典型化学反应的危险性评价及安全技术.doc

典型化学反应的危险性评价及安全技术

?(一)氧化反应???

???化学反应中反应物质失去电子(或电子偏离)的反应，称之为氧化反应。绝大多数氧化反应都是放热反应。这些反应很多是易燃易爆物质(如甲烷、乙烯甲醇、氨等)与空气或氧气反应，其物料配比接近爆炸下限。倘假设配比及反应温度控制失调，即能发生爆炸燃烧。某些氧化反应能生成危险性更大的过氧化物，它们化学稳定性更差，以承受高温、摩擦或撞击便会分解、引燃或爆炸。???

???有些参加氧化反应的物料本身是强氧化剂，如高锰酸钾、氯酸钾、铬酸酐、过氧化氢、过氧化苯甲酰，它们的危险性很大，在与酸、有机物等作用时危险性就更大了。???

???因此，在氧化反应中，一定要严格控制氧化剂的投料量(即适当的配料比)，氧化剂的加料速度也不宜过快。要有优良的搅搅和冷却装置，防止温升过快、过高。此外，要防止因设备、物料含有杂质为氧化剂提供催化剂，例如有些氧化剂遇金属杂质会引起分解。使用空气参加反应时一定要净化、干燥，除掉空气中的灰尘、水分和油污。???????

???当氧化过程以空气和氧为氧化剂时，反应物料配比应严格控制在爆炸范围以外，如乙烯氧化制环氧乙烷，乙烯在氧气中的爆炸下限为91％，即含氧量9％。反应系统中氧含量要求严格控制在9％以下，其产物环氧乙烧在空气中的爆炸极限很宽，为3％～100％；其次，反应放出大量的热增加了反应体系的温度，在高温下，由乙稀、氧和环氧乙烷组成的循环气具有更大的爆炸危险性。针对上述两个问题，工业上采纳加入惰性气体(N2，CO2或甲烷等)的方法，来改变循环气的成分，缩小混合气的爆炸极限，增加反应系统的安全性；其次，这些惰性气体具有较高的热容，能有效地带走部分反应热，增加反应系统的稳定性。这些惰性气体叫做致稳气体，致稳气在反应中不消耗，可循环使用。

???(二)还原反应

???化学反应中反应物质失去电子(或电子偏近)的反应，称之为还原反应。还原反应种类很多。虽然多数还原反应的反应过程比较缓和，但是许多还原反应会产生氢气或使用氢气，从而使防火防爆问题特别；另外有些反应使用的还原剂和催化剂有很大的燃烧爆炸危险性。下面就不同状况作一介绍。

???1．利用初生态氢还原利用铁粉、锌粉等金属在酸、碱作用下生成初生态氢起还原作用，例如：

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???硝基苯在盐酸溶液中被铁粉还原成苯胺。

???铁粉和锌粉在潮湿空气中遇酸性气体时可能引起自燃，在储存时应特别注意。

???反应时酸、碱的浓度要控制适宜，浓度过高或过低均使产生初生态氢的量不稳定，使反应难以控制。反应温度也不易过高，否则容易突然产生大量氢气而造成冲料。反应过程中应注意搅拌效果，以防止铁粉、锌粉下沉。一旦温度过高，底部金属颗粒翔动，将产生大量氢气而造成冲料。反应结束后，反应器内残渣中仍有铁粉、锌粉在持续作用，不断放出氢气，很不安全，应放入室外储槽中，加冷水稀释，槽上加盖并设排气管以导出氢气。待金属粉消耗殆尽，再加碱中和。假设急于中和，则容易产生大量氢气并生成大量的热，会导致燃烧爆炸。

???2．在催化剂作用下加氢有机合成工业和油脂化学工业中，常用雷内镍(Raney—Ni)、钯炭等为催化剂使氢活化，然后加入有机物质分子中起还原反应，例如苯在催化作用下，经加氢生成环己烷：

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???催化剂雷内镍和钯炭在空气中吸潮后有自燃的危险。钯炭更易自燃，平常不能暴露在空气中，而要浸在酒精中。反应前必须用氮气置换反应器的全部空气，经测定证实含氧量降低到符合要求后，方可通入氢气。反应结束后应先用氮气把氢气置换掉，并以氮封保存。

???此外，无论是利用初生态氢还原，还是用催化加氢，都是在氢气存在下，并在加热加压条件下进行。氢气的爆炸极限为4％一75％，如果操作失误或设备泄漏，都极易引起爆炸，操作中要严格控制温度、压力和流量。厂房的电气设备必须符合防爆要求，且应采纳轻质屋顶，开设天窗或风帽，使氢气易于飘逸，尾气排放管要高出房顶并设阻火器。

???高温高压下的氢对金属有渗碳作用，易造成氢腐蚀，所以对设备和管道的选材要符合要求。对设备和管道要定期检测，以防事故。

???3．使用其他还原剂还原常用还原剂中火灾性大的有硼氢类、四氢化锂铝、氢化钠、保险粉(连二亚硫酸钠Na2S2O4)、异丙醇铝等。???

???常用的硼氢类还原剂为钾硼氢和钠硼氢。钾硼氢通常溶解在液碱中比较安全，它们都是遇水燃烧物质，在潮湿的空气中能自燃，遇水和酸即分解放出大量的氢，同时产生大量的热，可使氢气燃爆。所以应储于密闭容器，置于干燥处。在生产中，调节酸、碱度时要特别注意防止加酸过多、过快。

???四氢化锂铝有优良的还原性，但遇潮湿空气、水和酸极易燃，应沉浸在煤油中储存。使用