化工常见化学反应及其安全技术(三篇)
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化工常见化学反应及其安全技术
1引言
化工生产是以化学反应为主要特征的生产过程,具有易燃、易爆、有毒、有害、有腐蚀等特点,因此安全生产在化工中尤为重要。
不同类型的化学反应,因其反应特点不同,潜在的危险性亦不同,生产中规定有相应的安全操作要求。
一般情况下,中和反应、复分解反应、脂化反应较少危险性,操作较易控制;但不少化学反应如氧化、硝化反应等就存在火灾和爆炸的危险,操作较难控制,必须特别注意安全。
2不同类型的化学反应及其安全技术
2.1氧化反应
绝大多数氧化反应都是强放热反应,作为氧源的氧化剂具有助燃作用,若反应物与空气或氧配比不当,反应温度或压力控制失调,就易发生燃烧爆炸。
因此,对氧化反应一定要严格控制氧化剂的配料比,投料速度也不宜过快,并要有良好的搅拌和冷却装置,以防温升过快、过高。
尤其是沸点较低(挥发度则较大)的有机物,存在高火险,如乙醚、乙醛、乙酸甲脂等具有极度易燃性,其闪点<0℃;乙醇、乙苯、乙酸丙脂等具有高度易燃性,其闪点<21℃。
大多数化学溶剂属于易燃性物质,闪点在21-55℃。
闪点和爆炸极限是液体火灾爆炸危险性的主要标志,即闪点越低,越易起火燃烧,燃烧爆炸的危险性越大。
所以,对氧化剂和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,必须控制氧含量<9%,其产物环氧乙
烷在空气中的爆炸极限范围很宽,为3%-100%,工业上采用加入惰性气体(N2或CO2)的方法来缩小反应系统的爆炸极限,增加其安全性。
在使用高锰酸盐、亚氯酸钠、过氧化物、硝酸等强氧化剂时,为安全起见,应采用低浓度或低温操作,以免发生燃烧和爆炸。
对具有高火险的粉状金属(钙、钛)、氢化钾、乙硼烷、硼化氢、磷化氢等自燃性物质,为避免可能发生的火灾或爆炸,同样在加工时必须与空气隔绝,或在较低的温度条件下操作。
绝大多数氧化剂都是高毒性化合物,会造成氧化性危险,有些是刺激性气体,如硫酸、氯酸烟雾;有些是窒息性气体,如硝酸烟雾、氯气,所以在防火防爆的同时还要注意防毒。
2.2还原反应
多数还原反应的反应过程比较缓和,但不少还原反应会产生或使用氢,增加了发生火灾爆炸的危险性。
如:钠、钾、钙及氢化物,与水或水蒸气会发生程度不同的水敏性放热反应,释放出易燃气体氢;氮、硫、碳、硼、硅、砷、磷类化合物与水或水蒸气反应,会生成挥发性氢化物;苯加氢生成环己烷,还原剂本身就具有燃烧爆炸的危险性。
氢气的爆炸极限为4%-75.6%,当反应不仅有氢气存在,而且又在加温加压条件下进行时,若操作不当或设备泄漏,就极易引发爆炸,所以操作中要严格控制温度、压力和流量。
常用还原剂中火险大的物质有硼氢类、氢化钠、异丙醇铝等。
硼氢类还原剂常用钾硼氢和钠硼氢,它们都遇水燃烧,在潮湿的空气中能自燃,所以应储存于干燥的密闭容器内。
采用还原性强而危险性又小的新型还原剂如硫化钠对安全生产具有重要意义,近年来已在推广使用。
2.3硝化反应
硝化反应中常用的硝化剂是浓硝酸或混酸(浓硝酸和浓硫酸的混合物),也有用氧化氮气体作硝化剂的。
制备混酸时,应先用水将浓硫酸稀释,在不断搅拌和冷却条件下加浓硝酸,并且严格控制温度和酸的配比,严防冲料或爆炸。
配制成的混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性,必须防止触及人体和衣物。
硝化剂是强氧化剂,硝化反应是放热反应,硝化产物具有爆炸性,所以硝化反应潜在的危险性较大。
为避免反应失常或产生爆炸,操作中必须精心控制反应温度和浓度,避免一切摩擦、撞击、高温因素,不得接触明火和酸、碱物质等。
硝化反应器要有良好的冷却和搅拌装置,要有灵敏的温度控制和报警系统。
同时,硝化反应的腐蚀性很强,要注意设备、管道的防腐蚀性能,以防渗漏酿成事故。
2.4氯化反应
常用的氯化剂有液态或气态氯、气态氯化氢和不同浓度的盐酸、三氯化磷、次氯酸钙等。
最常用的氯化剂是氯气,其毒性很大,必须严防泄漏,用气瓶或储罐灌装时要密切注意外界温度和压力的影响。
三氯化磷遇水会猛烈分解,易引起冲料或爆炸,所以一定要防水。
化工生产中用以氯化的原料一般是甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、苯、甲苯等,它们都是易燃易爆物质。
氯化反应是放热反应,芳烃氯化的反应温度较低,而烷烃和烯烃的氯化则高达300-500℃。
在这样苛刻的反应条件下,控制温度、浓度和加料速度至关重要。
另外,氯化反应器要有良好的冷却系统,设备和管道要能耐腐蚀。
2.5裂解反应
石油化工中的裂解是指石油烃在隔绝空气和高温条件下分子发生分解反应的过程,一般温度>600℃,比如用轻柴油裂解制乙烯,裂解炉的出口温度近800℃。
要排除一切可能危及裂解炉的不安全因素,维持炉内负压防止向外喷火,控制燃料气压力不得过低等。
2.6聚合反应
聚合反应可分成加聚反应和缩聚反应两大类,氯乙烯聚合成聚氯乙烯就是加聚反应,己二胺和己二酸反应生成尼龙-66就是缩聚反应。
由于聚合物的单体大多数是易燃易爆物质,聚合反应多在高压下进行,反应本身又是放热过程,所以反应控制不当极易发生事故。
例如:乙烯在130MPa-300MPa的条件下聚合成聚乙烯,此时乙烯不稳定,一旦分解会产生巨大的热量造成反应加剧,有可能引起暴聚,进而引发反应器爆炸。
所以,对聚合反应中的不安全因素,如设备泄漏、加入引发剂配料不当、反应热不能及时导出等必须排除。
2.7卤化反应
氟、氯、溴、碘是有重要工业价值的卤族元素。
卤化反应为强放热反应,氟化反应放热最强,反应最难控制。
如氟与烃类的直接反应很强烈,易引发爆炸,所以气相反应一般要用惰性气体稀释。
氯化反应不论气相或液相反应,都具有潜在的危险性。
3防火防爆安全措施
综上所述,化工生产中必须对各类化学反应所具有的燃、爆、毒、腐蚀等危害性给予高度重视,应采取以下安全措施进行防火防爆:对易燃易爆气体,控制其浓度在安全范围内;用惰性气体取代空气;把氧气浓度降至极限值以下。
对易燃易爆液体,避免其蒸气浓度达到爆炸下限,采取在液面上方施加惰性气体覆盖;降低加工温度,
保持较低的蒸气压,使其达不到爆炸浓度。
对易燃易爆固体,加工时避免暴热和形成爆炸性粉尘,采取粉碎、研磨、筛分时施加惰性介质保护;安装降温设施,迅速移走摩擦热、撞击热;配置通风设备,使易燃粉尘迅速排除。
对遇湿空气或水燃烧的物质,采取隔绝空气或防水、防潮措施。
对自燃性物质,采取通风、散热、降温等措施,以免达到自燃点。
为防止易燃气体、蒸气与空气混合形成爆炸性气体,设备应保持良好的密闭性,并在生产场所避免明火或火花,切实做到防火防爆。
总之,重视安全生产,安全措施得当,操作严格认真,化工燃爆中毒事故就是可以避免的。
化工常见化学反应及其安全技术(二)化工是一门涉及化学反应的学科,其中涉及的反应种类繁多。
在化工生产过程中,保障反应安全非常重要。
本文将介绍一些常见的化工反应以及相应的安全技术。
一、酸碱中和反应
酸碱中和反应是一种常见的化学反应,旨在将酸性溶液和碱性溶液中的氢离子和氢氧离子结合,生成水和盐。
安全技术:
1. 确保操作人员佩戴适当的防护设备,如安全眼镜、防护手套和防护服。
2. 在反应容器中,首先加入酸性溶液,然后再缓慢加入碱性溶液,以避免剧烈反应造成溅溶液。
3. 反应过程应在适当的温度下进行,避免过热或过冷引起剧烈反应。
4. 定期检查反应容器的密封性,防止泄漏引起气溶胶形成或爆炸。
二、氧化反应
氧化反应是一种将物质与氧气反应的过程,通常伴随着释放大量热能,有时会产生火灾或爆炸。
安全技术:
1. 避免与易燃材料和可燃气体共存。
在操作区域内及周围设置适当的火灾安全设备。
2. 维持反应温度在安全范围内,避免过热引起不受控制的氧化反应。
3. 避免使用易燃溶剂和易燃物质进行氧化反应,选择合适的反应环境和催化剂。
4. 使用适当的防护措施,如防火涂料、防火墙等,避免火灾蔓延。
三、还原反应
还原反应是指将物质进行电子转移,氧化态数减少的反应过程。
通常伴随着放热和产生易燃、有毒气体的风险。
安全技术:
1. 根据还原反应的特性选择合适的反应条件,控制反应速度,避免剧烈反应。
2. 定期检查气体排放系统的通畅度,确保有毒气体排放到安全区域。
3. 配备合适的个人防护装备,如呼吸器、防护服等,保障操作人员的安全。
4. 注意控制反应中的温度,避免过热造成爆炸或火灾。
四、聚合反应
聚合反应是指将单体反应生成高分子化合物的过程,通常需要催化剂和高温条件。
安全技术:
1. 选择合适的催化剂和反应条件,确保反应能够顺利进行。
2. 定期检查反应器的密封性,确保反应器的稳定性和安全性。
3. 使用可控制和精确的温控设备,避免聚合反应过程中的温度失控。
4. 在反应过程中定期检查和清洁设备,避免反应物堆积造成堵塞或失控。
总结起来,化工反应涉及多种类型,每种类型都有其特殊性和相关的安全风险。
在进行化工反应时,必须根据具体的反应条件和特性,采取相应的安全措施,保障操作人员的安全以及生产设备的正常运行。
化工常见化学反应及其安全技术(三)化工中常见的化学反应有很多种类,每种反应都存在一定的安全风险。
为确保化工生产的安全性,必须在生产过程中采取一系列的安全技术措施。
以下将介绍几种常见的化学反应及其相关的安全技术。
1. 氧化反应:
氧化反应是化工生产中常见的一种重要反应。
在氧化反应中,物质会与氧气或氧化剂发生反应,释放出热能。
由于反应热较高,氧化反应存在着火灾和爆炸的风险。
因此,在进行氧化反应时必须控制反
应的温度、压力和浓度,同时要加强火灾预防和控制措施,确保设备和工艺的安全运行。
2. 氢化反应:
氢化反应是一种常见的加氢反应。
在氢化反应中,化合物与氢气发生反应,生成相应的氢化物。
氢气是一种高度易燃易爆气体,因此在进行氢化反应时要特别注意氢气的泄漏和储存安全。
在储存和使用氢气时,要确保其压力和温度处于安全范围内,并采取有效的泄漏控制措施,如防爆门和泄漏报警系统等。
3. 反应器爆炸:
在化工生产中,反应器爆炸是一种严重的安全事故。
反应器爆炸的原因可能是反应压力过高、温度失控、反应物质不稳定等。
为预防反应器爆炸事故的发生,必须加强对反应器的设计和制造质量的控制,并采取相应的安全措施,如安装爆破片、安全阀和过压报警系统等。
此外,还需要定期对反应器进行维护和检修,确保其安全运行。
4. 聚合反应:
聚合反应是化工中常用的一种反应。
在聚合反应中,多个单体通过共价键结合,形成高分子化合物。
由于聚合反应常常伴随着剧烈的放热反应,可能引发温度失控和爆炸。
为确保聚合反应的安全进行,可以采取以下安全技术:严格控制聚合反应的温度和压力,通过加冷剂和加热管道等手段调节反应温度;在反应器中添加稀释剂,并确保反应器密封性能良好;定期对反应器进行维护和检修,排除潜在的风险隐患。
5. 化学气相沉积反应:
化学气相沉积反应是一种常见的薄膜制备技术。
在这种反应中,气体在高温下分解,形成固体薄膜。
由于反应过程涉及高温和有毒气体,存在着热烧伤和中毒的风险。
为确保化学气相沉积反应的安全进行,需要采取防火、防爆和通风系统的安全技术措施。
对高温部件和反应器进行隔热和散热处理,同时采用防爆、防火的设备和材料,定期清理和检修通风系统,确保人员的安全和生产过程的可控性。
综上所述,化工生产中常见的化学反应涉及的安全技术主要包括控制温度、压力和浓度、防火防爆、泄漏控制、设备维护和检修等方面的措施。
化工企业应加强对生产设备和工艺的安全管理,做好安全教育和培训工作,确保化工生产的安全性和可持续发展。