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典型化学反应的危险性分析.docx
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1、 典型化学反应的危险性分析 1 氧化 如氨氧化制硝酸、甲苯氧化制苯甲酸、乙烯氧化制环氧乙烷等。 (1)氧化的火灾危急性 氧化反响需要加热,但反响过程又是放热反响,特殊是催化气相反响,一般都是在250600的高温下进展,这些反响热如不准时移去,将会使温度快速上升甚至发生爆炸。 有的氧化,如氨、乙烯和甲醇蒸气在空中的氧化,其物料配比接近于爆炸下限,如果配比失调,温度掌握不当,极易爆炸起火。 被氧化的物质大局部是易燃易爆物质。如乙烯氧化制取环氧乙烷中,乙烯是易燃气体,爆炸极限为2734,自燃点为450;甲苯氧化制取苯甲酸中,甲苯是易燃液体,其蒸气易与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限为127;甲醇氧化制
2、取甲醛中,甲醇是易燃液体,其蒸气与空气的爆炸极限是6365。 氧化剂具有很大的火灾危急性。如氯酸钾,高锰酸钾、铬酸酐等都属于氧化剂,如遇高温或受撞击、摩擦以及与有机物、酸类接触,皆能引起着火爆炸;有机过氧化物不仅具有很强的氧化性,而且大局部是易燃物质,有的对温度特殊敏感,遇高温则爆炸。 氧化产品有些也具有火灾危急性。如环氧乙烷是可燃气体;硝酸虽是腐蚀性物品,但也是强氧化剂;含367的甲醛水溶液是易燃液体,其蒸气的爆炸极限为7773。另外,某些氧化过程中还可能生成危急性较大的过氧化物,如乙醛氧化生产醋酸的过程中有过醋酸生成,过醋酸是有机过氧化物,性质极度不稳定,受高温、摩擦或撞击便会分解或燃烧。
3、 (2)氧化过程的防火措施 氧化过程中如以空气或氧气作氧化剂时,反响物料的配比(可燃气体和空气的混合比例)应严格掌握在爆炸范围之外。空气进入反响器之前,应经过气体净扮装置,消退空气中的灰尘、水汽、油污以及可使催化剂活性降低或中毒的杂质,以保持催化剂的活性,削减着火和爆炸的危急。 氧化反响接触器有卧式和立式两种,内部填装有催化剂。一般多采纳立式,由于这种形式催化剂装卸便利,而且安全。在催化氧化过程中,对于放热反响,应掌握相宜的温度、流量,防止超温、超压和混合气处于爆炸范围之内。 为了防止接触器在万一发生爆炸或着火时危及人身和设备安全,在反响器前和管道上应安装阻火器,以阻挡火焰扩散,防止回火,使着
4、火不致影响其他系统。为了防止接触器发生爆炸,接触器应有泄压装置,并尽可能采纳自动掌握或调整以及报警联锁装置。 使用硝酸、高锰酸钾等氧化剂时,要严格掌握加料速度,防止多加、错加,固体氧化剂应粉碎后使用,最好呈溶液状态使用,反响中要不连续搅拌,严格掌握反响温度,决不许超过被氧化物质的自燃点。 使用氧化剂氧化无机物时,如使用氯酸钾氧化生成铁蓝颜料,应掌握产品烘干温度不超过其着火点,在烘干之前应用清水洗涤产品,将氧化剂彻底除净,以防止未完全反响的氯酸钾引起已烘干的物料起火。有些有机化合物的氧化,特殊是在高温下的氧化,在设备及管道内可能产生焦状物,应准时去除,以防自燃。 氧化反响使用的原料及产品,应按有
5、关危急品的治理规定,实行相应的防火措施,如隔离存放、远离火源、避开高温柔日晒、防止摩擦和撞击等。如是电介质的易燃液体或气体,应安装导除静电的接地装置。 在设备系统中宜设置氮气、水蒸气灭火装置,以便能准时扑灭火灾。 2 复原 如硝基苯在盐酸溶液中被铁粉复原成苯胺、邻硝基苯甲醚在碱性溶液中被锌粉复原成邻氨基苯甲醚、使用保险粉、硼氢化钾、氢化锂铝等复原剂进展复原等。 复原过程的危急性分析及防火要求: (1)无论是利用初生态复原,还是用催化剂把氢气活化后复原,都有氢气存在(氢气的爆炸极限为475),特殊是催化加氢复原,大都在加热、加压条件下进展,假如操作失误或因设备缺陷有氢气泄漏,极易与空气形成爆炸性
6、混合物,如遇着火源即会爆炸。所以,在操作过程中要严格掌握温度、压力和流量;车间内的电气设备必需符合防爆要求。电线及电线接线盒不宜在车间顶部敷设安装;厂房通风要好,应采纳轻质屋顶、设置天窗或风帽,以使氢气准时逸出;反响中产生的氢气可用排气管导出车间屋项,并高于屋脊2m以上,经过阻火器向外排放;加压反响的设备应配备安全阀,反响中产生压力的设备要装设爆破片;安装氢气检测和报警装置。 (2)复原反响中所使用的催化剂雷氏镍吸潮后在空气中有自燃危急,即使没有着火源存在,也能使氢气和空气的混合物引燃形成着火爆炸。因此,当用它们来活化氢气进展复原反响时,必需先用氮气置换反响器内的全部空气,并经过测定证明含氧量
7、降到标准后,才可通人氢气;反响完毕后应先用氮气把反响器内的氢气置换洁净,才可翻开孔盖出料,以免外界空气与反响器内的氢气相遇,在雷氏镍自燃的状况下发生着火爆炸,雷氏镍应当储存于酒精中,钯碳回收时应用酒精及清水充分洗涤,过滤抽真空时不得抽得太干,以免氧化着火。 (3)固体复原剂保险粉、硼氢化钾、氢化铝锂等都是遇湿易燃危急品,其中保险粉遇水发热,在潮湿空气中能分解析出硫,硫蒸气受热具有自燃的危急,且保险粉本身受热到190也有分解爆炸的危急;硼氢化钾(钠)在潮湿空气中能自燃,遇水或酸即分解放出大量氢气,同时产生高热,可使氢气着火而引起爆炸事故;氢化锂铝是遇湿危急的复原剂,务必要妥当保管,防止受潮。保险
8、粉用于溶解使用时,要严格掌握温度,可以在开动搅拌的状况下,将保险粉分批参加水中,待溶解后再与有机物接触反响;当使用硼氢化钠(钾)作复原剂时,在工艺过程中调解酸、碱度时要特殊留意,防止加酸过快、过多;当使用氢化铝锂作复原剂时,要特殊留意,必需在氮气爱护下使用,平常浸没于煤油中储存。前面所述的复原剂,遇氧化剂会猛烈发生反响,产生大量热量,具有着火爆炸的危急,故不得与氧化剂混存。 (4)复原反响的中间体,特殊是硝基化合物复原反响的中间体,亦有肯定的火灾危急,例如,在邻硝基苯甲醚复原为邻氨基苯甲醚的过程中,产生氧化偶氮苯甲醚,该中间体受热到150能自燃。苯胺在生产中假如反响条件掌握不好,可生成爆炸危急
9、性很大的环己胺。所以在反响操作中肯定要严格掌握各种反响参数和反响条件。 (5)开展技术革新,讨论采纳危急性小、复原效率高的新型复原剂代替火灾危急性大的复原剂。例如采纳硫化钠代替铁粉复原,可以避开氢气产生,同时还可消退铁泥积累的问题。 上一页1 234下一页 3 硝化 硝化通常是指在有机化合物分子中引入硝基(NO2),取代氢原子而生成硝基化合物的反响。如甲苯硝化生产梯恩梯(TNT)、苯硝化制取硝基苯、甘油硝化制取硝化甘油等。 硝化过程的火灾危急性主要是: (1)硝化是一个放热反响,引入一个硝基要放热1522153 kJmol,所以硝化需要降温条件下进展。在硝化反响中,如果稍有疏忽,如中途搅拌停顿
10、、冷却水供给不良、加料速度过快等,都会使温度猛增、混酸氧化力量加强,并有多硝基物生成,简单引起着火和爆炸事故。 (2)硝化剂具有氧化性,常用硝化剂浓硝酸、硝酸、浓硫酸、发烟硫酸、混合酸等都具有较强的氧化性、吸水性和腐蚀性。它们与油脂、有机物,特殊是不饱和的有机化合物接触即能引起燃烧;在制备硝化剂时,若温度过高或落入少量水,会促使硝酸的大量分解和蒸发,不仅会导致设备的剧烈腐蚀,还可造成爆炸事故。 (3)被硝化的物质大多易燃,如苯、甲苯、甘油(丙三醇)、脱酯棉等,不仅易燃,有的还兼有毒性,如使用或储存治理不当,很易造成火灾。 (4)硝化产品大都有着火爆炸的危急性,特殊是多硝基化合物和硝酸酯,受热、
11、摩擦、撞击或接触着火源,极易发生爆炸或着火。 4 电解 电流通过电解质溶液或熔融电解质时,在两个极上所引起的化学变化称为电解。电解在工业上有着广泛的作用。很多有色金属(钠、钾、镁、铅等)和稀有金属(锆、铪等)冶炼,金属铜、锌、铝等的精炼;很多根本化学工业产品(氢、氧、氯、烧碱、氯酸钾、过氧化氢等)的制备,以及电镀、电抛光、阳极氧化等,都是通过电解来实现的。 如食盐水电解生产氢氧化钠、氢气、氯气,电解水制氢等。食盐水电解过程中的危急性分析与防火要点: (1)盐水应保证质量 盐水中如含有铁杂质,能够产生其次阴极而放出氢气;盐水中带入铵盐,在相宜的条件下(pH45时),铵盐和氯作用可生成氯化铵,氯作
12、用于浓氯化铵溶液还可生成黄色油状的三氯化氮。 3C12+NH4Cl4HCl+NCl3 三氯化氮是一种爆炸性物质,与很多有机物接触或加热至90以上以及被撞击,即发生猛烈地分解爆炸。爆炸分解式如下: 2NCl3N2+3C12 因此盐水配制必需严格掌握质量,尤其是铁、钙、镁和无机铵盐的含量。一般要求Mg2+2mgL,Ca2+6mgL,SO42-5mgL。应尽可能实行盐水纯度自动分析装置,这样可以观看盐水成分的变化,随时调整碳酸钠、苛性钠、氯化钡或丙烯酸胺的用量。 (2)盐水添加高度应适当 在操作中向电解糟的阳极室内添加盐水,如盐水液面过低,氢气有可能通过阴极网渗入到阳极室内与氯气混合;若电解槽盐水装
13、得过满,在压力下盐水会上涨,因此,盐水添加不行过少或过多,应保持肯定的安全高度。采纳盐水供料器应连续供应盐水,以避开电流的损失,防止盐水导管被电流腐蚀(目前多采纳胶管)。 (3)防止氢气与氯气混合 氢气是极易燃烧的气体,氯气是氧化性很强的有毒气体,一旦两种气体混合极易发生爆炸,当氯气中含氢量到达5以上,则随时可能在光照或受热忱况下发生爆炸。造成氢气和氯气混合的缘由主要是:阳极室内盐水液面过低;电解槽氢气出口堵塞,引起阴极室压力上升;电解槽的隔膜吸附质量差;石棉绒质量不好,在安装电解槽时碰坏隔膜,造成隔膜局部脱落或者送电前注入的盐水量过大将隔膜冲坏,以及阴极室中的压力等于或超过阳极室的压力时,就
14、可能使氢气进入阳极室等,这些都可能引起氯气中含氢量增高。此时应对电解槽进展全面检查,将单槽氯含氢浓度掌握在2以下,总管氯含氢浓度掌握在04以下。 (4)严格电解设备的安装要求 由于在电解过程中氢气存在,故有着火爆炸的危急,所以电解槽应安装在自然通风良好的单层建筑物内,厂房应有足够的防爆泄压面积。 (5)把握正确的应急处理方法 在生产中当遇突然停电或其他缘由突然停车时,高压阀不能马上关闭,以免电解槽中氯气倒流而发生爆炸。应在电解槽后安装放空管,以准时减压,并在高压阀门上安装单向阀,以有效地防止跑氯,避开污染环境和带来火灾危急。 5 聚合 将若干个分子结合为一个较大的组成一样而分子量较高的化合物的
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