危險化學品：第四章 危險化學品特性與分析

1、2022/7/251主要內(nèi)容4.1 燃燒4.2 爆炸4.3 危險的多重性4.4 高壓氣體危險性4.5 易燃液體的危險性4.6 易燃固體、易于自燃的物質(zhì)、遇水放出易燃氣體的物質(zhì)4.7 有機過氧化物危險性4.8 氧化性物質(zhì)的危險性4.9 爆炸品的危險性4.10 毒性物質(zhì)的危險性第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2524.1 燃燒4.1.1 定義：燃燒是可燃物質(zhì)（氣體、液體或固體）與氧或氧化劑發(fā)生伴有放熱和發(fā)光的一種激烈的化學反應。4.1.2 燃燒的條件：（1）可燃物質(zhì)；（2）助燃物質(zhì)；（3）能源（火源）可燃物質(zhì)：固體（煤）、液體（汽油）、氣體（天然氣）助燃物質(zhì)：通常為具有氧化性

2、的物質(zhì)，空氣、氧氣、氯氣等能源（火源）：包括明火、電火花、高溫、摩擦、撞擊、發(fā)熱自燃、絕熱壓縮、光照、輻射第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/253第四章 危險化學品特性與分析4.1 燃燒4.1.2 燃燒的條件：燃燒能否發(fā)生還與可燃物濃度、助燃物濃度以及能源能量的大小有關(guān)。例如：H2 在空氣中燃燒， H2 4% 一般可燃物燃燒， O2 14% 一根火柴不可能點燃一根粗的木頭北京化工大學2022/7/2544.1.3 燃燒機理可燃物燃燒化學反應一般為自由基過程，包括：第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2554.1.3 燃燒機理鍵能（Bond dissocia

3、tion enthalpies） (kJ/mol)BondBDEBondBDEHH436(C, 2H)CC(C, 2H) 347-356CH3H439 H2C=CH2 611-632CprimH422HCCH837CsecH 412C6H5H464CterH 404HOH CH2=CH-H464第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2564.1.3 燃燒機理一些可燃氣體在空氣中的最小引燃能量（mJ）可燃氣體最小引燃能量可燃氣體最小引燃能量氫0.019乙烯0.096甲烷0.28乙炔0.019乙烷0.25丙炔0.152丙烷0.26乙基乙炔0.082正丁烷0.251，3-丁二烯0.0

4、13戊烷0.51硫化氫0.068異戊烷0.70環(huán)氧丙烷0.19環(huán)丙烷0.17第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2574.1.4 燃燒過程和形式可燃物質(zhì)的燃燒過程與其狀態(tài)有關(guān)。大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒是在蒸汽或氣態(tài)下進行的。固體燃燒氣體燃燒可燃氣體燃燒氧化劑液體燃燒可燃液體蒸汽燃燒受熱氧化劑簡單物質(zhì)燃燒受熱氧化劑熔化受熱蒸汽復雜物質(zhì)受熱分解氧化劑燃燒蒸汽蒸汽液體受熱第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2584.1.4 燃燒過程和形式物質(zhì)燃燒時溫度的變化Ti-開始加熱溫度上升To-氧化開始Ts-理論自燃點，散熱與放熱相等Ts-實際自燃點，放熱 散熱Tb-燃燒-誘導

5、期，誘導期越短，物質(zhì)越易燃燒。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2594.1.4 燃燒過程和形式Ti-開始加熱溫度上升，最初一段時間，加熱的大部分熱量用于熔化或分解，故可燃物的溫度上升較緩慢。To-氧化溫度，可燃物開始氧化。由于溫度尚低，故氧化速度不快，氧化所產(chǎn)生的熱量不足以克服體系向外界放出的熱量。若此時停止加熱，仍不能引起燃燒。如果繼續(xù)加熱，則溫度上升很快。Ts - 理論自燃點，散熱與放熱相等。Ts - 開始出現(xiàn)火焰的溫度，即通常測得的自燃點。Tb - 物質(zhì)的燃燒溫度。- 誘導期。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25104.1.4 燃燒過程和形式第

6、四章 危險化學品特性與分析北京化工大學 P exp (-E/RT) = 常數(shù)2022/7/25114.1.4 燃燒的過程和形式均相燃燒：燃燒在均相中進行，例如氣體的燃燒。多相燃燒：燃燒在多相中進行，例如固體的燃燒。混合燃燒：可燃氣體與助燃劑預先混合后進行燃燒。(氣焊)擴散燃燒：可燃氣體與助燃劑通過擴散進行混合，邊混合邊燃燒。（爐灶）混合燃燒反應迅速，火焰的溫度高。蒸發(fā)燃燒：可燃液體受熱蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，然后由蒸汽進行燃燒。分解燃燒：可燃物質(zhì) （固體或液體）受熱分解產(chǎn)生蒸汽，然后由蒸汽進行燃燒。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25124.1.5 燃燒速度與熱值燃燒速度：一般認為

7、燃燒速度就是單位面積上單位時間內(nèi)燒掉的可燃物的數(shù)量。氣體的燃燒速度： 氣體的燃燒速度通常以火焰的傳播速度來衡量。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25134.1.5 燃燒速度與熱值火焰的傳播：火焰從火源處借助在燃燒極限區(qū)內(nèi)的可燃混合物的傳播而擴散的現(xiàn)象。假設圖中的管中含有甲烷和空氣的混合氣體，在左端第一層達到著火溫度T1時，開始燃燒，其右端相鄰層的混合氣體被第一層加熱，溫度逐漸升高；當?shù)诙訙囟冗_到T1時，也開始燃燒，放出熱量，傳遞給下一層，燃燒就這樣逐層傳遞下去。利用管子中火焰的傳播，計算時間，就可以知道火焰?zhèn)鞑ニ俣?。火焰?zhèn)鞑ナ疽鈭D第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學

8、2022/7/25144.1.5 燃燒速度與熱值常見氣體在空氣中的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?mm）氣體濃度（）最大火焰?zhèn)鞑ニ俣龋ǎ怏w濃度（）最大火焰?zhèn)鞑ニ俣龋ǎ?丁烷.乙烯.煉焦煤氣.焦炭發(fā)生煤氣.水煤氣.第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25154.1.5 燃燒速度與熱值甲烷和空氣混合物的火焰?zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣扰c管徑的關(guān)系：火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诓煌軓降墓艿乐惺遣煌摹?一般隨管徑的增加而增加，當管徑增加到一定數(shù)值時，速度就不再增加。同樣，火焰?zhèn)鞑ニ俣入S管徑的減小而降低，當管徑減小到某一數(shù)值時，火焰就不再繼續(xù)傳播，這就是阻火器的工作原理。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學202

9、2/7/25164.1.5 燃燒速度與熱值可燃氣體燃燒的特點：氣體的燃燒速度比液體和固體快。簡單氣體的燃燒速度比復雜氣體的燃燒速度快。 氣體擴散燃燒時，其燃燒速度取決于氣體的擴散速度。 混合燃燒時，燃燒速度取決于本身的化學反應速度。 通常，混合燃燒的速度比擴散燃燒的速度快得多。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25174.1.5 燃燒速度與熱值影響氣體燃燒速度的因素：可燃氣體的性質(zhì)：烷烴、環(huán)烷烴和芳烴的火焰?zhèn)鞑ニ俣冉咏?，烯烴的火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷愿哂谙鄳耐闊N，二烯烴的火焰?zhèn)鞑ニ俣扔指哂谙N，炔烴的火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁??？扇細怏w的含量：余氣系數(shù)（）：混合氣中空氣含量與燃料燃燒所需的理

10、論空氣量之比。一般當 = 0.95 時，燃燒速度最快?；旌蠚怏w的溫度：溫度越高，燃速越快。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25184.1.5 燃燒速度與熱值液體的燃燒速度：液體的燃燒速度取決于液體的蒸發(fā)速度。質(zhì)量速度：單位面積上單位時間內(nèi)燒掉的液體量。直線速度：單位時間內(nèi)燒掉液體層的高度。液體的燃燒速度 =(初溫、儲罐直徑、液面高度、含水量)一般來講，初溫越高，液面高度越低，含水量越低，燃燒越快。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25194.1.5 燃燒速度與熱值幾種液體的燃燒速度液體名稱燃燒速度直線速度/cm/h重量速度/kg/(m2 h)甲醇7.2

11、57.6丙酮8.466.4乙醚17.5125.8苯18.9165.4甲苯16.1138.3車用汽油10.580.9煤油6.655.1第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2520液體燃燒之速度與質(zhì)量速度的關(guān)系第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25214.1.5 燃燒速度與熱值固體的燃燒速度：可燃固體的燃燒速度一般低于可燃氣體和液體?？扇脊腆w的燃燒速度與其組成和表面積有關(guān)。表面積越大燃燒速度越高。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25224.1.5 燃燒速度與熱值燃燒熱：1 mol 的可燃物質(zhì)與氧進行完全燃燒反應放出的全部熱量，單位 J/m

12、ol，工程上通常以單位質(zhì)量的物質(zhì)為基準， 通常稱為熱值， 單位 J/kg 。以烷烴的燃燒為例：第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25234.1.5 燃燒速度與熱值一些物質(zhì)的燃燒熱（kJ/mol)物質(zhì)狀態(tài)H物質(zhì)狀態(tài)H甲烷g212.8己烷L995.0乙烷g372.81-己烯L962.7乙烯g337.2環(huán)己烷L936.6乙炔g310.6苯L781.0第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25244.1.5 燃燒速度與熱值燃燒溫度：對于氣體而言燃燒溫度實質(zhì)上就是火焰溫度。一般概念上說，燃燒溫度取決于可燃物質(zhì)的燃燒速度和燃燒程度。燃燒速度越快、燃燒程度越高火焰溫度越高

13、。而燃燒速度和燃燒程度與可燃物和氧化劑的濃度以及燃燒時的溫度有關(guān)。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25254.1.5 燃燒速度與熱值一些可燃物質(zhì)的燃燒溫度物質(zhì)燃燒溫度物質(zhì)燃燒溫度2130乙醇11801680汽油12001800煤油700-10301895煤氣1600-18502127木材1000-1177第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25264.1.5 燃燒速度與熱值燃燒產(chǎn)物：燃燒產(chǎn)物與可燃物質(zhì)的組成有關(guān)。就危險化學品而言，燃燒產(chǎn)物對于消防非常重要。一些物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物可燃物質(zhì)燃燒產(chǎn)物甲醇H2O、CO、CO2、甲醛、甲烷、H2、乙烷、乙烯乙醇H2O、

14、CO、CO2、乙醛、乙酸無煙炸藥H2O、CO、CO2、乙炔、氰類、氮氧化物雷汞H2O、CO、CO2、醋酸、HCN，氰類、水銀、有機汞有機含硫化合物H2O、CO、CO2、 SO2、H2S、硫醇、硫醚、噻吩第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25274.2 爆炸4.2.1 定義：爆炸是一種極為迅速的物理或化學能量的釋放過程，在此過程中，系統(tǒng)的內(nèi)在勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功及光和熱的輻射等。爆炸作功的根本原因在于系統(tǒng)爆炸瞬間形成的高溫、高壓氣體或蒸汽的驟然膨脹。爆炸的重要特征：爆炸點周圍介質(zhì)中發(fā)生急劇的壓力突變，而這種壓力突變是產(chǎn)生爆炸破壞作用的直接原因。第四章 危險化學品特性與分析北京化工

15、大學2022/7/25284.2.2 爆炸分類：物理性爆炸，化學爆炸物理性爆炸：物質(zhì)因狀態(tài)或壓力發(fā)生突變等物理變化而形成。物理爆炸前后物質(zhì)的化學成分及性質(zhì)均無變化?；瘜W爆炸：由于物質(zhì)發(fā)生極其激烈的化學反應，產(chǎn)生高溫、高壓而引起的爆炸?；瘜W爆炸前后物質(zhì)的化學成分及性質(zhì)均發(fā)生根本的變化。化學爆炸分類：簡單分解爆炸，復雜分解爆炸、爆炸性混合物爆炸第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25294.2.2 爆炸分類簡單分解爆炸：爆炸時并不一定發(fā)生燃燒反應，爆炸所需的熱量是由爆炸品自身分解時產(chǎn)生的。如疊氮鉛（PbN6）、乙炔銀（Ag2C2）、碘化氮（IN）等。某些氣體在分解時產(chǎn)生很大的熱量

16、，在一定條件下可能產(chǎn)生分解爆炸，尤其在受壓的情況下，如高壓儲存的乙烯、乙炔。復雜分解爆炸：爆炸時伴有燃燒現(xiàn)象，燃燒所需的氧是由爆炸品分解時產(chǎn)生的。這類物質(zhì)的危險性較簡單分解爆炸品低。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25304.2.2 爆炸分類爆炸性混合物的爆炸：所有可燃氣體、蒸汽及粉塵同空氣或氧的混合物所發(fā)生的爆炸均屬于此類。根據(jù)爆炸的速度爆炸可分為：輕爆、爆炸和爆轟（1）輕爆：傳播速度為每秒數(shù)十厘米至數(shù)米的過程。（2）爆炸：傳播速度為每秒數(shù)10米至數(shù)百米的過程。（3）爆轟：傳播速度為每秒1000米至數(shù)千米的過程。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25

17、314.2.2 爆炸分類爆轟是在一定濃度極限范圍內(nèi)產(chǎn)生的，一些可燃氣體的爆轟范圍如下表。可燃氣體的爆轟范圍混合氣體爆炸范圍混合氣體爆炸范圍可燃氣體空氣或氧氣下限上限可燃氣體空氣或氧氣下限上限氫氣空氣18.359.0乙炔空氣4.150.0氫氣氧氣15.050乙炔氧氣3.592.0CO氧氣38.090.0乙醚空氣2.84.5氨氣氧氣25.475.0乙醚氧氣2.624.0丙烷氧氣3.237.0第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25324.2.3 爆炸發(fā)生的條件4.2.3.1 物理爆炸發(fā)生的條件構(gòu)成爆炸的體系內(nèi)存有高壓氣體或在爆炸瞬間生成高溫高壓氣體或蒸汽的急驟膨脹。爆炸體系和它的

18、周圍介質(zhì)之間發(fā)生急劇的壓力突變。物理爆炸僅僅表現(xiàn)為最常見的鍋爐爆炸、壓力容器爆炸、水的大量急劇汽化、充氣橡膠輪胎超壓開裂等。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25334.2.3.2 化學爆炸發(fā)生的條件3個關(guān)鍵因素：反應的放熱性、反應的快速性和生成氣體產(chǎn)物反應的放熱性：反應的放熱性是化學爆炸發(fā)生的必要條件之一。對于這一點，所有的化學爆炸都不例外?；瘜W爆炸本身是能量的急劇轉(zhuǎn)化過程，即化學能轉(zhuǎn)化成熱能，熱能轉(zhuǎn)化成對外界作功的機械能。如果化學反應不能提供足夠的熱量，反應自身就不能持續(xù)進行，也就不會發(fā)生爆炸。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2534反應的放熱性：

19、ZnC2O4 = Zn + 2CO2 -49.1 kcal (1)PbC2O4 = Pb + 2CO2 -16.7 kcal (2)(NH4)2C2O4 = 2NH3 + H2O + CO + CO2 -63.0 kcal (3)CuC2O4 = Cu + 2CO2 - 5.7 kcal (4)HgC2O4 = Hg + 2CO2 + 11.3 kcal (5)Ag2C2O4 = 2Ag + 2CO2 + 29.5 kcal (6)第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2535反應的快速性：反應的快速性也是爆炸的必要條件。也可以說是爆炸過程區(qū)別于通常的化學反應過程的一個重要標志

20、。以單位質(zhì)量的物質(zhì)進行反應的放熱來說，炸藥可能比不上普通的燃料。但是普通燃料的正常燃燒一般不具有爆炸的特征。這種區(qū)別源于反應速度。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2536反應的快速性：煤燃燒：CO2H = -2130 kcal/kg 幾分鐘-幾小時TNT： 氣體 H = -1000 kcal/kg 1/100000秒對于TNT，在爆炸發(fā)生的瞬間，氣體尚未來得及膨脹，就被加熱到2000-3000，氣體的壓力約為10-40GPa，因而產(chǎn)生了極大的壓縮能。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2537生成氣體產(chǎn)物：氣體的可壓縮性很大，膨脹系數(shù)也很大，所以是膨脹作

21、功的理想工作介質(zhì)。爆炸對周圍環(huán)境的作功就是通過高溫高壓氣體迅速膨脹實現(xiàn)的。因此，在反應中生成大量的氣體也是爆炸的一個重要因素。1L普通炸藥爆炸時產(chǎn)生約1000L（標準狀態(tài)）的氣體。在爆炸的瞬間，這些氣體被加熱到高溫，但仍然保持原來的體積，所以體系內(nèi)的壓力極大。在瞬間膨脹的過程中，產(chǎn)生猛烈的機械作用，就是爆炸。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2538生成氣體產(chǎn)物：如果反應產(chǎn)物不是氣體而是液體或固體，即使是放熱反應也不會發(fā)生爆炸。Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe -198 kcal絕熱狀態(tài)下，體系溫度可以達到3000，但并不會發(fā)生爆炸，因為產(chǎn)物是以液體狀態(tài)存在

22、。有些氣體反應是體積縮小的反應2H2 + O2 = H2O 但是，由于反應是強烈的放熱反應，在高溫的作用下，最終的氣體體積也可能遠大于初始狀態(tài)的體積，因此也可以產(chǎn)生爆炸。 第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25394.2.4 爆炸的破壞作用4.2.4.1 爆炸的破壞形式 ：震蕩作用、沖擊波、碎片沖擊和火災震蕩作用：在爆炸力的作用下，物體發(fā)生震蕩、松散、從而遭到破壞。沖擊波：爆炸發(fā)生時產(chǎn)生的高壓氣體在極短的時間內(nèi)像活塞一樣擠壓周圍的空氣，在離爆炸中心一定的范圍內(nèi)，空氣壓力隨時間發(fā)生迅速而懸殊的變化。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2540沖擊波特點：沖擊

23、波能量與爆炸能量成正比，與距爆炸中心的距離成反比。沖擊波的破壞作用：是由爆炸產(chǎn)生的超壓引起的。超壓 (p): 即沖擊波陣面上爆炸氣體的壓力與大氣壓力的差值 。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25414.2.4.1 爆炸的破壞形式?jīng)_擊波壓力及其效應P/(kgf/cm2)沖擊波破壞效應0.002某些大的橢圓形玻璃破裂0.003產(chǎn)生噴氣式飛機的沖擊音0.007某些小的橢圓形玻璃破裂0.01窗玻璃全部破碎0.02有沖擊碎片飛出0.03民用住房輕微損壞0.05窗戶外框損壞0.06屋基受到損壞0.08樹木折枝，房屋需修理方能居住第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2

24、5424.2.4.1 爆炸的破壞形式?jīng)_擊波壓力及其效應P/(kgf/cm2)沖擊波破壞效應0.1承重墻破壞，屋基錯動0.15屋基破壞，30%樹木傾倒，動物耳膜破壞0.290% 樹木傾倒，鋼筋混凝土柱扭曲0.3油罐開裂，鋼柱倒塌，木柱折斷0.5貨車傾覆，民用建筑全部破壞，人肺部受傷0.7磚墻全部損壞1.0油罐壓壞第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25434.2.4.1 爆炸的破壞形式?jīng)_擊波對人的危害P/(kgf/cm2)沖擊波破壞效應1.0大部分人員死亡0.5-1.0損傷人的聽覺器官、或產(chǎn)生骨折0.2-0.3人體受到輕微損傷0.2能保證人員安全第四章 危險化學品特性與分析北京

25、化工大學2022/7/25444.2.4.1 爆炸的破壞形式距爆炸中心不同處的沖擊波差壓值 （100 kg TNT）距離/m151620253035P/(kgf/cm2)0.930.770.520.330.190.13對人的作用受傷或死亡受傷輕微受傷安全安全對建筑的作用磚墻全部破環(huán)房屋全損鋼柱傾倒、木柱折斷鋼筋混凝土柱扭曲玻璃全部損壞第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25454.2.4.1 爆炸的破壞形式碎片沖擊：機械設備、裝置、容器等爆炸后產(chǎn)生許多碎片并高速飛出，在相當?shù)姆秶鷥?nèi)造成傷害，一般碎片的飛出范圍為100-500m?；馂模罕ǖ挠酂峄驓堄嗷鸱N可能點燃周圍的可燃物引

26、發(fā)火災。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25464.2.4.2 爆炸效應定義：爆炸品在爆炸時形成的高溫、高壓對周圍的介質(zhì)產(chǎn)生強烈的沖擊和壓縮作用，使與其相接處或接近的物體產(chǎn)生運動、變形、破壞等有害效應。爆炸效應的衡量：通常用爆炸品的作功能力或爆炸能量來衡量。TNT的爆炸能量為4.186 kJ/g （1.0 kcal/g），通常以此作為TNT當量來計算或衡量爆炸效應。根據(jù)爆炸時參加反應的物質(zhì)的量和它的燃燒熱可以計算出爆炸時的釋放的能量。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25474.2.5 爆炸極限及其計算4.2.5.1 定義：可燃氣體和可燃液體蒸汽與空氣

27、形成的混合物只有在一定范圍內(nèi)才可能發(fā)生爆炸。可發(fā)生爆炸的最低的可燃氣體或可燃液體蒸汽濃度稱為爆炸下線，最高濃度稱為上限。爆炸限的表示方法：V%， g/m3，g/L4.2.4.2 危險度：可燃氣體或液體蒸汽的危險度定義為該氣體的爆炸上下限的差值除以爆炸下線的值。H-危險度X1-爆炸下限X2-爆炸上限第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25484.2.5.2 危險度常見可燃氣體和可燃液體蒸汽的爆炸限及危險度類別物質(zhì)分子量爆炸限/V%危險度下線上限無機化合物氫2.04.07517.8二硫化碳76.11.254434.2硫化氫34.14.3459.47氨17.015.0280.87一

28、氧化碳28.02.57428.6硫氧化碳60.112.0291.42第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25494.2.5.2 危險度常見可燃氣體和可燃液體蒸汽的爆炸限及危險度類別物質(zhì)分子量爆炸限/V%危險度下線上限飽和烴甲烷16.05.3141.7乙烷30.13.012.53.2丙烷44.12.29.53.3丁烷58.11.98.53.5己烷86.11.27.55.2庚烷100.11.26.74.6第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25504.2.5.2 危險度常見可燃氣體和可燃液體蒸汽的爆炸限及危險度類別物質(zhì)分子量爆炸限/V%危險度下線上限不飽和烴乙炔

29、26.02.58131.4乙烯28.03.1329.3丙烯42.12.410.33.3苯78.11.47.14.1甲苯92.11.46.73.8二甲苯106.11.06.05.0第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25514.2.5.2 危險度常見可燃氣體和可燃液體蒸汽的爆炸限及危險度類別物質(zhì)分子量爆炸限/V%危險度下線上限含氧化合物甲醇32.07.3363.9乙醇46.14.3192.7乙醛44.04.15512.5乙醚74.11.94824.2醋酸乙酯88.12.592.6醋酸乙烯86.12.613.44.2第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25524

30、.2.5.3 影響爆炸限的因素原始溫度： 原始溫度越高，爆炸限范圍越大原始壓力：通常壓力增高，爆炸范圍變寬。惰性介質(zhì)：爆炸混合物中加入惰性介質(zhì)可使爆炸范圍縮小。惰性介質(zhì)的濃度提高到某一數(shù)值后，可以避免爆炸。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25534.2.5.4 爆炸限的確定試驗測定：采用試驗的方法估算：使用一些經(jīng)驗公式可以對爆炸限進行估算。但估算值與試驗測定值有一定差距。單一鏈烷烴爆炸限的估算：LL - 爆炸下線LH - 爆炸上限nc 鏈烴中碳原子數(shù)第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25544.2.5.4 爆炸限的確定單一鏈烴爆炸限的估算：甲烷、丁烷爆

31、炸限的估算物質(zhì)下線上限估算值試驗值估算值試驗值甲烷5.6515.415丁烷1.71.79.59.0第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25554.2.5.4 爆炸限的確定含有C、H、O和鹵素化合物的爆炸限估算公式：氣體分子式：CnHmOkFj (F-鹵素）燃燒反應式：CnHmOkFj + (n+(m-2k-j)/4)O2 = nCO2 + (m-j)/2 H2O + jHF在空氣中完全燃燒時，可燃氣體在氣體混合物中的理論濃度第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學LL = 0.55C0， LH = 4.8C00.52022/7/25564.2.5.4 爆炸限的確定估算值與試驗

32、值的比較物質(zhì)下線/%上限/%估算值試驗值估算值試驗值丁烷1.861.78.829.0氯甲烷6.748.2516.818.7第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25574.3 危險的多重性（1） 物質(zhì)本身的易燃性、易爆性和氧化性 能否燃燒決定危險性的基本條件 燃燒的難易 氧化能力（2）除可燃性、氧化性之外，物質(zhì)可能還兼有毒害性、放射性和腐蝕性（3） 物品的盛裝和存在狀態(tài)與條件是制約其危險性的一個重要因素（4） 與滅火劑的抵觸程度及相忌物性第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25584.4 壓縮（液化）氣體的危險性分析為什么使用壓縮（液化）氣體？壓縮（液化）氣體

33、的分類壓縮氣體：壓縮空氣、氧氣、氮氣、氫氣、甲烷、乙烷等液化氣體：常溫、常壓下的氣體經(jīng)加壓變成常溫下的液體，例如液化氣、液氯、丁烷、乙烯、光氣等加壓溶解氣體：常溫、常壓下的氣體經(jīng)加壓溶解在某一溶劑中變成常溫下的液體，目前常用的只有乙炔。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2559壓縮（液化）氣體的分類根據(jù)氣體性質(zhì)，壓縮（液化）氣體又可以分成：可燃氣體：甲烷、乙烷、天然氣、氫氣、CO助燃氣體：NOx、Cl2、空氣、O2分解爆炸氣體：N2O、乙炔、乙烯、環(huán)氧乙烷惰性氣體：N2、He、Ar毒性氣體：光氣、液氟、液氯 、H2S、NH3、 CO第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2

34、022/7/2560壓縮（液化）氣體的容器破裂容器破裂是壓縮（液化）氣體的主要危險之一。容器破裂的主要原因：容器因損傷、腐蝕、熱或機械的作用等可能產(chǎn)生破裂。容器破裂的后果：壓力波-容器破裂后，高壓氣體會迅速膨脹沖出，并在大氣中形成壓力波，或者稱為氣浪。容器破碎-高壓容器破裂時還會把容器撕成小的碎片，碎片可能以高速向外飛出，對周圍的物體或人造成傷害。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2561壓縮（液化）氣體的易燃易爆性 可燃氣體 54.1%危險貨物品名表 火災危險 61%特點：比可燃液體、可燃固體燃速快火焰溫度高，著火爆炸危險性大第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學202

35、2/7/2562壓縮（液化）氣體的擴散性比空氣輕的可燃氣體逸散在空氣中可以通過擴散與空氣形成爆炸性混合物，并能夠順風飄蕩，迅速蔓延和擴展。比空氣重 的可燃氣體泄露時，往往漂浮于地表、溝渠、隧道、廠房死角等處，長時間聚集不散，易與空氣在局部形成爆炸性混合物，遇火源發(fā)生著火或爆炸。帶電性可燃氣體從管道中流出或發(fā)生高速泄露時，能夠產(chǎn)生靜電。如果發(fā)生放電，其電火花足以引起燃燒或爆炸。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2563腐蝕性、毒害性和窒息性腐蝕性：含硫氣體的腐蝕性：H2S、SO2 ， 氫的腐蝕性毒害性：除氧氣和壓縮空氣外，許多壓縮氣體都具有毒害性，例如 HCN、Cl2、NH3

36、、CO窒息性：除氧氣和壓縮空氣外，許多壓縮氣體都具有窒息性，例如 N2、CO2第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25644.5 易燃液體的危險性分析易燃液體特性易燃液體一般具有一定的麻醉作用，深度或長時間吸入可導致死亡。某些液體具有特殊的毒性。某些液體自身會發(fā)生聚合導致容器破裂。滅火時須使用特殊的滅火器。包裝有特殊要求。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2565易燃液體的高度易燃性液體的燃燒是通過其蒸汽與空氣的混合物進行的。所以通常液體的沸點越低越易燃燒。影響液體易燃性的因素：相對分子量、分子結(jié)構(gòu)、組成相對分子量相對分子量低：分子間力越小，閃點越低相對分

37、子量大：分子間力越大，粘度越大，蓄熱越好，自燃點越低第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2566烷烴和芳烴的易燃性與相對分子量的關(guān)系液體名稱分子量閃點/自燃點/烷烴戊烷72-40260己烷86-20247庚烷100-1226辛烷11415225任烷12833.5206葵烷14247.0230芳烴苯78-14580甲苯925.5576乙苯10623.5448丙苯12030.5431丁苯13452.0421第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2567烷烴的易燃性與相對分子量的關(guān)系第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2568芳烴的易燃性與相對分子

38、量的關(guān)系第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2569分子結(jié)構(gòu)與火災危險性（1）烴的含氧衍生物燃燒的難易程度：醚醛 酮 酯 醇羧酸烴的含氧衍生物的火災危險性液體名稱分子式閃點自燃點爆炸限乙醚C2H5OC2H5-451801.85-48.6乙醛CH3CHO-401854.0-57.0乙醇C2H5OH114143.3-18.0乙酸CH3COOH405344.0-17.0乙酸乙酯CH3COOC2H5-54812.2-11.4丙酮CH3COCH3-205752.0-13.0第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2570分子結(jié)構(gòu)與火災危險性（2）不飽和的有機液體比飽和的有

39、機液體的火災危險性大不飽和有機液體與飽和有機液體的火災危險性比較液體名稱分子式閃點自燃點爆炸限丙醇C3H7OH23.54042.6-9.2丙烯醇CH3CH=CHOH213782.5-18.0丙醛C2H5CHO-12.52212.9-17丙烯醛CH2=CHCHO-192782.8-31乙酸乙酯CH3COOC2H5-54812.2-11.4乙酸乙烯酯CH3COOCH=CH2-53612.9-12.5二氯乙烷C2H4Cl213.04136.2-16二氯乙烯ClCH=CHCl104569.7-12.8第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2571分子結(jié)構(gòu)與火災危險性（3）在同系物中，異

40、構(gòu)體的火災危險性比正構(gòu)體的火災危險性大。（4）在芳烴的衍生物中，液體火災性的大小主要取決于取代基的性質(zhì)和數(shù)量。以甲基、鹵素、羥基、胺基等取代時，取代基的數(shù)量越多，密度和沸點增加，火災的危險性越小。以硝基取代時，取代基的數(shù)量越多，則危險性越大。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2572可燃液體的易爆性液體蒸汽可與空氣形成爆炸混合物，當蒸汽濃度在爆炸極限范圍內(nèi)時，遇火源即發(fā)生爆炸。影響液體蒸發(fā)的主要因素溫度：溫度越高，蒸發(fā)速度越快。暴露面：暴露面越大，蒸發(fā)速度越快。密度：密度越小，蒸發(fā)速度 越快。壓力：液面上壓力越大，蒸發(fā)速率越低。飽和蒸汽壓：液體的飽和蒸汽壓越大，蒸發(fā)速度越快

41、。流速：液體的流速越快，蒸發(fā)速度越快。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2573受熱膨脹性有機液體的熱膨脹系數(shù)較大，裝入容器中時，需要留有一定的空間。像氣體一樣，液體裝入容器中時，需要按其裝填系數(shù)裝填。一般，對于盛裝易燃液體的容器，應留有不少于5-10% 的空隙。流動危險性一些液體的粘度和表面張力低，在高速流動時容易飛濺，蒸發(fā)加??；泄漏時，易于流動，同時由于毛細管和浸潤作用，能迅速擴大表面積，加速揮發(fā)。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2574流動摩擦帶電性易燃液體的介電常數(shù)通常較低，而電阻率較高，所以在流動時容易產(chǎn)生靜電積累。如果放電可引起火災或爆炸。

42、通常，流速越高，摩擦阻力越大，越易產(chǎn)生靜電積累。容器和管道的材料性質(zhì)也影響靜電的積累。非金屬材料（帆布、橡膠、石棉，水泥和塑料）比金屬材料容易產(chǎn)生靜電積累。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25754.6. 易燃固體、易于自燃的物質(zhì)、遇水放出易燃氣體的物質(zhì)危險性分析易燃固體的危險性（1）燃點低，易點燃易燃固體的燃點一般低于300，常溫下只需很小的能量即可點燃。鎂粉、鋁粉：20mJ，硫磺、生松香：15mJ某些易燃固體在受到摩擦、撞擊等外力作用時也能引發(fā)燃燒。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2576（2）遇酸、氧化劑易燃易爆易燃固體通常為非?；顫姷幕瘜W物質(zhì)

43、，與酸或氧化劑相遇可引起著火或爆炸。例如萘與發(fā)煙硫酸接觸反應非常劇烈，甚至爆炸；紅磷與氯酸鉀、硫磺與過氧化鈉或氯酸鉀相遇，經(jīng)摩擦或撞擊會引起著火或爆炸。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2577（3）易燃固體本身或燃燒產(chǎn)物有毒硫磺、三硫化四磷與皮膚接觸（特別夏季有汗的情況下）或吸入后能引起中毒。含有-NO2、-NO、-N=N-的化合物在燃燒或爆炸時產(chǎn)生有毒氣體，NOx 和CO。（4）兼有遇濕易燃性磷的硫化物類，不僅有遇熱易燃性，而且還有遇濕易燃性。P2S5、P4S3 等物質(zhì)，遇水能產(chǎn)生具有腐蝕性和毒性的可燃氣體H2S。所以在使用這些物質(zhì)時，除注意防火外，還要注意防潮。（5）

44、自燃危險性易燃固體中的賽璐珞、硝化棉及其制品在積熱不散的情況下容易自燃起火。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2578影響易燃固體危險性的因素（1）比表面積固體物質(zhì)的燃燒是從表面開始，逐漸深入固體的內(nèi)部。比表面積越大，和空氣中的氧接觸的機會越多，氧化反應越易進行，反應速度越快。因此，固體的比表面積越大，火災的危險性越大。（2）熱分解溫度熱分解溫度越低，燃速越快，火災危險性越大。（3）含水率易燃固體中的含水率不同，其燃燒危險性也不同。通常含水率越低，火災危險性越高。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2579自燃物品危險性（1）遇空氣或氧化劑自燃自燃物質(zhì)通常

45、具有極強的還原性，遇空氣能迅速被空氣中的氧氧化，產(chǎn)生大量的熱，達到其自燃點而起火。自燃物品接觸氧化劑反應更加劇烈，甚至爆炸。（2）遇濕易燃許多化學品雖然被劃歸自燃物品，但它們往往也是遇濕易燃品。因為這些物質(zhì)遇水后和水反應，生成氫或其他可燃氣體，同時放出大量的熱，導致燃燒甚至爆炸。Al(C2H5)3 + H2O = Al(OH)3 + C2H6 + H第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2580（3）積熱自燃自燃物品的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，在常溫下能緩慢分解并放出熱量。如果堆積在一起或通風不良，熱量無法及時散失，物品的溫度會逐漸升高，最終導致起火。影響自燃物品危險性因素（1）氧化介質(zhì)

46、自燃物品必須在氧化介質(zhì)中才能燃燒。與自燃物質(zhì)接觸的氧化介質(zhì)的性質(zhì)對自燃物質(zhì)的穩(wěn)定性具有影響。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2581（2）溫度溫度升高能加速自燃物品的氧化反應速度。（3）濕度對于某些自燃物品，一定的水分能起到促使升溫和積熱的作用，加速自燃物品的氧化過程而自燃。（4）含油量對于浸油的制品，含油量低于3%時，氧化過程放出的熱量少，一般不會自燃。故在危險品管理中，對于含油量低于3%的涂油制品不列入危險品管理。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2582遇水放出易燃氣體的物質(zhì)特性（1）遇水易燃爆遇水放出易燃氣體的物質(zhì)遇水時，與水反應產(chǎn)生氫氣或可燃

47、氣體。此類反應為放熱反應。當溫度達到氫氣或其他可燃氣體的自燃點并有氧化劑存在時就產(chǎn)生燃燒或爆炸。2Na + 2H2O = 2NaOH + H2CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2（2）遇酸反應更加劇烈酸比水更加活潑，與遇水放出易燃氣體的物質(zhì)的反應更加劇烈。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2583（3）毒害性和腐蝕性一些遇水放出易燃氣體的物質(zhì)遇水時，與水反應產(chǎn)生的可燃氣體具有毒性。Ca3P2+ 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3某些反應產(chǎn)物具有強烈的腐蝕性，例如，金屬及其氫化物和水反應生成強堿。NaH + H2O = NaOH + H2第四章

48、危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2584影響遇水放出易燃氣體的物質(zhì)危險特性的因素（1）化學組成遇水放出易燃氣體的物質(zhì)的危險性主要取決于物質(zhì)本身的化學組成?；瘜W組成決定了與水反應的劇烈程度，反應產(chǎn)物的性質(zhì)（包括，可燃性、毒害性）。（2） 金屬的活潑性金屬與水的反應能力主要取決于金屬的活潑性。金屬的活潑性越強，反應越劇烈，危險性越大。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25854.7 有機過氧化物的分解爆炸性有機過氧化物的主要類別氫過氧化物：含有-O-O-H 基團，分解溫度較高，易于同還原劑反應，作聚合引發(fā)劑用。例如異丙苯基氫過氧化物、二異丙苯基氫過氧化物。第四章

49、危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2586二烴基過氧化物：分子結(jié)構(gòu)為R-O-O-R，分解溫度較高，作交聯(lián)劑、聚合引發(fā)劑用。例如二叔丁基過氧化物，二異丙苯基過氧化物第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2587過氧化酯：分子結(jié)構(gòu)為R(CO)-O-O-R，根據(jù)R基團的不同，分解溫度由低溫至中溫，用作聚合引發(fā)劑和不飽和聚酯的硬化劑。二?；^氧化物：分子結(jié)構(gòu)為 Ph(CO)-O-O-(CO)Ph，分解溫度中等，作聚合引發(fā)劑用。例如二苯甲?；^氧化物。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2588酮過氧化物：構(gòu)造復雜，由酮過氧化氫制得。金屬易促進其分解，可作不

50、飽和聚酯的硬化劑，例如甲基乙基酮過氧化物。過碳酸酯：分子結(jié)構(gòu)為RO-(CO)-O-O(CO)-OR，分解溫度低，作聚合引發(fā)劑用。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2589有機過氧化物的分解爆炸性衡量有機過氧化物分解爆炸性的主要指標是：活性含氧量，半衰期和分解活化能?；钚院趿浚哼^氧化物分子中活性氧的量占整個分子質(zhì)量的百分比。例如，二丁基過氧化物 (CH3)3C-O-)2) 的分子量為146，具有一個活性氧原子，其活性含氧量為16/146 = 10.96%。含有過氧化物的混合物的有效活性含氧量 = 16(nici/mi)ni 第 i 種過氧化物中過氧基數(shù)，ci 第 i 種過氧

51、化物的濃度 (mol/mol)，mi 第 i 種過氧化物的分子量第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2590半衰期 (t1/2)： 是過氧化物在一定溫度下分解速度的指標。指過氧化物在分解過程中活性氧含量降低至其初始濃度的1/2時所用的時間。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25914.8 氧化物質(zhì)的危險性氧化性物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)特點（1） 硝酸鹽: 含有N5+，還原后N3+，N0。其中堿金屬硝酸鹽非?；顫?。如硝酸鈉、硝酸鉀（2） 氯的含氧酸鹽：含有Cl7+，Cl5+，Cl3+，Cl1+，還原后Cl0，Cl1-。高氯酸、氯酸鉀、氯酸鈉、次氯酸鈉（3）高錳酸鹽：含

52、有Mn7+，還原后Mn4+、Mn2+。高錳酸鉀、高錳酸鈉（4） 有機硝酸鹽: 含有N5+，還原后N3+，N0，與無機硝酸鹽相比，本身可燃。硝酸胍、硝酸脲第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/2592特性氧化物質(zhì)危險特性（1）強烈的氧化性：氧化性物質(zhì)中通常含有高價態(tài)的不穩(wěn)定元素或過氧鍵，具有極強的氧化性，雖然大部分其本身不燃燒，但與可燃物質(zhì)相遇時，可能發(fā)生著火甚至爆炸。（2）受熱、撞擊分解：在受熱或被撞擊時，分解放出活潑氧；如遇易燃物或還原劑可能引起著火或爆炸。（3）自身可燃性大多數(shù)氧化劑是不可燃的，但少數(shù)有機氧化劑是可燃的。包括硝酸胍、硝酸脲、過氧化氫尿素等。第四章 危險化學品特性與分析北京化工大學2022/7/25932KMnO4 + H2SO4 = K2SO4 + 2 HMnO4KClO3 + HNO3 = HClO3 + KNO3（4）遇酸、遇水分解性氧化劑遇酸后，大多數(shù)能發(fā)生反應，而且反應常常是劇烈的，甚至引起爆炸。第四章