7物性与安全

物性与生产、安全
胡浩
化工生产中，从原料，中间体到成品，很多具有易燃易爆或有毒有害等危险性。

为了生产、存储、运输和试验等过程中的安全有必要透彻了解所接触的化学品的物性。

物性包括物理和化学性质，毒害性和腐蚀性等性质。

简要看看与生产安全相关的主要物性，包括1，形状（形态、颜色和气味）,2，熔点（凝固点）；3，沸点；4，密度；5，相对蒸气密度；6，饱和蒸气压；7，闪点；8，燃点；爆炸限度；10，溶解性；11，毒害性；12腐蚀性等等。

通过对这些性质分析之后，我们可以判断某一种化学品有什么样的危险性，以及会造成什么样的危害。

例如其中的闪点、燃点和爆炸限度表征液体及其蒸气的易燃易爆性能。

全面研究物料的每一种物性能够增强我们的防范意识和应对危险的能力，降低次生灾害。

下面详细了解物性的内容及其对生产和安全方面的影响。

提高一种物料，我们对它的第一印象是性状。

包括形态、颜色和气味。

形态主要指是固体，液体还是气体。

当然还有液体与他们的蒸气一起存在的。

颜色比较好理解，要么是无色，要么是有色的。

有色又包括的颜色就多了。

当然很多液体都是无色的。

气味方面，也很好了解。

如果大家仔细闻得的话就会发现，除了无味的物料外，很多物料的气味都是不一样的。

虽然可能说不清是什么，但大脑和鼻子的结合可以使我们轻松分辨他们。

例如，乙酸乙酯闻起来是熟透的苹果的香味。

当然，能补闻还是尽量不闻吧，毕竟闻多了伤身。

古人有云：“小嗅怡情，大嗅伤身，强嗅灰飞烟灭。

”
在PPT的表里，对常见的几种原料和水的性状进行了总结。

虽说江山易改，本性难移，但是物性，包括性状，还是会随温度和压力发生变化的。

性状中的形态就深受温度影响。

绝大多数的物质都可以存在固液气三种形态。

固态存在的温度最低，液态存在温度稍高，气态存在温度最高。

存在这样一个温度：当温度高于它时，物质以液体形式存在。

当温度低于它时，以液体形式存在。

这就是固体的熔点，也是对应液体的凝固点。

我们使用的很多东西都是应对
不变的东西。

因此在熔点（凝固点）发生的形态变化就很值得我们注意。

例如我们油胶车间用丙烯酸凝固点是13℃。

在普通仓库里和运输途中，秋天到来年春天大部分时间都能结冰，使用比较麻烦。

这里应对方法是在温度较低时将丙烯酸储存在暖房，使得丙烯酸一直处于液态。

温度低于0℃还会导致水的结冰。

水凝固成冰，堵塞或破坏管道与阀门。

这种情况的发生对于急需水来冷却的工序或救火来说是很危险的。

固体和液体之间的是熔点。

如果温度继续升高的话存在一个温度液体迅速转变为气体。

这个温度就是沸点。

大家最熟悉的是水的沸点。

也都看过谁沸腾吧？就是水开了。

这时液态的水迅速而大量的进入空气中，成为蒸气。

用过高压锅的人，还知道蒸气可以产生高压。

想一想，我们用的其他液体物料沸腾时是不是也有大量物料蒸气进入空气，在密封容器中是不是也会产生高压。

对于易燃易爆物料来说，大量进入空气或产生高压都是非常危险的。

当然除了防范液体沸腾以外，也可以利用低沸点的溶剂的蒸发移除大量热量达到控温的目的。

例如我们生产中利用低沸点的乙酸乙酯作溶剂可以将温度控制在乙酸乙酯的沸点（77℃）左右。

另外需要指出的是我们平时所说沸点都是在一个大气压下测得的。

压力增大会导致沸点升高。

例如水在8个大气压（8公斤压力）下的沸点是170℃，也就是说我们使用的蒸气温度可达到170℃，大家使用时是要非常小心的，这比家里的高压锅可达到的温度还高。

除了凝固点和沸点以外，大家应该还熟悉密度。

通俗意义上，大家把密度的大小说是轻重。

如果轻重两种不能融合的液体放在一起，轻的会在上面，重的在下面。

大部分生产所涉及的液体密度是小于水的。

而且有机类的液体原料很多是难溶于水的。

如果他们较大量的泄露到水中，会附在水面上，直接蒸发进入空气，与一般的泄露一样危险。

如果着火他们也会浮在水上，随水流动。

这种性质给救火工作带来不便。

当他们大量泄露时，如果用消防水龙头放水救火，将会使得泄漏物和火苗四处流动，扩大灾害范围。

还有些有机液体密度是大于水的。

由于比水重，他们会沉入水底。

在排水口底部积聚。

给发现和处理这些泄漏物带来不便。

等水干了，他们的危险性就暴露出来了，让人防不胜防。

上面说的密度主要还是以液体为主，有些固体也可以参考。

那液体蒸发产生的蒸气的密度又有那些方面需要注意呢？相对蒸气密度是表示液体的蒸气密度的
一个物性。

为了生产方面的方便，将蒸气的密度与空气相比。

相对密度大于1，说明比空气重。

相对密度小于1就比空气轻。

油胶车间所使用的几种有机原料的相对蒸气密度都是大于1的，也就是他们比空气重。

如果这些蒸气进入大气中，会贴着地面，并扩散。

还会沉积于低洼处。

在密闭的反应釜、罐和桶中，他们主要沉积在其液体表面或底部。

不好排除，如果人员进入反应釜中则会容易发生窒息或爆炸。

当然，用水住满反应釜还是可以将他们这些气体排除的。

如果气体的密度小于空气。

一则会积聚在密闭的反应釜、罐和桶的顶部，在打开时，则会很快扩散到空气里。

二则，会积聚在通风不良的房顶。

留下安全隐患。

方便起见，又是知道原料的分子量我们可以大致估计它的密度。

就是看分子量，如果大于29则是相对蒸气比空气大的。

如果小于29则是比空气小的。

说到液体的蒸气，就不得不提到另一个与之相关的物性——饱和蒸气压。

饱和蒸气压可以理解为液体蒸气在空气中存在的最大浓度。

因为浓度表示气体不是很方面，而一般用压强表示。

如果液体接触到空气，而空气中的液体的蒸气压没有达到最大，也就是蒸气压没达到饱和蒸气压，则会不断蒸发。

直到达到饱和蒸气压为止。

饱和蒸气压还会随温度的升高而增大。

从饱和蒸气压可以得到的信息有：（1），饱和蒸气压越大，这种物料在空气中的达到的浓度就可能越大。

窒息、中毒或腐蚀的危险性就越大。

（2），饱和蒸气压越大，液体会带速度就越快。

对通风的要求就越高。

（3），从上面两点可以看出，密封的桶和罐中液体的蒸发会使得压力增大。

同时蒸气与空气形成共混物，是极大的安全隐患。

（4），密封容器经加热（烘烤、暴晒等）导致温度升高后，使得液体进一步蒸发，同时内部压力也增加。

以常用的溶剂——乙酸乙酯为例。

它的饱和蒸气压为13.33kPa。

它在密闭的桶里会使桶内压力最大增大到114.6kPa 左右，此时浓度最大可达11%左右。

而其爆炸浓度范围是2-11%。

上面主要介绍几种基本的物性。

下面介绍和危险性直接相关的几种物性。

包括燃烧性与爆炸性、毒害性和腐蚀性。

燃烧有三要素：（1），燃料；（2），氧或助燃剂；（3），引发和维持燃烧的能量。

燃料和氧比较好理解。

但维持燃烧的能量这个比较抽象。

可维持燃烧能量可以引出一个物性，叫做闪点。

所谓闪点是指液体或固体表面的蒸气可以发生一闪就灭的燃烧的最低温度。

稍高于闪点几度就可以发生燃烧了。

可见闪点越低液体就
越易燃。

人们将闪点低于45℃的液体称为易燃液体。

运输或存储过程中，如果液体的温度高于其闪点，说明他们有个火就能点燃了。

准确的说是引燃源将他们点燃了。

引燃源有数千种：主要是明火类；冲击或摩擦类；高温类；静电类。

这简直是无孔不入了。

引燃源像电火花一样都是带有能量。

如果引燃的能量大于物料的最小引燃能，就可能点燃温度高于闪点的液体。

例如甲苯的最小引燃能是2.5mJ，而普通火花的引燃能是25mJ。

相当于一个火花可以点燃甲苯10次了。

到此液体已经被点燃了，然而我们很清楚。

燃烧与爆炸就不远了。

爆炸是剧烈的燃烧。

军用炸药爆炸时最高“燃烧”速度可达每秒十几千米。

一般能听到声音的爆炸，速度也都是超过声速的，也就是每秒340米。

液体挥发到空气里的蒸气要处于一定浓度范围内才会爆炸。

浓度用蒸气含量百分比来表示。

就是空气中有百分之几的这种气体。

如果气体浓度低于某个值，燃料太少爆炸不了。

这个值是爆炸下限。

如果浓度高于某个值，氧气就又太少了，也爆炸不起来。

这个值是爆炸下限。

只有气体的浓度处于爆炸下限与爆炸上限之间才能爆炸，这个范围就是爆炸限度。

需要指出的是，有机过氧化物和一些富氧的炸药，不需要氧气也可以爆炸。

在平时的生产、运输和存储过程中，控制气体浓度低于爆炸下限是非常重要的。

而且，爆炸下限一般都很低。

处于爆炸上限之上的气体更加危险，因为在消除气体的过程肯定要经历爆炸浓度范围。

此外，温度的升高会扩大爆炸范围。

也就是是爆炸下限更低，使爆炸上限更高。

简直是火上浇油。

因此，对于易燃易爆的物料，大家只能小心再小心。

防止泄露，防止引燃源的出现。

然而涉及危险的物性并不仅是这些。

例如，毒害性。

毒害性施加于人后，轻者恶心头痛，重者一命归天。

还有一些特殊毒性，如致癌、致突变和致畸性，给人们带来终身的不幸。

进入人体方式主要是呼吸道吸入；消化道摄入；皮肤溶入。

所以接触有毒害性物料时，大家要带好口罩，常呼吸新鲜空气；勤洗手，不在车间吃东西和喝水；皮肤接触后及时冲洗等等。

此外还需要注意腐蚀性这种物性。

硫酸腐蚀使人毁容的报道有很多。

氢氟酸腐蚀，可以使人心肌梗塞死亡甚至只剩白骨。

一般的腐蚀危害主要是直接接触后引起灼伤或发生破坏性创伤以致溃疡；吸入其蒸气或粉尘导致呼吸道粘膜受到腐蚀；
伤口往往不容易愈合，等等。

根据生产、运输和储存的不同需求，我们需要了解更多更全面的物性，并时刻留心。

安全第一，预防为主。