2、第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全

1、第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全第一節(jié) 化學(xué)物質(zhì)及其危險(xiǎn)概述第二節(jié) 易燃物質(zhì)的性質(zhì)和特征第三節(jié) 毒性物質(zhì)的性質(zhì)和特征第四節(jié) 反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)和特征第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)類型及其危險(xiǎn)性第六節(jié) 物理操作類型及其危險(xiǎn)性2022/9/61 化學(xué)物質(zhì)的危險(xiǎn)程度取決于貯存和加工物質(zhì)的性質(zhì)、應(yīng)用的設(shè)備以及所屬的過(guò)程。化工產(chǎn)品生產(chǎn)線一般由幾個(gè)甚至多達(dá)上百個(gè)單元操作過(guò)程構(gòu)成。 盡管單元過(guò)程種類和數(shù)量繁多，但是其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)只是一些基本的物理化學(xué)原理。應(yīng)用這些原理，可以足夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)物質(zhì)的行為方式，如流動(dòng)、相變、 反應(yīng)或分解、產(chǎn)生壓力、放熱或吸熱、混合或分層、膨脹或收縮等等，可以比較充分地評(píng)估每一單元過(guò)程伴生的危險(xiǎn)。無(wú)論是大

2、型化工裝置，還是小型 實(shí)驗(yàn)室，正是物理化學(xué)和化工原理決定著物質(zhì)的行為，規(guī)模常不是決定的因素。 2022/9/62第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全第一節(jié) 化學(xué)物質(zhì)及其危險(xiǎn)概述一、危險(xiǎn)化學(xué)品分類 根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類GB13690一92)，危險(xiǎn)化學(xué)品分為八大類。 1、爆炸品。 指在受熱、撞擊等外界作用下，能發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)，瞬時(shí)產(chǎn)生大量氣體和熱量，使周圍壓力急劇上升而發(fā)生爆炸的物品；也包括無(wú)整體爆炸危險(xiǎn)，但具有燃燒、拋射及較小爆炸危險(xiǎn)的物品；以及僅產(chǎn)生熱、光、音響、煙霧等一種或幾種作用的煙火物品。如黑色火藥(硝酸鉀)、硝銨炸藥、雷酸汞、苦味酸、硝化甘油、重氮甲烷等。 危險(xiǎn)

3、貨物分類和品名編號(hào)（GB6944-2005）危險(xiǎn)貨物品名表（GB12268-20052022/9/63第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全2壓縮氣體和液化氣體 指壓縮、液化或加壓溶解的氣體，其狀態(tài)條件符 合下列兩種情況之一者：臨界溫度低于或等于50、而蒸氣壓大于294kPa的壓縮或液化氣體；溫度在21.1和54.4、壓力分別大于275kPa和715kPa的壓縮氣體；或在37.8、蒸氣壓大于275kPa的液化氣體或加壓溶解氣體。 壓縮氣體和液化氣體按其物理性能可分為易燃?xì)怏w、不燃?xì)怏w、有毒氣體3類。 2022/9/64第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全不燃?xì)怏w（無(wú)毒、不燃?xì)怏w包括助燃?xì)怏w）如：壓縮空氣

4、、氮?dú)獾?。易燃?xì)怏w，如：氫氣、一氧化碳、甲烷等。有毒氣體（毒性指標(biāo)同第六類）如：一氧化氮、氯氣、氨等。2022/9/65第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全3易燃液體 指易燃液體、液體混合物或含有固體物質(zhì)的液體，但不包括由于其危險(xiǎn)性已列入其它類別的液體。閉杯閃點(diǎn)等于或低于61。 本類物質(zhì)在常溫下易揮發(fā)，其蒸氣與空氣混合能形成爆炸性混合物。按閃點(diǎn)分為以下三項(xiàng)：低閃點(diǎn)液體：閃點(diǎn)18 如：乙醚（閃點(diǎn)為-45） 乙醛（閃點(diǎn)為-38）等；中閃點(diǎn)液體：18閃點(diǎn)23 如：苯（閃點(diǎn)為-11） 乙醇（閃點(diǎn)為12）等；高閃點(diǎn)液體：23閃點(diǎn)61 如：丁醇（閃點(diǎn)為35） 氯苯（閃點(diǎn)為28）等。2022/9/66第二章 物

5、質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全4易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品本類物品易于引起和促成火災(zāi)，按其燃燒特性分為以下三項(xiàng)易燃固體：指燃點(diǎn)低、對(duì)熱、撞擊、摩擦敏感，易被外部火源點(diǎn)燃，燃燒迅速，并可能散發(fā)出有毒煙霧或有毒氣體的固體。如：紅磷、硫磺等；自燃物品：指自燃點(diǎn)低，在空氣中易于發(fā)生氧化反應(yīng)，放出熱量，而自行燃燒的物品，如：白磷、三乙基鋁等；遇濕易燃物品：指遇水或受潮時(shí)，發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)，放出大量的易燃?xì)怏w和熱量的物品。有些不需明火，即能燃燒或爆炸。如：鈉、鉀等。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)2022/9/67第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全5氧化劑和有機(jī)過(guò)氧化物本類物品具有強(qiáng)氧化性，易引起燃燒、爆炸。本類物品按其組成分為

6、以下二項(xiàng)：氧化劑 指處于高氧化態(tài)，具有強(qiáng)氧化性，易分解并放出氧和熱量的物質(zhì)。包括含有過(guò)氧基的無(wú)機(jī)物，其本身不一定可燃，但能導(dǎo)致可燃物的燃燒；與粉末狀可燃物能組成爆炸性混合物，對(duì)熱、震動(dòng)或摩擦較為敏感，如：過(guò)氧化鈉、高錳酸鉀等；有機(jī)過(guò)氧化物 指分子組成中含有過(guò)氧鍵的有機(jī)物，其本身易燃易爆、極易分解，對(duì)熱、震動(dòng)和摩擦極為敏感，如：過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化甲乙酮等。2022/9/68第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全6有害物品和有毒感染性物品指進(jìn)入肌體并累積到一定量后能與體液或器官組織發(fā)生生物化學(xué)或生物物理學(xué)作用，擾亂或破壞肌體的正常生理功能，引起器官和系統(tǒng)暫時(shí)性或持久性病變，乃至危及生命的物品。如氰化鉀

7、、三氧化二砷、氯化高汞、磷化鋅、汞；氯乙醇、二氯甲烷、四乙基鉛、丁脂、四氯化碳。2022/9/69第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全7放射性物品 放射性物品是指放射性比活度大于7.4104Bq/kg的物品。按其放射性大小細(xì)分為一級(jí)放射性物品、二級(jí)放射性物品和三級(jí)放射性物品。如金屬鈾、六氟化鈾、金屬釷等。2022/9/610第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全8腐蝕品 腐蝕品是指能灼傷人體組織并對(duì)金屬等物品造成損壞的固體或液體。與皮膚接觸在4小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)可見(jiàn)壞死現(xiàn)象，或溫度在55時(shí)，對(duì)20號(hào)鋼的表面均勻年腐蝕率超過(guò)6.25mm/年的固體或液體。 該類按化學(xué)性質(zhì)分為三項(xiàng)： 酸性腐蝕品 如：硫酸、硝酸、鹽酸

8、等； 堿性腐蝕品 如：氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇 鈉等； 其它腐蝕品 如：亞氯酸鈉溶液、氯化銅、氯 化鋅等。2022/9/611第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全二、化學(xué)物質(zhì)的危險(xiǎn)性 化學(xué)物質(zhì)危險(xiǎn)參考前歐共體危險(xiǎn)品分類可劃分為物理危險(xiǎn)、生物危險(xiǎn)和環(huán)境危險(xiǎn)3個(gè)類別。 1物理危險(xiǎn) ：3種(1)爆炸性危險(xiǎn) 指物質(zhì)或制劑在明火影響下或是對(duì)震動(dòng)或摩擦比二硝基苯更敏感會(huì)產(chǎn)生爆炸。該定義取自危險(xiǎn)物品運(yùn)輸?shù)膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)，用二硝基苯作為標(biāo)準(zhǔn)參考基礎(chǔ)。迅速而又缺乏控制的能量釋放會(huì)產(chǎn)生爆炸。釋放的能量形式一般是熱、光、聲和機(jī)械振動(dòng)等。化工爆炸的能源最常見(jiàn)的是化學(xué)反應(yīng)，但是機(jī)械能或原子核能的釋放也會(huì)引起爆炸。 任何易燃的粉塵

9、、蒸氣或氣體與空氣或其他助燃劑混合，在適當(dāng)條件下 點(diǎn)火都會(huì)產(chǎn)生爆炸。能引起爆炸的可燃物質(zhì)有：可燃固體，包括一些金屬的粉塵；易燃液體的蒸氣；易燃?xì)怏w。可燃物質(zhì)爆炸的三個(gè)要素是：可燃物質(zhì)；空氣或任何其他助燃劑；火源或高于著火點(diǎn)的溫度。 2022/9/612第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(2)氧化性危險(xiǎn) 指物質(zhì)或制劑與其他物質(zhì)，特別是易燃物質(zhì)接觸產(chǎn)生強(qiáng)放熱反應(yīng)。氧化性物質(zhì)依據(jù)其作用可分為中性的，如氧化鉛等；堿性的，如高錳酸鉀、氧等；酸性的，如硫酸等三種類別。 絕大多數(shù)氧化劑都是高毒性化合物。按照其生物作用，有些可稱為刺激性氣體，如硫酸等，甚至是窒息性氣體，如硝酸煙霧、氯氣等。所有刺激性氣體，盡管其

10、物理和化學(xué)性質(zhì)不同，直接接觸一般都能引起細(xì)胞組織表層的炎癥。其中一些，如硫酸、硝酸和氟氣，可以造成皮膚和粘膜的灼傷，另外一些，如過(guò)氧化氫，可以引起皮炎。含有鉻、錳和鉛的氧化性化合物具有特殊的危險(xiǎn)，例如，鉻(VI)化合物長(zhǎng)期吸入會(huì)導(dǎo)致肺癌，錳化合物可以引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肺部的嚴(yán)重疾患。 作為氧源的氧化性物質(zhì)具有助燃作用，而且會(huì)增加燃燒強(qiáng)度。由于氧化反應(yīng)的放熱特征，反應(yīng)熱會(huì)使接觸物質(zhì)過(guò)熱，而且各種反應(yīng)副產(chǎn)物往往比氧化劑本身更具毒性。 2022/9/613第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(3)易燃性危險(xiǎn) 易燃性危險(xiǎn)可以細(xì)分為極度易燃性、 高度易燃性和易燃性3個(gè)危險(xiǎn)類別。 極度易燃性是指閃點(diǎn)低于0、沸

11、點(diǎn)低于或等于35的物質(zhì)或制劑具有的特征。例如，乙醚、甲酸乙酯、乙醛就屬于這個(gè)類別。能滿足上述界定的還有其他許多物質(zhì)，如氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、一氧化碳、環(huán)氧乙烷、液化石油氣，以及在環(huán)境溫度下為氣態(tài)、可形成較寬爆炸極限范圍的氣體-空氣混合物的石油化工產(chǎn)品。 高度易燃性是指無(wú)需能量，與常溫空氣接觸就能變熱起火的物質(zhì)或制劑具有的特征。這個(gè)危險(xiǎn)類別包括與火源短暫接觸就能起火，火源移去后仍能繼續(xù)燃燒的固體物質(zhì)或制劑；閃點(diǎn)低于21的液體物質(zhì)或制劑；通常壓力下空氣中的易燃?xì)怏w，如氫化合物、烷基鋁、磷以及多種溶劑都屬于這個(gè)類別。 易燃性是指閃點(diǎn)在2155的液體物質(zhì)或制劑具有的特征。 包括大多數(shù)溶劑和許多

12、石油餾分。 2022/9/614第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全2生物危險(xiǎn)(1)毒性危險(xiǎn) 毒性危險(xiǎn)可造成急性或慢性中毒甚至致死，應(yīng)用試驗(yàn)動(dòng)物的半致死劑量表征。毒性反應(yīng)的大小很大程度上取決于物質(zhì)與生物系統(tǒng)接受部位反應(yīng)生成 的化學(xué)鍵類型。對(duì)毒性反應(yīng)起重要作用的化學(xué)鍵的基本類型是共價(jià)鍵、離子鍵和氫鍵，還有van der Waals力。 有機(jī)化合物的毒性與其成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有密切關(guān)系是人們?cè)缫咽熘氖聦?shí)。2022/9/615第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(2)腐蝕性和刺激性危險(xiǎn) 腐蝕性物質(zhì):能夠嚴(yán)重?fù)p傷活性細(xì)胞組織的一類物質(zhì)。一般腐蝕性物質(zhì)除具有生物危險(xiǎn)外，還能損傷金屬、木材等 其他物質(zhì)。 如酸和酸

13、酐；堿；等。 刺激性是指物質(zhì)和制劑與皮膚或粘膜直接、長(zhǎng)期或重復(fù)接觸會(huì)引起炎癥。 雖然腐蝕性作用常引起深層損傷結(jié)果，而刺激性一般只有淺表特征，但兩者之間并沒(méi)有明確的界線。 2022/9/616第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(3)致癌性和致變性危險(xiǎn) 致癌性是指一些物質(zhì)或制劑，通過(guò)呼吸、飲食或皮膚注射進(jìn)入人體會(huì)誘發(fā)癌癥或增加癌變危險(xiǎn)。1978年國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)制定的一份文件宣布有26種物質(zhì)被確認(rèn)具有致癌性質(zhì)。隨后又有22種物質(zhì)經(jīng)動(dòng)物試驗(yàn)被確認(rèn)能誘發(fā)癌變。在致癌物質(zhì)領(lǐng)域，由于日前人們對(duì)癌變的機(jī)理還不甚了解，還不足以建立起符合科學(xué)論證的管理網(wǎng)絡(luò)。但是對(duì)于物質(zhì)的總毒性，卻可以測(cè)出一個(gè)濃度水平，在此濃度水

14、平之下，物質(zhì)不再顯示出致癌作用。另外，動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果與對(duì)人體作用之間的換算目前在科學(xué)上還未解決。 致變性是指一些物質(zhì)或制劑可以誘發(fā)生物活性。對(duì)于具體物質(zhì)誘發(fā)的生物活性的類型，如細(xì)胞的、細(xì)菌的、酵母的或更復(fù)雜有機(jī)體的生物活性，目前還無(wú)法確定。致變性又稱變異性。受其影響的如果是人或動(dòng)物的生殖細(xì)胞，受害個(gè)體的正常功能會(huì)有不同程度的變化；如果是軀體細(xì)胞，則會(huì)誘發(fā)癌變。前者稱為生物變異，可傳至后代；后者稱為軀體變異，只影響受害個(gè)體的一生。 2022/9/617第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全3環(huán)境危險(xiǎn) 化工有關(guān)的環(huán)境危險(xiǎn)主要是水質(zhì)污染和空氣污染，是指物質(zhì)或制劑在水和空氣中的濃度超過(guò)正常量，進(jìn)而危害人或動(dòng)物

15、的健康以及植物的生長(zhǎng)。 環(huán)境危險(xiǎn)是一個(gè)不易確定的綜合概念。環(huán)境危險(xiǎn)往往是物理、化學(xué)危險(xiǎn)和生物危險(xiǎn)的聚結(jié)，并通過(guò)生物和非生物降解達(dá)到平衡。為了評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的危險(xiǎn)，必須進(jìn)行全面評(píng)估，考慮化學(xué)物質(zhì)的固有危險(xiǎn)及其處理量，化學(xué)物質(zhì)的最終去向及其散落入環(huán)境的程度，化學(xué)物質(zhì)分解產(chǎn)物的性質(zhì)及其所具有的新陳代謝功能。 自動(dòng)、主動(dòng)2022/9/618第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全生境環(huán) 態(tài)氣體廢物液體廢物固體廢物燃燒產(chǎn)物生活廢棄物使用過(guò)程排放物排放物包括： 氣體或液化氣體 液體、固體事故排放有害化學(xué)品其它廢物生產(chǎn)廢物2022/9/619第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全第二節(jié) 易燃物質(zhì)的性質(zhì)和特性一、易燃物

16、質(zhì)的性質(zhì) 1閃點(diǎn) 定義為易揮發(fā)可燃物質(zhì)表面形成的蒸氣和空氣的混合物遇火燃燒的最低溫度。2著火點(diǎn) 著火點(diǎn)是指蒸氣和空氣的混合物在開(kāi)口容器中可以點(diǎn)燃并持續(xù)燃燒的最低溫度。著火點(diǎn)一般高于閃點(diǎn)。當(dāng)缺少閃點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，著火點(diǎn)至少可以像閃點(diǎn)一樣標(biāo)示出物質(zhì)的火險(xiǎn)。 2022/9/620第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全3.自燃溫度 指物質(zhì)無(wú)火源自動(dòng)起火并持續(xù)燃燒的溫度。這個(gè)量值受加熱表面的大小、形狀、加熱速率以及其它因素的影響。4.蒸汽相對(duì)密度 代表的是蒸汽密度與空氣密度之比。絕大多數(shù)易燃液體的蒸汽比空氣重，它們極易積聚在低位區(qū)域、下水道和類似場(chǎng)所。因此，廠房的排氣口應(yīng)設(shè)在近地平面處。對(duì)于比空氣輕的可燃?xì)怏w或蒸汽

17、，排氣口應(yīng)設(shè)在廠房?jī)?nèi)最高處或近頂板處。氧化反應(yīng)引起2022/9/621第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全5熔點(diǎn) 定義為固液兩相平衡共存的溫度。熔點(diǎn)指示出了室溫下為固體的易燃物質(zhì)成為易燃液體的溫度。 毛細(xì)管法、熔點(diǎn)測(cè)定儀.1.4 補(bǔ)充材料毛細(xì)管法熔點(diǎn)測(cè)定儀.pdf 6沸點(diǎn) 一般是指常壓沸點(diǎn)，定義為一個(gè)大氣壓下氣液平衡共存的溫度。沸點(diǎn)可表征物質(zhì)的揮發(fā)性，是易燃液體所包含的火險(xiǎn)的直接量度。 7分子式 在缺少物性信息的情況下，物質(zhì)的分子式可以提供物質(zhì)火險(xiǎn)的線索。例如，組成只有碳和氫的烴類物質(zhì)是可燃的，甚至是易燃的。如果是低沸點(diǎn)烴類，即可認(rèn)為具有火險(xiǎn)。 2022/9/622第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全

18、8爆炸范圍 也稱為爆炸極限或燃燒極限，用可燃蒸氣或氣體在空氣中的體積分?jǐn)?shù)表示，是可燃蒸氣或氣體與空氣的混合物遇引爆源引爆即能發(fā)生爆炸或燃燒的濃度范圍。上述濃度范圍用爆炸下限和爆炸上限來(lái)表示。可燃?xì)怏w爆炸范圍一般是在常溫、常壓下測(cè)定的。 9蒸發(fā)潛熱 定義為單位質(zhì)量的液體完全汽化所需要的熱量。蒸發(fā)潛熱隨溫度而變，文獻(xiàn)中給出的一般是常壓沸點(diǎn)的值。 10燃燒熱 文獻(xiàn)中給出的大多是物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱，是指單位質(zhì)量的物質(zhì)在25的氧中燃燒釋放出的熱量。燃燒產(chǎn)物，包括水，都假定為氣態(tài)。 2022/9/623第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全二、易燃物質(zhì)的類別和火險(xiǎn)等級(jí)1.易燃物質(zhì)的類別 全美消防協(xié)會(huì)(NFPA)把

19、易燃物質(zhì)劃分為以下五個(gè)類別： “0”：不能燃燒的物質(zhì)； “1”：必須預(yù)熱方能引燃的物質(zhì)； “2”：必須適度加熱或暴露在相當(dāng)高的環(huán)境溫度中方能引燃的物質(zhì)；“3”：在任意環(huán)境溫度下都能引燃的液體和固體； “4”：在常溫大氣壓下能夠迅速或完全汽化，或容易分散到空氣中，且容易燃燒的物質(zhì)。 2022/9/624第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全2.易燃物質(zhì)的火險(xiǎn)等級(jí) 美國(guó)科學(xué)院把易燃物質(zhì)的火險(xiǎn)劃分為以下五個(gè)等級(jí) ：“0”：無(wú)危險(xiǎn)；“1”：閃點(diǎn)在60以上； “2”：閃點(diǎn)在3860之間； “3”：閃點(diǎn)在38以下，而沸點(diǎn)在38以上； “4”：閃點(diǎn)在38以下，沸點(diǎn)也在38以下。 2022/9/625第二章 物質(zhì)性

20、質(zhì)、物化原理與安全三、物質(zhì)易燃性評(píng)估 評(píng)估氣體的易燃性，需要測(cè)定氣體在空氣中的燃燒極限、最大爆炸壓力、自燃溫度、爆炸混合物的類別、與基于水的滅火劑反應(yīng)的類型、最小發(fā)火能、表示爆炸性危險(xiǎn)的氧含量、完全燃燒的速率、最大安全(火焰熄滅) 距離或直徑?？梢罁?jù)以上氣體物性數(shù)據(jù)對(duì)氣體易燃性做出評(píng)估。 評(píng)估可燃液體的易燃性，需要測(cè)定蒸氣的閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、桶裝滅火劑的最小滅火濃度、燃燒速率以及燃燒過(guò)程中的溫升速率。 2022/9/626第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全 評(píng)估可燃固體的易燃性，需要測(cè)定其可燃性類別、著火點(diǎn)及自燃溫度、 與基于水的滅火劑反應(yīng)的類型。對(duì)于疏松的、纖維狀或塊狀的固體，還需要測(cè)定其自熱溫度

21、、不完全燃燒溫度和自燃溫度。如果固體是粉狀的，容易形成粉塵云，則另需測(cè)定的參數(shù)有燃燒低限、最大爆炸壓力、空氣中粉塵爆炸所需的最小能量以及表示爆炸性危險(xiǎn)的最小氧含量。 評(píng)估物質(zhì)的易燃性，必須研究物質(zhì)的性質(zhì)，考慮物質(zhì)在一定條件下應(yīng)用時(shí)隨時(shí)間變化的可能性?？扇嘉镔|(zhì)易燃性評(píng)估一般是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，一些參數(shù)偶爾在中試生產(chǎn)階段測(cè)得。2022/9/627第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全第三節(jié) 毒性物質(zhì)的性質(zhì)和特征 一、毒性物質(zhì)的類別 分類有多種。下面給出的是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)定義的按照毒性物質(zhì)物理狀態(tài)的分類方法。(1)粉塵 指懸浮在空氣中的的固體微粒。如巖石、礦石、金屬、煤、木材、谷物等有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)在加工、粉碎

22、、研磨、撞擊、爆破和爆裂時(shí)所產(chǎn)生的固體粒子。除非有靜電作用，粉塵一般不絮凝。粉塵在空氣中不擴(kuò)散，但在重力影響下沉降。 2022/9/628第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(2)煙塵 指熔融金屬等揮發(fā)出的氣態(tài)物質(zhì)冷凝產(chǎn)生的固體粒子，常伴有化學(xué)反應(yīng)(如氧化)發(fā)生。煙塵會(huì)發(fā)生絮凝，有時(shí)會(huì)凝結(jié)。 (3)煙霧 指氣體冷凝成液體，或通過(guò)濺落、鼓泡、霧化等使液體分散而產(chǎn)生的懸浮液滴。 (4)蒸氣 指通常是固態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)的氣體形式，通過(guò)增加壓力或降低溫度可使其變回原態(tài)。蒸氣會(huì)發(fā)生擴(kuò)散。2022/9/629第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(5)氣體 一般是指臨界點(diǎn)以上能充滿整個(gè)封閉容器空間的無(wú)定形流體。只有通

23、過(guò)增加壓力和降低溫度的復(fù)合作用才能變至液態(tài)或固態(tài)。氣體會(huì)發(fā)生擴(kuò)散。 以上分類不包括完全可能是有害的、明顯的固體和液體類別，也不包括醫(yī)學(xué)試劑。醫(yī)學(xué)試劑，如細(xì)菌、霉菌和其他寄生物等活性試劑，應(yīng)歸入工業(yè)健康危險(xiǎn)系統(tǒng)的分類中。2022/9/630第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全二、毒性物質(zhì)的臨界限度和致死劑量 化工毒性涉及進(jìn)入人體某個(gè)部位的物質(zhì)的作用。幾乎所有物質(zhì)與皮膚直接作用都能造成傷害。傷害的程度與毒性物質(zhì)的有效劑量直接相關(guān)。目前廣泛采用美國(guó)工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家聯(lián)合會(huì)設(shè)定的臨界限度。 臨界限度表示的是所有工人日復(fù)一日地重復(fù)暴露而不會(huì)受到危害的最高濃度。對(duì)于氣體和蒸氣，臨界限度一般是用在空氣中的百萬(wàn)分?jǐn)?shù)來(lái)表

24、示；對(duì)于煙塵、煙霧和某些粉塵，臨界限度則由每立方米的毫克數(shù)(mg/m3)給 出；對(duì)于某些粉塵，特別是含有二氧化硅的粉塵，臨界限度用每立方英尺空氣中粒子的百萬(wàn)個(gè)數(shù)表示。 2022/9/631第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全致死劑量的表示：(1)絕對(duì)致死量或濃度(LD100或LC100)：染毒動(dòng)物全部死亡的最小劑量或濃度。(2)半數(shù)致死量或濃度(LD50或LC50)：染毒動(dòng)物半數(shù)死亡的劑量或濃度。是將動(dòng)物染毒實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理得到。 (3)最小致死量或濃度(MLD或MLC)：染毒動(dòng)物中個(gè)別動(dòng)物死亡的劑量或濃度。 (4)最大耐受量或濃度(LD0或LC0)：染毒動(dòng)物全部存活的最大劑量或濃度。2022/

25、9/632第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全三、毒性物質(zhì)的毒性等級(jí)和危險(xiǎn)等級(jí)1.毒性等級(jí)：為便于區(qū)分毒物的毒性程度，利于采取相應(yīng)的防護(hù)措施，毒物的急性毒性可按LD50或LC50的數(shù)值劃分為劇毒、高毒、中等毒、低毒、微毒五類(見(jiàn)下表)。毒性分級(jí)小鼠一次經(jīng)口LD50/mg.kg-1小鼠吸入2h的LC50/mg.m-3兔經(jīng)皮吸收LD50/mg.kg-1劇毒高毒中等毒低毒微毒100005000050002022/9/633第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全2.危險(xiǎn)等級(jí)：美國(guó)科學(xué)院將毒性物質(zhì)危險(xiǎn)劃分為5個(gè)等級(jí)，是根據(jù)物質(zhì)的半致死劑量LD50值劃分的。危險(xiǎn)等級(jí)危險(xiǎn)程度LD50/mg.kg-143210毒性中度

26、毒性輕度毒性實(shí)際無(wú)毒性無(wú)毒性150002022/9/634第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全第四節(jié) 反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)和特征一、化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)性能 1自燃性質(zhì)： 有些物質(zhì)極具反應(yīng)性與空氣接觸會(huì)引起氧化，以相當(dāng)高的速度水解會(huì) 引起燃燒，這些物質(zhì)稱為自燃化合物。許多不同類型的化臺(tái)物具有自燃性 質(zhì)、但是只有少數(shù)結(jié)構(gòu)類型可以看出具有自燃功能。2022/9/635第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全2過(guò)氧化性質(zhì)： 有些液體物質(zhì)與空氣有限接觸、對(duì)光暴露貯存都會(huì)發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)，初始生成氫的過(guò)氧化物，繼續(xù)反應(yīng)生成聚合過(guò)氧化物。許多聚合過(guò)氧化物在蒸餾過(guò)程中濃縮和加熱時(shí)極不穩(wěn)定。2022/9/636第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物

27、化原理與安全3水敏性質(zhì)與水，特別是與有限量的水劇烈反應(yīng)的一些種類的化合物。如 鉀酸酐、三氧化硫等。 有些酸和堿的濃溶液用水稀釋也放出熱量，但這只是物理作用。 2022/9/637第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全二、反應(yīng)物質(zhì)不穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)因素 大量事故案例表明，化工事故中經(jīng)常起作用的是一些相同的或類似的物質(zhì)結(jié)構(gòu)因素。表21列出了一些常見(jiàn)的表征潛在不穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)基團(tuán)。 結(jié)構(gòu)基團(tuán)物質(zhì)結(jié)構(gòu)基團(tuán)物質(zhì)-N=N=N-ClO3-N=N-O-N=C-N(ClX)-O-O-H乙炔金屬化合物胺基氧化物疊氮化合物氯酸鹽重氮化合物重氮鹵化物雷酸鹽N-鹵代胺過(guò)氧化氫物-O-X-O-NO2-O-NO-NO2-NO-OOO-C

28、O-O-O-H-ClO4-O-O-次石（巖）鹽硝酸鹽亞硝酸鹽硝基化合物亞硝基化合物臭氧化合物過(guò)酸化合物高氯酸鹽過(guò)氧化物2022/9/638第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全2022/9/639第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)類型及其危險(xiǎn)性1燃燒 這類反應(yīng)一般是指固體、液體或氣體燃料氧化產(chǎn)生熱量。普通燃燒的反 應(yīng)速率很快但可以控制。許多物質(zhì)在空氣或氧氣中燃燒可控制的速率范圍是 已知的。燃燒爐點(diǎn)火時(shí)應(yīng)特別注意物質(zhì)的爆炸或燃燒極限。燃燒速率可以用 調(diào)節(jié)溫度、氧化劑或燃料的加入量控制。多數(shù)情況下燃燒需要點(diǎn)火，但對(duì)于 反應(yīng)性極強(qiáng)的物質(zhì)，可以自燃。 2氧化 氧化與燃燒的不同之處僅在反應(yīng)受到控

29、制，最終產(chǎn)物不一定是CO2和 H2O。如果有足夠的氧化劑和燃料，就存在燃燒的可能性。氧化反應(yīng)都是強(qiáng) 放熱反應(yīng)?；瘜W(xué)平衡幾乎總是有利于完全反應(yīng)。為了防止產(chǎn)物損失，必須采 取措施限制氧化的程度。2022/9/640第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全3.中和 除反應(yīng)物迅速添加引起熱效應(yīng)外，這類反應(yīng)極少危險(xiǎn)。低濃度較易控制。 4電解 電解幾乎不存在反應(yīng)危險(xiǎn)。只存在高電流強(qiáng)度的危險(xiǎn)，氰化物應(yīng)用的毒性危險(xiǎn)，以及可燃?xì)怏w和高氧化態(tài)產(chǎn)物生成的爆炸危險(xiǎn)。 5復(fù)分解反應(yīng) 這類反應(yīng)一般歸入有很小驅(qū)動(dòng)力、反應(yīng)熱較低的平衡類型，危險(xiǎn)性較小。 6煅燒 煅燒作為吸熱反應(yīng)，易于控制，極少危險(xiǎn)。 2022/9/641第二章 物質(zhì)

30、性質(zhì)、物化原理與安全7硝化 由于硝化試劑是強(qiáng)氧化劑，而硝化產(chǎn)物常具有爆炸性，硝化存在潛在危險(xiǎn)。硝化反應(yīng)迅速而又難以控制，常有許多副產(chǎn)物生成。硝化反應(yīng)本身以 及氧化反應(yīng)都是強(qiáng)放熱反應(yīng)。為避免反應(yīng)失?；虍a(chǎn)生爆炸，必須精心控制反應(yīng)溫度。存在雜質(zhì)會(huì)增加對(duì)溫度的敏感度，特別是液相硝化中的氮的氧化物，對(duì)進(jìn)一步氧化起催化作用。 有時(shí)會(huì)發(fā)生無(wú)爆炸的迅速的自動(dòng)催化分解反應(yīng)，放出熱量并生成氮?dú)?、氮?氧化物和游離碳。 液相硝化的溫度控制極為重要。硝化的連續(xù)過(guò)程限制了過(guò)程中的物質(zhì)量，可大大減少爆炸危險(xiǎn)。氣相硝化常伴有不需要的氧化反應(yīng)，故反應(yīng)物濃度需要精心調(diào)節(jié)，熱交換裝置的設(shè)計(jì)要留有余量。 2022/9/642第二章

31、 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全8酯化 有機(jī)和無(wú)機(jī)酯化反應(yīng)一般都很慢，常需要催化劑加快反應(yīng)速率。除非酯 化物質(zhì)是強(qiáng)還原劑，如硝酸酯或高氯酸酯等，或是反應(yīng)物或產(chǎn)物不穩(wěn)定，酯 化反應(yīng)很少危險(xiǎn)性。 9還原 反應(yīng)危險(xiǎn)可以忽略，很難將其與反應(yīng)還原劑操作聯(lián)系在一起。10氨化 氨化劑通常是氨，一般為二級(jí)反應(yīng)。因?yàn)樾枰獞?yīng)用大量過(guò)量的氨，反應(yīng)表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)。氣相反應(yīng)需要加壓。多數(shù)反應(yīng)是放熱的，但并不強(qiáng)烈。 2022/9/643第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全11鹵化 鹵化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，氟化反應(yīng)放熱最強(qiáng)。在液相、氣相加成 或取代中進(jìn)行的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在相當(dāng)寬的濃度范圍都能產(chǎn)生爆炸。鹵素的腐蝕作用難以解決。2022/9/6

32、44第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全12磺化 多數(shù)磺化反應(yīng)應(yīng)用硫酸作磺化劑，反應(yīng)需要高濃度提供較大的驅(qū)動(dòng)力，一般是在高溫下進(jìn)行。反應(yīng)中度放熱，比較容易控制。 13.水解 水解是指用水分解，但只有少數(shù)反應(yīng)(一般為無(wú)機(jī)反應(yīng))單獨(dú)用水。無(wú)機(jī)水解有控 制問(wèn)題，需要不斷移出水解熱。絕大多數(shù)有機(jī)水解反應(yīng)比較緩慢，僅輕微放熱。最重要的問(wèn)題是如何加速反應(yīng)，高溫或高壓有時(shí)是需要的。 2022/9/645第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全14加氫 主要是高壓危險(xiǎn)。加氫反應(yīng)一般是放熱的，常需要應(yīng)用催化劑加速反應(yīng)。在催化劑表面釋 放出的反應(yīng)熱，使催化劑局部溫度極高，甚至引起催化劑的燒結(jié)。一旦上述 情況發(fā)生，就會(huì)產(chǎn)生裂解

33、和各種副反應(yīng)，造成原材料的浪費(fèi)。許多加氫反應(yīng) 是在高壓下操作，但很少是在難以控制的條件下。 15烷基化 烷基化一般為中度放熱反應(yīng)，即使是在高溫、高壓和催化劑存在的條件下，反應(yīng)速率仍然很慢。熱烷基化需要高溫和高壓，與催化烷基化相比，很少應(yīng)用。烷基化的危險(xiǎn)主要在于把強(qiáng)腐蝕劑，如氟化氫和二甲基硫酸酯等，用作烷基化試劑或催化劑，而反應(yīng)本身并不具有危險(xiǎn)。 2022/9/646第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全16縮合 縮合是平衡反應(yīng)，為使反應(yīng)向著高相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行，必須移去分裂出的通常是水的縮合產(chǎn)物。隨著相對(duì)分子質(zhì)量變高，反應(yīng)物質(zhì)越來(lái)越黏稠，攪 拌和熱量移出越來(lái)越困難，反應(yīng)不斷放熱可能會(huì)釀成火險(xiǎn)。所有縮合

34、反應(yīng)都 是分步進(jìn)行的，一般不難控制。 17聚合 物質(zhì)化合時(shí)不分裂出其他物質(zhì)。聚合中間物通常是壽命很短的活性基或離子。分步進(jìn)行的過(guò)程很少能觀察出來(lái)。聚合物的鏈一般是在單一反應(yīng)幾分之一秒內(nèi)形成的。鏈反應(yīng)在一些易分解的物質(zhì)，慢慢引發(fā)后很快進(jìn)行。當(dāng)聚合反應(yīng)劇烈而難以控制時(shí)，通?？刹捎玫?dú)鈮喝胱杈蹌_(dá)到中止或減緩反應(yīng)的目的。 2022/9/647第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全第六節(jié) 物理操作類型及其危險(xiǎn)性一、相平衡與組元分離1.蒸餾壓力危險(xiǎn)（真空、加壓）高溫(液體沸騰產(chǎn)生的蒸汽)物料的性質(zhì)設(shè)備（堵塞）2.吸收有毒溶劑的失控有毒氣體的泄漏材料的不適應(yīng)操作條件變化2022/9/648第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物

35、化原理與安全3.液液萃取萃取過(guò)程常常有易燃的稀釋劑或萃取劑的應(yīng)用。溶劑的貯存、回收的液面控制靜電溶質(zhì)和溶劑的回收一般采用蒸餾或蒸發(fā)操作，所以萃取也包括這些操作的危險(xiǎn)。4.結(jié)晶除去與物質(zhì)有關(guān)的危險(xiǎn)外，這個(gè)單元過(guò)程極少危險(xiǎn)性。2022/9/649第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全二、相混合和相分離1混合 ，除與動(dòng)力機(jī)械有關(guān)的普通的機(jī)械危險(xiǎn)外，還有特殊的危險(xiǎn)。 (1)液液混合 液液混合一般是在有電動(dòng)攪拌的敞開(kāi)或封閉容棄器中進(jìn)行。裝料時(shí)就應(yīng)開(kāi)啟攪拌，否則，反應(yīng)物分層或偶爾結(jié)一層外皮會(huì)引起危險(xiǎn)反應(yīng)。為使夾套或 蛇管有效除熱必須計(jì)啟攪拌的情形，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分估計(jì)到失誤，對(duì)于低粘度液體的混合，一般采用靜止混合

36、器或某種類型的高速混合 器，沒(méi)有特殊的危險(xiǎn)。對(duì)于高粘度流 體，一般是在攪拌機(jī)或碾壓機(jī)中處理，必須排除混入的固體，否則會(huì)構(gòu)成對(duì)人員和機(jī)械的傷害。對(duì)于爆炸混合物的處理，需要應(yīng)用軟墻或隔板隔開(kāi)，遠(yuǎn) 程操作。 2022/9/650第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(2)氣液混合 有時(shí)應(yīng)用噴霧器把氣體噴入容器或塔內(nèi)，借助機(jī)械攪拌實(shí)現(xiàn)氣體的分 配。需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措 施，如整個(gè)流線的低流速或低壓報(bào)警、自動(dòng)斷路、防止靜電產(chǎn)生等，才不至于形成易燃蒸氣空氣的混合物、易燃煙霧或易燃泡沫。如果是液體在氣體中分散，可能會(huì)形成毒性或易燃性懸浮微粒。 2022/9/651第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(3)固液混合 固

37、液混合可在攪拌容器或重型設(shè)備中進(jìn)行。重質(zhì)混合，必須移除一切堅(jiān)硬的無(wú)關(guān)的物質(zhì)?？紤] 固體在器壁的結(jié)垢和出口管線的堵塞。(4)氣氣混合 無(wú)需機(jī)械攪抖只要簡(jiǎn)單接觸就能達(dá)到充分混合。易燃混合物和爆炸混合物需要慣常的防護(hù)措施。 2022/9/652第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全(5)固固混合 固固混合用的總是重型設(shè)備，這個(gè)操作最突出的是機(jī)械危險(xiǎn)。如果固 體是可燃的，必須采取防護(hù)措施把粉塵爆炸危險(xiǎn)降至最小程度，如在惰性氣氛中操作，采用爆炸卸荷防護(hù)墻設(shè)施，消除火源，要特別注意靜電的產(chǎn)生或 軸承的過(guò)熱等。應(yīng)該采用篩分、磁分離、手工分類等移除雜金屬或過(guò)硬固體等。 2022/9/653第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理

38、與安全2蒸發(fā) 絕大多數(shù)蒸發(fā)操作都是在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行，這類裝置很少有嚴(yán)重困 難。殼體應(yīng)該安裝壓力或真空釋放閥。操作區(qū)內(nèi)應(yīng)該有防火設(shè)施。熱交換器 和蒸發(fā)器容易結(jié)垢，因而會(huì)大大降低傳熱能力，應(yīng)該定期清除。 2022/9/654第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全3干燥 物質(zhì)具有的危險(xiǎn)；選擇合適的干燥器。如干燥爆燃爆炸性物質(zhì)選擇合適的操作條件。如對(duì)加熱時(shí)放熱分解并能釋放出大量氣體的物質(zhì)，適用于真空或惰性氣氛下的干燥，嚴(yán)格排除 火源，并采取適當(dāng)?shù)姆辣胧?。禁止明火干燥?022/9/655第二章 物質(zhì)性質(zhì)、物化原理與安全4過(guò)濾和離心 過(guò)濾、離心、沉淀等顯示出來(lái)的只是危險(xiǎn)物質(zhì)處理附帶的問(wèn)題，應(yīng)該避免火災(zāi)和對(duì)毒性物質(zhì)的過(guò)分暴露等。如為使運(yùn)輸線上的危險(xiǎn)物質(zhì)避開(kāi)工廠的敏感區(qū)應(yīng)采取較小的過(guò)濾 機(jī)。對(duì)于易燃溶劑的