氧化反应单元操作安全技术措施

篇2：化学还原反应危险性预防措施

如硝基苯在盐酸溶液中被铁粉还原成苯胺、邻硝基苯甲醚在碱性溶液中被锌粉还原成邻氨基苯甲醚、使用保险粉、硼氢化钾、氢化锂铝等还原剂进行还原等。

还原过程的危险性分析及防火要求:

(1)无论是利用初生态还原,还是用催化剂把氢气活化后还原,都有氢气存在(氢气的爆炸极限为4%—75%),特别是催化加氢还原,大都在加热、加压条件下进行,如果操作失误或因设备缺陷有氢气泄漏,极易与空气形成爆炸性混合物,如遇着火源即会爆炸。所以,在操作过程中要严格控制温度、压力和流量;车间内的电气设备必须符合防爆要求。电线及电线接线盒不宜在车间顶部敷设安装;厂房通风要好,应采用轻质屋顶、设置天窗或风帽,以使氢气及时逸出;反应中产生的氢气可用排气管导出车间屋项,并高于屋脊2m以上,经过阻火器向外排放;加压反应的设备应配备安全阀,反应中产生压力的设备要装设爆破片;安装氢气检测和报警装置。

(2)还原反应中所使用的催化剂雷氏镍吸潮后在空气中有自燃危险,即使没有着火源存在,也能使氢气和空气的混合物引燃形成着火爆炸。因此,当用它们来活化氢气进行还原反应时,必须先用氮气置换反应器内的全部空气,并经过测定证实含氧量降到标准后,才可通人氢气;反应结束后应先用氮气把反应器内的氢气置换干净,才可打开孔盖出料,以免外界空气与反应器内的氢气相遇,在雷氏镍自燃的情况下发生着火爆炸,雷氏镍应当储存于酒精中,钯碳回收时应用酒精及清水充分洗涤,过滤抽真空时不得抽得太干,以免氧化着火。

(3)固体还原剂保险粉、硼氢化钾、氢化铝锂等都是遇湿易燃危险品,其中保险粉遇水发热,在潮湿空气中能分解析出硫,硫蒸气受热具有自燃的危险,且保险粉本身受热到190℃也有分解爆炸的危险;硼氢化钾(钠)在潮湿空气中能自燃,遇水或酸即分解放出大量氢气,同时产生高热,可使氢气着火而引起爆炸事故;氢化锂铝是遇湿危险的还原剂,务必要妥善保管,防止受潮。保险粉用于溶解使用时,要严格控制温度,可以在开动搅拌的情况下,将保险粉分批加入水中,待溶解后再与有机物接触反应;当使用硼氢化钠(钾)作还原剂时,在工艺过程中调解酸、碱度时要特别注意,防止加酸过快、过多;当使用氢化铝锂作还原剂时,要特别注意,必须在氮气保护下使用,平时浸没于煤油中储存。前面所述的还原剂,遇氧化剂会猛烈发生反应,产生大量热量,具有着火爆炸的危险,故不得与氧化剂混存。

(4)还原反应的中间体,特别是硝基化合物还原反应的中间体,亦有一定的火灾危险,例如,在邻硝基苯甲醚还原为邻氨基苯甲醚的过程中,产生氧化偶氮苯甲醚,该中间体受热到150℃能自燃。苯胺在生产中如果反应条件控制不好,可生成爆炸危险性很大的环己胺。所以在反应操作中一定要严格控制各种反应参数和反应条件。

(5)开展技术革新,研究采用危险性小、还原效率高的新型还原剂代替火灾危险性大的还原剂。例如采用硫化钠代替铁粉还原,可以避免氢气产生,同时还可消除铁泥堆积的问题。

篇3：典型化工单元操作过程安全技术要求

(一)非均相分离

化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物,为了进行加工。得到纯度较高的产品以及环保的需要等,常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。非均相物系中,有一相处于分散状态,称为分散相,如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的液相;另一相处于连续状态,称为连续相(或分散介质),如雾和烟尘中的气相、悬浮液中的液相、乳浊液中处于连续状态的液相。从有毒有害物质处理的角度,非均相分离过程就是这些物质的净化过程、吸收过程或浓缩分离过程。工业生产中多采用机械方法对两相进行分离,常见的有沉降分离、过滤分离、静电分离和湿洗分离等,此外,还有音波除尘和热除尘等方法。

过滤过程安全措施:

1.若加压过滤时能散发易燃、易爆、有害气体,则应采用密闭过滤机。并应用压缩空气或惰性气体保持压力:取滤渣时,应先释放压力。

2.在存在火灾、爆炸危险的工艺中,不宜采用离心过滤机,宜采用转鼓式或带式等真空过滤机。如必须采用离心过滤机时,应严格控制电机安装质量,安装限速装置。注意不要选择临界速度操作。

3.离心过滤机应注意选材和焊接质量,转鼓、外壳、盖子及底座等应用韧性金属制造。

(二)加热及传热

传热在化工生产过程中的应用主要有创造并维持化学反应需要的温度条件、创造并维持单元操作过程需要的温度条件、热能综合和回收、隔热与限热。

热量传递有热传导、热对流和热辐射三种基本方式。实际上,传热过程往往不是以某种传热方式单独出现,而是以两种或三种传热方式的组合。化工生产中的换热通常在两流体之间进行,换热的目的是将工艺流体加热(汽化),或是将工艺流体冷却(冷凝)。

加热过程安全分析:

加热过程危险性较大。装置加热方法一般为蒸汽或热水加热、载热体加热以及电加热等。

1.采用水蒸气或热水加热时,应定期检查蒸汽夹套和管道的耐压强度,并应装设压力计和安全阀。与水会发生反应的物料,不宜采用水蒸气或热水加热。

2.采用充油夹套加热时,需将加热炉门与反应设备用砖墙隔绝,或将加热炉设于车间外面。油循环系统应严格密闭,不准热油泄漏。

3.为了提高电感加热设备的安全可靠程度,可采用较大截面的导线,以防过负荷;采用防潮、防腐蚀、耐高温的绝缘,增加绝缘层厚度。添加绝缘保护层等措施。电感应线圈应密封起来,防止与可燃物接触。

4.电加热器的电炉丝与被加热设备的器壁之间应有良好的绝缘,以防短路引起电火花,将器壁击穿,使设备内的易燃物质或漏出的气体和蒸气发生燃烧或爆炸。在加热或烘干易燃物质,以及受热能挥发可燃气体或蒸气的物质,应采用封闭式电加热器。电加热器不能安放在易燃物质附近。导线的负荷能力应能满足加热器的要求,应采用插头向插座上连接方式,工业上用的电加热器,在任何情况下都要设置单独的电路,并要安装适合的熔断器。

5.在采用直接用火加热工艺过程时,加热炉门与加热设备间应用砖墙完全隔离,不使厂房内存在明火。加热锅内残渣应经常清除以免局部过热引起锅底破裂。以煤粉为燃料时,料斗应保持一定存量,不许倒空,避免空气进入,防止煤粉爆炸;制粉系统应安装爆破片。以气体、液体为燃料时,点火前应吹扫炉膛,排除积存的爆炸性混合气体,防止点火时发生爆炸。当加热温度接近或超过物料的自燃点时,应采用惰性气体保护。

(三)蒸馏及精馏

化工生产中常常要将混合物进行分离,以实现产品的提纯和回收或原料的精制。对于均相液体混合物,最常用的分离方法是蒸馏。要实现混合液的高纯度分离,需采用精馏操作。

蒸馏过程危险性分析:

在常压蒸馏中应注意易燃液体的蒸馏热源不能采用明火,而采用水蒸气或过热水蒸气加热较安全。蒸馏腐蚀性液体,应防止塔壁、塔盘腐蚀,造成易燃液体或蒸气逸出,遇明火或灼热的炉壁而产生燃烧。蒸馏自燃点很低的液体,应注意蒸馏系统的密闭,防止因高温泄漏遇空气自燃。对于高温的蒸馏系统,应防止冷却水突然漏入塔内,这将会使水迅速汽化,塔内压力突然增高而将物料冲出或发生爆炸。启动前应将塔内和蒸汽管道内的冷凝水放空,然后使用。在常压蒸馏过程中,还应注意防止管道、阀门被凝固点较高的物质凝结堵塞,导致塔内压力升高而引起爆炸。在用直接火加热燕馏高沸点物料时(如苯二甲酸酐),应防止产生自燃点很低的树脂油状物遇空气而自燃。同时,应防止蒸干,使残渣焦化结垢,引起局部过热而着火爆炸。油焦和残渣应经常清除。冷凝系统的冷却水或冷冻盐水不能中断,否则未冷凝的易燃蒸气逸出使局部吸收系统温度增高,或窜出遇明火而引燃。

真空蒸馏(减压蒸馏)是一种比较安全的蒸馏方法。对于沸点较高、在高温下蒸馏时能引起分解、爆炸和聚合的物质,采用真空蒸馏较为合适。如硝基甲苯在高温下分解爆炸、苯乙烯在高温下易聚合,类似这类物质的蒸馏必须采用真空蒸馏的方法以降低流体的沸点。借以降低蒸馏的温度,确保其安全。

(四)气体吸收与解吸

气体吸收按溶质与溶剂是否发生显著的化学反应可分为物理吸收和化学吸收;按被吸收组分的不同,可分为单组分吸收和多组分吸收;按吸收体系(主要是液相)的温度是否显著变化,可分为等温吸收和非等温吸收。在选择吸收剂时,应注意溶解度、选择性、挥发度、黏度。工业生产中使用的吸收塔的主要类型有板式塔、填料塔、湍球塔、喷洒塔和喷射式吸收器等。

解吸又称脱吸,是脱除吸收剂中已被吸收的溶质,而使溶质从液相逸出到气相的过程。在生产中解吸过程用来获得所需较纯的气体溶质,使溶剂得以再生,返回吸收塔循环使用。工业上常采用的解吸方法有加热解吸、减压解吸、在惰性气体中解吸、精馏方法。

(五)干燥

干燥按其热量供给湿物料的方式,可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥。干燥按操作压强可分为常压干燥和减压干燥;按操作方式可分为间歇式干燥与连续式干燥。常用的干燥设备有厢式干燥器,转筒干燥器、气流干燥器、沸腾床干燥器、喷雾干燥器。为防止火灾、爆炸、中毒事故的发生,干燥过程要采取以下安全措施:

1当干燥物料中含有自燃点很低或含有其他有害杂质时必须在烘干前彻底清除掉,干燥室内也不得放置容易自燃的物质。

2干燥室与生产车间应用防火墙隔绝,并安装良好的通风设备,电气设备应防爆或将开关安装在室外。在干燥室或干燥箱内操作时,应防止可燃的干燥物直接接触热源,以免引起燃烧。

3干燥易燃易爆物质,应采用蒸汽加热的真空干燥箱,当烘干结束后,去除真空时,一定要等到温度降低后才能放进空气;对易燃易爆物质采用流速较大的热空气干燥时,排气用的设备和电动机应采用防爆的;在用电烘箱烘烤能够蒸发易燃蒸气的物质时,电炉丝应完全封闭,箱上应加防爆门;利用烟道气直接加热可燃物时,在滚筒或干燥器上应安装防爆片,以防烟道气混入一氧化碳而引起爆炸。

4.间歇式干燥,物料大部分靠人力输送,热源采用热空气自然循环或鼓风机强制循环,温度较难控制,易造成局部过热,引起物料分解造成火灾或爆炸。因此,在干燥过程中,应严格控制温度。

5.在采用洞道式、滚筒式干燥器干燥时,主要是防止机械伤害。在气流于燥,喷雾干燥、沸腾床干燥以及滚筒式干燥中,多以烟道气、热空气为干燥热源。

6.干燥过程中所产生的易燃气体和粉尘同空气混合易达到爆炸极限。在气流干燥中,物料由于迅速运动相互激烈碰撞、摩擦易产生静电;滚筒干燥过程中,刮刀有时和滚筒壁摩擦产生火花,因此,应该严格控制干燥气流风速,并将设备接地;对于滚筒干燥,应适当调整刮刀与筒壁间隙,并将刮刀牢牢固定,或采用有色金属材料制造刮刀,以防产生火花。用烟道气加热的滚筒式干燥器,应注意加热均匀,不可断料,滚筒不可中途停止运转。斗口有断料或停转应切断烟道气并通氮。干燥设备上应安装爆破片。

(六)蒸发

蒸发按其采用的压力可以为常压蒸发、加压蒸发和减压燕发(真空蒸发)。按其蒸发所需热量的利用次数可分为单效蒸发和多效蒸发。蒸发过程要注意如下问题:

1蒸发器的选择应考虑燕发溶液的性质,如溶液的黏度、发泡性、腐蚀性、热敏性,以及是否容易结垢、结晶等情况。

2在蒸发操作中,管内壁出现结垢现象是不可避免的,尤其当处理易结晶和腐蚀性物料时,使传热量下降。在这些蒸发操作中,一方面应定期停车清洗、除垢;另一方面改进蒸发器的结构,如把蒸发器的加热管加工光滑些,使污垢不易生成,即使生成也易清洗,提高溶液循环的速度,从而可降低污垢生成的速度。

(七)结晶

结晶是固体物质以晶体状态从蒸气、溶液或熔融物中析出的过程。结晶是一个重要的化工单元操作,主要用于制备产品与中间产品、获得高纯度的纯净固体物料。

结晶过程常采用搅拌装置。搅动液体使之发生某种方式的循环流动,从而使物料混合均匀或促使物理、化学过程加速操作。

结晶过程的搅拌器要注意如下安全问题:

1.当结晶设备内存在易燃液体蒸气和空气的爆炸性混合物时,要防止产生静电,避免火灾和爆炸事故的发生。

2,避免搅拌轴的填料函漏油,因为填料函中的油漏入反应器会发生危险。例如硝化反应时,反应器内有浓硝酸,如有润滑油漏入,则油在浓硝酸的作用下氧化发热,使反应物料温度升高,可能发生冲料和燃烧爆炸。当反应器内有强氧化剂存在时,也有类似危险。

3对于危险易燃物料不得中途停止搅拌。因为搅拌停止时,物料不能充分混匀,反应不良,且大量积聚;而当搅拌恢复时,则大量未反应的物料迅速混合,反应剧烈,往往造成冲料,有燃烧、爆炸危险。如因故障而导致搅拌停止时,应立即停止加料,迅速冷却;恢复搅拌时,必须待温度平稳、反应正常后方可续加料,恢复正常操作。

4.搅拌器应定期维修,严防搅拌器断落造成物料混合不匀,最后突然反应而发生猛烈冲料,甚至爆炸起火,搅拌器应灵活,防止卡死引起电动机温升过高而起火。搅拌器应有足够的机械强度,以防止因变形而与反应器器壁摩擦造成事故。

(八)萃取

萃取时溶剂的选择是萃取操作的关键,萃取剂的性质决定了萃取过程的危险性大小和特点。萃取剂的选择性、物理性质(密度、界面张力、黏度)、化学性质(稳定性、热稳定性和抗氧化稳定性)、萃取剂回收的难易和萃取的安全问题(毒性、易燃性、易爆性)是选择萃取剂时需要特别考虑的问题。工业生产中所采用的萃取流程有多种,主要有单级和多级之分。

萃取设备的主要性能是能为两液相提供充分混合与充分分离的条件,使两液相之间具有很大的接触面积,这种界面通常是将一种液相分散在另一种液相中所形成,两相流体在萃取设备内以逆流流动方式进行操作。萃取的设备有填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、往复振动筛板塔和脉冲萃取塔。

(九)制冷

冷却与冷凝的主要区别在于被冷却的物料是否发生相的改变,若发生相变则成为冷凝,否则,如无相变只是温度降低则为冷却。冷却、冷凝操作在化工生产中十分重要,它不仅涉及到生产,而且也严重影响防火安全,反应设备和物料由于未能及时得到应有的冷却或冷凝,常是导致火灾、爆炸的原因。在工业生产过程中,蒸气、气体的液化,某些组分的低温分离,以及某些物品的输送、储藏等,常需将物料降到比水或周围空气更低的温度,这种操作称为冷冻或制冷。

冷冻操作的实质是利用冷冻剂自身通过压缩—冷却—蒸发(或节流、膨胀)的循环过程,不断地由被冷冻物体取出热量(一般通过冷载体盐水溶液传递热量),并传给高温物质(水或空气),以使被冷冻物体温度降低。一般说来,冷冻程度与冷冻操作技术有关,凡冷冻范围在—100℃以内的称冷冻;而在—100~—200℃或更低的,则称为深度冷冻或简称深冷。

冷却(凝)及冷冻过程的危险控制要点如下:

(1)应根据被冷却物料的温度、压力、理化性质以及所要求冷却的工艺条件,正确选用冷却设备和冷却剂。忌水物料的冷却不宜采用水做冷却剂,必需时应采取特别措施。

(2)应严格注意冷却设备的密闭性,防止物料进入冷却剂中或冷却剂进入物料中。

(3)冷却操作过程中,冷却介质不能中断,否则会造成积热,使反应异常,系统温度、压力升高,引起火灾或爆炸。因此,冷却介质温度控制最好采用自动调节装置。

(4)开车前,首先应清除冷凝器中的积液;开车时,应先通入冷却介质,然后通入高温物料;停车时,应先停物料,后停冷却系统。

(5)为保证不凝可燃气体安全排空,可充氮进行保护。

(6)高凝固点物料,冷却后易变得黏稠或凝固,在冷却时要注意控制温度,防止物料卡住搅拌器或堵塞设备及管道。

2.冷冻过程的安全措施

(1)对于制冷系统的压缩机、冷凝器、蒸发器以及管路系统,应注意耐压等级和气密性,防止设备、管路产生裂纹、泄漏。此外,应加强压力表、安全阀等的检查和维护。

(2)对于低温部分,应注意其低温材质的选择,防止低温脆裂发生。

(3)当制冷系统发生事故或紧急停车时,应注意被冷冻物料的排空处置。

(4)对于氨压缩机,应采用不发火花的电气设备;压缩机应选用低温下不冻结且不与制冷剂发生化学反应的润滑油,且油分离器应设于室外。

(5)注意冷载体盐水系统的防腐蚀。

(十)筛分及过滤

1.筛分

在工业生产中,为满足生产工艺的要求,常常需将固体原料、产品进行筛选,以选取符合工艺要求的粒度,这一操作过程称为筛分。筛分分为人工筛分和机械筛分。筛分所用的设备称为筛子,通过筛网孔眼控制物料的粒度。按筛网的形状可分为转动式和平板式两类。

筛分过程的危险控制要点。在筛分可燃物时,应采取防碰撞打火和消除静电措施,防止因碰撞和静电引起粉尘爆炸和火灾事故。

2.过滤

过滤是使悬浮液在重力、真空、加压及离心的作用下,通过细孔物体,将固体悬浮微粒截留进行分离的操作。按操作方法,过滤分为间歇过滤和连续过滤两种;按推动力分为重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤。过滤采用的设备为过滤机。

(十一)物料输送

在工业生产过程中,经常需要将各种原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物从一个地方输送到另一个地方,这些输送过程就是物料输送。在现代化工业企业中,物料输送是借助于各种输送机械设备实现的。由于所输进的物料形态不同(块状、粉态、液态、气态等),所采取的输送设备也各异。

l.液态物料输送

液态物料可借其位能沿管道向低处输送。而将其由低处输往高处或由一地输往另一地(水平输送),或由低压处输往高压处,以及为保证一定流量克服阻力所需要的压头,则需要依靠泵来完成。泵的种类较多,通常有往复泵、离心泵、旋转泵、流体作用泵等四类。

液态物料输送危险控制要点如下:

(1)输送易燃液体宜采用蒸气往复泵。如采用离心泵,则泵的叶轮应脯色金属制造,以防撞击产生火花。设备和管道均应有良好的接地,以防静电引起火灾。由于采用虹吸和自流的输送方法较为安全,故应优先选择。

(2)对于易燃液体,不可采用压缩空气压送,因为空气与易燃液体蒸气混合,可形成爆炸性混合物,且有产生静电的可能。对于闪点很低的可燃液体,应用氮气或二氧化碳等惰性气体压送。闪点较高及沸点在130℃以上的可燃液体,如有良好的接地装置,可用空气压送。

(3)临时输送可燃液体的泵和管道(胶管)连接处必须紧密、牢固,以免输送过程中管道受压脱落漏料而引起火灾。

(4)用各种泵类输送可燃液体时,其管道内流速不应超过安全速度,且管道应有可靠的接地措施,以防静电聚集。同时要避免吸入口产生负压,以防空气进入系统导致爆炸或抽瘪设备。

2气态物料输送

气体物料的输送采用压缩机。按气体的运动方式,压缩机可分为往复压缩机和旋转压缩机两类。

气态物料输送危险控制要点如下:

(1)输送液化可燃气体宜采用液环泵,因液环泵比较安全。但在抽送或压送可燃气体时,进气入口应该保持一定余压,以免造成负压吸入空气形成爆炸性混合物。

(2)为避免压缩机气缸、储气罐以及输送管路因压力增高而引起爆炸,要求这些部分要有足够的强度。此外,要安装经核验准确可靠的压力表和安全阀(或爆破片)。安全阀泄压应将危险气体导至安全的地点。还可安装压力超高报警器、自动调节装置或压力超高自动停车装置。

(3)压缩机在运行中不能中断润滑油和冷却水,并注意冷却水不能进入气缸,以防发生水锤。

(4)气体抽送、压缩设备上的垫圈易损坏漏气,应注意经常检查及时换修。

(5)压送特殊气体的压缩机,应根据所压送气体物料的化学性质,采取相应的防火措施。如乙炔压缩机同乙炔接触的部件不允许用铜来制造,以防产生具有爆炸危险的乙炔铜。

(6)可燃气体的管道应经常保持正压,并根据实际需要安装逆止阀、水封和阻火器等安全装置,管内流速不应过高。管道应有良好的接地装置,以防静电聚集放电引起火灾。

(7)可燃气体和易燃蒸气的抽送、压缩设备的电机部分,应为符合防爆等级要求的电气设备,否则,应穿墙隔离设置。

(8)当输送可燃气体的管道着火时,应及时采取灭火措施。管径在150mm以下的管道。一般可直接关闭闸阀熄火;管径在150ram以上的管道着火时,不可直接关闭闸阀熄火,应采取逐渐降低气压。通入大量水蒸气或氨气灭火的措施。但气体压力不得低于50~100Pa。严禁突然关闭闸阀或水封。以防回火爆炸。当着火管道被烧红时,不得用水骤然冷却。

篇4：化工常见化学反应及其安全技术措施

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。

篇5：精细化工企业反应釜安全技术措施

精细化工生产企业有若干个主要生产车间和多个辅助车间,拥有反应釜和精馏塔若干台套。从整体上看,设备多,贮罐多,管网纵横密布;从结构上看,整个生产系统是由若干个生产单元组合而成。每个生产单元又是以一台或多台反应釜、冷凝器与精馏塔组合而成。

本文重点讨论单元系统中反应釜在操作过程中的安全技术措施,以液体物料输送和放热反应的一台常压反应釜和一个冷凝器作为最简单的操作单元,分析其可能产生的危险有害因素,制定相应的安全防范措施及突发事件的应急措施。

一、主要危险有害因素分析:

1、投料失误:进料速度过快、进料配比失控或进料顺序错误,均有可能产生快速放热反应,如果冷却不能同步,形成热量积聚,造成物料局部受热分解,形成物料快速反应并产生大量危害气体发生爆炸事故。

2、管道泄漏:进料时,对于常压反应,如果放空管未打开,此时用泵向釜内输送液体物料时,釜内易形成正压,易引起物料管连接处崩裂,物料外泄造成人身伤害的灼伤事故。卸料时,如果釜内物料在没有冷却到规定温度时(一般要求是50℃以下)卸料,较高温度的物料容易变质且易引起物料溅落而烫伤操作人员。

3、升温过快:釜内物料由于加热速度过快,冷却速率低,冷凝效果差,均有可能引起物料沸腾,形成汽液相混合体,产生压力,从放空管、汽相管等薄弱环节和安全阀、爆破片等卸压系统实施卸压冲料。如果冲料不能达到快速卸压的郊果,则可能引起釜体爆炸事故的发生。

4、维修动火:在釜内物料反应过程中如果在没有采取有效防范措施的情况下实施电焊、气割维修作业,或紧固螺栓、铁器撞击敲打产生火花,一旦遇到易燃易爆的泄漏物料就可能引起火灾爆炸事故。

二、安全技术对策措施:

1、加热控制措施:对于反应温度在100℃以下的物料加热系统,可采用蒸汽和热水分段加热,在保证物料不因局部过热出现变质的情况下,先用蒸汽中速加热到60℃左右,以提高生产效率,再用100℃沸腾水循环传热,缓慢升温到工艺规定的温度并保温反应。这样分段加热在提高生产效率的同时又可以防止物料局部高温受热分解或剧烈汽化,进而形成汽液相混合体而冲料爆炸,还可以对物料均衡反应提高收率,降低消耗成本。

2、连锁冷却措施:对于放热反应,反应初期阶段需要加热,但反应过程又会放热,因此必须快速有效转移多余的热量。正常使用的反应釜冷却系统主要是夹套冷却和盘管冷却,使用的冷却液主要是循环水和冷冻液。冷冻液冷却速度快但成本高。在生产过程中出现不正常反应的情况下,特别是温度和压力急剧上升的时候,操作人员会为了自己的人身安全而快速撤离操作现场,不能有效切断加热源,不能有效开启冷却系统。为此应该在操作岗位以外的远距离场所设置紧急开启冷却连锁系统。最好能靠近车间蒸汽分汽缸的蒸汽阀门,在关闭蒸汽阀门和切断搅拌电源的同时开启冷却连锁系统,实施断热、断电、停搅拌、快速冷却降温的措施,将事故控制在初期阶段,防止事故的进一步扩大。

3、连锁泄爆措施:为了防止釜内物料在温度失控产生气体形成压力的情况下,能够及时卸压,对于常压反应设备也应该根据反应的具体情况安装紧急卸压设施。在釜的顶部要安装安全阀,对可能具有比较剧烈反应的过程应安装爆破片。爆破片的连接管出口必须伸到室外安全地点或抽风管口,不能直接指向道路或操作平台,以防物料喷溅伤人。有滴加反应过程的应该严格控制滴加速度。

4、密闭输送防静电措施:对物料输送管道系统应根据物料特性选择钢管或塑料管(原则规定不能使用塑料管,但特殊情况除外)。不管是何种管道均应用法兰或螺栓连接牢固,以防脱落泄漏物料。不能使用橡皮套连接塑料管输送有机溶剂。对钢管的法兰部分要做好静电跨接,一对法兰上如果有六只螺栓(含六只)可不要静电跨接,四只以下(含四只)均要静电跨接(为了对称,正常没有五只,如果有五只也需跨接)。静电跨接线要使用4平方毫米的铜芯电线。塑料管在输送有机溶剂或易产生静电的其他物料时应该做好静电连接,连接方法是在管道内部设置细铜钱。具体方法主要是在金属管出口处焊接一棵小钢钉并适度向管内倾斜,细铜钱必须缠绕在小钢钉上并紧固,从塑料管内通过,另一个端口出来并在管口缠绕紧固。只有这样才能保证静电流产生回路并及时将静电转入接地系统。

5、劳动保护措施:对操作岗位安装鼓风机或抽风机,既可保护操作者健康,又可降低操作岗位可燃气体浓度,防止达到爆炸极限。为了防止釜内物料在有压力的情况下气体物料泄漏,扩散至操作室伤害操作人员,应该对操作室安装鼓风机。引进室外高空新鲜空气至操作室,使操作室处于微正压状态。散发有毒有害气体的设备应设置在当地常年主导风向的下风侧,便于气体的扩散或抽空,也便于操作者合理操作减少气体污染伤害。

6、维修动火安全措施:动火管理安全技术措施的目标是两个确保:一是确保动火设备管道内部没有易燃物,二是确保动火设备管道周边没有可燃物。要做到两个确保,必须正确认识动火管理的重要性,增强安全意识,切实实施切断、隔离、置换、清洗、通风等安全技术措施,按程序做好初审、复查、批准、监护、清理、验收等安全管理措施。

7、其他安全措施:机械设备必须有效接地,且接地电阻不能大于10Ω;电动机必须有接零线措施;减速机传动部位必须有防护罩;操作台必须稳固不能晃动,不能有洞口;防护栏杆必须高于1.05米,且栏杆上下间距不能大于0.35米;设备离开地面高度以不能碰撞人体头部为宜。对于在操作过程中间需要分批投料宜在人孔盖上安装阀门和漏斗;冷凝器的放空管应用连接管输送到室外或抽风管口,不能直接对准通道和操作人员的场所;有条件的还应设置紧急疏散通道和全过程监控报警设施;停车过程中的要做好氮气保护措施。对于停电停水有可能引起失控反应的设备应该有双电路双水源系统。

三、突发事件紧急处置措施

1、生产温度、压力快速上升无法控制时要迅速关闭所有物料进口阀;立即停止搅拌;迅速关闭蒸汽(或热水)加热阀,开启冷却水(或冷冻水)冷却阀;迅速开启放空阀;在无放空阀及温度压力仍无法控制时,迅速开启设备底部放料阀弃料;在上述处理无效果,且底部放料阀弃料无法短时间完成时,迅速通知岗位人员撤离现场。

2、有毒有害物大量泄漏时要立即通知周围人员迅速往上风向撤离该现场;迅速佩戴正压式呼吸器关闭(或严密)有毒有害泄漏阀门;在无法关闭有毒有害物阀门时再迅速通知下风向(或四周)单位及人员撒离或做好防范工作,并根据物质特性喷洒处理剂进行吸收、稀释等处理。最后将泄漏物收容,作适当处理

3、易燃易爆物大量泄漏时要迅速佩戴正压式呼吸器关闭(或严密)易燃易爆泄漏阀门;在无法关闭易燃易爆泄漏阀门时再迅速通知周围(尤其是下风向)人员停止明火、易产生火花的生产和作业,并迅速停止周围的其他生产或作业,同时在可能的情况下,将易燃易爆泄漏物移至安全区域处理。在气体泄漏物已经燃烧的情况下不能急于关闭阀门,要注意观察防止回火和气体浓度达到爆炸极限引起爆炸;

4、人员伤害时要立即查明中毒原因,有效性地进行处理;由吸入引起中毒时,迅速将中毒人员移至上风向的新鲜空气处。中毒严重时迅速送往医院抢救;由食入引起中毒时,饮足量温水,催吐,或给饮牛奶或蛋清解毒,或服其他物导泄;由皮肤引起中毒时,立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗,就医;当中毒者停止呼吸时,迅速进行人工呼吸;当中毒者心脏停止跳动,迅速进行人工按压心脏起跳;当人员身体皮肤被大面积灼伤时,立即用大量清水洗净被烧伤面,冲洗时间在十五分钟左右,同时注意不能受凉冻伤致病,更换无污染的衣物后迅速送往医院就医。

反应釜是精细化工生产企业最通用的设备,也是单元系统中最典型的设备,是安全生产监管的工作重点。只有管好每一台反应釜,每一个单元系统的安全生产,采取相应的安全连锁防护措施,落实人为误操作警示连锁装置,实现设备的本质安全化。