化學(xué)合成過程中的工藝安全

1、 化學(xué)合成過程中的工藝安全    化學(xué)合成生產(chǎn)工藝簡單，包括回流、蒸餾、冷凍、酸化、堿化、壓濾等工藝過程，常有高溫、高壓、負(fù)壓，并大量使用易燃易爆危急化學(xué)物品。         很多化學(xué)單元反應(yīng)有燃燒爆炸危急，反應(yīng)中產(chǎn)生的中間體或副產(chǎn)品也大多易燃易爆，有些反應(yīng)還使用活性鎳、鈀炭等極易自燃的物質(zhì)作為催化劑。所以化學(xué)合成生產(chǎn)過程中的危急性較大。    一、備料        在生產(chǎn)現(xiàn)場，易燃易爆、劇毒、腐蝕、強(qiáng)

2、氧化劑、遇水燃燒等危急化學(xué)物品的存量原則上不得超過一天用量。        性質(zhì)相抵觸的原料應(yīng)定點(diǎn)分開存放，彼此不得混淆。依據(jù)原料的理化性質(zhì)制訂配料平安操作法。配料時應(yīng)保證做到品名、規(guī)格、數(shù)量精確，并應(yīng)做好復(fù)核，作好記錄，以免配比失誤，引起反應(yīng)特別而發(fā)生火災(zāi)等危急。    二、投料    一般有三種方式，各有不同的防火要求，但都應(yīng)正確把握投料的先后挨次。    1、壓入投料。氣體原料的投料大多采納壓入法。壓料時必需掌握壓力。由氣體鋼瓶供

3、氣時，應(yīng)當(dāng)通過減壓閥減壓后經(jīng)緩沖罐向反應(yīng)器輸入氣體，其壓力與容器內(nèi)的氣體壓力產(chǎn)差值不得超過1.5kg/cm2，以防止氣體流速過快，在出口處形成劇烈噴射而產(chǎn)生靜電。在壓入易燃?xì)怏w前，應(yīng)先用氮?dú)獾榷栊詺怏w驅(qū)凈反應(yīng)器及管道內(nèi)的空氣。反應(yīng)器、壓料管、放置氣體鋼瓶的平臺或磅秤應(yīng)當(dāng)接地。        液體原料的投料可采納高位槽，讓液體利用自重流入反應(yīng)器。此法壓力不大，流速不快，比較平安。但是當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)部有壓力時，必需加壓投料，如系易燃液體，應(yīng)用惰性氣體送壓，不得采納壓縮空氣，以防形成爆炸性混合物。壓送管路上應(yīng)裝逆止閥，以防物料倒灌。輸

4、送過程中要留意流速，防止產(chǎn)生靜電。假如用泵輸送，宜采納易燃液體的專用泵，如磁力泵、Y型液態(tài)烴泵，蒸氣往復(fù)泵等。假如用一般的離心泵和齒輪泵，則必需用有色金屬制造葉輪，以防葉輪與鐵殼相碰而產(chǎn)生火花。陶瓷泵或玻璃泵因?qū)щ姴涣?，易產(chǎn)生靜電，不得用于輸送易燃液體。加壓投料裝置的出口最好呈喇叭形，這樣可降低出口處的流速，防止物料迅猛噴射，產(chǎn)生靜電，并應(yīng)有良好的接地。    2、負(fù)壓抽料。粉末或小顆粒物料投料不宜采納壓縮空氣壓送，以免粉塵飛揚(yáng)。若采納負(fù)壓抽料，相對說來比較平安。抽料時，設(shè)備接真空系統(tǒng)，反應(yīng)器到真空管路入口處應(yīng)有過濾網(wǎng)或水洗器，以防止粉塵抽入真空管道內(nèi)。吸料管道如

5、為絕緣體，則內(nèi)外壁均應(yīng)有螺旋狀銅襯繞，銅絲網(wǎng)和反應(yīng)器均應(yīng)接地。使用導(dǎo)電體管道，可省去銅絲網(wǎng)，但仍需接地。假如反應(yīng)器內(nèi)有低沸點(diǎn)的易燃液體存在，則不宜采納負(fù)壓抽料法。液體原料一般可以用負(fù)壓抽料法投料，整個抽吸系統(tǒng)都應(yīng)接地。抽料時應(yīng)將進(jìn)料管伸入反應(yīng)器底部靠壁，管徑要大，流速要慢，初速最好掌握在1米/秒以內(nèi)，因開頭輸送時，易燃液體前方存在易燃液體蒸氣和空氣的混合物，遇靜電火花會發(fā)生爆炸。嚴(yán)禁在液面上噴射液料，以免產(chǎn)生靜電。        易燃液體用抽吸法投料時，液體溫度至少應(yīng)比沸點(diǎn)低30。液溫高時應(yīng)先降溫再抽料，以防液體大量汽化損失

6、，造成配比不準(zhǔn)、反應(yīng)特別而產(chǎn)生火災(zāi)危急。    3、人工投料。易燃、有毒的液體原料不宜采納人工傾倒法投料。        固體物料除用吸入法投料外，大多采納人工投料。投料挨次應(yīng)符合防爆要求，原則上是低溫投料，投料全部結(jié)束后再加熱。假如原料配比中有水，在不影響反應(yīng)的前提下，應(yīng)當(dāng)先投水，后投固體，最終加入易燃液體。假如無水，則應(yīng)先投固體物料，后加液體物料，以免投料時有易燃液體蒸氣逸出。在向有易燃液體的反應(yīng)器內(nèi)投入固體物料時，假如固體物料盛放在合成纖維或塑料薄膜制成的袋內(nèi)，則不能向反應(yīng)器直接投料，以防

7、摩擦產(chǎn)生靜電火花而發(fā)生危急。應(yīng)先將物料倒入木桶內(nèi)，再從木桶中倒入反應(yīng)器，釜口殘粉嚴(yán)禁用尼龍布等高電阻、低吸水率的合成纖維抹布揩擦，以防產(chǎn)生靜電火花。    三、化學(xué)反應(yīng)單元操作        化學(xué)合成的反應(yīng)種類較多，包括氧化、氯化、硝化、重氮化、加成、水解、酸化、堿化等。但是就單元操作而論，不外乎加熱、加壓、回流、蒸餾、冷卻、負(fù)壓、攪拌等，現(xiàn)將其防火要求分述如下。    1、加熱        溫

8、度是化工生產(chǎn)中主要的工藝參數(shù)之一。加熱是掌握溫度的重要手段，其操作的關(guān)鍵是按規(guī)定嚴(yán)格掌握溫度的范圍和升溫速度。溫度過高會使化學(xué)反應(yīng)速度加快，若是放熱反應(yīng)，則放熱量增加，一旦散熱不準(zhǔn)時，溫度失控，發(fā)生沖料，甚至?xí)鹑紵捅?。升溫速度過快不僅難以掌握反應(yīng)溫度，而且還會損壞設(shè)備。例如，升溫過快會使帶有襯里的及各種加熱爐、反應(yīng)爐等設(shè)備損壞。        化工生產(chǎn)中的加熱方式有直接火加熱（包括煙道氣加熱）、蒸汽或熱水加熱、載體加熱及電加熱。加熱溫度在100以下的，常用熱水或蒸汽加熱；100140用蒸汽加熱器；超過140則用加熱爐

9、直接加熱或用熱載體加熱；超過250時，一般用電加熱。    用高壓蒸汽加熱時，對設(shè)備耐壓要求高，須嚴(yán)防泄漏或與物料混合，避開造成事故。使用熱載體加熱時，要防止熱載體循環(huán)系統(tǒng)堵塞，熱油噴出，釀成事故。使用電加熱時，電氣設(shè)備要符合防爆要求。        直接火加熱危急性最大，溫度不易掌握，可能造成局部過熱燒壞設(shè)備，引起易燃物質(zhì)的分解爆炸。當(dāng)加熱溫度接近或超過物料的自燃點(diǎn)時，應(yīng)采納惰性氣體愛護(hù)。若加熱溫度接近物料分解溫度，此生產(chǎn)工藝稱為危急工藝，必需設(shè)法改進(jìn)工藝條件，如采納負(fù)壓或加壓操作。 

10、;   2、冷卻        在化工生產(chǎn)中，反應(yīng)物料冷卻至大氣溫度以上時，可以用空氣或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)；冷卻溫度在15以上，可以用地下水或冷水；冷卻溫度在015之間，可以用冷凍鹽水。還可以借助某種沸點(diǎn)較低的介質(zhì)的蒸發(fā)從需冷卻的物料中取得熱量來實(shí)現(xiàn)冷卻。        常用的介質(zhì)有氟里昂、液氨等，此時物料被冷卻的溫度可達(dá)-15左右。更低溫度的冷卻，屬于冷凍的范圍。如石油氣、裂解氣的分別采納深度冷凍，介質(zhì)需冷卻至-100以下。冷卻操作時冷

11、卻不能中斷，否則會造成積熱，系統(tǒng)溫度、壓力驟增，引起爆炸。開車時，應(yīng)先通入冷卻；停車時，應(yīng)先停加物料，后停冷卻系統(tǒng)。有些凝固點(diǎn)較高的物料，遇冷易變得粘稠或凝固，在冷卻時要留意掌握溫度，防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。    3、加壓        凡操作壓力超過大氣壓的都屬于加壓操作。加壓操作所使用的設(shè)備要符合壓力窗口的要求。加壓系統(tǒng)不得泄漏，否則在加壓下物料會高速噴出，產(chǎn)生靜電而引起火災(zāi)爆炸事故。所用的各種儀表及平安設(shè)施（如爆破泄壓片、緊急排放管等）必需齊全完好。負(fù)壓操作即低于大氣壓的操作

12、。負(fù)壓系統(tǒng)的設(shè)備，必需符合強(qiáng)度要求，以防在負(fù)壓下把設(shè)備抽癟。負(fù)壓系統(tǒng)必需有良好的密封，否則一旦空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，會與設(shè)備內(nèi)有機(jī)物料形成爆炸性混合物，易引起爆炸。當(dāng)需要恢復(fù)常壓時，應(yīng)待溫度降低后，緩緩放進(jìn)空氣或充入氮?dú)?，建議最好采納充入氮?dú)舛栊詺怏w，以防自燃或爆炸。    4、冷凍        化工生產(chǎn)過程中，常會遇到氣體的液化、低溫分別以及物料的輸送、貯存等，需將物料降到比0更低的溫度，這就需要進(jìn)行冷凍。冷凍操作其實(shí)質(zhì)是利用冷凍劑不斷地從被冷凍物體汲取熱量，并傳給高瀑物質(zhì)（水或空氣），以使被冷

13、凍物體溫度降低。制冷劑自身通過壓縮-冷卻-蒸發(fā)（或節(jié)流、膨脹）循環(huán)過程，反復(fù)使用。工業(yè)上常用的致冷劑有液氨、氟里昂。對于制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路，應(yīng)留意耐壓等級和氣密性，防止泄漏。此外還應(yīng)留意低溫部分的材質(zhì)選擇。    5、物料輸送        在化工生產(chǎn)過程中，常常需要將各種原料、中間休、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物從一個地方輸送到另一個地方。由于所輸送物料的形態(tài)不同（塊狀、粉狀、液體、氣體），所采納的輸送方式也各異，但不論實(shí)行何種形式的輸送，保證它們的平安運(yùn)行都是非常重要的。&#

14、160;   固體塊狀和粉狀物料的輸送一般多采納皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送器、刮板輸送機(jī)、鏈子輸送機(jī)、斗式提升機(jī)以及氣流輸送等多種方式。這類輸送設(shè)備除了其本身會發(fā)生故障外，還會造成人身損害。因此除要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的常規(guī)維護(hù)外，還應(yīng)對齒輪、皮帶、鏈條等部位實(shí)行防護(hù)措施。        氣流輸送分為吸送式或壓送式。氣流輸送系統(tǒng)除設(shè)備本身會產(chǎn)生故障之外，最大的問題是系統(tǒng)的堵塞和由靜電引起的粉塵爆炸。粉料氣流系統(tǒng)應(yīng)保持良好的嚴(yán)密性，其管道材料應(yīng)選擇導(dǎo)電性材料并有良好的接地。假如采納絕緣材料管道，則管外應(yīng)實(shí)行接地措施；不

15、應(yīng)超過該物料允許的流速。粉料不要積累管內(nèi)，要準(zhǔn)時清理管壁。用各種類輸送可燃液體時，其管內(nèi)流速不應(yīng)超過平安速度。        在化工廠生產(chǎn)中，也有用壓縮空氣為動力來輸送一些酸堿等有腐蝕性液體的，這些設(shè)備也屬于壓力容器，要有足夠的強(qiáng)度。在輸送有爆炸性或燃燒性物料時，要采納氮?dú)狻⒍趸嫉榷栊詺怏w代替空氣，以防造成燃燒或爆炸。    6、熔融        在化工生產(chǎn)中經(jīng)常將某些固體物料（如苛性鈉、苛性鉀、萘、磺酸等）熔融之后進(jìn)行

16、化學(xué)反應(yīng)。堿熔過程中的堿屑或堿液飛濺到皮膚上或眼睛里會造成灼傷。堿融物和磺酸鹽中若含有無機(jī)鹽等雜質(zhì)，應(yīng)盡量除掉，否則這些無機(jī)鹽因不熔融會造成局部過熱、燒焦，致使熔融物噴出，簡單造成燒傷。熔融過程一般在150350下進(jìn)行，為防止局部過熱，必需不間斷地?cái)嚢琛?#160;   7、干燥        在化工生產(chǎn)中將固體和液體分別的操作方法是過濾，要進(jìn)一步除去固體中液體的方法是干燥。干燥操作有常壓和減壓，也有連續(xù)與間斷之分。用來干燥的介質(zhì)有空氣、煙道氣等。此外還有升華干燥（冷凍干燥）、高頻干燥和紅外干燥。干燥過程

17、要嚴(yán)格掌握溫度，防止局部過熱造成物料分解爆炸。在干燥過程中散發(fā)出來的易燃易爆氣體或粉塵，不應(yīng)與明火和高溫表面接觸，防止?jié)舛冗^高而發(fā)生燃爆。在氣流干燥中應(yīng)有防靜電措施，在滾筒干燥中應(yīng)適當(dāng)調(diào)正利刀與筒壁的間隙，防止產(chǎn)生火花（其防火要求下面將作詳述）。    8、蒸發(fā)與蒸餾        蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中所含溶劑不斷氣化，以提高溶液中溶質(zhì)的濃度，或使溶質(zhì)析出的物理過程。蒸發(fā)按其操作壓力不同可分為常壓、加壓和減壓蒸發(fā)。按蒸發(fā)所需熱量的利用次數(shù)不同可分為單效和多效蒸發(fā)。  &#

18、160;     凡蒸發(fā)的溶液皆具有肯定的特性。如溶質(zhì)在濃縮過程中可能有結(jié)晶、沉淀和污垢生成，這些都能導(dǎo)致傳熱效率的降低，并產(chǎn)生局部過熱，促使物料分解、燃燒和爆炸。因此要掌握蒸發(fā)溫度。為防止熱敏性物質(zhì)的分解，可采納真空蒸發(fā)的方法，降低蒸發(fā)溫度，或采納高效蒸發(fā)器，增加蒸發(fā)面積，削減停留時間。        對具有腐蝕性的溶液，要合理選擇蒸發(fā)器的材質(zhì)。蒸餾是借液體混合物各組分揮發(fā)度的不同，使其分別為純組分的操作。蒸餾操作可分為間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾。按壓力分為常壓、減壓和加壓（高壓）蒸餾。此外

19、還有特別蒸餾-水蒸汽蒸餾、萃取蒸餾、恒沸蒸餾和分子蒸餾。        在平安技術(shù)上，對不同的物料應(yīng)選擇正確的蒸餾方法和設(shè)備。在處理難于揮發(fā)的物料時（常壓下沸點(diǎn)在150以上）應(yīng)采納真空蒸餾，這樣可以降低蒸餾溫度，防止物料在高溫下分解、變質(zhì)或聚合。在處理中等揮發(fā)性物料（沸點(diǎn)為100左右）時，采納常壓蒸餾。對于沸點(diǎn)低于30的物料，則應(yīng)采納加壓蒸餾。水蒸汽蒸餾通常用于在常壓下沸點(diǎn)較高，或在沸點(diǎn)時簡單分解的物質(zhì)的蒸餾。也常用于高沸點(diǎn)物料與不揮發(fā)雜質(zhì)的分別，但只限于所得到的產(chǎn)品完全不溶于水。萃取蒸餾與恒沸蒸餾主要用于分別由沸點(diǎn)極接近或

20、恒沸組成的各組分難以用一般蒸餾方法分別的混合物。        分子蒸餾是一種相當(dāng)于肯定真空下進(jìn)行的一種真空蒸餾。在這種條件下，分子間的相互吸引力削減，物質(zhì)的揮發(fā)度提高，使液體混合物中難以分別的組分簡單分開。由于分子蒸餾降低了蒸餾溫度，所以可以防止或削減有機(jī)物的分解。    9、回流        加熱回流含有易燃液體的物料時，回流系統(tǒng)內(nèi)布滿了易燃液體的蒸氣，危急性較大。關(guān)鍵是要嚴(yán)格掌握加熱溫度和保證冷凝器冷卻效果。其次，回流

21、容器的布滿系數(shù)：反應(yīng)器為70%左右，球形玻璃瓶為5060%，裝載系數(shù)肯定不能超過90%，否則易沖料。    10、酸化或堿化        用酸、堿調(diào)整酸堿度，一般不增加燃燒危急性。但是有的物質(zhì)遇酸會發(fā)生反應(yīng)，而消失火災(zāi)危急。例如鉀硼氫或鈉硼氫在堿性條件下很穩(wěn)定，但在酸性條件下會快速分解有，放出大量氫氣，同時產(chǎn)生高熱，燃燒爆炸的危急性極大。又如無水重氮化合物遇酸有爆炸危急。所以酸化時要當(dāng)心，加酸或加堿不行搞錯。硝酸、硫酸的危急懷比鹽酸大，因此除工藝上有特別要求外，一般宜采納鹽酸調(diào)整酸堿度。假如工

22、藝要求用硫酸酸化，則應(yīng)領(lǐng)先稀釋硫酸，由于濃硫酸的氧化性強(qiáng)，遇水會放出熱量，很擔(dān)心全。        堿化的危急性比酸化小，只要掌握加堿速度，留意溫度變化，一般比較平安。    11、攪拌        攪拌速度快，物料與器壁、物料與攪拌器之間的相對運(yùn)動速度也快。假如器壁或攪拌器是絕緣體（如搪玻璃），或雖非絕緣體但接地不良，則不行忽視產(chǎn)生靜電的危急。一般容積大于300升，攪拌速度在60轉(zhuǎn)/分以上，物料與攪拌器和器壁的相對而言運(yùn)動速度可超過1米/秒。假如物料的電阻率在1012歐姆.厘米左右（例如苯的電阻為4.2*1012