化工安全技術(shù)與管理

1、化工安全技術(shù)與管理 由于化工生產(chǎn)的產(chǎn)品絕大多數(shù)都是危險化學品，化工生產(chǎn)具有易燃、易爆、易中毒，高溫、高壓、有腐蝕等特點，從而導致化工生產(chǎn)較其他工業(yè)生產(chǎn)具有更大的危險性：較易發(fā)生火災爆炸事故，職業(yè)病的發(fā)生率也較高。因此，安全生產(chǎn)在化工行業(yè)就更為重要。在安全生產(chǎn)法中被列入較易發(fā)生危險的一類（其他兩類為礦山及建筑），在很多方面提出了更為嚴格的要求。 第一節(jié)典型化學反應的危險性及基本安全技術(shù) 在化工生產(chǎn)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(guī)程。評價一套化工生產(chǎn)裝置的危險性，不要單看它所加工的介質(zhì)、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品的性質(zhì)和數(shù)量，還要看它所包含的化學反應類型及化工過程和設(shè)備的操作特點

2、。因此，化工安全技術(shù)與化工工藝是密不可分的。作為基礎(chǔ)，本節(jié)首先討論典型化學反應的危險性及其相關(guān)基本安全技術(shù)。 一、氧化反應 絕大多數(shù)氧化反應都是放熱反應。這些反應很多是易燃易爆物質(zhì)（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(fā)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(wěn)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?shù)耐读媳壤?/p>

3、），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(shè)備、物料含有的雜質(zhì)而引起的不良副翻譯你干，例如有些氧化劑遇金屬雜質(zhì)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(huán)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(tǒng)中氧含量要嚴格控制在9%以下。其產(chǎn)物環(huán)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(huán)氧乙烷組成的循環(huán)氣體具有更大的爆炸危險性。針對上述兩個問題，工業(yè)

4、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(huán)氣的成分，縮小混合氣的爆炸極限，增加反應系統(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定性。 這些惰性氣體叫做致穩(wěn)氣體，致穩(wěn)氣體在反應中不消耗，可以循環(huán)使用。 二、還原反應 還原反應種類很多。雖然多數(shù)還原放映的反應過程比較緩和，但是許多還原反應會產(chǎn)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(tài)氫還原 利用鐵粉、鋅粉等金屬在酸、堿作用下生成初生態(tài)氫起還原作用。例如硝基苯在鹽

5、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(chǎn)生初生態(tài)氫的量不穩(wěn)定，使反應難以控制。反應溫度也不易過高，否則容易突然產(chǎn)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(chǎn)生大量氫氣而造成沖料。反應結(jié)束后，反應器內(nèi)殘渣中仍有鐵粉、鋅粉仍繼續(xù)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(shè)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(chǎn)生大量氫氣并生成大量的熱，將導致燃燒

6、爆炸。 2、在催化劑作用下加氫 有機合成工業(yè)和油脂化學工業(yè)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(zhì)分子中起還原反應，例如苯在催化作用下，經(jīng)加氫氣生成環(huán)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(jīng)測定證實含氧量降低到規(guī)定要求后，方可通入氫氣。反應結(jié)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(tài)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(shè)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

7、。廠房的電氣設(shè)備必須符合防爆要求，且應采用輕質(zhì)屋頂，開設(shè)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(shè)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(shè)備和管道的選材要符合要求。對設(shè)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(zhì)，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(chǎn)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(chǎn)中，調(diào)節(jié)酸、堿度時要特別注意防止加

8、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(nèi)，發(fā)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(fā)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(chǎn)生大量氫

9、氣和異丙醇蒸汽，如果鋁片或催化劑三氯化鋁的質(zhì)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(chǎn)很有意義。例如用硫代鈉代替鐵粉還原，可以避免氫氣產(chǎn)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(chǎn)燃料、藥物及某些.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

10、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(fā)生爆濺，引發(fā)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(jīng)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(chǎn)生高熱，將使硝酸分解產(chǎn)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，

11、必須嚴格防止觸及棉、紙、布、稻草等有機物，以免發(fā)生燃燒爆炸，硝化反應的腐蝕性很強，要注意設(shè)備及管道的防腐蝕性能，以防止?jié)B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(tǒng)發(fā)生故障。要有嚴格的溫度控制系統(tǒng)及報警系統(tǒng)，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(zhì)，含水也不能過高，否則易于酸反應，發(fā)生燃燒爆炸。 硝化反應器應有泄露管和緊急排放系統(tǒng)。一旦溫度失控，緊急排放到安全地點。 硝化產(chǎn)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