危險(xiǎn)化學(xué)品與單元操作危險(xiǎn)性分析

危險(xiǎn)化學(xué)品與單元操作危險(xiǎn)性分析第1頁(yè)/共143頁(yè)22.3典型化學(xué)反應(yīng)及其危險(xiǎn)性分析2.11.1氧化反應(yīng)2.11.2還原反應(yīng)2.11.3硝化反應(yīng)2.11.4氯化2.11.5裂解反應(yīng)2.11.6聚合反應(yīng)2.11.7磺化2.11.8烷基化2.11.9重氮化

第2頁(yè)/共143頁(yè)32.11.1氧化反應(yīng)主要指的是氧化劑氧化有機(jī)化合物；氧化劑：無(wú)機(jī)強(qiáng)氧化劑和有機(jī)過(guò)氧化物，如高錳酸鉀、氯酸鉀、鉻酸酐、過(guò)氧化鈉、過(guò)氧乙酸等；氧氣和空氣是工業(yè)氧化常用的氧化劑。第3頁(yè)/共143頁(yè)4一般氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行還需要催化劑存在。工業(yè)實(shí)例：氨氣被空氣氧化成氮氧化物、甲醇蒸氣被空氣氧化成甲醛、乙烯被空氣氧化成環(huán)氧乙烷。氧化反應(yīng)的啟動(dòng)（或稱加速）需要加熱，而反應(yīng)正常進(jìn)行時(shí)又放出大量的熱量，氣相催化氧化反應(yīng)一般都是在250～600℃的高溫下進(jìn)行。第4頁(yè)/共143頁(yè)5在如此高溫下，一旦原料配比失調(diào)，濃度比例進(jìn)入相應(yīng)爆炸極限范圍，就會(huì)發(fā)生猛烈的爆炸。為了保持一定的反應(yīng)速度，有些物質(zhì)的控制氧化濃度點(diǎn)接近爆炸極限的下限或上限。如乙烯在氧氣中的爆炸極限上限是91%，此時(shí)氧氣濃度為9%，在氧化制取環(huán)氧乙烷的裝置系統(tǒng)中，氧氣含量必須嚴(yán)格控制在9%以下。

第5頁(yè)/共143頁(yè)6產(chǎn)物環(huán)氧乙烷除能與氧氣混合形成爆炸性混合物外，還具有分解爆炸的特性，所以其在空氣中的爆炸極限范圍寬至3%～100%。第6頁(yè)/共143頁(yè)7安全措施常常加入N2、CO2、甲烷等惰性氣體，縮小混合氣體的爆炸極限范圍，降低爆炸的危險(xiǎn)性。在反應(yīng)器前后的管道上應(yīng)安裝阻火器，這樣可以阻止火焰蔓延，防止回火，使燃燒不致影響其它系統(tǒng)，這是防止氧化反應(yīng)器在發(fā)生爆炸或燃燒時(shí)危及人身和設(shè)備安全的重要措施。在反應(yīng)器上安裝泄壓裝置，可以防止物理爆炸事故發(fā)生。對(duì)于工藝過(guò)程來(lái)講，應(yīng)盡可能采用自動(dòng)控制或自動(dòng)調(diào)節(jié)方式來(lái)控制工藝參數(shù)，最好采用監(jiān)測(cè)報(bào)警聯(lián)鎖系統(tǒng)。第7頁(yè)/共143頁(yè)8使用硝酸，高錳酸鉀等氧化劑進(jìn)行氧化時(shí)，要嚴(yán)格控制加料速度，防止多加、錯(cuò)加。固體氧化劑應(yīng)該粉碎后使用，最好呈溶液狀態(tài)使用，反應(yīng)時(shí)要不間斷地?cái)嚢?，防止局部反?yīng)過(guò)快，高溫引發(fā)爆沸或沖料。氧化反應(yīng)系統(tǒng)，一般應(yīng)設(shè)置氮?dú)饣蛩魵鉁缁鹧b置。第8頁(yè)/共143頁(yè)92.11.2還原反應(yīng)

2.11.2.1利用初生態(tài)氫還原2.11.2.2在催化劑作用下加氫2.11.2.3使用其他還原劑還原第9頁(yè)/共143頁(yè)102.11.2.1利用初生態(tài)氫還原利用鐵粉、鋅粉等金屬與酸作用產(chǎn)生初生態(tài)氫起還原作用

第10頁(yè)/共143頁(yè)11危險(xiǎn)因素：鐵粉和鋅粉在潮濕空氣中遇酸性氣體時(shí)可能自燃；酸濃度過(guò)高或過(guò)低均使產(chǎn)生初生態(tài)氫的量不穩(wěn)定，使反應(yīng)難以控制；反應(yīng)溫度也不宜過(guò)高，否則容易突然產(chǎn)生大量氫氣而造成沖料；反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)注意攪拌效果，防止突然生成大量的氫氣；反應(yīng)器內(nèi)殘?jiān)腥杂需F粉、鋅粉在繼續(xù)作用，不斷放出氫氣，很不安全，應(yīng)放入室外儲(chǔ)槽中，加冷水稀釋，槽上加蓋并設(shè)排氣管以導(dǎo)出氫氣。待金屬粉消耗殆盡，再加堿中和。若急于中和，則容易產(chǎn)生大量氫氣并生成大量的熱，將導(dǎo)致燃燒爆炸。第11頁(yè)/共143頁(yè)122.11.2.2在催化劑作用下加氫苯在催化作用下，經(jīng)加氫生成環(huán)己烷

以雷內(nèi)鎳（Raney-Ni）、鈀炭等為催化劑，將氫氣活化第12頁(yè)/共143頁(yè)13危險(xiǎn)因素：催化劑雷內(nèi)鎳和鈀炭在空氣中吸潮后有自燃的危險(xiǎn)，鈀炭更易自燃，平時(shí)不能暴露在空氣中，而要浸在酒精中。反應(yīng)前必須用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器的全部空氣，反應(yīng)結(jié)束后，應(yīng)先用氮?dú)獍褮錃庵脫Q掉，并以氮封保存。氫氣爆炸范圍很寬（4％～75％），所以設(shè)備泄漏或操作失誤，以及溫度、壓力、流量等技術(shù)參數(shù)控制不嚴(yán)，都極易引起爆炸。廠房開(kāi)設(shè)天窗或風(fēng)帽，使氫氣易于飄逸，可減少爆炸性混合氣體形成的機(jī)會(huì)；電氣設(shè)備選用符合要求且質(zhì)量合格的產(chǎn)品可防止電火花引火源的存在。高溫高壓下的氫對(duì)金屬有滲碳作用，氫氣將金屬中的碳還原成氣態(tài)物質(zhì)，造成“氫脆”腐蝕。第13頁(yè)/共143頁(yè)142.11.2.3使用其他還原劑還原在常用還原劑中，火災(zāi)危險(xiǎn)性大的還有硼氫類、四氫化鋰鋁、氫化鈉、保險(xiǎn)粉（連二亞硫酸鈉Na2S2O4）、異丙醇鋁等。常用的硼氫類還原劑為硼氫化鉀和硼氫化鈉。還原劑的特性往往是導(dǎo)致危險(xiǎn)的主要根源。第14頁(yè)/共143頁(yè)15硼氫化鉀通常溶解在液堿中比較安全。它們都是遇水燃燒物質(zhì)，在潮濕的空氣中能自燃，遇水和酸即分解放出大量的氫，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱，可使氫氣燃爆。要儲(chǔ)存于密閉容器中，置于干燥處。在生產(chǎn)中，調(diào)節(jié)酸、堿度時(shí)要特別注意防止加酸過(guò)多、過(guò)快。第15頁(yè)/共143頁(yè)16四氫化鋰鋁有良好的還原性，但遇潮濕空氣、水和酸極易燃燒，應(yīng)浸沒(méi)在煤油中儲(chǔ)存。使用時(shí)應(yīng)先將反應(yīng)器用氮?dú)庵脫Q干凈，并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下投料和反應(yīng)。反應(yīng)熱應(yīng)由油類冷卻劑移走，不應(yīng)用水，防止水漏入反應(yīng)器內(nèi)，發(fā)生爆炸。第16頁(yè)/共143頁(yè)17保險(xiǎn)粉是一種還原效果不錯(cuò)且較為安全的還原劑。它遇水發(fā)熱，在潮濕的空氣中能分解析出黃色的硫磺蒸氣。硫磺蒸氣自燃點(diǎn)低，易自燃。使用時(shí)應(yīng)在不斷攪拌下，將保險(xiǎn)粉緩緩溶于冷水中，待溶解后再投入反應(yīng)器與物料反應(yīng)。第17頁(yè)/共143頁(yè)18異丙醇鋁常用于高級(jí)醇的還原，反應(yīng)較溫和。但在制備異丙醇鋁時(shí)須加熱回流，將產(chǎn)生大量氫氣和異丙醇蒸氣，如果鋁片或催化劑三氯化鋁的質(zhì)量不佳，反應(yīng)就不正常，往往先是不反應(yīng)，溫度升高后又突然反應(yīng)，引起沖料，增加了燃燒、爆炸的危險(xiǎn)性。第18頁(yè)/共143頁(yè)192.11.3硝化反應(yīng)2.11.3.1硝化反應(yīng)及硝化產(chǎn)物2.11.3.2硝硫混酸制備2.11.3.3硝化設(shè)備2.11.3.4硝化過(guò)程安全技術(shù)第19頁(yè)/共143頁(yè)202.11.3.1硝化反應(yīng)及硝化產(chǎn)物硝基（—NO2）取代有機(jī)化合物分子中的氫原子而生成硝基化合物的反應(yīng)稱為硝化反應(yīng)。第20頁(yè)/共143頁(yè)21硝化劑硝化反應(yīng)中常用的硝化劑是濃硝酸或硝硫混酸（濃硝酸和濃硫酸的混合物）。難硝化的物質(zhì)以及制備多硝基物時(shí)，常用硝酸鹽代替硝酸，先將被硝化的物質(zhì)溶于濃硫酸中，然后在攪拌下將某種硝酸鹽（如KNO3、NaNO3、NH4NO3）漸漸加入濃酸溶液中。另外，氧化氮也可以做硝化劑。第21頁(yè)/共143頁(yè)22主要安全措施：一般是在嚴(yán)格控制溫度的條件下，將混酸滴入反應(yīng)器中。硝化過(guò)程中，控制硝化劑濃度、控制反應(yīng)溫度、控制反應(yīng)速度是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，因此需要良好的冷卻和攪拌，中途不得斷電和停水，攪拌器不能發(fā)生故障，能夠自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)停止加料。第22頁(yè)/共143頁(yè)232.11.3.2硝硫混酸制備配制混酸前，要用水將濃硫酸適當(dāng)稀釋，在不斷攪拌和冷卻的前提下，將濃硫酸緩慢倒入水中。如果用濃硫酸直接加入到硝酸中，則濃硫酸猛烈吸收硝酸中的水分，使混合酸液溫度急劇升高，硝酸分解出氮氧化物氣體，引起爆沸沖料或爆炸。第23頁(yè)/共143頁(yè)242.11.3.3硝化設(shè)備常用的硝化設(shè)備是攪拌式反應(yīng)器，該設(shè)備由鍋體（或釜體）、攪拌器、傳動(dòng)裝置、夾套和蛇管組成，一般是間歇操作。物料自上部加入消化器內(nèi)，攪拌器將物料迅速混合。通過(guò)切換，可以根據(jù)需要在夾套或蛇管內(nèi)通入蒸汽加熱，或通入冷卻水或冷凍劑進(jìn)行冷卻。為了加大冷卻能力，設(shè)備側(cè)面的器壁做成波浪形以加大冷卻面積，而且設(shè)備的蓋上裝有附加的冷卻裝置。第24頁(yè)/共143頁(yè)25為防止硝化器夾套中冷卻水沿被腐蝕的焊縫進(jìn)入硝化器內(nèi)，冷卻水的壓力應(yīng)微呈負(fù)壓，因此要在水引入管上安裝壓力計(jì)，并在進(jìn)水管及排水管上都需要安裝溫度計(jì)。檢測(cè)硝化物料是否進(jìn)入夾套冷卻水的方法是在出水口安裝電導(dǎo)自動(dòng)報(bào)警器。少量強(qiáng)酸進(jìn)入水中，則電離產(chǎn)生大量的H+，導(dǎo)致電導(dǎo)率急劇增大，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。第25頁(yè)/共143頁(yè)262.11.3.4硝化過(guò)程安全技術(shù)1．嚴(yán)格控制硝化反應(yīng)溫度

1）采用雙重閥門控制硝化劑加料速度；

2）設(shè)置備用的冷卻水源系統(tǒng)；

3）攪拌機(jī)應(yīng)當(dāng)有自動(dòng)啟動(dòng)的備用電源，以防止機(jī)械攪拌在突然斷電時(shí)停止而引起事故。為防止萬(wàn)一，還應(yīng)設(shè)置人工攪拌和惰性氣體攪拌的輔助系統(tǒng)；

4）安裝溫度檢測(cè)裝置；

5）安裝溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，防止超溫發(fā)生爆炸。

6）嚴(yán)格防止有機(jī)物的氧化。

第26頁(yè)/共143頁(yè)272．防止有機(jī)物進(jìn)入硝化器

由填料（軸封處）落入硝化器中的潤(rùn)滑油能引起爆炸事故，因此，在硝化器蓋上不得放置用油浸過(guò)的填料。在攪拌器的軸上，應(yīng)備有小槽，以防止齒輪上的油落入硝化器中?；虿捎昧蛩嶙鰸?rùn)滑劑來(lái)潤(rùn)滑攪拌軸，而不用機(jī)油或甘油，溫度計(jì)套管也用硫酸作導(dǎo)熱劑。第27頁(yè)/共143頁(yè)283．安裝特制的真空取樣用儀器，實(shí)現(xiàn)取樣操作機(jī)械化，避免發(fā)生灼傷和試樣突然著火燒傷事故。4．采用密閉化措施，防止壓出物料時(shí)散發(fā)出大量有害氣體或蒸氣。5．嚴(yán)防硝化物料濺到蒸氣管道等高溫表面上而引起爆炸或燃燒。如管道堵塞時(shí)，可用蒸氣加溫疏通，千萬(wàn)不能用金屬棒敲打或明火加熱。第28頁(yè)/共143頁(yè)296．防止高爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)生成。即使在高溫下，二硝基苯酚也無(wú)太大的危險(xiǎn)，而形成三硝基苯酚鹽時(shí)，則變?yōu)榉浅ＮｋU(xiǎn)的物質(zhì)。三硝基苯酚鹽（特別是鉛鹽）具有很大的爆炸力。合成硝基甲苯時(shí)會(huì)生成少量的多硝基化合物，其爆炸危險(xiǎn)性遠(yuǎn)高于硝基甲苯，在進(jìn)行真空蒸餾分離時(shí)，其殘余物接觸空氣中的氧氣時(shí)能發(fā)生爆炸。第29頁(yè)/共143頁(yè)307．防止引火源引發(fā)爆炸。車間內(nèi)禁止帶入火種，電氣設(shè)備要采用防爆型。當(dāng)設(shè)備需動(dòng)火檢修時(shí)，應(yīng)拆卸設(shè)備和管道，并移至車間外安全地點(diǎn)，用水蒸汽反復(fù)沖刷殘留物質(zhì)，經(jīng)分析合格后，方可實(shí)施焊接。需要報(bào)廢的管道，應(yīng)專門處理后堆放起來(lái)，不可隨便拿用，避免意外事故發(fā)生。8．應(yīng)急處理措施。在萬(wàn)一發(fā)生事故時(shí)，應(yīng)立即將料放出，因此硝化器應(yīng)附設(shè)相當(dāng)容積的緊急放料糟。放料閥可采用自動(dòng)控制的氣動(dòng)閥和手動(dòng)閥并用。第30頁(yè)/共143頁(yè)312.11.4氯化以氯原子取代有機(jī)化合物中氫原子的反應(yīng)稱為氯化，取代反應(yīng)的副產(chǎn)為氯化氫，其被水吸收后成為鹽酸。氯甲烷、氯乙烷、氯苯、氯甲苯、氯化石蠟、氯乙酸等常見(jiàn)物質(zhì)都是通過(guò)氯化反應(yīng)合成的。最常用的氯化劑是氯氣（液態(tài)或氣態(tài)），此外還有氣態(tài)氯化氫和各種濃度的鹽酸、三氯氧磷、三氯化磷（用來(lái)制造有機(jī)酸的酞氯）、硫酞氯（二氯硫酞）、次氯酸鈣（漂白粉Ca(C1O)2等。第31頁(yè)/共143頁(yè)32氯化過(guò)程的危險(xiǎn)因素與控制措施：氯氣通常液化后儲(chǔ)運(yùn)，容器有儲(chǔ)罐、氣瓶和槽車等。有機(jī)物質(zhì)倒流進(jìn)氣瓶或槽車，引起爆炸，防范措施之一是加設(shè)止逆閥。一般氯化設(shè)備應(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。氯化操作多在接近大氣壓力下進(jìn)行，有利于副產(chǎn)的氯化氫氣體逸出。第32頁(yè)/共143頁(yè)33氯氣屬于劇毒化學(xué)品，車間的最高允許濃度為1mg/m3，液氯一旦泄漏則危害范圍較大。被氯化的物質(zhì)多易燃甚至易爆.氯化反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程（有些是強(qiáng)放熱過(guò)程，如甲烷氯化，每取代一原子氫，放出熱量100kJ以上），溫度越高反應(yīng)越激烈。例如環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)中，丙烯預(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)造成燃燒或引起爆炸。須良好冷卻，嚴(yán)格控制氯氣的流量。氯化反應(yīng)的危險(xiǎn)性主要決定于反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)過(guò)程的控制條件。第33頁(yè)/共143頁(yè)34液氯加熱氣化溫度要不不高于50℃。氯氣經(jīng)減壓閥門減壓并調(diào)節(jié)流量后，通過(guò)流量計(jì)和單向閥進(jìn)入氯化設(shè)備。氣化過(guò)程是減壓相變的吸熱過(guò)程，紫銅導(dǎo)氣管外面附著白霜，與氯氣流量有關(guān)。需氯氣流量較大時(shí)，可以將幾個(gè)氣瓶并聯(lián)使用。氯化反應(yīng)過(guò)程的主要危險(xiǎn)是氯氣泄漏，因此在液氯氣化、管道輸送、氯化反應(yīng)、尾氣吸收等階段都要采取防范泄漏的措施。第34頁(yè)/共143頁(yè)352.11.5裂解反應(yīng)

有機(jī)化合物分子在高溫條件下分解斷裂生成小分子的反應(yīng)都稱為裂解。工業(yè)生產(chǎn)中的裂解是隔絕空氣的高溫條件下完成的，根據(jù)使用催化劑與否，又分為催化裂解和熱裂解。根據(jù)使用添加劑的不同，又有水蒸氣裂解、加氫裂解等區(qū)別。根據(jù)裂解溫度的不同，又分為裂化和裂解，一般在600℃以下的過(guò)程稱為裂化，在600℃以上所進(jìn)行的過(guò)程稱為裂解。

第35頁(yè)/共143頁(yè)36裂化的目的是通過(guò)裂化反應(yīng)，將高碳烴（碳原子數(shù)多、碳鏈較長(zhǎng)的烴）斷鏈生成低碳烴，同時(shí)增加環(huán)烷烴、芳香烴和帶側(cè)鏈烴的數(shù)量，從而增加汽油等輕餾分的產(chǎn)量，質(zhì)量也得到提高。典型均裂化反應(yīng)如下：CH3-(CH2)23-CH3→

C6H14+C6H12=CH2+C10H22=CH2第36頁(yè)/共143頁(yè)37石油煉制工業(yè)中的裂解工序是為了把大分子的原油組分裂解成小分子，產(chǎn)物是汽油、煤油等低分子量的成品油；石油化工中的裂解是為了生產(chǎn)乙烯、丙烯、乙炔、聯(lián)產(chǎn)丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等化工產(chǎn)品。第37頁(yè)/共143頁(yè)381-對(duì)流室；2-輻射室；3-管式裂解爐；4-急冷鍋爐；5-急冷器；6-分餾塔；7-汽包

圖2-11-1水蒸氣管式爐裂解工藝流程示意圖第38頁(yè)/共143頁(yè)39裂解過(guò)程中的主要危險(xiǎn)因素

（1）引風(fēng)機(jī)故障。引風(fēng)機(jī)的作用是不斷排出裂解爐內(nèi)的煙氣。在裂解爐正常運(yùn)行中，如果由于斷電或引風(fēng)機(jī)機(jī)械故障而使引風(fēng)機(jī)突然停轉(zhuǎn)，則爐膛內(nèi)很快變成正壓，會(huì)從窺視孔或燒嘴等處向外噴火，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起爐膛爆炸。應(yīng)急處理措施包括：設(shè)置聯(lián)鎖裝置，一旦引風(fēng)機(jī)故障停車，則裂解爐自動(dòng)停止進(jìn)料并切斷燃料供應(yīng)；繼續(xù)供應(yīng)稀釋蒸汽，以帶走爐膛內(nèi)的余熱。第39頁(yè)/共143頁(yè)40（2）燃料氣壓力降低。裂解爐是靠燃料油或燃料氣的燃燒來(lái)提供熱量的，經(jīng)熱傳導(dǎo)保持被裂解物的高溫。在裂解爐正常運(yùn)行中，如燃料系統(tǒng)大幅度波動(dòng)，燃料氣壓力過(guò)低或燃料油的壓力降低，則可能造成裂解爐燒嘴回火，使燒嘴燒壞，甚至?xí)鸨?。?dāng)出現(xiàn)燃料供給量異常減少時(shí)，應(yīng)自動(dòng)切斷燃料的供應(yīng)，同時(shí)停止進(jìn)料。第40頁(yè)/共143頁(yè)41（3）其他公用工程故障。裂解爐其他公用工程（如鍋爐給水）中斷，則廢熱鍋爐汽包液面迅速下降，如不及時(shí)停爐，必然會(huì)使廢熱鍋爐爐管、裂解爐對(duì)流段鍋爐給水預(yù)熱管損壞。第41頁(yè)/共143頁(yè)422.11.6聚合反應(yīng)

由小分子單體聚合成大分子聚合物的反應(yīng)稱為聚合反應(yīng)。單體經(jīng)加成反應(yīng)而聚合的反應(yīng)稱為加聚反應(yīng)。乙烯、氯乙烯、苯乙烯等聚合成聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯的反應(yīng)都屬于加聚反應(yīng)。如果在聚合反應(yīng)中除生成聚合物外，同時(shí)還生成其它低分子副產(chǎn)物，則聚合反應(yīng)稱為縮聚反應(yīng)。己二胺和己二酸聚合生成尼龍﹣66的反應(yīng)就是縮聚反應(yīng)，副產(chǎn)物是水。根據(jù)單體官能團(tuán)的不同，低分子副產(chǎn)物可能是水、醇、氨、氯化氫等。第42頁(yè)/共143頁(yè)43按照聚合方式可將聚合反應(yīng)分為以下5種：（1）本體聚合（2）溶液聚合（3）懸浮聚合（4）乳液聚合（5）縮合聚合

由于聚合物的單體大多數(shù)都是易燃、易爆物質(zhì)，聚合反應(yīng)多在高壓下進(jìn)行，反應(yīng)本身又是放熱過(guò)程，如果反應(yīng)條件控制不當(dāng)，很容易出事故。第43頁(yè)/共143頁(yè)44聚合反應(yīng)過(guò)程中的不安全因素主要有：

（1）單體在壓縮過(guò)程中或在高壓系統(tǒng)中泄漏，發(fā)生火災(zāi)爆炸。（2）聚合反應(yīng)中加入的引發(fā)劑都是化學(xué)活潑性很強(qiáng)的過(guò)氧化物，一旦配料比控制不當(dāng)，容易引起暴聚，反應(yīng)器壓力驟增易引起爆炸。（3）聚合反應(yīng)熱未能及時(shí)導(dǎo)出，如攪拌發(fā)生故障、停電、停水，由于反應(yīng)釜內(nèi)聚合物粘壁作用，使反應(yīng)熱不能導(dǎo)出，造成局部過(guò)熱或反應(yīng)釜超溫，發(fā)生爆炸。

第44頁(yè)/共143頁(yè)45設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器，設(shè)備、管道泄漏，將自動(dòng)聯(lián)鎖停車。對(duì)催化劑、引發(fā)劑等要加強(qiáng)儲(chǔ)存、運(yùn)輸、調(diào)配、注入等工序的嚴(yán)格管理。反應(yīng)釜的攪拌和溫度應(yīng)有檢測(cè)和聯(lián)鎖，發(fā)現(xiàn)異常能自動(dòng)停止進(jìn)料。高壓分離系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置爆破片、導(dǎo)爆管，并有良好的靜電接地系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)異常，及時(shí)泄壓。第45頁(yè)/共143頁(yè)462.11.7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。陰離子表面活性劑原料十二烷基苯磺酸及氨基苯磺酸等具有磺酸基的化合物及其鹽都是經(jīng)磺化反應(yīng)生成的。第46頁(yè)/共143頁(yè)47發(fā)煙硫酸中的SO3含量遠(yuǎn)高于98%硫酸，脫水性、氧化性也強(qiáng)于濃硫酸，以發(fā)煙硫酸為磺化劑的磺化反應(yīng)所具有的危險(xiǎn)性與硝化反應(yīng)類似。用三氧化硫作為磺化劑時(shí)，如遇到比硝基苯更易燃的物質(zhì)時(shí)會(huì)很快引起著火。

第47頁(yè)/共143頁(yè)48磺化反應(yīng)的危險(xiǎn)性磺化反應(yīng)的危險(xiǎn)性主要源于磺化劑的強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)氧化性、反應(yīng)放熱等特性。苯、硝基苯、氯苯等都是常見(jiàn)的原料。由于磺化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以投料順序顛倒、投料速度過(guò)快、攪拌不良、冷卻效果不佳等都有可能造成反應(yīng)溫度升高，使磺化反應(yīng)變?yōu)槿紵磻?yīng)，引起著火或爆炸事故。

第48頁(yè)/共143頁(yè)492.11.8烷基化

在有機(jī)氮、氧、碳等原子上引入烷基（-R）的化學(xué)反應(yīng)稱為烷基化（亦稱烴化）。被引入的烷基可以是甲基（-CH3）、乙基（-C2H5）、丙基（-C3H7）、丁基（-C4H9）等，甚至是十二烷基。常用作烷基化劑的化合物為烯烴、鹵化烴、醇等活潑性有機(jī)化合物。如苯胺和甲醇作用制取二甲基苯胺。

第49頁(yè)/共143頁(yè)50烷基化反應(yīng)的危險(xiǎn)性主要源于被烷基化物質(zhì)、烷基化劑、催化劑、烷基化產(chǎn)物的高火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性。

烷基化反應(yīng)一般是按原料、催化劑、烷基化劑次序加料，如果順序顛倒、加料速度過(guò)快、停止攪拌則可能發(fā)生劇烈反應(yīng)，引起跑料。

第50頁(yè)/共143頁(yè)512.11.9重氮化

重氮化是使芳伯胺變?yōu)橹氐}的反應(yīng)。通常是把含芳胺的有機(jī)化合物在酸性介質(zhì)中與亞硝酸鈉作用，使其中的胺基（–NH2）轉(zhuǎn)變?yōu)橹氐èCN＝N–）的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)式如下：第51頁(yè)/共143頁(yè)52重氮化過(guò)程中的主要危險(xiǎn)性：

①重氮鹽的性質(zhì)，如重氮鹽酸鹽（C6H5N2Cl）、重氮硫酸鹽（C6H5N2HSO4），特別是含有硝基的重氮鹽，如重氮二硝基苯酚[(NO2)2N2C6H2OH]等，它們?cè)跍囟壬愿呋蚬獾淖饔孟拢匆追纸?，有的甚至在室溫時(shí)亦能分解。第52頁(yè)/共143頁(yè)53②芳胺化合物都是可燃有機(jī)物質(zhì)。③亞硝酸鈉是無(wú)機(jī)氧化劑，于175℃時(shí)分解，能與有機(jī)物反應(yīng)，發(fā)生著火或爆炸。當(dāng)遇到比其氧化性強(qiáng)的氧化劑時(shí)則具有還原性，故遇到氯酸鉀、高錳酸鉀、硝酸銨等強(qiáng)氧化劑時(shí)，有發(fā)生著火或爆炸的可能。④在重氮化的生產(chǎn)還程中，若反應(yīng)溫度過(guò)高、亞硝酸鈉的投料過(guò)快或過(guò)量，均會(huì)增加亞硝酸的濃度，加速物料的分解，產(chǎn)生大量的氧化氮?dú)怏w，有引起著火爆炸的危險(xiǎn)。第53頁(yè)/共143頁(yè)542.12化工單元操作及其危險(xiǎn)性分析

2.12.1加熱操作及其危險(xiǎn)性分析

2.12.2冷卻、冷凝、冷凍操作及其危險(xiǎn)性分析2.12.3篩分、過(guò)濾操作及其危險(xiǎn)性分析2.12.4粉碎、混合操作及其危險(xiǎn)性分析2.12.5物料輸送操作及其危險(xiǎn)性分析2.12.6干燥、蒸發(fā)與蒸餾操作及其危險(xiǎn)性分析2.12.7熔融操作及其危險(xiǎn)性分析2.12.8加壓、減壓操作及其危險(xiǎn)性分析第54頁(yè)/共143頁(yè)55在原料的預(yù)處理過(guò)程和反應(yīng)產(chǎn)物的后處理過(guò)程中，物料不發(fā)生化學(xué)變化，此類物理過(guò)程的操作稱為單元操作。單元操作大致分為動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞（三傳）等三大類。第55頁(yè)/共143頁(yè)本節(jié)主要介紹加熱、冷卻、冷凝、冷凍、篩分、過(guò)濾、粉碎、混合、物料輸送、干燥、蒸發(fā)、蒸餾、熔融、加壓、減壓等典型單元操作及其危險(xiǎn)性分析。

56第56頁(yè)/共143頁(yè)572.12.1加熱操作及其危險(xiǎn)性分析

給物料提供熱量是加熱操作的基本含義?？刂七^(guò)程中設(shè)備內(nèi)的溫度在預(yù)定范圍內(nèi)，或預(yù)定的升溫速度是化工生產(chǎn)的基本操作，往往也是生產(chǎn)能否正常進(jìn)行的關(guān)鍵，加熱操作是控制溫度的重要手段。第57頁(yè)/共143頁(yè)58加熱方式：

直接火加熱（包括煙道氣加熱）蒸汽或熱水加熱有機(jī)載體（或無(wú)機(jī)載體）加熱余熱換熱電加熱第58頁(yè)/共143頁(yè)如果物料的溫度在100℃以下，常用熱水或蒸汽作為熱源；100～140℃用過(guò)熱蒸汽加熱；超過(guò)140℃則用加熱爐直接加熱或用熱載體加熱；超過(guò)250℃時(shí)，一般用電加熱。余熱換熱一般用于對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱，充分利用熱能，以降低生產(chǎn)成本。

59第59頁(yè)/共143頁(yè)60第60頁(yè)/共143頁(yè)61電磁加熱--注塑機(jī)電磁加熱第61頁(yè)/共143頁(yè)62加熱爐

第62頁(yè)/共143頁(yè)63圓筒加熱爐第63頁(yè)/共143頁(yè)64第64頁(yè)/共143頁(yè)65導(dǎo)熱油加熱爐第65頁(yè)/共143頁(yè)66危險(xiǎn)因素：對(duì)于放熱反應(yīng)，加熱速度過(guò)快，則放熱量增加，一旦散熱（降溫）不及時(shí)，溫度失控。當(dāng)加熱溫度接近或超過(guò)物料的自燃點(diǎn)時(shí)，應(yīng)采用惰性氣體保護(hù)；若加熱溫度接近物料分解溫度，此生產(chǎn)工藝稱為危險(xiǎn)工藝，必須設(shè)法改進(jìn)工藝條件，如負(fù)壓或加壓操作。

第66頁(yè)/共143頁(yè)67水蒸汽是最常用的加熱介質(zhì)，當(dāng)用高壓蒸汽加熱時(shí)，對(duì)設(shè)備耐壓要求高，需嚴(yán)防泄漏或與物料混合，避免造成事故。使用熱載體加熱時(shí)，要防止熱載體循環(huán)系統(tǒng)堵塞，熱油噴出，釀成事故。使用電加熱時(shí)，電氣設(shè)備要符合防爆要求。直接用火加熱危險(xiǎn)性最大，溫度不易控制，可能造成局部過(guò)熱燒壞設(shè)備，引起易燃物質(zhì)的分解爆炸。第67頁(yè)/共143頁(yè)68熔融鹽作為加熱介質(zhì)時(shí)，能夠提供比水蒸汽更高的溫度，如果熔融鹽是氧化性物質(zhì)，例如硝酸鹽和亞硝酸鹽，要特別防范其與設(shè)備內(nèi)可燃物料意外混合。例如在煤焦油下游產(chǎn)品——粗酚的蒸餾分離過(guò)程。第68頁(yè)/共143頁(yè)692.12.2冷卻、冷凝、冷凍操作及其危險(xiǎn)性分析

2.12.2.1冷卻

將物料溫度降低，且其過(guò)程中沒(méi)有相變過(guò)程的操作稱為冷卻。換熱器方式使用最為廣泛。一般冷卻水所達(dá)到的冷卻效果不能低于0℃；20%濃度的鹽水，其冷卻效果可達(dá)0～-15℃；以壓碎的冰或雪與鹽類混合制成冷凍混合物作為冷卻劑時(shí)，依其成分不同，冷卻效果可達(dá)0～-45℃。第69頁(yè)/共143頁(yè)70第70頁(yè)/共143頁(yè)71出水管進(jìn)水管第71頁(yè)/共143頁(yè)72過(guò)程的危險(xiǎn)性冷卻介質(zhì)不能中斷，否則熱量積累，系統(tǒng)溫度、壓力驟增，引起爆炸。開(kāi)車時(shí)，應(yīng)先通冷卻介質(zhì)；停車時(shí)，應(yīng)先停物料，后停冷卻系統(tǒng)。對(duì)于凝固點(diǎn)較低的物料，遇冷易變得黏稠甚至凝固，在冷卻時(shí)要注意控制溫度，防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。

第72頁(yè)/共143頁(yè)732.12.2.2冷凝

由氣相變?yōu)橐合嗟慕禍剡^(guò)程稱為冷凝，冷凝器、冷卻器實(shí)質(zhì)上均屬換熱器。①管式冷凝、冷卻器。常用的有蛇管式、套管式和列管式等。②板式冷凝、冷卻器。常用的有夾套式、螺旋式、平板式、翼片式等。③混合式冷凝、冷卻設(shè)備。它包括：填充塔、噴淋式冷卻塔、泡沫冷卻塔、文丘里冷卻器、瀑布式混合冷凝器?；旌鲜嚼淠饔挚煞譃楦墒?、濕式；并流式、逆流式、高位式、低位式等。

第73頁(yè)/共143頁(yè)74冷凝設(shè)備所用的冷卻水或被預(yù)熱的物料不能中斷，也不能降低流量，否則未冷凝的危險(xiǎn)氣體易外逸排空，可能導(dǎo)致燃燒或爆炸。熱量平衡第74頁(yè)/共143頁(yè)75低溫冷凝機(jī)組第75頁(yè)/共143頁(yè)76列管式冷凝器第76頁(yè)/共143頁(yè)77水冷凝壓縮機(jī)組第77頁(yè)/共143頁(yè)782.12.2.3冷凍

將原料、反應(yīng)物、產(chǎn)物降到比水或周圍空氣更低溫度的操作稱為冷凍或制冷。

第78頁(yè)/共143頁(yè)79圖2-12-1油井伴生氣處理裝置工藝流程圖

天然氣0.15～0.40MPa60～70℃生產(chǎn)井伴生氣及儲(chǔ)油罐揮發(fā)烴分離器流量計(jì)分離罐中冷卻器壓縮機(jī)后冷器二級(jí)壓縮分子篩塔高壓分離器冷箱脫乙烷塔回流罐脫丁烷塔液化氣儲(chǔ)罐乙烷塔頂45℃按密度大小分離塔頂135℃-30℃輕烴管線常溫常壓分離第79頁(yè)/共143頁(yè)80并聯(lián)制冷機(jī)組第80頁(yè)/共143頁(yè)81目前廣泛使用的冷凍劑是氨。氨在大氣壓下沸點(diǎn)為﹣33.4℃，冷凝壓力不高。它的氣化潛熱和單位質(zhì)量冷凍能力均遠(yuǎn)超過(guò)其它冷凍劑，所需氨的循環(huán)量少。它的操作壓力同其它冷凍劑相比也不高。即使冷卻水溫較高時(shí)，在冷凝器中也不超過(guò)1.6MPa壓力。而當(dāng)蒸發(fā)器溫度低至﹣34℃時(shí)，其壓力也不低于0.1MPa壓力。因此，空氣不會(huì)漏入以致防礙冷凍機(jī)正常操作。

第81頁(yè)/共143頁(yè)82液氨制冷機(jī)組的危險(xiǎn)：主要是泄漏：氨氣的毒性傷人；致人凍傷；燃燒爆炸。第82頁(yè)/共143頁(yè)832.12.3篩分、過(guò)濾操作及其危險(xiǎn)性分析

2.12.3.1篩分

將固體顆粒按照粒度（塊度）分級(jí)，選取符合工藝或商品要求的粒度，這一操作過(guò)程稱為篩分。按篩網(wǎng)形狀分:轉(zhuǎn)筒式、平板式轉(zhuǎn)筒式：圓盤式、滾筒式和鏈?zhǔn)狡桨迨剑簱u動(dòng)式、簸動(dòng)式

第83頁(yè)/共143頁(yè)84第84頁(yè)/共143頁(yè)85篩分車間第85頁(yè)/共143頁(yè)86篩分設(shè)備第86頁(yè)/共143頁(yè)87第87頁(yè)/共143頁(yè)88振動(dòng)篩分旋轉(zhuǎn)篩分設(shè)備第88頁(yè)/共143頁(yè)89第89頁(yè)/共143頁(yè)90篩分操作的危險(xiǎn)因素：①產(chǎn)生的粉塵量大、濃度高，人員長(zhǎng)期暴露將導(dǎo)致塵肺病。宜設(shè)備最大限度地進(jìn)行密閉；②可燃物質(zhì)粉塵易發(fā)生粉塵爆炸，要防止產(chǎn)生火花的摩擦與摩擦，選擇適用的防爆電氣（包括開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)、照明燈具等），并注意防止可能的靜電積累；③篩分設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)部分要加防護(hù)罩，以防鉸傷、擦傷、撞擊等機(jī)械傷害；④振動(dòng)篩會(huì)產(chǎn)生噪聲，應(yīng)采用隔離等消聲措施，保證噪聲不高于85dB(A)。第90頁(yè)/共143頁(yè)912.12.3.2過(guò)濾

利用重力、真空、加壓及離心力等動(dòng)力，使液體穿過(guò)多細(xì)孔的濾料（過(guò)濾介質(zhì)），將固體懸浮微粒截留在濾料上。常用的過(guò)濾機(jī)械有板框壓濾機(jī)、密閉加壓葉濾機(jī)、回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)、三足式離心機(jī)等。過(guò)濾操作過(guò)程一般包括懸浮液的過(guò)濾、濾餅洗滌、濾餅干燥和卸料等四個(gè)組成部分。

第91頁(yè)/共143頁(yè)92板框壓濾機(jī)第92頁(yè)/共143頁(yè)93第93頁(yè)/共143頁(yè)94葉濾機(jī)

第94頁(yè)/共143頁(yè)95第95頁(yè)/共143頁(yè)96三足式離心機(jī)第96頁(yè)/共143頁(yè)97第97頁(yè)/共143頁(yè)98帶蓋的三足離心機(jī)第98頁(yè)/共143頁(yè)99安全注意事項(xiàng)：①轉(zhuǎn)鼓、蓋子、外殼及底座應(yīng)用韌性金屬制造；②處理腐蝕性物料，離心機(jī)內(nèi)接觸物料部分需要有耐腐蝕措施；③蓋子應(yīng)與離心機(jī)啟動(dòng)聯(lián)鎖；④應(yīng)有限速裝置，在有爆炸危險(xiǎn)廠房中，其限速裝置不得因摩擦、撞擊而發(fā)熱或產(chǎn)生火花、有些物料需要靜電接地；⑤離心機(jī)開(kāi)關(guān)應(yīng)安裝在近旁；⑥離心機(jī)基座堅(jiān)固，要有減振裝置。第99頁(yè)/共143頁(yè)1002.12.4粉碎、混合操作及其危險(xiǎn)性分析

2.12.4.1粉碎

采用擠壓、撞擊、研磨、劈裂等方式將大塊物料變成小塊物料的操作稱粉碎；將小塊變成粉末的操作則稱研磨。

第100頁(yè)/共143頁(yè)101第101頁(yè)/共143頁(yè)102為保證事故時(shí)能快速停車，各類粉碎機(jī)必須裝設(shè)有緊急制動(dòng)裝置，必要時(shí)可超速停車。破碎裝置周圍的過(guò)道寬度必須大于1m。如破碎機(jī)安裝在操作臺(tái)上，則臺(tái)與地面之間高度應(yīng)在1.5～2m。操作臺(tái)必須堅(jiān)固，沿臺(tái)周邊應(yīng)設(shè)高1m的安全護(hù)欄。球磨設(shè)備必須具有一個(gè)帶抽風(fēng)管的嚴(yán)密外殼，防止物料損失和粉塵外逸。如果研磨的物質(zhì)具有爆炸性，則外殼內(nèi)部需襯以橡皮或其它柔軟材料，同時(shí)尚需采用青銅球，防止碰撞產(chǎn)生火花。第102頁(yè)/共143頁(yè)1032.12.4.2混合

凡使兩種以上物料相互分散，而達(dá)到溫度、濃度以及組成一致的操作，均稱為混合。主要危險(xiǎn)在于產(chǎn)生粉塵、機(jī)械傷害和觸電；混合可燃粉料，則有爆炸的危險(xiǎn)；設(shè)備應(yīng)可靠接地，以導(dǎo)除磨擦產(chǎn)生的靜電，并應(yīng)在設(shè)備上安裝爆破片，同樣混合設(shè)備不允許落入金屬物件。進(jìn)入大型機(jī)械攪拌設(shè)備檢修屬于進(jìn)入受限空間作業(yè)，其設(shè)備應(yīng)切斷電源或開(kāi)關(guān)加鎖，絕對(duì)不允許任意啟動(dòng)。

第103頁(yè)/共143頁(yè)104第104頁(yè)/共143頁(yè)1052.12.5物料輸送操作及其危險(xiǎn)性分析

從原料倉(cāng)庫(kù)、儲(chǔ)罐、氣柜等設(shè)施到產(chǎn)成品倉(cāng)庫(kù)甚至是用戶之間，各種原料、中間體、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物都需要從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方，包括生產(chǎn)設(shè)備之間的輸送。所輸送的物料可以是塊狀、粉狀、液體、氣體等形態(tài)，所采用的輸送方式和機(jī)械也各異。第105頁(yè)/共143頁(yè)106為液體提供能量的機(jī)械稱為液泵或簡(jiǎn)稱為泵，包括離心泵、漩流泵、軸流泵、噴射泵、往復(fù)泵、隔膜泵、齒輪泵、螺桿泵等；為氣體供給能量的機(jī)械稱為壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)，包括軸流式風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)等；將密閉空間的氣體抽去，使該空間產(chǎn)生負(fù)壓或真空的機(jī)械稱為真空泵。

第106頁(yè)/共143頁(yè)107第107頁(yè)/共143頁(yè)108第108頁(yè)/共143頁(yè)109第109頁(yè)/共143頁(yè)110第110頁(yè)/共143頁(yè)111第111頁(yè)/共143頁(yè)112第112頁(yè)/共143頁(yè)113軸流風(fēng)機(jī)

第113頁(yè)/共143頁(yè)114羅茨風(fēng)機(jī)第114頁(yè)/共143頁(yè)115液體輸送的危險(xiǎn)因素：用各種泵類輸送可燃液體時(shí)，泄漏、產(chǎn)生靜電是主要的危險(xiǎn)因素；泄漏——防范措施是管道法蘭及閥門等連接處防范泄漏；靜電——防范措施是管內(nèi)流速不應(yīng)超過(guò)安全速度，并設(shè)置可靠接地。壓縮氣體作動(dòng)力壓送液體，設(shè)備強(qiáng)度足夠；輸送有燃爆性物料時(shí)，要采用氮?dú)?、二氧化碳等惰性氣體代替空氣，以防造成燃燒或爆炸。第115頁(yè)/共143頁(yè)116氣體輸送的危險(xiǎn)因素：氣體物料的輸送采用壓縮機(jī)。輸送可燃?xì)怏w要求壓力不太高時(shí)，采用液環(huán)泵比較安全?？扇?xì)怏w的管道應(yīng)經(jīng)常保持正壓，并根據(jù)實(shí)際需要安裝逆止閥、水封和阻火器等安全裝置。

第116頁(yè)/共143頁(yè)117固體輸送的危險(xiǎn)因素：固體塊狀和粉狀物料的輸送一般多采用皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送器、刮板輸送機(jī)、鏈斗輸送機(jī)、斗式提升機(jī)以及氣流輸送等多種方式。輸送設(shè)備會(huì)造成人身傷害。應(yīng)對(duì)齒輪、皮帶、鏈條等部位采取安裝放護(hù)罩、防護(hù)網(wǎng)等防護(hù)措施。

第117頁(yè)/共143頁(yè)118粉狀物料的氣流輸送吸送式和壓送式。最易產(chǎn)生故障是系統(tǒng)堵塞，最易出現(xiàn)的事故是由靜電引起的粉塵爆炸。氣流輸送系統(tǒng)應(yīng)保持良好的嚴(yán)密性；其管道材料應(yīng)選擇導(dǎo)電性材料并有良好的接地，如采用絕緣材料管道，則管外應(yīng)采取接地措施。輸送速度不應(yīng)超過(guò)該物料允許的流速，粉料不要堆積管內(nèi)，要及時(shí)清理管壁。

第118頁(yè)/共143頁(yè)119第119頁(yè)/共143頁(yè)1202.12.6干燥、蒸發(fā)與蒸餾操作及其危險(xiǎn)性分析

2.12.6.1干燥

利用熱能將濕物料中的濕分（即溶劑，多為水）氣化而分理處掉。分常壓干燥和減壓干燥，也有連續(xù)與間斷之分。按照熱能供給濕物料的方法，干燥可分為傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干燥和介電加熱干燥等四類，其中對(duì)流干燥在工業(yè)中應(yīng)用最廣泛。

第120頁(yè)/共143頁(yè)121干燥操作的危險(xiǎn)來(lái)