查看匯總：2014年安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》輔導(dǎo)講義匯總

　　第二節(jié) 化工事故主要類型

　　一、典型化學(xué)反應(yīng)危險(xiǎn)性

　　(一)氧化反應(yīng)

　　1氧化反應(yīng)的主要危險(xiǎn)性

　　(I)氧化反應(yīng)需要加熱，同時(shí)絕大多數(shù)反應(yīng)又是放熱反應(yīng)，因此，反應(yīng)熱如不及時(shí)移去，將會(huì)造成反應(yīng)失控，甚至發(fā)生爆炸。

　　(2)氧化反應(yīng)中被氧化的物質(zhì)大部分是易燃、易爆物質(zhì)，如乙烯氧化制取環(huán)氧乙烷、甲醇氧化制取甲醛、甲苯氧化制取苯甲酸中，乙烯是可燃?xì)怏w，甲苯和甲醇是易燃液體。

　　(3)氧化反應(yīng)中的有些氧化劑本身是強(qiáng)氧化劑，如高錳酸鉀、氯酸鉀、過(guò)氧化氫、過(guò)氧化苯甲酰等，具有很大的危險(xiǎn)性，如受高溫、撞擊、摩擦或與有機(jī)物、酸類接觸，易引起燃燒或爆炸。

　　(4)許多氧化反應(yīng)是易燃、易爆物質(zhì)與空氣或氧氣反應(yīng)，反應(yīng)投料比接近爆炸極限，如果物料配比或反應(yīng)溫度控制不當(dāng)，極易發(fā)生燃燒爆炸。

　　(5)氧化反應(yīng)的產(chǎn)品也具有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性。如環(huán)氧乙烷、36.7%的甲醛水溶液等。

　　(6)某些氧化反應(yīng)能生成過(guò)氧化物副產(chǎn)物，它們的穩(wěn)定性差，遇高溫或受撞擊、摩擦易分解，造成燃燒或爆炸。如乙醛氧化制取醋酸過(guò)程中生成過(guò)醋酸。

　　2. 氧化過(guò)程的安全措施

　　(1)在氧化反應(yīng)中，一定要嚴(yán)格控制氧化劑的投料比，當(dāng)以空氣或氧氣為氧化劑時(shí)，反應(yīng)投料比應(yīng)嚴(yán)格控制在爆炸范圍以外。

　　(2)氧化劑的加料速度不宜過(guò)快，防止多加、錯(cuò)加。反應(yīng)過(guò)程應(yīng)有良好的攪拌和冷卻裝置，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度、流量，防止超溫、超壓。

　　(3)防止因設(shè)備、物料含有雜質(zhì)為氧化劑提供催化劑，例如有些氧化劑遇金屬雜質(zhì)會(huì)引起分解�？諝膺M(jìn)入反應(yīng)器前一定要凈化，除掉灰塵、水分、油污以及可使催化劑活性降低或中毒的雜質(zhì)，減少著火和爆炸的危險(xiǎn)。

　　(4)反應(yīng)器和管道上應(yīng)安裝阻火器，以阻止火焰蔓延，防止回火。接觸器應(yīng)有泄壓裝置，并盡可能采用自動(dòng)控制、報(bào)警聯(lián)鎖裝置。

　　(二)還原反應(yīng)

　　1.還原反應(yīng)的主要危險(xiǎn)性

　　(1)許多還原反應(yīng)都是在氫氣存在條件下，并在高溫、高壓下進(jìn)行，如果因操作失誤或設(shè)備缺陷發(fā)生氫氣泄漏，極易發(fā)生爆炸。

　　(2)還原反應(yīng)中使用的催化劑，如雷內(nèi)鎳、鈀碳等，在空氣中吸濕后有自燃危險(xiǎn)，在沒(méi)有點(diǎn)火源存在的條件下，也能使氫氣和空氣的混合物引燃。

　　(3)還原反應(yīng)中使用的固體還原劑，如保險(xiǎn)粉，氫化鋁鋰、硼氫化鉀等，都是遇濕易燃危險(xiǎn)品。

　　(4)還原反應(yīng)的中間體，特別是硝基化合物還原反應(yīng)的中間體，也有一定的火災(zāi)危險(xiǎn)，例如，鄰硝基苯甲醚還原為鄰氨基苯甲醚過(guò)程中，產(chǎn)生150℃下可自燃的氧化偶氮苯甲醚。苯胺在生產(chǎn)過(guò)程中如果反應(yīng)條件控制不好，可生成爆炸危險(xiǎn)性很大的環(huán)已胺。

　　(5)高溫、高壓下的氫對(duì)金屬有滲碳作用，易造成氫腐蝕。

　　2.還原反應(yīng)過(guò)程的安全措施

　　(1)操作過(guò)程中一定要嚴(yán)格控制溫度、壓力、流量等各種反應(yīng)參數(shù)和反應(yīng)條件。

　　(2)注意催化劑的正確使用和處置。雷內(nèi)鎳、鈀碳等催化劑平時(shí)不能暴露在空氣中，要浸在酒精中。反應(yīng)前必須用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器內(nèi)的全部空氣，經(jīng)測(cè)定確認(rèn)氧含量符合要求后，方可通入氫氣。反應(yīng)結(jié)束后，應(yīng)先用氮?dú)獍褮錃庵脫Q掉，才可出料，以免空氣與反應(yīng)器內(nèi)的氫氣混合，在催化劑自燃的情況下發(fā)生爆炸。

　　(3)注意還原劑的正確使用和處置。例如，氫化鋁鋰應(yīng)浸沒(méi)在煤油中儲(chǔ)存。使用時(shí)應(yīng)先用氮?dú)庵脫Q干凈，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下投料和反應(yīng)。

　　(4)對(duì)設(shè)備和管道的選材要符合要求，并定期檢測(cè)，以防止因氫腐蝕造成事故。

　　(5)車間內(nèi)的電氣設(shè)備必須符合防爆要求，廠房通風(fēng)要好，且應(yīng)采用輕質(zhì)屋頂，設(shè)置天窗或風(fēng)帽，使氫氣易于逸出，尾氣排放管要高出屋脊2 m以上并設(shè)阻火器。

　　(三)硝化反應(yīng)

　　有機(jī)化合物分子中引入硝基取代氫原子而生成硝基化合物的反應(yīng)，稱為硝化。用硝酸根取代有機(jī)化合物中的羥基的化學(xué)反應(yīng)，則是另一種類型的硝化反應(yīng)，產(chǎn)物稱為硝酸酯。硝化反應(yīng)是生產(chǎn)染料、藥物及某些炸藥的重要反應(yīng)。

　　硝化過(guò)程常用的硝化劑是濃硝酸或濃硝酸和濃硫酸配制的混合酸。此外，硝酸鹽和氧化氮也可做硝化劑。一般的硝化反應(yīng)是先把硝酸和硫酸配制成混酸，然后在嚴(yán)格控制溫度的條件下將混酸滴入反應(yīng)器，進(jìn)行硝化反應(yīng)。

　　1.硝化反應(yīng)的主要危險(xiǎn)性

　　(1)硝化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，硝化反應(yīng)的速度越快，放出的熱量越多，越極易造成溫度失控而爆炸。

　　(2)被硝化的物質(zhì)大多為易燃物質(zhì)，有的兼具毒性，如苯、甲苯、脫脂棉等，使用或儲(chǔ)存不當(dāng)時(shí)，易造成火災(zāi)。

　　(3)混酸具有強(qiáng)烈的氧化性和腐蝕性，與有機(jī)物特別是不飽和有機(jī)物接觸即能引起燃燒。硝化反應(yīng)的腐蝕性很強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的強(qiáng)烈腐蝕�；焖嵩谥苽鋾r(shí)，若溫度過(guò)高或落入少量水，會(huì)促使硝酸的大量分解，引起突沸沖料或爆炸。

　　(4)硝化產(chǎn)品大都具有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性，尤其是多硝基化合物和硝酸酯，受熱、摩擦、撞擊或接觸點(diǎn)火源，極易爆炸或著火。

　　2.硝化反應(yīng)過(guò)程的安全措施

　　(1)制備混酸時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制溫度和酸的配比，并保證充分的攪拌和冷卻條件，嚴(yán)防因溫度猛升而造成的沖料或爆炸。不能把未經(jīng)稀釋的濃硫酸與硝酸混合。稀釋濃硫酸時(shí)，不可將水注入酸中。

　　(2)必須嚴(yán)格防止混酸與紙、棉、布、稻草等有機(jī)物接觸，避免因強(qiáng)烈氧化而發(fā)生燃燒爆炸。

　　(3)應(yīng)仔細(xì)配制反應(yīng)混合物并除去其中易氧化的組分，不得有油類、酐類、甘油、醇類等有機(jī)物雜質(zhì)，含水也不能過(guò)高;否則，此類雜質(zhì)與酸作用易引發(fā)爆炸事故。

　　(4)硝化過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制加料速度，控制硝化反應(yīng)溫度。硝化反應(yīng)器應(yīng)有良好的攪拌和冷卻裝置，不得中途停水?dāng)嚯娂皵嚢柘到y(tǒng)發(fā)生故障。硝化器應(yīng)安裝嚴(yán)格的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)、報(bào)警及自動(dòng)連鎖裝置，當(dāng)超溫或攪拌故障時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警并停止加料。硝化器應(yīng)設(shè)有泄爆管和緊急排放系統(tǒng)，一旦溫度失控，緊急排放到安全地點(diǎn)。

　　(5)處理硝化產(chǎn)物時(shí)，應(yīng)格外小心，避免摩擦、撞擊、高溫、日曬，不能接觸明火、酸、堿等。管道堵塞時(shí)，應(yīng)用蒸氣加溫疏通，不得用金屬棒敲打或明火加熱。

　　(6)要注意設(shè)備和管道的防腐，確保嚴(yán)密不漏。

　　(四)聚合反應(yīng)

　　由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)稱為聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)的類型很多，按聚合物單體元素組成和結(jié)構(gòu)的不同，分為加成聚合和縮合聚合兩大類。聚合過(guò)程在工業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料，聚丁二烯、順丁、丁腈等橡膠以及尼龍纖維等，都是通過(guò)小分子單體聚合的方法得到的。

　　1.聚合反應(yīng)的主要危險(xiǎn)性

　　(1)聚合反應(yīng)中的使用單體、溶劑、引發(fā)劑、催化劑等大多是易燃、易爆物質(zhì)，使用或儲(chǔ)存不當(dāng)時(shí)，易造成火災(zāi)、爆炸。如聚乙烯的單體乙烯是可燃?xì)怏w，順丁橡膠生產(chǎn)中的溶劑苯是易燃液體，引發(fā)劑金屬鈉是遇濕易燃危險(xiǎn)品。

　　(2)許多聚合反應(yīng)在高壓條件下進(jìn)行，單體在壓縮過(guò)程中或在高壓系統(tǒng)中易泄漏，發(fā)生火災(zāi)、爆炸。例如，乙烯在130～300 MPa的壓力下聚合合成聚乙烯。

　　(3)聚合反應(yīng)中加入的引發(fā)劑都是化學(xué)活性很強(qiáng)的過(guò)氧化物，一旦配料比控制不當(dāng)，容易引起爆聚，反應(yīng)器壓力驟增易引起爆炸。

　　(4)聚合物分子量高，黏度大，聚合反應(yīng)熱不易導(dǎo)出，一旦遇到停水、停電、攪拌故障時(shí)，容易掛壁和堵塞，造成局部過(guò)熱或反應(yīng)釜飛溫，發(fā)生爆炸。

　　2.聚合反應(yīng)過(guò)程的安全措施

　　(1)應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備、管道有可燃?xì)怏w泄漏，將自動(dòng)停車。

　　(2)反應(yīng)釜的攪拌和溫度應(yīng)有檢測(cè)和連鎖裝置，發(fā)現(xiàn)異常能自動(dòng)停止進(jìn)料。

　　(3)高壓分離系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置爆破片、導(dǎo)爆管，并有良好的靜電接地系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)異常，及時(shí)泄壓。

　　(4)對(duì)催化劑、引發(fā)劑等要加強(qiáng)儲(chǔ)存、運(yùn)輸、調(diào)配、注入等工序的嚴(yán)格管理。

　　(5)注意防止爆聚現(xiàn)象的發(fā)生。

　　(6)注意防止粘壁和堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。

　　(五)裂化反應(yīng)

　　裂化有時(shí)又稱為裂解，是指有機(jī)化合物在高溫下分子發(fā)生分解的反應(yīng)過(guò)程。而石油產(chǎn)品的裂化主要是以重油為原料，在加熱、加壓或催化荊作用下，分子量較高的烴類發(fā)生分解反應(yīng)生成分子量較小的烴類，在經(jīng)分餾而得到裂化氣、汽油、煤油和殘油等產(chǎn)品。裂化可分為熱裂化、催化裂化、加氫裂化3種類型。

　　1.熱裂化

　　熱裂化在加熱和加壓下進(jìn)行，根據(jù)所用壓力的不同分為高壓熱裂化和低壓熱裂化。產(chǎn)品有裂化氣體、汽油、煤油、殘油和石油焦。熱裂化裝置的主要設(shè)備有管式加熱爐、分餾塔、反應(yīng)塔等。

　　1)熱裂化的主要危險(xiǎn)性

　　熱裂化在高溫、高壓下進(jìn)行，裝置內(nèi)的油品溫度一般超過(guò)其自燃點(diǎn)，漏出會(huì)立即著火。熱裂化過(guò)程產(chǎn)生大量的裂化氣，如泄漏會(huì)形成爆炸性氣體混合物，遇加熱爐等明火，會(huì)發(fā)生爆炸。

　　2)熱裂化反應(yīng)過(guò)程的安全措施

　　(1)要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，嚴(yán)格控制溫度和壓力。

　　(2)由于熱裂化的管式爐經(jīng)常在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，要采用高鎳鉻合金鋼制造。

　　(3)裂解爐爐體應(yīng)設(shè)有防爆門，備有蒸氣吹掃管線和其他滅火管線，以防爐體爆炸和用于應(yīng)急滅火。設(shè)置緊急放空管和放空罐，以防止因閥門不嚴(yán)或設(shè)備漏氣造成事故。

　　(4)設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)有完善的消除靜電和避雷措施。高壓容器、分離塔等設(shè)備均應(yīng)安裝安全閥和事故放空裝置。低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)之問(wèn)應(yīng)有止逆閥。配備固定的氮?dú)庋b置、蒸氣滅火裝置。

　　(5)應(yīng)備有雙路電源和水源，保證高溫裂解氣直接噴水急冷時(shí)的用水用電，防止燒壞設(shè)備。發(fā)現(xiàn)停水或氣壓大于水壓時(shí)，要緊急放空。

　　(6)應(yīng)注意檢查、維修、除焦，避免爐管結(jié)焦，使加熱爐效率下降，出現(xiàn)局部過(guò)熱，甚至燒穿。

　　2.催化裂化

　　催化裂化在高溫和催化劑的作用下進(jìn)行，用于由重油生產(chǎn)輕油的工藝。催化裂解裝置主要由反應(yīng)再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)組成。

　　1)催化裂化的主要危險(xiǎn)性

　　催化裂化在160～520℃的高溫和0.1～0.2 MPa的壓力下進(jìn)行，火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)性也較大。操作不當(dāng)時(shí)，再生器內(nèi)的空氣和火焰可進(jìn)入反應(yīng)器引起惡性爆炸事故。U形管上的小設(shè)備和閥門較多，易漏油著火。裂化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生易燃的裂化氣�；罨呋瘎┎徽r(shí)，可能出現(xiàn)可燃的一氧化碳?xì)怏w。

　　2)催化裂化過(guò)程的安全措施

　　(1)保持反應(yīng)器與再生器壓差的穩(wěn)定，是催化裂化反應(yīng)中最重要的安全問(wèn)題。

　　(2)分餾系統(tǒng)要保持塔底油漿經(jīng)常循環(huán)，防止催化劑從油氣管線進(jìn)入分餾塔，造成塔盤堵塞。要防止回流過(guò)多或太少造成的憋壓和沖塔現(xiàn)象。

　　(3)再生器應(yīng)防止稀相層發(fā)生二次燃燒，損壞設(shè)備。

　　(4)應(yīng)備有單獨(dú)的供水系統(tǒng)。降溫循環(huán)水應(yīng)充足，同時(shí)應(yīng)注意防止冷卻水量突然增大，因急冷損壞設(shè)備。

　　(5)關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)備有兩路以上的供電。

　　3.加氫裂化

　　加氫裂化是在催化劑及氫存在條件下，使重質(zhì)油發(fā)生催化裂化反應(yīng)，同時(shí)伴有烴類加氫、異構(gòu)化等反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)化為質(zhì)量較好的汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)油的過(guò)程。加氫裂化是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的新工藝。

　　加氫裂化裝置類型很多，按反應(yīng)器中催化劑放置方式的不同，可分為固定床、沸騰床等。

　　1)加氫裂化的主要危險(xiǎn)性

　　加氫裂化在高溫、高壓下進(jìn)行，且需要大量氫氣，一旦油品和氫氣泄漏，極易發(fā)生火災(zāi)或爆炸。加氫是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)。氫氣在高壓下與鋼接觸，鋼材內(nèi)的碳分子易被氫氣奪走，強(qiáng)度降低，產(chǎn)生氫脆。

　　2)加氫裂化過(guò)程的危險(xiǎn)控制要點(diǎn)

　　(1)要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢查，定期更換管道、設(shè)備，防止氫脆造成事故。

　　(2)加熱爐要平穩(wěn)操作，防止局部過(guò)熱，防止?fàn)t管燒穿。

　　(3)反應(yīng)器必須通冷氫以控制溫度。

　　【例題】：還原反應(yīng)過(guò)程中，雷內(nèi)鎳、鈀碳等催化劑平時(shí)不能暴露在空氣中，要浸在()中。

　　A.煤油

　　B.酒精

　　C.水

　　D.機(jī)油

　　【答案】：B

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