在化工生產中不同的化學反應有不同的工藝條件,不同的化工過程有不同的操作規程。評價一套化工生產裝置的危險性,不要單看它所加工的介質、中間產品、產品的性質和數量,還要看它所包含的化學反應類型及化工過程和設備的操作特點。因此,化工安全技術與化工工藝是密不可分的。作為基礎,本節首先討論典型化學反應的危險性及其相關基本安全技術。

一、氧化反應

絕大多數氧化反應都是放熱反應。這些反應很多是易燃易爆物質(如甲烷、乙烯、甲醇、氨等)與空氣或氧氣參加,其物料配比接近爆炸下限。倘若配比及反應溫度控制失掉,既能發生爆炸燃燒。某些氧化反應能生成危險性更大的過氧化物,它們化學穩定性極差,受高溫、摩擦或撞擊便會分解,引燃或爆炸。

有些參加氧化反應物料的本身就是強氧化劑,如高錳酸鉀、氯酸鉀、鉻酸酐、過氧化氫,它們的危險性極大,在與酸、有機物等作用時危險性就更大了。

因此,在氧化反應中,一定要嚴格控制氧化劑的投料量(即適當的投料比例),氧化劑的加料速度也不易郭凱。要有料號的攪拌和冷卻裝置,防止溫升過快、過高。此外,要防止由于設備、物料含有的雜質而引起的不良副翻譯你干,例如有些氧化劑遇金屬雜質會引起分解。使用空氣是一定要凈化,除掉空氣中的灰塵、水分和油污。

當氧化反應過程以空氣和氧為氧化劑是,反應物料配比應嚴格控制在爆炸范圍以外。如乙炔氧化制環氧乙烷,乙烯在氧氣中的爆炸下限為91%,及含氧量9%。反應系統中氧含量要嚴格控制在9%以下。其產物環氧乙烷在空氣中的爆炸極限范圍很寬,為3%--100%。其次,反應放出大量的熱增加了反應體系的溫度。在高溫下,由乙烯、氧和環氧乙烷組成的循環氣體具有更大的爆炸危險性。針對上述兩個問題,工業上采用加入惰性氣體(氮氣、二氧化碳或甲烷等)的方法,來改變循環氣的成分,縮小混合氣的爆炸極限,增加反應系統的安全性;其次,這些惰性氣體具有較高的熱熔,能效地帶走部分反應熱,增加反應系統的穩定性。

這些惰性氣體叫做致穩氣體,致穩氣體在反應中不消耗,可以循環使用。

二、還原反應

還原反應種類很多。雖然多數還原放映的反應過程比較緩和,但是許多還原反應會產生氫氣或使用氫氣,增加了反應火災爆炸的危險性,從而使防火防爆問題突出;另外有些反應使用的還原劑和催化劑具有很大的燃燒和爆炸危險性,下面就不同情況作一介紹。

1、利用初生態氫還原

利用鐵粉、鋅粉等金屬在酸、堿作用下生成初生態氫起還原作用。例如硝基苯在鹽酸溶液中被鐵粉還原成苯胺。

在此反應中,鐵粉和鋅粉在潮濕空氣中遇酸性氣體是可能引起自燃,在存儲時應特別注意。

反應時酸、堿的濃度要控制適宜,濃度過高或過低均使產生初生態氫的量不穩定,使反應難以控制。反應溫度也不易過高,否則容易突然產生大量氫氣而造成沖料。反應過程中應注意攪拌效果,防止鐵粉、鋅粉下沉。一旦溫度過高,底部金屬顆粒動能加大,將加速反應,產生大量氫氣而造成沖料。反應結束后,反應器內殘渣中仍有鐵粉、鋅粉仍繼續作用,不斷放出氫氣,很不安全,應將殘渣放入室外儲槽中,加冷水稀釋,槽上加蓋并設排氣管一導出氫氣。待金屬粉消耗殆盡,再加堿中和。若急于中和,則容易產生大量氫氣并生成大量的熱,將導致燃燒爆炸。

2、在催化劑作用下加氫

有機合成工業和油脂化學工業中,常用雷尼鎳、鈀碳等為催化劑使氫活化,然后加入有機物質分子中起還原反應,例如苯在催化作用下,經加氫氣生成環乙烷。

催化劑雷尼鎳和鈀碳在空氣中吸潮后有自燃的危險。鈀碳更易自燃,平時不能暴露在空氣中,而要浸在酒精中保存。反應前必須用氮氣置換反應器中的全部空氣,經測定證實含氧量降低到規定要求后,方可通入氫氣。反應結束后應先用氮氣把氫氣置換掉,并以氮封保存。

此外,無論是利用初生態氫還原,還是用催化加氫,都是在氫氣存在下,并在加熱加壓下進行。氫氣的爆炸極限為4%--75%,如果操作失誤或設備泄露,都極易引起爆炸。操作中要嚴格控制溫度、壓力和流量。廠房的電氣設備必須符合防爆要求,且應采用輕質屋頂,開設天窗或風帽,使氫氣易于飄逸。尾氣排放管管要高出房頂并設置阻火器。

高溫高壓下的氫對金屬有滲碳作用,易造成氫腐蝕,所以對設備和管道的選材要符合要求。對設備和管材要定期檢測,以防事故。

3、使用其他還原劑還原

常用還原劑中火災危險性大的有硼氫類、四氫化鋰鋁、氫化鈉、保險粉(連二亞硫酸鈉),異丙醇鋁等。

常用的硼氫類還原劑為鉀硼氫和鈉硼氫。它們都是與水燃燒物質,在潮濕空氣中能自燃,遇水和酸即分解放出大量的氫,同時產生大量的熱,可使氫氣燃爆。所以應儲與密閉容器中,置于干燥處。鉀硼氫通常溶解在液堿中比較安全。在生產中,調節酸、堿度時要特別注意防止加酸過多、過快。

四氫化鋰鋁有良好的還原性,但遇潮濕空氣、水和酸極易燃燒,應浸在煤油中存儲。使用時應先將反應器用氮氣置換干凈,并在氮氣保護下投料和反映。反應熱應由油類冷卻劑取走,不應用水,防止水漏入反應器內,發生爆炸。

用氫化鈉作還原劑與水、酸的反應與四氫化鋰鋁相似,它與甲醇、乙醇等反應也相當激烈,有燃燒爆炸的危險。

保險粉是一種還原效果不錯且較為安全的還原劑。它與水發熱,在潮濕的空氣中能分解析出黃色的硫磺蒸汽。硫磺蒸汽自燃點低,易自燃。使用時應在不斷攪拌先,將保險粉緩緩溶于水中,待溶解后再投入反應器與物料反應。

異丙醇鋁常用語高幾醇的還原,反應較溫和。但在制備異丙醇鋁是須加熱回流,將產生大量氫氣和異丙醇蒸汽,如果鋁片或催化劑三氯化鋁的質量不佳,反應就不正常。往往先是不反應,溫度升高后有突然反應,引起沖料,增加了燃燒爆炸的危險性。

采用還原性強而危險性又小的新型還原劑對安全生產很有意義。例如用硫代鈉代替鐵粉還原,可以避免氫氣產生,同時也消除了鐵泥堆積問題。

三、硝化反應

有機化合物分子中引入硝基(-NO2)取代氫原子而生成硝基化合物的反應,稱為硝化。硝化反應時生產燃料、藥物及某些炸藥的重要反應。常用的硝化劑是濃硝酸或濃硝酸與濃硫酸的混合物(俗稱混酸)。

硝化反應使用硝酸作為硝化劑,濃硫酸為觸媒,也有使用氧化氮氣體做硝化劑的。一般的硝化反應是先把硝酸和硫酸配成混酸,然后在嚴格控制溫度的條件下將混酸滴入反應器,進行硝化反應。制備混酸時,應先用水將濃硫酸適當稀釋,稀釋應在有攪拌和冷卻情況下將濃硫酸緩緩加入水中,并控制溫度。如溫度升高過快,應停止加酸,否則易發生爆濺,引發危險。

濃硫酸適當稀釋后,在不斷攪拌和冷卻條件下加濃硝酸。應嚴格控制溫度和酸的配比,直到充分攪拌均勻為止。配酸是要嚴防因溫度猛升而沖料或爆炸。更不能把未經稀釋的濃硫酸與硝酸混合,因為濃硫酸猛烈吸收濃硝酸中的水分而產生高熱,將使硝酸分解產生多種氮氧化物,引起爆沸沖料或爆炸。濃硫酸稀釋時,不可將水注入酸中,因為水的密度比濃硝酸小,上層的水被溶解放出的熱量加熱而沸騰,引起四處飛濺。

配制成的混酸具有強烈的氧化性和腐蝕性,必須嚴格防止觸及棉、紙、布、稻草等有機物,以免發生燃燒爆炸,硝化反應的腐蝕性很強,要注意設備及管道的防腐蝕性能,以防止滲漏。

硝化反應時放熱反應,溫度越高,硝化反應速率越快,放出的熱量越多,極易造成溫度失控而爆炸。所以硝化反應器要有良好的冷卻和攪拌,不得中途停水斷電及攪拌系統發生故障。要有嚴格的溫度控制系統及報警系統,遇有超溫或攪拌故障,能自動報警并自動停止加料。反應物料不得有油脂、醋酐、甘油、醇類等有機雜質,含水也不能過高,否則易于酸反應,發生燃燒爆炸。

硝化反應器應有泄露管和緊急排放系統。一旦溫度失控,緊急排放到安全地點。

硝化產物具有爆炸性,因此處理硝化物事要格外小心。應避免摩擦、撞擊、高溫、日曬,不能接觸明火、酸、堿。卸料是或處理堵塞管道是,可用水蒸氣慢慢疏通,千萬不能用黑色金屬敲打或明火加熱。拆卸的管道,設備應移至車間外安全地點,用水蒸氣反復沖洗,刷洗殘留物,經分析合格后,才能進行檢修。

四、磺化反應

在有機分子中導入磺酸基或其衍生物的化學反應稱為磺化反應。磺化反應使用的磺化劑主要是濃硫酸、發煙硫酸和硫酸酐,都是強烈的吸水劑。吸水時放熱,會引起溫度升高,甚至發生爆炸。磺化劑有腐蝕作用。磺化反應和硝化反應在安全技術上基本相似。不再贅述。

五、氯化反應

以氯原子取代有機化合物中的氫原子的反應稱為氯化反應。最常用的氯化劑是液態或氣態的氯、氣態的氯化氫和不同濃度的鹽酸、磷酰氯(三氯氧化磷)、三氯化磷、硫酰氯(二氯硫酰)、次氯酸鈣(漂白粉)等。最常用的氯化劑是氯氣。氯氣由氯化鈉電解得到,通過液化存儲和運輸。常用的容器有儲罐、氣瓶和槽車,它們都是壓力容器。氯氣的毒性很大,要防止設備泄漏。

在化工生產中用以氯化的原料一般是甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、戊烷、苯、甲苯及萘等,他們都是易燃易爆物質。

氯化反應是放熱反應。有些反應比較容易進行,如芳烴氯化,反應溫度較低。而烷烴和烯烴氯化反應溫度高達300-500攝氏度。在這樣苛刻的反應條件下,一定要控制好反應溫度、配料比和進料速度。反應器要有良好的冷卻系統。設備和管道要耐腐蝕,因為氯氣和氯化產物(氯化氫)的腐蝕性極強。

氣瓶和儲罐中的氯氣呈液態,冬天氣化較慢,有時需加熱,以促使氯氣的氣化。加熱一般用溫水而切忌用蒸汽或明火,以免溫度過高,液氯劇烈氣化,造成內壓過高而發生爆炸。停止通氯時,應在氯氣瓶尚未冷卻的情況下關閉出口閥,以免溫度驟降,瓶內氯氣體積縮小,造成物料倒灌,形成爆炸性氣體。

三氯化磷、三氯氧磷等遇水猛烈分解,會引起沖料或爆炸所以要防水。冷卻劑做好不用水。

氯化氫極易溶于水,可以用來冷卻和吸收氯化反應的尾氣。

六、裂解反應

廣義地說,凡是有機化合物在高溫下分子發生分解的反應過程都稱為裂解。而石油化工中所謂的裂解是指石油烴(裂解原料)在隔絕空氣和高溫條件下,分子發生分解反應而生成小分子烴類的過程。在這個過程中還伴隨著其他的反應(如縮合反應),生成一些特別的反應物(如有較小分子的烴縮合成較大分子的烴)。

裂解是總稱,不同的情況,可以有不同的名稱。如單純加熱不使用催化劑的裂解稱為熱裂解;使用催化劑的裂解稱為催化裂解;使用添加劑的裂解,隨著添加劑的不同,有水蒸汽裂解、加氫裂解等。

石油化工中的裂解與石油煉制工業中的裂化有共同點,即都符合前面所說的廣義定義。但是也有不同,主要區別有二:一是所用的溫度不同,一般答題以600℃為分界,在600℃以上所進行的過程為裂解,在600℃以下的過程為裂化;二是生產的目的不同,前者的目的產物為乙烯、丙烯、乙炔、聯產丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等化工產品,后者的目的產物是汽油、煤油等燃料油。

在石油化工中用的最為廣泛的是水蒸氣裂解。其設備為管式裂解爐。

裂解反應在裂解爐的爐管內并在很高的溫度(以輕柴油裂解指乙烯為例,裂解氣的出口溫度近800℃)很短的時間內(0.7s)完成,以防止裂解氣體二次反應而是裂解爐管內結焦。

爐管內結焦會使流體阻力增加,影響生產。同時影響傳熱,當焦層達到一定厚度時,因爐管壁溫度過高,而不能繼續運行下去,必須進行清焦,否則會燒穿爐管,裂解氣外泄,引起裂解爐爆炸。

裂解爐運轉中,一些外界因素可能危及裂解爐的安全。這些不安全因素大致有以下幾個。

1、引風機故障,引風機是不斷排除爐管內煙氣的裝置。在裂解爐正常運行中,如果由于斷電或引風機機械故障而使引風機突然停轉,則爐膛內很快變成正壓,會從窺視孔或燒嘴等處向外噴火,嚴重時會引起爐膛爆炸。為此,必須設置連鎖裝置,一旦引風機故障停車,則裂解爐自動停止進料并切斷燃料供應。但應繼續供應稀釋蒸汽,以帶走爐膛內的余熱。

2、燃料氣壓力降低裂解爐正常運行中,如果燃料系統大幅度波動,燃料氣壓力過低,則可能造成裂解爐燒嘴回火,使燒嘴燒壞,甚至會引起爆炸。

裂解爐內采用燃料油做燃料是,如燃料油的壓力降低,也會使油嘴回火。因此,當燃料油壓降低時應自動切斷燃料油的供應,同時停止進料。當裂解爐同時使用油和氣為燃料是,如果油壓降低,則在切斷燃料油的同時,將燃料氣切入燒嘴,裂解爐可繼續維持運轉。

3、其他公用工程故障,裂解爐其他公用工程中斷,則廢熱鍋爐汽包液面迅速下降,如果不及時停爐,必然會使廢熱鍋爐爐管、裂解爐對流段鍋爐給水預熱管損壞。

此外,水、電、蒸汽出現故障,均能使裂解爐造成事故。在這種情況先,裂解爐應能自動停車。

七、聚合反應

由低分子單體合成聚合物的反應稱為聚合反應。聚合反應的類型很多,按聚合物和單體元素組成結構的不同,可分成加聚反應和縮聚反應兩大類。

單體加成而聚合起來的反應叫做加聚反應。氯乙烯聚合成聚氯乙烯就是加聚反應。

加聚反應產物的元素組成與原料單體相同,僅結構不同,其分子量是單體分子量的整數倍。

另外一種聚合反應中,除了生成聚合物外,同時還有低分子副產物生成,這類聚合反應稱為縮聚反應。例如己二胺和己二醇反應生成尼龍-66的縮聚反應。

縮聚反應中的單體分子中都有官能團,根據單體官能團的不同,低分子副產物可能是誰、醇、氨、氯化氫等。

由于聚合物的單體大多數都是易燃易爆物質,聚合反應多在高壓下進行,反應本身又是放熱過程,所以如果反應條件控制不當,很容易出事故。例如乙烯在溫度為150~3000℃;壓力為130~300MPa的條件下聚合成聚乙烯。在這種條件先,乙烯不穩定。一旦分解,會產生巨大的熱量。進而反應加劇,可能引起暴聚,反應器和分解器可能發生爆炸。

聚合反應過程中的不安全因素

1、單體在壓縮過程中或在高壓系統中泄漏,發生火災爆炸。

2、聚合反應中加入的引發劑都是化學活潑性很強的過氧化物,一旦配料比控制不當,容易引起暴聚,反應器壓力驟增易引起爆炸。

3、聚合反應未能及時導出,如減半發生故障、停電、停水,由于反應釜內聚合物粘壁作用,使反應熱不能導出,造成局部過熱或反應釜急劇升溫,發生爆炸,引起容器破裂,可燃氣外泄。

針對上述不安全因素,應設置可燃氣體檢測報警器,一旦發現設備、管道有可燃氣體泄漏,將自動停車。

對催化劑、引發劑等要加強存儲、運輸、調配、注入等工序的嚴格管理。反應釜的攪拌和溫度應有檢測和聯鎖,發現異常能自動停止進料。高壓分離系統應設置爆破片、導爆管,并有良好的靜電接地系統。一旦出現異常,及時泄壓。

篇2:化工常見化學反應及其安全技術措施

1引言

化工生產是以化學反應為主要特征的生產過程,具有易燃、易爆、有毒、有害、有腐蝕等特點,因此安全生產在化工中尤為重要。不同類型的化學反應,因其反應特點不同,潛在的危險性亦不同,生產中規定有相應的安全操作要求。一般情況下,中和反應、復分解反應、脂化反應較少危險性,操作較易控制;但不少化學反應如氧化、硝化反應等就存在火災和爆炸的危險,操作較難控制,必須特別注意安全。

2不同類型的化學反應及其安全技術

2.1氧化反應

絕大多數氧化反應都是強放熱反應,作為氧源的氧化劑具有助燃作用,若反應物與空氣或氧配比不當,反應溫度或壓力控制失調,就易發生燃燒爆炸。因此,對氧化反應一定要嚴格控制氧化劑的配料比,投料速度也不宜過快,并要有良好的攪拌和冷卻裝置,以防溫升過快、過高。尤其是沸點較低(揮發度則較大)的有機物,存在高火險,如乙醚、乙醛、乙酸甲脂等具有極度易燃性,其閃點<0℃;乙醇、乙苯、乙酸丙脂等具有高度易燃性,其閃點<21℃。大多數化學溶劑屬于易燃性物質,閃點在21-55℃。閃點和爆炸極限是液體火災爆炸危險性的主要標志,即閃點越低,越易起火燃燒,燃燒爆炸的危險性越大。所以,對氧化劑和反應物料配比應嚴格控制在爆炸范圍以外,如:乙烯氧化制環氧乙烷,必須控制氧含量<9%,其產物環氧乙烷在空氣中的爆炸極限范圍很寬,為3%-100%,工業上采用加入惰性氣體(N2或CO2)的方法來縮小反應系統的爆炸極限,增加其安全性。

在使用高錳酸鹽、亞氯酸鈉、過氧化物、硝酸等強氧化劑時,為安全起見,應采用低濃度或低溫操作,以免發生燃燒和爆炸。對具有高火險的粉狀金屬(鈣、鈦)、氫化鉀、乙硼烷、硼化氫、磷化氫等自燃性物質,為避免可能發生的火災或爆炸,同樣在加工時必須與空氣隔絕,或在較低的溫度條件下操作。絕大多數氧化劑都是高毒性化合物,會造成氧化性危險,有些是刺激性氣體,如硫酸、氯酸煙霧;有些是窒息性氣體,如硝酸煙霧、氯氣,所以在防火防爆的同時還要注意防毒。

2.2還原反應

多數還原反應的反應過程比較緩和,但不少還原反應會產生或使用氫,增加了發生火災爆炸的危險性。如:鈉、鉀、鈣及氫化物,與水或水蒸氣會發生程度不同的水敏性放熱反應,釋放出易燃氣體氫;氮、硫、碳、硼、硅、砷、磷類化合物與水或水蒸氣反應,會生成揮發性氫化物;苯加氫生成環己烷,還原劑本身就具有燃燒爆炸的危險性。氫氣的爆炸極限為4%-75.6%,當反應不僅有氫氣存在,而且又在加溫加壓條件下進行時,若操作不當或設備泄漏,就極易引發爆炸,所以操作中要嚴格控制溫度、壓力和流量。

常用還原劑中火險大的物質有硼氫類、氫化鈉、異丙醇鋁等。硼氫類還原劑常用鉀硼氫和鈉硼氫,它們都遇水燃燒,在潮濕的空氣中能自燃,所以應儲存于干燥的密閉容器內。采用還原性強而危險性又小的新型還原劑如硫化鈉對安全生產具有重要意義,近年來已在推廣使用。

2.3硝化反應

硝化反應中常用的硝化劑是濃硝酸或混酸(濃硝酸和濃硫酸的混合物),也有用氧化氮氣體作硝化劑的。制備混酸時,應先用水將濃硫酸稀釋,在不斷攪拌和冷卻條件下加濃硝酸,并且嚴格控制溫度和酸的配比,嚴防沖料或爆炸。配制成的混酸具有強烈的氧化性和腐蝕性,必須防止觸及人體和衣物。

硝化劑是強氧化劑,硝化反應是放熱反應,硝化產物具有爆炸性,所以硝化反應潛在的危險性較大。為避免反應失常或產生爆炸,操作中必須精心控制反應溫度和濃度,避免一切摩擦、撞擊、高溫因素,不得接觸明火和酸、堿物質等。硝化反應器要有良好的冷卻和攪拌裝置,要有靈敏的溫度控制和報警系統。同時,硝化反應的腐蝕性很強,要注意設備、管道的防腐蝕性能,以防滲漏釀成事故。

2.4氯化反應

常用的氯化劑有液態或氣態氯、氣態氯化氫和不同濃度的鹽酸、三氯化磷、次氯酸鈣等。最常用的氯化劑是氯氣,其毒性很大,必須嚴防泄漏,用氣瓶或儲罐灌裝時要密切注意外界溫度和壓力的影響。三氯化磷遇水會猛烈分解,易引起沖料或爆炸,所以一定要防水。

化工生產中用以氯化的原料一般是甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、苯、甲苯等,它們都是易燃易爆物質。氯化反應是放熱反應,芳烴氯化的反應溫度較低,而烷烴和烯烴的氯化則高達300-500℃。在這樣苛刻的反應條件下,控制溫度、濃度和加料速度至關重要。另外,氯化反應器要有良好的冷卻系統,設備和管道要能耐腐蝕。

2.5裂解反應

石油化工中的裂解是指石油烴在隔絕空氣和高溫條件下分子發生分解反應的過程,一般溫度>600℃,比如用輕柴油裂解制乙烯,裂解爐的出口溫度近800℃。要排除一切可能危及裂解爐的不安全因素,維持爐內負壓防止向外噴火,控制燃料氣壓力不得過低等。

2.6聚合反應

聚合反應可分成加聚反應和縮聚反應兩大類,氯乙烯聚合成聚氯乙烯就是加聚反應,己二胺和己二酸反應生成尼龍-66就是縮聚反應。由于聚合物的單體大多數是易燃易爆物質,聚合反應多在高壓下進行,反應本身又是放熱過程,所以反應控制不當極易發生事故。例如:乙烯在130MPa-300MPa的條件下聚合成聚乙烯,此時乙烯不穩定,一旦分解會產生巨大的熱量造成反應加劇,有可能引起暴聚,進而引發反應器爆炸。所以,對聚合反應中的不安全因素,如設備泄漏、加入引發劑配料不當、反應熱不能及時導出等必須排除。

2.7鹵化反應

氟、氯、溴、碘是有重要工業價值的鹵族元素。鹵化反應為強放熱反應,氟化反應放熱最強,反應最難控制。如氟與烴類的直接反應很強烈,易引發爆炸,所以氣相反應一般要用惰性氣體稀釋。氯化反應不論氣相或液相反應,都具有潛在的危險性。

3防火防爆安全措施

綜上所述,化工生產中必須對各類化學反應所具有的燃、爆、毒、腐蝕等危害性給予高度重視,應采取以下安全措施進行防火防爆:對易燃易爆氣體,控制其濃度在安全范圍內;用惰性氣體取代空氣;把氧氣濃度降至極限值以下。對易燃易爆液體,避免其蒸氣濃度達到爆炸下限,采取在液面上方施加惰性氣體覆蓋;降低加工溫度,保持較低的蒸氣壓,使其達不到爆炸濃度。對易燃易爆固體,加工時避免暴熱和形成爆炸性粉塵,采取粉碎、研磨、篩分時施加惰性介質保護;安裝降溫設施,迅速移走摩擦熱、撞擊熱;配置通風設備,使易燃粉塵迅速排除。對遇濕空氣或水燃燒的物質,采取隔絕空氣或防水、防潮措施。對自燃性物質,采取通風、散熱、降溫等措施,以免達到自燃點。為防止易燃氣體、蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體,設備應保持良好的密閉性,并在生產場所避免明火或火花,切實做到防火防爆。總之,重視安全生產,安全措施得當,操作嚴格認真,化工燃爆中毒事故就是可以避免的。

篇3:化學反應過程危險性及基本安全技術措施

危險化學反應過程,應以有活性物料參與或產生的化學反應,能釋放大量反應熱,又在高溫、高壓和汽液兩相平衡狀態下進行的化學反應為主要重點、分析研究反應失控的條件,反應失控的后果及防止反應失控的措施。

危險化學反應過程主要有鹵化、硝化、磺化、氧化、還原、氫化、水解、電解、催化、裂化、氯化、烷基化、重氮化、胺化、聚合、堿熔等反應過程。

一、氧化反應

絕大多數氧化反應都是放熱反應。這些反應很多都是易燃易爆物質(如甲烷、乙烯、甲醇、氨等)與空氣或氧氣參加,其物料配比接近爆炸下限。倘若配比及反應溫度控制失調即能發生爆炸燃燒。

在氧化反應中,一定要嚴格控制氧化劑的投料量(即適當的配料比),氧化劑的加料速度也不宜過快。要有良好的攪拌和冷卻裝置,防止溫升過快、過高。此外,還要防止由于設備、物料含有的雜質而引起的不良副反應。

二、還原反應

還原反應種類很多,雖然多數還原反應的反應過程比較緩和,但是許多還原反應會產生氫氣或使用氫氣,增加了發生火災爆炸的危險性,從而使防火防爆問題突出;另外有些反應使用的還原劑和催化劑具有很大的燃燒爆炸危險性。

無論是初生態氫還原、還是用催化加氫,都是在氫氣存在下,并在加熱加壓下進行。氫氣的爆炸極限為4%~75%,如果操作失誤或設備泄漏,都極易引起爆炸。

操作中要嚴格控制溫度、壓力和流量。廠房的電氣設備必須符合防爆要求,且應采用輕質屋頂。開設天窗或風帽,使氫氣易于飄逸,尾氣排放管要高出房頂并設阻火器。

高溫高壓下的氫對金屬有滲碳作用,易造成氫腐蝕,所以對設備和管道的選材要符合要求。對設備和管道要定期檢測,以防事故。

三、硝化反應

硝化反應是生產染料、藥物及某些炸藥的重要反應。常用的硝化劑是濃硝酸或濃硝酸與濃硫酸的混合物(俗稱混酸)。

硝化反應是放熱反應,溫度越高,硝化反應速率越快,放出的熱量越多,極易造成溫度失控而爆炸。所以硝化反應器要有良好的冷卻和攪拌,不得中途停水斷電及攪拌系統發生故障。

要有嚴格的溫度控制系統及報警系統,遇有超溫或攪拌故障,能自動報警并自動停止加料。

反應物料不得有油類、醋酐、甘油、醇類等有機雜質,含水也不能過高,否則易與酸反應,發生燃燒爆炸。

硝化器應設有泄爆管和緊急排放系統。一旦溫度失控,緊急排放到安全地點。

四、氯化反應

以氯原子取代有機化合物中氫原子的反應稱為氯化反應。常用的氯化劑有液態或氣態的氯、氣態的氯化氫和不通濃度的鹽酸、三氯化磷等。

最常用的氯化劑是氯氣。氯氣由氯化鈉電解得到,通過液化儲存和運輸。常用的容器有儲罐、氣瓶和槽車,它們都是壓力容器。

氯氣的毒性很大,要防止設備泄漏。

在化工生產中用以氯化的原料一般是甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、苯、甲苯及萘等,它們都是易燃易爆的物質。

氯化反應是放熱反應,對溫度的要求比較苛刻,一定要控制好反應溫度、配料比和進料速度。反應器要有良好的冷卻系統。設備和管道要耐腐蝕,因為氯氣和氯化產物(氯化氫)的腐蝕性極強。

氣瓶或儲罐中的氯氣呈液態,冬天氣化很慢,有時需要加熱,以促使氯的氣化。

加熱一般用溫水而切忌用蒸汽和明火,以免溫度過高,液氯劇烈氣化,造成內壓過高而發生爆炸。

停止通氯時,應在氯氣尚未冷卻的情況下關閉出口閥,以免溫度驟降,瓶內氯氣體積縮小,造成物料倒灌,形成爆炸性氣體。