典型反應(yīng)過程的安全技術(shù)
(一)、氧化反應(yīng)
1)、氧化反應(yīng)的主要危險(xiǎn)性
(1)、氧化反應(yīng)需要加熱,同時(shí)絕大多數(shù)反應(yīng)又是放熱反應(yīng),因此,反應(yīng)熱如不及時(shí)移去。將會(huì)造成反應(yīng)失控,甚至發(fā)生爆炸。
(2)、氧化反應(yīng)中被氧化的物質(zhì)大部分是易燃、易爆物質(zhì),如乙烯氧化制取環(huán)氧乙烷、甲醇氧化制取甲醛、甲苯氧化制取苯甲酸中,乙烯是可燃?xì)怏w,甲苯和甲醇是易燃液體。
(3)、氧化反應(yīng)中的有些氧化劑本身是強(qiáng)氧化劑,如高錳酸鉀、氯酸鉀、過氧化氫、過氧化苯甲酰等,具有很大的危險(xiǎn)性,如受高溫、撞擊、摩擦或與有機(jī)物、酸類接觸,易引起燃燒或爆炸。
(4)、許多氧化反應(yīng)是易燃、易爆物質(zhì)與空氣或氧氣反應(yīng),反應(yīng)投料比接近爆炸極限,如果物料配比或反應(yīng)溫度控制不當(dāng),極易發(fā)生燃燒爆炸。
(5)、氧化反應(yīng)的產(chǎn)品也具有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性。如環(huán)氧乙烷、36.7%的甲醛水溶液等。
(6)、某些氧化反應(yīng)能生成過氧化物副產(chǎn)物,它們的穩(wěn)定性差,遇高溫或受撞擊、摩擦易分解,造成燃燒或爆炸。如乙醛氧化制取醋酸過程中生成過醋酸。
2、氧化過程的安全措施
1)、在氧化反應(yīng)中,一定要嚴(yán)格控制氧化劑的投料比,當(dāng)以空氣或氧氣為氧化劑時(shí),反應(yīng)投料比應(yīng)嚴(yán)格控制在爆炸范圍以外。
(2)、氧化劑的加料速度不宜過快,防止多加、錯(cuò)加。反應(yīng)過程應(yīng)有良好的攪拌和冷卻裝置,嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度、流量,防止超溫、超壓。
(3)、防止因設(shè)備、物料含有雜質(zhì)為氧化劑提供催化劑,例如有些氧化劑遇金屬雜質(zhì)會(huì)引起分解??諝膺M(jìn)入反應(yīng)器前一定要凈化,除掉灰塵、水分、油污以及可使催化劑活性降低或中毒的雜質(zhì),減少著火和爆炸的危險(xiǎn)。
(4)、反應(yīng)器和管道上應(yīng)安裝阻火器,以阻止火焰蔓延,防止回火。接觸器應(yīng)有泄壓裝置,并盡可能采用自動(dòng)控制、報(bào)警連鎖裝置。
(5)、在設(shè)備系統(tǒng)中宜設(shè)置氮?dú)?、水蒸氣滅火裝置,以便及時(shí)撲滅火災(zāi)。
(二)還原反應(yīng)
1)、還原反應(yīng)的主要危險(xiǎn)性
(1)、許多還原反應(yīng)都是在氫氣存在條件下,并在高溫、高壓下進(jìn)行,如果因操作失誤或設(shè)備缺陷發(fā)生氫氣泄漏,極易發(fā)生爆炸。
(2)、還原反應(yīng)中使用的催化劑,如雷內(nèi)鎳、鈀碳等,在空氣中吸濕后有自燃危險(xiǎn),在沒有點(diǎn)火源存在的條件下,也能使氫氣和空氣的混合物引燃。
(3)、還原反應(yīng)中使用的固體還原劑,如保險(xiǎn)粉,氫化鋁鋰、硼氫化鉀等,都是遇濕易燃危險(xiǎn)品。
(4)、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,也有一定的火災(zāi)危險(xiǎn),例如,鄰硝基苯甲醚還原為鄰氨基苯甲醚過程中,產(chǎn)生150℃下可自燃的氧化偶氮苯甲醚。苯胺在生產(chǎn)過程中如果反應(yīng)條件控制不好,可生成爆炸危險(xiǎn)性很大的環(huán)已胺。
(5)、高溫、高壓下的氫對金屬有滲碳作用,易造成氫腐蝕。
2)、還原反應(yīng)過程的安全措施
(1)、操作過程中一定要嚴(yán)格控制溫度、壓力、流量等各種反應(yīng)參數(shù)和反應(yīng)條件。
(2)、注意催化劑的正確使用和處置。雷內(nèi)鎳、鈀碳等催化劑平時(shí)不能暴露在空氣中,要浸在酒精中。反應(yīng)前必須用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器內(nèi)的全部空氣,經(jīng)測定確認(rèn)氧含量符合要求后,方可通入氫氣。反應(yīng)結(jié)束后,應(yīng)先用氮?dú)獍褮錃庵脫Q掉,才可出料,以免空氣與反應(yīng)器內(nèi)的氫氣混合,在催化劑自燃的情況下發(fā)生爆炸。
(3)、注意還原劑的正確使用和處置。例如,氫化鋁鋰應(yīng)浸沒在煤油中儲存。使用時(shí)應(yīng)先用氮?dú)庵脫Q干凈,在氮?dú)獗Wo(hù)下投料和反應(yīng)。
(4)、對設(shè)備和管道的選材要符合要求,并定期檢測,以防止因氫腐蝕造成事故。
(5)、車間內(nèi)的電氣設(shè)備必須符合防爆要求,廠房通風(fēng)要好,且應(yīng)采用輕質(zhì)屋頂,設(shè)置天窗或風(fēng)帽,使氫氣易于逸出,尾氣排放管要高出屋脊2 m以上并設(shè)阻火器。
(三)、硝化反應(yīng)過程的主要危險(xiǎn)及控制
有機(jī)化合物分子中引入硝基取代氫原子而生成硝基化合物的反應(yīng),稱為硝化。用硝酸根取代有機(jī)化合物中的羥基的化學(xué)反應(yīng),則是另一種類型的硝化反應(yīng),產(chǎn)物稱為硝酸酯。硝化反應(yīng)是生產(chǎn)染料、藥物及某些炸藥的重要反應(yīng)。
硝化過程常用的硝化劑是濃硝酸或濃硝酸和濃硫酸配制的混合酸。此外,硝酸鹽和氧化氮也可做硝化劑。一般的硝化反應(yīng)是先把硝酸和硫酸配制成混酸,然后在嚴(yán)格控制溫度的條件下將混酸滴入反應(yīng)器,進(jìn)行硝化反應(yīng)。
1.硝化反應(yīng)的主要危險(xiǎn)性
(1)、硝化反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度越高,硝化反應(yīng)的速度越快,放出的熱量越多,越極易造成溫度失控而爆炸。
(2)、被硝化的物質(zhì)大多為易燃物質(zhì),有的兼具毒性,如苯、甲苯、脫脂棉等,使用或儲存不當(dāng)時(shí),易造成火災(zāi)。
(3)、混酸具有強(qiáng)烈的氧化性和腐蝕性,與有機(jī)物特別是不飽和有機(jī)物接觸即能引起燃燒。硝化反應(yīng)的腐蝕性很強(qiáng),會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的強(qiáng)烈腐蝕?;焖嵩谥苽鋾r(shí),若溫度過高或落入少量水,會(huì)促使硝酸的大量分解,引起突沸沖料或爆炸。
(4)、硝化產(chǎn)品大都具有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性,尤其是多硝基化合物和硝酸酯,受熱、摩擦、撞擊或接觸點(diǎn)火源,極易爆炸或著火。
2.硝化反應(yīng)過程的安全措施
(1)、制備混酸時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制溫度和酸的配比,并保證充分的攪拌和冷卻條件,嚴(yán)防因溫度猛升而造成的沖料或爆炸。不能把未經(jīng)稀釋的濃硫酸與硝酸混合。稀釋濃硫酸時(shí),不可將水注入酸中。
(2)、必須嚴(yán)格防止混酸與紙、棉、布、稻草等有機(jī)物接觸,避免因強(qiáng)烈氧化而發(fā)生燃燒爆炸。
(3)、應(yīng)仔細(xì)配制反應(yīng)混合物并除去其中易氧化的組分,不得有油類、酐類、甘油、醇類等有機(jī)物雜質(zhì),含水也不能過高;否則,此類雜質(zhì)與酸作用易引發(fā)爆炸事故。
(4)、硝化過程應(yīng)嚴(yán)格控制加料速度,控制硝化反應(yīng)溫度。硝化反應(yīng)器應(yīng)有良好的攪拌和冷卻裝置,不得中途停水?dāng)嚯娂皵嚢柘到y(tǒng)發(fā)生故障。硝化器應(yīng)安裝嚴(yán)格的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)、報(bào)警及自動(dòng)連鎖裝置,當(dāng)超溫或攪拌故障時(shí),能自動(dòng)報(bào)警并停止加料。硝化器應(yīng)設(shè)有泄爆管和緊急排放系統(tǒng),一旦溫度失控,緊急排放到安全地點(diǎn)。
(5)、處理硝化產(chǎn)物時(shí),應(yīng)格外小心,避免摩擦、撞擊、高溫、日曬,不能接觸明火、酸、堿等。管道堵塞時(shí),應(yīng)用蒸氣加溫疏通,不得用金屬棒敲打或明火加熱。
(6)、要注意設(shè)備和管道的防腐,確保嚴(yán)密不漏。