化工安全工程第7章

化工安全工程

7典型化工過(guò)程安全技術(shù)及實(shí)例分析

一、化工工藝過(guò)程：為得到某一種化學(xué)產(chǎn)品，選用合適的生產(chǎn)工藝，組織化學(xué)反應(yīng)設(shè)備和單元操作需要的設(shè)備，在一定條件下進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程。圖7.1工藝過(guò)程包括的單元操作過(guò)程：餾分加熱——吸收（凈化）——冷卻——醚化反應(yīng)——管道輸送（泵）——蒸餾（分離塔）——冷凝（回流罐）——水吸收（水洗塔）——換熱——甲醇回收——冷凝（甲醇回流）——再沸器7.1化工工藝過(guò)程甲醇回收水洗塔蒸餾分離醚化反應(yīng)吸收凈化2二化工工藝過(guò)程危險(xiǎn)性分析包括

化學(xué)反應(yīng)過(guò)程危險(xiǎn)性和介質(zhì)危險(xiǎn)性?？梢詮南旅嫒齻€(gè)方面進(jìn)行分析：1化學(xué)反應(yīng)過(guò)程危險(xiǎn)性2操作過(guò)程的危險(xiǎn)性分析

3非正常操作的安全問(wèn)題7.1化工工藝過(guò)程3

1化學(xué)反應(yīng)過(guò)程危險(xiǎn)性1）反應(yīng)過(guò)程的危險(xiǎn)性及是否可能出現(xiàn)不穩(wěn)定反應(yīng)和副反應(yīng)；2）濃度和操作條件變化會(huì)否有副反應(yīng)出現(xiàn)；3）副反應(yīng)產(chǎn)物的毒性和爆炸性；4)物料吸潮的毒性和腐蝕性，不穩(wěn)定過(guò)程物料對(duì)熱、壓力、振動(dòng)、和摩擦的敏感性5）反應(yīng)中雜質(zhì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程混合物性質(zhì)的影響6）結(jié)構(gòu)材料與過(guò)程材料是否相容；7）過(guò)程中的危險(xiǎn)物：不凝物、毒性中間體或累積的副產(chǎn)物8）催化劑的危險(xiǎn)：老化、中毒、粉碎、活化、再生。42操作過(guò)程的危險(xiǎn)性分析爆炸、爆燃或強(qiáng)放熱過(guò)程；有粉塵和煙霧生成的過(guò)程；在物料的爆炸范圍或近區(qū)操作的過(guò)程；在高溫、高壓或冷凍條件下操作的過(guò)程；含有易燃易爆物料的過(guò)程；含有不穩(wěn)定化合物的過(guò)程；含有高毒性物料的過(guò)程；有大量?jī)?chǔ)存壓力負(fù)荷能的過(guò)程。53非正常操作的安全問(wèn)題考慮偏離正常操作的情況，是否有適當(dāng)預(yù)防措施；設(shè)備處于開(kāi)車、停車或熱備用狀況時(shí)，物料的暢通；緊急狀況下，設(shè)備壓力和負(fù)荷是否能有效安全的降低；溫度、壓力、流速、濃度等工藝參數(shù)的范圍及有效調(diào)節(jié)和控制措施；停車時(shí)超出操作極限的偏差，是否需要安裝報(bào)警或自動(dòng)斷開(kāi)裝置開(kāi)停車時(shí)物料是否發(fā)生相態(tài)變化；排放系統(tǒng)是否解決開(kāi)車、停車、熱備用狀態(tài)、投產(chǎn)或滅火時(shí)大量的排放問(wèn)題；整個(gè)工廠領(lǐng)域的公用設(shè)施和化學(xué)品供應(yīng)是否足夠；惰性氣體是否能及時(shí)供應(yīng)；各種場(chǎng)合的火炬和閃光信號(hào)燈的點(diǎn)燃方法是否安全。6典型化工過(guò)程的安全技術(shù)空分過(guò)程氧化過(guò)程過(guò)氧化過(guò)程還原過(guò)程電解過(guò)程聚合工程裂解過(guò)程硝化過(guò)程7

空分就是以空氣為原料，通過(guò)壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài)，再經(jīng)過(guò)精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮?dú)饧皻鍤獾榷栊詺怏w的過(guò)程?？諝獬龎m空氣壓縮空氣預(yù)冷前端凈化深冷分離空氣氧氣氮?dú)獯謿逡簯B(tài)產(chǎn)品污氮放空空分全過(guò)程示意圖7.1空分過(guò)程安全技術(shù)CO2、H2O8茂名石化9萬(wàn)標(biāo)立方米/小時(shí)空分裝置現(xiàn)場(chǎng)

9空分過(guò)程危險(xiǎn)性分析及安全技術(shù)

1）空氣壓縮單元空分裝置最容易發(fā)生的安全事故是因裝置總烴含量超標(biāo)，造成主冷凝器發(fā)生爆炸。所以對(duì)空分空氣吸入口的空氣的質(zhì)量要求較高，一般要求空分裝置空氣入口的空氣總烴含量小于8×10-6。在空氣壓縮單元，火災(zāi)爆炸事故大多發(fā)生在壓縮機(jī)軸瓦、排氣管道和設(shè)備(冷卻器、油分離器和緩沖器等)中。10外壓縮流程11將原料液進(jìn)入的層板稱為加料板，加料板以上的塔段，作用是把上升蒸氣中易揮發(fā)組分進(jìn)一步提濃，稱為精餾段；加料板以下的塔段（包括加料板），其作用是從下降液體中提取易揮發(fā)組分，稱為提餾段。精餾操作流程12內(nèi)壓縮流程13空壓機(jī)組142）精餾單元空氣在精餾塔內(nèi)經(jīng)液化分離成氧氣和氮?dú)?，這是空分裝置的關(guān)鍵設(shè)備。精餾塔操作中的主要危險(xiǎn)性是乙炔以及其他危險(xiǎn)物質(zhì)在液態(tài)氧中引起的爆炸。導(dǎo)致精餾塔爆炸的主要原因是液氧中富集了過(guò)量的易燃易爆物質(zhì)，主要是乙炔、碳?xì)浠衔铩⒂图捌錈崃呀獾妮p餾分，其次還有氯氧化物、臭氧、二氧化碳和硫化物等。15精餾原理

1、液體混合物經(jīng)過(guò)多次部份汽化后可變?yōu)楦呒兌鹊碾y揮發(fā)組分

2、汽體混和物經(jīng)過(guò)多次部分泠凝后可變?yōu)楦呒兌鹊囊讚]發(fā)組分

3、精餾是多次部分汽化與多次部分冷凝的聯(lián)合操作精餾塔由若干塊塔板構(gòu)成，每塊塔板均為理論板，其上溫度為泡點(diǎn)16F,xFy1L,xDD,xDW,xW精餾操作流程和精餾塔主要設(shè)備：精餾塔、塔底再沸器、塔頂冷凝器、原料液預(yù)熱器、回流液泵等。再沸器的作用：提供一定量的上升蒸氣流。冷凝器的作用：提供塔頂液相產(chǎn)品及保證有適宜的液相回流?；亓鞯淖饔?（1）提高塔頂產(chǎn)品純度；（2）向塔內(nèi)提供一定量的易揮發(fā)組分，以維持精餾塔的正常操作。17提餾段精餾段進(jìn)料板18再沸器LD1、為什么要回流？2、為什么要再沸？回流比193）壓送環(huán)節(jié)（1）液氧壓送液氧的壓送主要是通過(guò)液氧泵來(lái)完成的，液氧泵由于管理不善，檢修質(zhì)量差，采用材質(zhì)不當(dāng)時(shí)，也會(huì)發(fā)生爆炸。（2）氧氣輸送氧氣一般通過(guò)管道來(lái)輸送，由于管理不當(dāng)或操作失誤，輸送氧氣的管道閥門(mén)處也可能引起燃燒或爆炸事故。204）空分過(guò)程異常工況在線安全診斷技術(shù)目前，對(duì)空分過(guò)程的監(jiān)視主要是利用現(xiàn)場(chǎng)DCS（分布式控制系統(tǒng)，DistributedControlSystem

）進(jìn)行實(shí)時(shí)單變量監(jiān)視，采用人工觀測(cè)的方法基于機(jī)理和經(jīng)驗(yàn)對(duì)“氮塞”等空分異常判斷。也有采用比較前沿的現(xiàn)代分析技術(shù)，結(jié)合空分過(guò)程的故障診斷特性，應(yīng)用動(dòng)態(tài)主元分析(DynamicPrincipalComponentAnalysis，DPCA)方法建立了空分過(guò)程異常工況的在線診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)故障的報(bào)警率為100%，誤報(bào)率約4%。215）儲(chǔ)存(1)儲(chǔ)存壓力不同，相應(yīng)的儲(chǔ)存設(shè)備也不一樣，有膠質(zhì)儲(chǔ)氣囊、濕式儲(chǔ)氣柜、球形罐和筒形罐等。

(2)液氧儲(chǔ)槽與其他建筑物、儲(chǔ)罐及道路等，應(yīng)按氣態(tài)氧折算后(液氧在常溫常壓下體積擴(kuò)大798倍)留出防火距離。(3)制氧車間不得設(shè)有儲(chǔ)油量大于25L的高壓開(kāi)關(guān)。(4)從分離裝置中排出的液氧，不得向室內(nèi)排放，應(yīng)用管道排至室外的安全地點(diǎn)，宜設(shè)回收裝置。對(duì)于化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)應(yīng)在以下環(huán)節(jié)對(duì)空分設(shè)備加強(qiáng)管理和監(jiān)測(cè)：①空壓機(jī)系統(tǒng)②預(yù)冷系統(tǒng)③純化系統(tǒng)④增壓膨脹系統(tǒng)⑤冷箱⑥液體儲(chǔ)槽⑦主冷防爆22SASOL，102,200Nm3/h，冷箱，APCI23特立尼達(dá)，82,000Nm3/h，APCI24唐山，28,000Nm3/h，APCI25南化，48,200Nm3/h，APCI26介質(zhì)危險(xiǎn)性分析1）氧氣常壓下，當(dāng)氧的濃度超過(guò)40％時(shí)，有可能發(fā)生氧中毒。吸入40％～60％的氧時(shí)，出現(xiàn)胸骨后不適感、輕咳，進(jìn)而胸悶、胸骨后燒灼感和呼吸困難，咳嗽加?。粐?yán)重時(shí)可發(fā)生肺水腫，甚至出現(xiàn)呼吸窘迫綜合征。吸入氧濃度在80％以上時(shí)，出現(xiàn)面部肌肉抽動(dòng)、面色蒼白、眩暈、心動(dòng)過(guò)速、虛脫，繼而全身強(qiáng)直性抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。長(zhǎng)期處于氧分壓為60～100kPa(相當(dāng)于吸入氧濃度40％左右)的條件下可發(fā)生眼損害，嚴(yán)重者可失明。2）氮?dú)饪諝庵械獨(dú)夂窟^(guò)高，使吸入氧氣分壓下降，引起缺氧窒息。吸入氮?dú)鉂舛炔惶邥r(shí)，患者最初感胸悶、氣短、疲軟無(wú)力；繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態(tài)不穩(wěn)，稱之為“氮酩酊”，可進(jìn)入昏睡或昏迷狀態(tài)。吸入高濃度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。潛水員深潛時(shí)，可發(fā)生氮的麻醉作用；若從高壓環(huán)境下過(guò)快轉(zhuǎn)人常壓環(huán)境，體內(nèi)會(huì)形成氮?dú)鈿馀?，壓迫神?jīng)、血管或造成微血管阻塞，發(fā)生“減壓病”。3）危險(xiǎn)雜質(zhì)的清除危險(xiǎn)雜質(zhì)在一定的條件下會(huì)引起爆炸，因此，清除大氣中有害雜質(zhì)，是保證空分裝置安全的基本要求。27

廣義地講，氧化是指失去電子的作用；狹義的講，氧化是指物質(zhì)與氧的化合作用。氧化反應(yīng)在化工生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。如氨氧化制硝酸、甲苯氧化制苯甲酸、乙烯氧化制環(huán)氧乙烷等。氧化劑包括無(wú)機(jī)氧化劑和有機(jī)氧化劑。無(wú)機(jī)氧化劑包括：高價(jià)金屬氧化物、高價(jià)金屬鹽、硝酸、硫酸、氯酸鈉、臭氧、過(guò)氧化氫等；有機(jī)氧化劑一般是緩和的氧化劑，包括硝基物、亞硝基物、過(guò)氧酸以及與無(wú)機(jī)氧化物形成的復(fù)合氧化劑。7.2氧化反應(yīng)過(guò)程安全技術(shù)28氧化的危險(xiǎn)性分析a氧化反應(yīng)需要加熱，但反應(yīng)過(guò)程又是放熱反應(yīng)，這些反應(yīng)熱如不及時(shí)移去，將會(huì)使溫度迅速升高甚至發(fā)生爆炸；b有的氧化反應(yīng)其物料配比接近于爆炸下限，倘若配比失調(diào)，溫度控制不當(dāng)，極易爆炸起火；c被氧化的物質(zhì)大部分是易燃易爆物質(zhì)，如氧化制取環(huán)氧乙烷的乙烯、氧化制取苯甲酸的甲苯等；d氧化劑具有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性，如遇點(diǎn)火源以及有機(jī)物、酸類接觸，皆能引起著火爆炸；e部分氧化產(chǎn)品有些也具有火災(zāi)危險(xiǎn)性，此外氧化過(guò)程還能生成危險(xiǎn)性較大的過(guò)氧化物。29氧化過(guò)程的安全技術(shù)要點(diǎn)a反應(yīng)物料的配比應(yīng)嚴(yán)格控制在爆炸范圍之外；必要時(shí)采取惰性氣體保護(hù)。b在催化氧化過(guò)程中，對(duì)于放熱反應(yīng)，應(yīng)控制適宜的溫度、流量，防止超溫、超壓；c在反應(yīng)器前和管道上應(yīng)安裝阻火器；d使用硝酸、高錳酸鉀等氧化劑時(shí)，要嚴(yán)格控制加料速度，防止多加、錯(cuò)加；e氧化反應(yīng)使用的原料及產(chǎn)品，應(yīng)采取相應(yīng)的防火措施；f設(shè)備系統(tǒng)中配備必要的安全防護(hù)措施；g必須保證反應(yīng)設(shè)備的良好傳熱能力。對(duì)于放熱反應(yīng)，要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，防止超溫，一旦超溫，反應(yīng)將越來(lái)越快，以至溫度急劇上升（飛溫）而無(wú)法控制，造成事故。30過(guò)氧化物在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，尤其是有機(jī)過(guò)氧化物不僅是化工原料，而且是許多反應(yīng)的中間產(chǎn)物。因其含有－O－O－鍵，氧原子極不穩(wěn)定，因此過(guò)氧化物對(duì)于摩擦、光、熱和震動(dòng)極為敏感，有著潛在的嚴(yán)重的火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)性。

7.3過(guò)氧化生產(chǎn)過(guò)程安全技術(shù)31一過(guò)程危險(xiǎn)性分析及安全技術(shù)

1過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)性分析及安全技術(shù)措施（1）生產(chǎn)工藝安全用異丙醇生產(chǎn)過(guò)氧化氫時(shí)，可燃物質(zhì)(丙酮、異丙醇等)和空氣可能形成易爆濃度的混合物，過(guò)氧化氫在設(shè)備、管道、容器和倉(cāng)庫(kù)中于一定條件下可能發(fā)生分解，是這一生產(chǎn)過(guò)程所具有的特殊危險(xiǎn)。過(guò)氧化氫和丙酮在偶然混合時(shí)以及混合物長(zhǎng)期放置時(shí)相互起作用會(huì)引起過(guò)爆炸事故。

當(dāng)氧化器中溫度升高和氮?dú)夤芫€中壓力長(zhǎng)時(shí)間下降時(shí)，必須接通氧化器的供水系統(tǒng)，往熱交換器中供冷卻水，停止加熱，立即排出反應(yīng)物。

安置在室外容器中的過(guò)氧化氫不能過(guò)熱，必須系統(tǒng)檢查供水系統(tǒng)和遮陰擋板的狀況。與過(guò)氧化物接觸的設(shè)備和管道應(yīng)該經(jīng)過(guò)鈍化處理，不合鈍化要求的會(huì)引起過(guò)氧化物劇烈分解。設(shè)備內(nèi)表面應(yīng)定期檢查和凈化。氨介質(zhì)氧化過(guò)程正常進(jìn)行所需的部分氨氣由儲(chǔ)氣罐送入氧化器，儲(chǔ)氣罐中剩余的氮?dú)饨?jīng)初步減壓到壓力為0.005MPa，再返回低壓緩沖容器。當(dāng)供氮短時(shí)間中斷時(shí)，由專用容器供給氮?dú)?，氮?dú)饨?jīng)減壓和精制后送往氧化器。異丙醇氧化器要裝備自動(dòng)聯(lián)鎖裝置系統(tǒng)。異丙醇氧化裝置或其他類似過(guò)程的設(shè)備更安全可靠地操作，應(yīng)該裝備帶截流裝置的爆破聯(lián)鎖裝置。用電化學(xué)法生產(chǎn)過(guò)氧化氫時(shí)電解槽的管道應(yīng)該用惰性氣體吹掃。為防止水解和精餾系統(tǒng)中產(chǎn)生真空完全消失事故，真空泵應(yīng)裝有緊急供電系統(tǒng)。327.3.2過(guò)程危險(xiǎn)性分析及安全技術(shù)1）過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)性分析及安全技術(shù)措施（2）生產(chǎn)裝置安全過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣和分解放出的熱量不能得到有效的釋放時(shí)，罐內(nèi)壓力與溫度隨著時(shí)間逐漸上升。當(dāng)容器內(nèi)部壓力最終沖破槽罐的薄弱部位(如法蘭)時(shí)，罐內(nèi)氣相介質(zhì)通過(guò)裂縫高速噴出，這也就是車間操作工在爆炸前聽(tīng)到“嘶嘶”的聲音的原因。在壓力變化的過(guò)程中，兩相流層以高速向上膨脹，最終猛烈撞擊到容器的上壁面，其對(duì)壁面的沖擊力可能達(dá)到容器內(nèi)初始?jí)毫Φ臄?shù)倍，這一現(xiàn)象稱之為“液體錘”，它對(duì)整體強(qiáng)度已經(jīng)減弱的破裂部位來(lái)說(shuō)，會(huì)造成嚴(yán)重的傷害，甚至可能導(dǎo)致容器的瞬間整體破裂、碎片飛散或罐體投射，發(fā)生猛烈的蒸氣爆炸。332）過(guò)氧化氫儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程裝備安全技術(shù)A過(guò)氧化氫在光作用下能分解，必須保存在陰暗處或深色玻璃瓶中。B過(guò)氧化氫最好存放在冷環(huán)境中。C過(guò)氧化物用玻璃或內(nèi)表面涂石蠟的金屬容器儲(chǔ)存，安全性會(huì)明顯提高。D添加穩(wěn)定劑能減少分解的危險(xiǎn)。磷酸鹽類(焦磷酸鈉、次磷酸鈉和偏磷酸鈉以及各種聚磷鹽)是很好的穩(wěn)定劑。硅酸鈉(水玻璃)對(duì)過(guò)氧化氫堿性溶液是非常好的穩(wěn)定劑。苯酚、水楊酸、甲醛、苯酰胺等也能用作穩(wěn)定劑。E不銹鋼對(duì)過(guò)氧化物是穩(wěn)定的，但能引起過(guò)氧化物分解(尤其是長(zhǎng)期時(shí))。聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、磷酸三甲苯酚酯增塑的甲基丙烯酸甲酯對(duì)濃過(guò)氧化氫都是穩(wěn)定的。用石蠟和聚硅氧烷潤(rùn)滑油浸漬過(guò)的石棉適宜作填充劑。343）氧化反應(yīng)化工過(guò)程中過(guò)氧化物副產(chǎn)物危險(xiǎn)性分析及措施

(1)加入催化劑

(2)控制反應(yīng)速度

(3)氧氣進(jìn)入速度

(4)其它問(wèn)題，如反應(yīng)物的最佳配比及反應(yīng)器內(nèi)壓力等7.3.3介質(zhì)危險(xiǎn)性分析

有機(jī)物質(zhì)1.醚，已縮醚2.帶有烯丙基氫、氯的石蠟以及萜烯，四氫化萘3.二烯烴，乙烯基乙炔4.石蠟和烷基芳烴，特別是帶有叔氫的芳烴5.乙醛6.尿素，氨基化合物，內(nèi)酯7.乙烯單位，包括鹵化乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸鹽（酯）、乙烯基酯8.具有α-氫的酮無(wú)機(jī)物質(zhì)1.堿金屬，特別是鉀2.堿金屬的醇鹽和氨基化合物3.有機(jī)金屬表7-1可過(guò)氧化的化合物35山東聊城魯西化工廠爆炸原因查明：起火點(diǎn)為一個(gè)雙氧水生產(chǎn)裝置。

雙氧水萃取塔著火

367.4還原反應(yīng)過(guò)程安全技術(shù)廣義地講，還原是指得到電子的作用；狹義地講，還原是指物質(zhì)被奪去氧或得到氫的反應(yīng)。還原種類很多。如硝基苯在鹽酸溶液中被鐵粉還原成苯胺、鄰硝基苯甲醚在堿性溶液中被鋅粉還原成鄰氨基苯甲醚等。常用的還原劑有氫氣、硫化氫、硫化鈉、鋅粉、鐵屑、氯化亞錫、甲醛等。37還原的危險(xiǎn)性及安全技術(shù)要點(diǎn)a無(wú)論是利用初始態(tài)還原，還是用催化劑把氫氣活化后還原，都有氫氣存在(氫氣的爆炸極限為4.1％—75％)，特別是催化加氫還原，大都在加熱、加壓條件下進(jìn)行，如果操作失誤或因設(shè)備缺陷有氫氣泄漏，極易與空氣形成爆炸性混合物，如遇著火源即會(huì)爆炸；38b固體還原劑保險(xiǎn)粉、硼氫化鈉(鉀)、氫化鋁鋰等都是遇濕易燃危險(xiǎn)品。其中保險(xiǎn)粉遇水發(fā)熱，在潮濕空氣中能分解析出硫，硫蒸氣受熱具有自燃的危險(xiǎn)，且保險(xiǎn)粉本身受熱到190℃也有分解爆炸的危險(xiǎn)；硼氫化鉀(鈉)在潮濕空氣中能自燃，遇水或酸即分解放出大量氫氣，同時(shí)產(chǎn)生高熱，可使氫氣著火而引起爆炸事故；以上還原劑，遇氧化劑會(huì)猛烈發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量熱量，具有著火爆炸的危險(xiǎn)，故不得與氧化劑混存；c還原反應(yīng)中所使用的催化劑雷氏鎳吸潮后在空氣中有自燃危險(xiǎn)，即使沒(méi)有著火源存在，也能使氫氣和空氣的混合物引燃形成著火爆炸。因此，當(dāng)用它們來(lái)活化氫氣進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)，必須先用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器內(nèi)的全部空氣；39d還原反應(yīng)的中間體，特別是硝基化合物還原反應(yīng)的中間體，亦有一定的火災(zāi)危險(xiǎn)。例如，在鄰硝基苯甲醚還原為鄰氨基苯甲醚的過(guò)程中，產(chǎn)生氧化偶氮苯甲醚，該中間體受熱到150℃能自燃。苯胺在生產(chǎn)中如果反應(yīng)條件控制不好，可生成爆炸危險(xiǎn)性很大的環(huán)己胺；e開(kāi)展技術(shù)革新，研究采用危險(xiǎn)性小、還原效率高的新型還原劑代替火災(zāi)危險(xiǎn)性大的還原劑。407.5電解電流通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)時(shí)，在兩個(gè)極上所引起的化學(xué)變化稱為電解。電解在工業(yè)上有著廣泛的作用。許多有色金屬(鈉、鉀、鎂、鉛等)和稀有金屬(鋯、鉿等)冶煉，金屬銅、鋅、鋁等的精煉；許多基本化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品(氫、氧、氯、燒堿、氯酸鉀、過(guò)氧化氫等)的制備，以及電鍍、電拋光、陽(yáng)極氧化等，都是通過(guò)電解來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

如食鹽水電解生產(chǎn)氫氧化鈉、氫氣、氯氣，電解水制氫等。41電解食鹽水制氯42電解食鹽水制氫氧化鈉：4344食鹽水電解過(guò)程中的危險(xiǎn)性分析與防火要點(diǎn)

a鹽水應(yīng)保證質(zhì)量鹽水中如含有鐵雜質(zhì)，能夠產(chǎn)生第二陰極而放出氫氣；鹽水中帶入銨鹽，在適宜的條件下(pH<4.5時(shí))，銨鹽和氯作用可生成氯化銨，氯作用于濃氯化銨溶液還可生成黃色油狀的三氯化氮。三氯化氮是一種爆炸性物質(zhì)，與許多有機(jī)物接觸或加熱至90℃以上以及被撞擊，即發(fā)生劇烈地分解爆炸。因此鹽水配制必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，尤其是鐵、鈣、鎂和無(wú)機(jī)銨鹽的含量，應(yīng)盡可能采取鹽水純度自動(dòng)分析裝置，這樣可以觀察鹽水成分的變化，隨時(shí)調(diào)節(jié)碳酸鈉、苛性鈉、氯化鋇或丙烯酸胺的用量；45b鹽水添加高度應(yīng)適當(dāng)

在操作中向電解糟的陽(yáng)極室內(nèi)添加鹽水，如鹽水液面過(guò)低，氫氣有可能通過(guò)陰極網(wǎng)滲入到陽(yáng)極室內(nèi)與氯氣混合；若電解槽鹽水裝得過(guò)滿，在壓力下鹽水會(huì)上漲，因此，鹽水添加不可過(guò)少或過(guò)多，應(yīng)保持一定的安全高度。采用鹽水供料器應(yīng)間斷供給鹽水，以避免電流的損失，防止鹽水導(dǎo)管被電流腐蝕(目前多采用膠管)；

46c防止氫氣與氯氣混合

氫氣是極易燃燒的氣體，氯氣是氧化性很強(qiáng)的有毒氣體，一旦兩種氣體混合極易發(fā)生爆炸，當(dāng)氯氣中含氫量達(dá)到5％以上，則隨時(shí)可能在光照或受熱情況下發(fā)生爆炸。造成氫氣和氯氣混合的原因主要是：陽(yáng)極室內(nèi)鹽水液面過(guò)低；電解槽氫氣出口堵塞，引起陰極室壓力升高；電解槽的隔膜吸附質(zhì)量差；石棉絨質(zhì)量不好，在安裝電解槽時(shí)碰壞隔膜，造成隔膜局部脫落或者送電前注入的鹽水量過(guò)大將隔膜沖壞，以及陰極室中的壓力等于或超過(guò)陽(yáng)極室的壓力時(shí)，就可能使氫氣進(jìn)入陽(yáng)極室等，這些都可能引起氯氣中含氫量增高。此時(shí)應(yīng)對(duì)電解槽進(jìn)行全面檢查，將單槽氯含氫濃度控制在2％以下，總管氯含氫濃度控制在0.4％以下；47d嚴(yán)格電解設(shè)備的安裝要求由于在電解過(guò)程中氫氣存在，故有著火爆炸的危險(xiǎn)，所以電解槽應(yīng)安裝在自然通風(fēng)良好的單層建筑物內(nèi)，廠房應(yīng)有足夠的防爆泄壓面積；e掌握正確的應(yīng)急處理方法在生產(chǎn)中當(dāng)遇突然停電或其他原因突然停車時(shí)，高壓閥不能立即關(guān)閉，以免電解槽中氯氣倒流而發(fā)生爆炸。應(yīng)在電解槽后安裝放空管，以及時(shí)減壓，并在高壓閥門(mén)上安裝單向閥，以有效地防止跑氯，避免污染環(huán)境和帶來(lái)火災(zāi)危險(xiǎn)。

484950金屬陽(yáng)極電解法制堿51電解鋁527.6聚合反應(yīng)過(guò)程安全技術(shù)

將若干個(gè)分子結(jié)合為一個(gè)較大的組成相同而分子量較高的化合物的反應(yīng)過(guò)程為聚合。如氯乙烯聚合生產(chǎn)聚氯乙烯塑料、丁二烯聚合生產(chǎn)順丁橡膠和丁苯橡膠等。聚合按照反應(yīng)類型可分為加成聚合和縮合聚合兩大類；按照聚合方式又可分為本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合、縮合聚合五種。

53氯乙烯聚合生產(chǎn)聚氯乙烯塑料54北元公司100萬(wàn)噸/年聚氯乙烯循環(huán)綜合利用項(xiàng)目

55北京化二聚氯乙烯聚合釜爆炸567.6.1聚合的危險(xiǎn)性分析a本體聚合本體聚合是在沒(méi)有其他介質(zhì)的情況下(如乙烯的高壓聚合、甲醛的聚合等)，用浸在冷卻劑中的管式聚合釜(或在聚合釜中設(shè)盤(pán)管、列管冷卻)進(jìn)行的一種聚合方法。這種聚合方法往往由于聚合熱不易傳導(dǎo)散出而導(dǎo)致危險(xiǎn)。例如在高壓聚乙烯生產(chǎn)中，每聚合1公斤乙烯會(huì)放出3.8MJ的熱量，倘若這些熱量未能及時(shí)移去，則每聚合1％的乙烯，即可使釜內(nèi)溫度升高12～13℃，待升高到一定溫度時(shí)，就會(huì)使乙烯分解，強(qiáng)烈放熱，有發(fā)生暴聚的危險(xiǎn)。一旦發(fā)生暴聚，則設(shè)備堵塞，壓力驟增，極易發(fā)生爆炸。57b溶液聚合：它是選擇一種溶劑，使單體溶成均相體系，加入催化劑或引發(fā)劑后，生成聚合物的一種聚合方法。這種聚合方法在聚合和分離過(guò)程中，易燃溶劑容易揮發(fā)和產(chǎn)生靜電火花。c懸浮聚合：它是用水作分散介質(zhì)的聚合方法。它是利用有機(jī)分散劑或無(wú)機(jī)分散劑，把不溶于水的液態(tài)單體，連同溶在單體中的引發(fā)劑經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈攪拌，打碎成小珠狀，分散在水中成為懸浮液，在極細(xì)的單位小珠液滴(直徑為0.1um)中進(jìn)行聚合，因此又叫珠狀聚合。這種聚合方法在整個(gè)聚合過(guò)程中，如果沒(méi)有嚴(yán)格控制工藝條件，致使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，則易出現(xiàn)溢料，如若溢料，則水分蒸發(fā)后未聚合的單體和引發(fā)劑遇火源極易引發(fā)著火或爆炸事故。58d乳液聚合：它是在機(jī)械強(qiáng)烈攪拌或超聲波振動(dòng)下，利用乳化劑使液態(tài)單體分散在水中(珠滴直徑0.001～0.01um)，引發(fā)劑則溶在水里而進(jìn)行聚合的一種方法。這種聚合方法常用無(wú)機(jī)過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)作引發(fā)劑，如若過(guò)氧化物在介質(zhì)(水)中配比不當(dāng)，溫度太高，反應(yīng)速度過(guò)快，會(huì)發(fā)生沖料，同時(shí)在聚合過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w。e縮合聚合：它也稱縮聚反應(yīng)，是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上功能團(tuán)的單體相互縮合，并析出小分子副產(chǎn)物而形成聚合物的聚合反應(yīng)?？s合聚合是吸熱反應(yīng)，但由于溫度過(guò)高，也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的壓力增加，甚至引起爆裂，泄漏出易燃易爆的單體。597.6.2聚合的安全技術(shù)要點(diǎn)a反應(yīng)器的攪拌和溫度應(yīng)有控制和聯(lián)鎖裝置，設(shè)置反應(yīng)抑制劑添加系統(tǒng)；b嚴(yán)格控制工藝條件，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保冷卻效果，防止暴聚；c控制好過(guò)氧化物引發(fā)劑在水中的配比，避免沖料；d設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)單體泄漏，采取對(duì)策；e特別重視所用容劑的毒性及燃燒爆炸性，加強(qiáng)對(duì)引發(fā)劑的管理。607.7

氯化

以氯原子取代有機(jī)化合物中氫原子的過(guò)程稱為氯化。如由甲烷制甲烷氯化物、苯氯化制氯苯等。常用的氯化劑有：液態(tài)或氣態(tài)氯、氣態(tài)氯化氫和各種濃度的鹽酸、磷酸氯(三氯氧化磷)、三氯化磷(用來(lái)制造有機(jī)酸的酰氯)、硫酰氯(二氯硫酰)、次氯酸酯等。61氯化過(guò)程危險(xiǎn)性分析與安全要點(diǎn)a氯化反應(yīng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性主要決定于被氯化物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)過(guò)程的條件。反應(yīng)過(guò)程中所用的原料大多是有機(jī)易燃物和強(qiáng)氧化劑，如甲烷、乙烷、苯、酒精、天然氣、甲苯、液氯等。如生產(chǎn)1t甲烷氯化物需要2006m3甲烷、6960kg液氯，生產(chǎn)過(guò)程中同樣具有著火爆炸危險(xiǎn)。所以，應(yīng)嚴(yán)格控制各種著火源，電氣設(shè)備應(yīng)符合防火防爆要求；62b氯化反應(yīng)中最常用的氯化劑是液態(tài)或氣態(tài)的氯。氯氣本身毒性較大，氧化性極強(qiáng)，儲(chǔ)存壓力較高，一旦泄漏是很危險(xiǎn)的。所以貯罐中的液氯在進(jìn)入氯化器使用之前，必須先進(jìn)人蒸發(fā)器使其氣化。在一般情況下不準(zhǔn)把儲(chǔ)存氯氣的氣瓶或槽車當(dāng)貯罐使用，因?yàn)檫@樣有可能使被氯化的有機(jī)物質(zhì)倒流進(jìn)氣瓶或槽車引起爆炸。對(duì)于一般氯化器應(yīng)裝設(shè)氯氣緩沖罐，防止氯氣斷流或壓力減小時(shí)形成倒流；63c氯化反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程，尤其在較高溫度下進(jìn)行氯化，反應(yīng)更為劇烈。例如在環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)中，丙烯需預(yù)熱至300℃左右進(jìn)行氯化，反應(yīng)溫度可升至500℃，在這樣高的溫度下，如果物料泄漏就會(huì)造成著火或引起爆炸。因此，一般氯化反應(yīng)設(shè)備必須有良好的冷卻系統(tǒng)，并嚴(yán)格控制氯氣的流量，以免因流量過(guò)快，溫度劇升而引起事故。d由于氯化反應(yīng)幾乎都有氯化氫氣體生成，因此所用的設(shè)備必須防腐蝕，設(shè)備應(yīng)保證嚴(yán)密不漏。因?yàn)槁然瘹錃怏w易溶于水中，通過(guò)增設(shè)吸收和冷卻裝置就可以除去尾氣中絕大部分氯化氫。647.8

催化

催化反應(yīng)是在催化劑的作用下所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，分為單相催化反應(yīng)和多相催化反應(yīng)。催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)速度而本身的組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)。常用的催化劑有金屬、金屬氧化物和無(wú)機(jī)酸。工業(yè)上絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是催化反應(yīng)。例如氮和氫合成氨，由二氧化硫和氧合成三氧化硫，由乙烷和氧合成環(huán)氧乙烷等都是屬于催化反應(yīng)。65催化的危險(xiǎn)性分析a反應(yīng)操作：在催化過(guò)程中若催化劑選擇的不正確或加入不適量，易形成局部反應(yīng)激烈；b催化產(chǎn)物：催化過(guò)程往往產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)，如氯化氫、硫化氫、氫氣等氯化氫有腐蝕和中毒危險(xiǎn)；有的產(chǎn)生硫化氫，則中毒危險(xiǎn)更大，且硫化氫在空氣中的爆炸極限較寬(4.3％～45.5％)，生產(chǎn)過(guò)程中還有爆炸危險(xiǎn)；有的催化過(guò)程產(chǎn)生氫氣，著火爆炸的危險(xiǎn)更大，尤其在高壓下，氫的腐蝕作用可使金屬高壓容器脆化，從而造成破壞性事故；c原料氣：原料氣中某種能與催化劑發(fā)生反應(yīng)的雜質(zhì)含量增加，可能成為爆炸危險(xiǎn)物。667.9

磺化磺化是在有機(jī)化合物分子中引入磺(酸)基(－SO3H)的反應(yīng)。常用的磺化劑有發(fā)煙硫酸、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、三氧化硫等。如用硝基苯與發(fā)煙硫酸生產(chǎn)間氨基苯磺酸鈉，鹵代烷與亞硫酸鈉在高溫加壓條件下生成磺酸鹽等均屬磺化反應(yīng)。677.9.1危險(xiǎn)性分析a常見(jiàn)的磺化劑濃硫酸、三氧化硫、氯磺酸等都是氧化劑。特別是三氧化硫，它一旦遇水則生成硫酸，同時(shí)會(huì)發(fā)出大量的熱量，使反應(yīng)溫度升高造成沸溢、導(dǎo)致起火或爆炸；b可燃物與強(qiáng)氧化劑混合反應(yīng)，非常危險(xiǎn)，因其已經(jīng)具備了可燃物與氧化劑作用的燃燒條件，對(duì)于這類磺化反應(yīng)，要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，防止反應(yīng)失控；c磺化反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，若在反應(yīng)過(guò)程溫度超高，可導(dǎo)致燃燒反應(yīng)，造成起火或爆炸事故。687.9.2

磺化的安全技術(shù)要點(diǎn)a使用磺化劑必須嚴(yán)格防水防潮、嚴(yán)格防止接觸各種易燃物，以免發(fā)生火災(zāi)爆炸，經(jīng)常檢查設(shè)備管道，防止因腐蝕造成穿孔泄漏；b保證磺化反應(yīng)系統(tǒng)有良好的攪拌和有效的冷卻裝置，以及時(shí)移走反應(yīng)熱，避免溫度失控；c嚴(yán)格控制原料純度，投料操作時(shí)順序不能顛倒，速度不能過(guò)快；d反應(yīng)結(jié)束，注意放料安全，避免燙傷及腐蝕傷害；e磺化反應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置安全防爆裝置和緊急放料裝置，一旦溫度失控，立即緊急放料，并進(jìn)行緊急冷處理。697.10裂解反應(yīng)過(guò)程安全技術(shù)7.10.1概述在高溫下有機(jī)化合物分子發(fā)生分解的反應(yīng)過(guò)程統(tǒng)稱為裂解。在石油化工生產(chǎn)中的裂解是指石油烴在隔絕空氣和高溫條件下，分子發(fā)生分解反應(yīng)而生成小分子烴類的過(guò)程。7.11.2過(guò)程危險(xiǎn)性分析及安全技術(shù)

氣結(jié)晶離心分離包裝文丘里混合器裂解爐旋風(fēng)除塵布袋除塵中和吸收蒸發(fā)濃縮粗焦粒細(xì)焦粒液氰產(chǎn)品焦粒氨油尾氣吸收真空泵尾氣NaOH冷凝器固氰產(chǎn)品圖7-4輕油裂解法產(chǎn)生氰化鈉工藝流程簡(jiǎn)圖70乙烯裂解裝置71乙烯裂解裝置72茂名乙烯裂解裝置雷擊起火737.10.2過(guò)程危險(xiǎn)性分析及安全技術(shù)裂解法生產(chǎn)氰化鈉的工藝過(guò)程安全技術(shù)措施與安全管理措施主要有：（1）設(shè)置安全區(qū)域，實(shí)施有效隔離（2）確保建筑物安全（3）實(shí)現(xiàn)密閉化運(yùn)行，防止或減少泄漏（4）提高自動(dòng)化或機(jī)械化水平，減少職工與危險(xiǎn)有害物質(zhì)的直接接觸（