
7.1.1 真空惰化
7.1.2 壓力惰化
7.1.3 真空-壓力聯合惰化
7.1.4 使用不純的氮氣進行真空和壓力惰化
7.1.5 吹掃惰化
7.1.6 虹吸惰化
7.1.7 使用可燃界限圖避免可燃性氣氛
7.2 靜 電
7.2.1 靜電基本原理
7.2.2 電荷積聚
7.2.3 靜電放電
7.2.4 靜電釋放能
7.2.5 靜電點火源能量
7.2.6 流動電流
7.2.7 靜電電壓降
7.2.8 荷電電容器的能量
7.2.9 物體的電容
7.3 控制靜電
7.3.1 預防靜電點燃的通用設計方法
7.3.2 弛 豫
7.3.3 搭接和接地
7.3.4 采用浸漬管
7.3.5 采用添加劑增加導電性
7.3.6 在沒有可燃蒸氣存在的條件下操作固體
7.3.7 在可燃蒸氣存在的條件下操作固體
7.4 防爆設備與工具
7.4.1 防爆外殼
7.4.2 區域和物質的分類
7.4.3 XP區域的設計
7.5 通 風
7.5.1 露天裝置
7.5.2 建築內的裝置
7.6 噴淋繫統
7.7 工業防火防爆策略
7.7.1 實 踐
7.7.2 被動和主動繫統
7.7.3 工廠基礎消防設施
7.7.4 防火防爆策略記錄
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習 題
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第8章 化學反應性
8.1 背景理解
8.2 化學反應危害的承諾、認知和辨識
8.3 用量熱儀表征化學反應危害
8.3.1 化學反應危害量熱的介紹
8.3.2 量熱儀數據的理論分析
8.3.3 量熱儀數據的參數估算
8.3.4 樣品容器的熱容數據修正
8.3.5 量熱儀的反應熱數據
8.3.6 量熱儀壓力數據的使用
8.3.7 量熱儀數據的應用
8.4 化學反應危害的控制
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習 題
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第9章 洩放繫統概述
9.1 洩放的概念
9.2 洩放相關術語
9.3 規範要求
9.4 洩放繫統的設計
9.5 洩放設備的類型和特征
9.5.1 彈簧式洩放閥
9.5.2 爆破片
9.5.3 屈曲銷式洩放閥
9.5.4 先導式洩放閥
9.5.5 不同洩放設備的優缺點
9.6 洩放設備安裝實踐
9.7 洩放物料處理
9.7.1 水平分液罐
9.7.2 火 炬
9.7.3 洗滌器
9.7.4 冷凝器
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習 題
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第10章 洩放尺寸
10.1 洩放設備的設定壓力和積聚壓力限值
10.2 液體適用的洩放尺寸計算
10.3 蒸氣和氣體設備的洩放尺寸計算
10.3.1 亞臨界蒸氣/氣體流動
10.3.2 水蒸氣流動洩放尺寸設計
10.3.3 爆破片洩放尺寸設計
10.3.4 先導式閥門洩放尺寸設計
10.3.5 屈曲銷式閥門洩放尺寸設計
10.4 失控反應器洩放的兩相流
10.5 粉塵和蒸氣爆炸的爆燃洩放
10.5.1 氣體/蒸氣和霧的洩放
10.5.2 粉塵和雜混物的洩放
10.6 火災環境下工藝容器的洩放
10.7 工藝流體熱膨脹的洩放
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習 題
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第11章 危害辨識與評估
11.1 危害辨識與評估和風險分析簡介
11.2 非基於情景的危害辨識與評估方法
11.2.1 檢查表分析
11.2.2 安全審查
11.2.3 本質安全審查
11.2.4 預先危險性分析
11.2.5 相對排序法
11.3 基於情景的危害辨識與評估方法
11.3.1 危害和可操作性分析
11.3.2 失效模式和影響分析
11.3.3 What-if分析
11.3.4 What-if/檢查表分析
11.4 危害辨識與評估所需的文件和措施
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習 題
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第12章 風險分析與評價
12.1 概率論回顧
12.1.1 之間的相互作用
12.1.2 顯性失效和隱性失效
12.1.3 重合概率
12.1.4 冗 餘
12.1.5 共模失效
12.2 事件樹
12.3 事故樹
12.3.1 最小割集的確定
12.3.2 事故樹的定量計算
12.3.3 事故樹的優缺點
12.4 領結圖
12.5 定量風險分析
12.6 保護層分析
12.6.1 估算LOPA後果
12.6.2 估算LOPA頻率
12.7 風險評價
12.7.1 後果-頻率圖
12.7.2 個人風險:風險等值線
12.7.3 社會風險:F-N 圖
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第13章 安全策略、程序與設計
13.1 過程安全策略
13.1.1 過程安全層級
13.1.2 人為因素
13.1.3 安全管理
13.1.4 事故調查
13.1.5 根本原因分析
13.2 安全操作程序
13.3 安全作業規程
13.3.1 動火作業
13.3.2 能量隔離(上鎖/掛牌,或鎖定、標記和測試)
13.3.3 受限空間進入(容器進入)
13.4 過程安全設計
13.4.1 本質安全設計
13.4.2 能量隔離閥控制
13.4.3 雙截斷排放控制
13.4.4 保護措施和冗餘控制
13.4.5 抑爆控制
13.4.6 阻火器
13.4.7 容 納
13.4.8 設備選材
13.4.9 工藝容器
13.4.10 各種防火防爆設計
13.5 失控反應設計
13.6 粉塵安全處理設計與實踐
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第14章 事故案例和經驗教訓
14.1 過程安全文化
14.1.1 事故案例:過程安全文化不足導致煉油廠爆炸
14.1.2 經驗教訓
14.2 標準符合性
14.2.1 事故案例:對標準使用的培訓不足導致制藥廠發生粉塵爆炸
14.2.2 經驗教訓
14.3 過程安全能力
14.3.1 事故案例:對化工過程安全了解不足導致攪拌機發生爆炸
14.3.2 經驗教訓
14.4 員工參與
14.4.1 事故案例:上鎖/掛牌許可繫統不足導致螺帶式攪拌機發生致命事故
14.4.2 經驗教訓
14.5 與利益相關者溝通
14.5.1 事故案例:溝通不足導致鄰近社區的後果增大
14.5.2 經驗教訓
14.6 過程知識管理
14.6.1 事故案例:過程知識管理不足導致失控反應和爆炸
14.6.2 經驗教訓
14.7 危害辨識和風險分析
14.7.1 事故案例:未充分識別脆性金屬失效導致化學品釋放和火災
14.7.2 經驗教訓
14.8 操作程序
14.8.1 事故案例:程序使用培訓不足導致反應失控致命事故
14.8.2 事故案例:程序不充分導致反應失控和爆炸
14.8.3 經驗教訓
14.9 安全作業規程
14.9.1 事故案例:缺少動火作業許可繫統導致爆炸
14.9.2 經驗教訓
14.10 資產完好性和可靠性
14.10.1 事故案例:資產完好性程序失效導致災難性的管道破裂
14.10.2 經驗教訓
14.11 承包商管理
14.11.1 事故案例:承包商管理不善導致隧道火災和死亡
14.11.2 經驗教訓
14.12 培訓及績效考核
14.12.1 事故案例:培訓不足導致液化石油氣洩漏和沸騰液體擴展蒸氣雲爆炸
14.12.2 經驗教訓
14.13 變更管理
14.13.1 事故案例:缺少變更程序管理導致爆炸
14.13.2 經驗教訓
14.14 開車準備
14.14.1 事故案例:啟動前安全審查不充分導致螺帶式攪拌機發生致命事故
14.14.2 經驗教訓
14.15 操作執行
14.15.1 事故案例:操作不當導致煉油廠爆炸
14.15.2 事故案例:操作不當導致毒物釋放
14.15.3 經驗教訓
14.16 應急管理
14.16.1 事故案例:應急管理不足導致硝酸銨爆炸
14.16.2 事故案例:應急管理不足導致農藥廠爆炸
14.16.3 經驗教訓
14.17 事故調查
14.17.1 事故案例:事故調查不足導致航天飛機發生致命事故
14.17.2 事故案例:事故調查不足導致制糖廠爆炸
14.17.3 經驗教訓
14.18 衡量及指標
14.18.1 事故案例:飛行軌跡偏差分析不足導致火星氣像衛星飛行失敗
14.18.2 事故案例:對過程安全指標關注不足導致煉油廠爆炸
14.18.3 經驗教訓
14.19 審 核
14.19.1 事故案例:對資產完好性和可靠性審核不足導致天然氣廠爆炸
14.19.2 經驗教訓
14.20 管理評審和持續改進
14.20.1 事故案例:RBPS多要素失效引發爆炸
14.20.2 經驗教訓
14.21 總 結
推薦讀物
習 題
引用讀物
附錄A 單位換算常數
附錄B 常見碳氫化合物的燃燒數據
附錄C 飽和蒸氣壓數據
附錄D 特殊類型的反應性化學物質
附錄E 化學物質的危險特性數據
附錄F 工藝圖
索 引

本書是英文版原著Chemical Process Safety：Fundamentals with Applications(Fourth Edition)的譯本，在原著第3版基礎上融入了近年來化工過程安全技術的進展，並結合學生學習的特點進行了優化。本書較為繫統地介紹了化工過程安全領域相關的基本原理及工業應用，主要內容包括：① 毒物學、火災和爆炸、化學反應性、防火防爆、安全洩放等與化工過程安全事故的發生機理及控制相關的基礎理論知識；② HAZOP，FMEA，What-if等繫統性危害辨識與評估方法； ③ 源模型、有害物質擴散、火災和爆炸模型等評估事故後果的相關知識；④ 事故樹、事件樹等事故發生頻率估算方法；⑤ 定量風險分析、保護層分析等綜合風險評價方法；⑥ 過程安全設計、安全作業實踐等常見風險控制策略。本書整體內容安排體現了風險管控的基本脈絡，邏輯結構清晰，內容豐富、新穎，基本原理講等