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化学反应的危险性评价及对应安全技术措施2

时间:2012-09-10 点击次数:2414
  高压釜还原反应
  
  化学反应中反应物质失去电子(或电子偏近)的反应,称之为还原反应。还原反应种类很多。虽然多数还原反应的反应过程比较缓和,但是许多还原反应会产生氢气或使用氢气,从而使防火防爆问题突出;另外有些反应使用的还原剂和催化剂有很大的燃烧爆炸危险性。下面威海市振泓化工机械有限公司就不同情况作一介绍。
  
  1.利用初生态氢还原利用铁粉、锌粉等金属在酸、碱作用下生成初生态氢起还原作用,例如:
  
  硝基苯在盐酸溶液中被铁粉还原成苯胺。
  
  铁粉和锌粉在潮湿空气中遇酸性气体时可能引起自燃,在储存时应特别注意。
  
  反应时酸、碱的浓度要控制适宜,浓度过高或过低均使产生初生态氢的量不稳定,使反应难以控制。反应温度也不易过高,否则容易突然产生大量氢气而造成冲料。反应过程中应注意搅拌效果,以防止铁粉、锌粉下沉。一旦温度过高,底部金属颗粒翔动,将产生大量氢气而造成冲料。反应结束后,磁力反应釜内残渣中仍有铁粉、锌粉在继续作用,不断放出氢气,很不安全,应放入室外储槽中,加冷水稀释,槽上加盖并设排气管以导出氢气。待金属粉消耗殆尽,再加碱中和。若急于中和,则容易产生大量氢气并生成大量的热,会导致燃烧爆炸。
  
  2.磁力搅拌反应釜:在催化剂作用下加氢有机合成工业和油脂化学工业中,常用雷内镍(Raney—Ni)、钯炭等为催化剂使氢活化,然后加入有机物质分子中起还原反应,例如苯在催化作用下,经加氢生成环己烷:
  
  催化剂雷内镍和钯炭在空气中吸潮后有自燃的危险。钯炭更易自燃,平时不能暴露在空气中,而要浸在酒精中。反应前必须用氮气置换反应器的全部空气,经测定证实含氧量降低到符合要求后,方可通入氢气。反应结束后应先用氮气把氢气置换掉,并以氮封保存。
  
  此外,无论是利用初生态氢还原,还是用催化加氢,都是在氢气存在下,并在加热加压条件下进行。氢气的爆炸极限为4%一75%,如果操作失误或设备泄漏,都极易引起爆炸,操作中要严格控制温度、压力和流量。厂房的电气设备必须符合防爆要求,且应采用轻质屋顶,开设天窗或风帽,使氢气易于飘逸,尾气排放管要高出房顶并设阻火器。
  
  高温高压下的氢对金属有渗碳作用,易造成氢腐蚀,所以对反应釜和管道的选材要符合要求。对反应釜和管道要定期检测,以防事故。
  
  3.磁力搅拌反应釜:使用其他还原剂还原常用还原剂中火灾性大的有硼氢类、四氢化锂铝、氢化钠、保险粉(连二亚硫酸钠Na2S2O4)、异丙醇铝等。
  
  常用的硼氢类还原剂为钾硼氢和钠硼氢。钾硼氢通常溶解在液碱中比较安全,它们都是遇水燃烧物质,在潮湿的空气中能自燃,遇水和酸即分解放出大量的氢,同时产生大量的热,可使氢气燃爆。所以应储于密闭容器,置于干燥处。在生产中,调节酸、碱度时要特别注意防止加酸过多、过快。四氢化锂铝有良好的还原性,但遇潮湿空气、水和酸极易燃,应浸没在煤油中储存。使用时应先将反应器用氮气置换干净,并在氮气保护下投料和反应。反应热应由油类冷却剂取走,不应用水,防止水漏入反应器内,发生爆炸。
  
  用氢化锅作还原剂与水、酸的反应与四氢化锂铝相似,它与甲醇、乙醇等反应也相当激烈,有燃烧爆炸的危险。
  
  保险粉是一种还原效果不错且较为安全的还原剂。它遇水发热,在潮湿的空气中能分解析出黄色的硫磺蒸气,硫磺蒸气自燃点低,易自燃。使用时应在不断搅拌下,将保险粉缓缓溶于冷水中,待溶解后再投入反应器与物料反应。
  
  异丙醇铝常用于醇的还原,反应较温和。但在制备异丙醇铝时须加热回流,将产生大量氢气和异丙醇蒸气,如果铝片或催化剂三氯化铝的质量不佳,反应就不正常,往往先是不反应,温度升高后又突然反应,引起冲料,增加了燃烧爆炸的危险性。
  
  磁力搅拌反应釜:采用危险性小而还原性强的新型还原剂对安全生产很有意义,例如用硫化纳代替铁粉还原,可以避免氢气产生,同时也消除了铁泥堆积问题。

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