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化工常见化学反应及其安全技术

时间:2012-03-19 点击次数:1993

 

化工常见化学反应及其安全技术
威海市振泓化工机械有限公司:【摘要】 化工生产是以化学反应为主要特征的生产过程。不同类型的化学反应有其不同的特点,安全操作的技术要求亦不同。该文对化工中常见的7类化学反应的危险性及其安全问题进行了分析探讨,提出了相应的安全操作要求和技术措施,旨在对实际生产安全有所帮助。
 1 引言
化工生产是以化学反应为主要特征的生产过程,具有易燃、易爆、有毒、有害、有腐蚀等特点,因此安全生产在化工中尤为重要。不同类型的化学反应,因其反应特点不同,潜在的危险性亦不同,生产中规定有相应的安全操作要求。一般情况下,中和反应、复分解反应、脂化反应较少危险性,操作较易控制;但不少化学反应如氧化、硝化反应等就存在火灾和爆炸的危险,操作较难控制,必须特别注意安全。
2 不同类型的化学反应及其安全技术
2.1氧化反应
绝大多数氧化反应都是强放热反应,作为氧源的氧化剂具有助燃作用,若反应物与空气或氧配比不当,反应温度或压力控制失调,就易发生燃烧爆炸。因此,对氧化反应一定要严格控制氧化剂的配料比,投料速度也不宜过快,并要有良好的搅拌和冷却装置,以防温升过快、过高。尤其是沸点较低(挥发度则较大)的有机物,存在高火险,如乙醛、乙酸甲脂等具有极度易燃性,其闪点<0℃;乙醇、乙苯、乙酸丙脂等具有高度易燃性,其闪点<21℃。大多数化学溶剂属于易燃性物质,闪点在21-55。闪点和爆炸极限是液体火灾爆炸危险性的主要标志,即闪点越低,越易起火燃烧,燃烧爆炸的危险性越大。所以,对氧化剂和反应物料配比应严格控制在爆炸范围以外,如:乙烯氧化制环氧乙烷,必须控制氧含量<9%,其产物环氧乙烷在空气中的爆炸极限范围很宽,为3%-100%,工业上采用加入惰性气体(N2或CO2)的方法来缩小反应系统的爆炸极限,增加其安全性。
 在使用高锰酸盐、亚氯酸钠、过氧化物、等强氧化剂时,为安全起见,应采用低浓度或低温操作,以免发生燃烧和爆炸。对具有高火险的粉状金属(钙、钛)、氢化钾、硼化氢、磷化氢等自燃性物质,为避免可能发生的火灾或爆炸,同样在加工时必须与空气隔绝,或在较低的温度条件下操作。绝大多数氧化剂都是高毒性化合物,会造成氧化性危险,有些是刺激性气体,如硫酸、氯酸烟雾;有些是窒息性气体,如烟雾、氯气,所以在防火防爆的同时还要注意防毒。
2.2还原反应
多数还原反应的反应过程比较缓和,但不少还原反应会产生或使用氢,增加了发生火灾爆炸的危险性。如:钠、钾、钙及氢化物,与水或水蒸气会发生程度不同的水敏性放热反应,释放出氢;氮、硫、碳、硼、硅、砷、磷类化合物与水或水蒸气反应,会生成挥发性氢化物;苯加氢生成环己烷,还原剂本身就具有燃烧爆炸的危险性。氢气的爆炸极限为4%-75.6%,当反应不仅有氢气存在,而且又在加温加压条件下进行时,若操作不当或设备泄漏,就极易引发爆炸,所以操作中要严格控制温度、压力和流量。
常用还原剂中火险大的物质有硼氢类、氢化钠、异丙醇铝等。硼氢类还原剂常用钾硼氢和钠硼氢,它们都遇水燃烧,在潮湿的空气中能自燃,所以应储存于干燥的密闭容器内。采用还原性强而危险性又小的新型还原剂如硫化钠对安全生产具有重要意义,近年来已在推广使用。
2.3硝化反应
 硝化反应中常用的硝化剂是浓或混酸(浓硫酸的混合物),也有用氧化氮气体作硝化剂的。制备混酸时,应先用水将浓硫酸稀释,在不断搅拌和冷却条件下加浓并且严格控制温度和酸的配比,严防冲料或爆炸。配制成的混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性,必须防止触及人体和衣物。
 
  硝化剂是强氧化剂,硝化反应是放热反应,硝化产物具有爆炸性,所以硝化反应潜在的危险性较大。为避免反应失常或产生爆炸,操作中必须精心控制反应温度和浓度,避免一切摩擦、撞击、高温因素,不得接触明火和酸、碱物质等。硝化反应器要有良好的冷却和搅拌装置,要有灵敏的温度控制和报警系统。同时,硝化反应的腐蚀性很强,要注意设备、管道的防腐蚀性能,以防渗漏酿成事故。

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