2-2危險(xiǎn)化學(xué)品與單元操作危險(xiǎn)性分析

化工安全工程危急化學(xué)品與單元操作危急性分析〔2〕22.3典型化學(xué)反響及其危急性分析2.11.1氧化反響2.11.2復(fù)原反響2.11.3硝化反響2.11.4氯化2.11.5裂解反響2.11.6聚合反響2.11.7磺化2.11.8烷基化2.11.9重氮化32.11.1氧化反響主要指的是氧化劑氧化有機(jī)化合物；氧化劑：無機(jī)強(qiáng)氧化劑和有機(jī)過氧化物，如高錳酸鉀、氯酸鉀、鉻酸酐、過氧化鈉、過氧乙酸等；氧氣和空氣是工業(yè)氧化常用的氧化劑。4一般氧化反響的順當(dāng)進(jìn)展還需要催化劑存在。工業(yè)實(shí)例：氨氣被空氣氧化成氮氧化物、甲醇蒸氣被空氣氧化成甲醛、乙烯被空氣氧化成環(huán)氧乙烷。氧化反響的啟動(dòng)〔或稱加速〕需要加熱，而反響正常進(jìn)展時(shí)又放出大量的熱量，氣相催化氧化反響一般都是在250～600℃的高溫下進(jìn)展。5在如此高溫下，一旦原料配比失調(diào)，濃度比例進(jìn)入相應(yīng)爆炸極限范圍，就會(huì)發(fā)生猛烈的爆炸。為了保持確定的反響速度，有些物質(zhì)的把握氧化濃度點(diǎn)接近爆炸極限的下限或上限。如乙烯在氧氣中的爆炸極限上限是91%，此時(shí)氧氣濃度為9%，在氧化制取環(huán)氧乙烷的裝置系統(tǒng)中，氧氣含量必需嚴(yán)格把握在9%以下。6產(chǎn)物環(huán)氧乙烷除能與氧氣混合形成爆炸性混合物外，還具有分解爆炸的特性，所以其在空氣中的爆炸極限范圍寬至3%～100%。7安全措施常常參與N2、CO2、甲烷等惰性氣體，縮小混合氣體的爆炸極限范圍，降低爆炸的危急性。在反響器前后的管道上應(yīng)安裝阻火器，這樣可以阻擋火焰集中，防止回火，使燃燒不致影響其它系統(tǒng)，這是防止氧化反響器在發(fā)生爆炸或燃燒時(shí)危及人身和設(shè)備安全的重要措施。在反響器上安裝泄壓裝置，可以防止物理爆炸事故發(fā)生。對于工藝過程來講，應(yīng)盡可能承受自動(dòng)把握或自動(dòng)調(diào)整方式來把握工藝參數(shù)，最好承受監(jiān)測報(bào)警聯(lián)鎖系統(tǒng)。8使用硝酸，高錳酸鉀等氧化劑進(jìn)展氧化時(shí)，要嚴(yán)格把握加料速度，防止多加、錯(cuò)加。固體氧化劑應(yīng)當(dāng)粉碎后使用，最好呈溶液狀態(tài)使用，反響時(shí)要不連續(xù)地?cái)嚢?，防止局部反響過快，高溫引發(fā)爆沸或沖料。氧化反響系統(tǒng)，一般應(yīng)設(shè)置氮?dú)饣蛩魵鉁缁鹧b置。92.11.2復(fù)原反響利用初生態(tài)氫復(fù)原在催化劑作用下加氫使用其他復(fù)原劑復(fù)原10利用初生態(tài)氫復(fù)原利用鐵粉、鋅粉等金屬與酸作用產(chǎn)生初生態(tài)氫起復(fù)原作用

11危急因素：鐵粉和鋅粉在潮濕空氣中遇酸性氣體時(shí)可能自燃；酸濃度過高或過低均使產(chǎn)生初生態(tài)氫的量不穩(wěn)定，使反響難以把握；反響溫度也不宜過高，否則簡潔突然產(chǎn)生大量氫氣而造成沖料；反響過程中應(yīng)留意攪拌效果，防止突然生成大量的氫氣；反響器內(nèi)殘?jiān)腥杂需F粉、鋅粉在連續(xù)作用，不斷放出氫氣，很擔(dān)憂全，應(yīng)放入室外儲(chǔ)槽中，加冷水稀釋，槽上加蓋并設(shè)排氣管以導(dǎo)出氫氣。待金屬粉消耗殆盡，再加堿中和。假設(shè)急于中和，則簡潔產(chǎn)生大量氫氣并生成大量的熱，將導(dǎo)致燃燒爆炸。12在催化劑作用下加氫苯在催化作用下，經(jīng)加氫生成環(huán)己烷

以雷內(nèi)鎳〔Raney-Ni〕、鈀炭等為催化劑，將氫氣活化13危急因素：催化劑雷內(nèi)鎳和鈀炭在空氣中吸潮后有自燃的危急，鈀炭更易自燃，尋常不能暴露在空氣中，而要浸在酒精中。反響前必需用氮?dú)庵脫Q反響器的全部空氣，反響完畢后，應(yīng)先用氮?dú)獍褮錃庵脫Q掉，并以氮封保存。氫氣爆炸范圍很寬〔4％～75％〕，所以設(shè)備泄漏或操作失誤，以及溫度、壓力、流量等技術(shù)參數(shù)把握不嚴(yán)，都極易引起爆炸。廠房開設(shè)天窗或風(fēng)帽，使氫氣易于飄逸，可削減爆炸性混合氣體形成的時(shí)機(jī)；電氣設(shè)備選用符合要求且質(zhì)量合格的產(chǎn)品可防止電火花引火源的存在。高溫高壓下的氫對金屬有滲碳作用，氫氣將金屬中的碳復(fù)原成氣態(tài)物質(zhì)，造成“氫脆”腐蝕。14使用其他復(fù)原劑復(fù)原在常用復(fù)原劑中，火災(zāi)危急性大的還有硼氫類、四氫化鋰鋁、氫化鈉、保險(xiǎn)粉〔連二亞硫酸鈉Na2S2O4〕、異丙醇鋁等。常用的硼氫類復(fù)原劑為硼氫化鉀和硼氫化鈉。復(fù)原劑的特性往往是導(dǎo)致危急的主要根源。15硼氫化鉀通常溶解在液堿中比較安全。它們都是遇水燃燒物質(zhì)，在潮濕的空氣中能自燃，遇水和酸即分解放出大量的氫，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱，可使氫氣燃爆。要儲(chǔ)存于密閉容器中，置于枯燥處。在生產(chǎn)中，調(diào)整酸、堿度時(shí)要特殊留意防止加酸過多、過快。16四氫化鋰鋁有良好的復(fù)原性，但遇潮濕空氣、水和酸極易燃燒，應(yīng)浸沒在煤油中儲(chǔ)存。使用時(shí)應(yīng)先將反響器用氮?dú)庵脫Q潔凈，并在氮?dú)馓巯峦读虾头错?。反響熱?yīng)由油類冷卻劑移走，不應(yīng)用水，防止水漏入反響器內(nèi)，發(fā)生爆炸。17保險(xiǎn)粉是一種復(fù)原效果不錯(cuò)且較為安全的復(fù)原劑。它遇水發(fā)熱，在潮濕的空氣中能分解析出黃色的硫磺蒸氣。硫磺蒸氣自燃點(diǎn)低，易自燃。使用時(shí)應(yīng)在不斷攪拌下，將保險(xiǎn)粉緩緩溶于冷水中，待溶解后再投入反響器與物料反響。18異丙醇鋁常用于高級(jí)醇的復(fù)原，反響較溫存。但在制備異丙醇鋁時(shí)須加熱回流，將產(chǎn)生大量氫氣和異丙醇蒸氣，假設(shè)鋁片或催化劑三氯化鋁的質(zhì)量不佳，反響就不正常，往往先是不反響，溫度上升后又突然反響，引起沖料，增加了燃燒、爆炸的危急性。192.11.3硝化反響硝化反響及硝化產(chǎn)物硝硫混酸制備硝化設(shè)備硝化過程安全技術(shù)20硝化反響及硝化產(chǎn)物硝基〔—NO2〕取代有機(jī)化合物分子中的氫原子而生成硝基化合物的反響稱為硝化反響。21硝化劑硝化反響中常用的硝化劑是濃硝酸或硝硫混酸〔濃硝酸和濃硫酸的混合物〕。難硝化的物質(zhì)以及制備多硝基物時(shí)，常用硝酸鹽代替硝酸，先將被硝化的物質(zhì)溶于濃硫酸中，然后在攪拌下將某種硝酸鹽〔如KNO3、NaNO3、NH4NO3〕漸漸參與濃酸溶液中。另外，氧化氮也可以做硝化劑。22主要安全措施：一般是在嚴(yán)格把握溫度的條件下，將混酸滴入反響器中。硝化過程中，把握硝化劑濃度、把握反響溫度、把握反響速度是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，因此需要良好的冷卻和攪拌，中途不得斷電和停水，攪拌器不能發(fā)生故障，能夠自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)停頓加料。23硝硫混酸制備配制混酸前，要用水將濃硫酸適當(dāng)稀釋，在不斷攪拌和冷卻的前提下，將濃硫酸緩慢倒入水中。假設(shè)用濃硫酸直接參與到硝酸中，則濃硫酸猛烈吸取硝酸中的水分，使混合酸液溫度急劇上升，硝酸分解出氮氧化物氣體，引起爆沸沖料或爆炸。24硝化設(shè)備常用的硝化設(shè)備是攪拌式反響器，該設(shè)備由鍋體〔或釜體〕、攪拌器、傳動(dòng)裝置、夾套和蛇管組成，一般是間歇操作。物料自上部參與消化器內(nèi)，攪拌器將物料快速混合。通過切換，可以依據(jù)需要在夾套或蛇管內(nèi)通入蒸汽加熱，或通入冷卻水或冷凍劑進(jìn)展冷卻。為了加大冷卻力氣，設(shè)備側(cè)面的器壁做成波浪形以加大冷卻面積，而且設(shè)備的蓋上裝有附加的冷卻裝置。25為防止硝化器夾套中冷卻水沿被腐蝕的焊縫進(jìn)入硝化器內(nèi)，冷卻水的壓力應(yīng)微呈負(fù)壓，因此要在水引入管上安裝壓力計(jì)，并在進(jìn)水管及排水管上都需要安裝溫度計(jì)。檢測硝化物料是否進(jìn)入夾套冷卻水的方法是在出水口安裝電導(dǎo)自動(dòng)報(bào)警器。少量強(qiáng)酸進(jìn)入水中，則電離產(chǎn)生大量的H+，導(dǎo)致電導(dǎo)率急劇增大，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。26硝化過程安全技術(shù)1．嚴(yán)格把握硝化反響溫度1〕承受雙重閥門把握硝化劑加料速度；2〕設(shè)置備用的冷卻水源系統(tǒng)；3〕攪拌機(jī)應(yīng)當(dāng)有自動(dòng)啟動(dòng)的備用電源，以防止機(jī)械攪拌在突然斷電時(shí)停頓而引起事故。為防止萬一，還應(yīng)設(shè)置人工攪拌和惰性氣體攪拌的幫助系統(tǒng)；4〕安裝溫度檢測裝置；5〕安裝溫度自動(dòng)調(diào)整裝置，防止超溫發(fā)生爆炸。6〕嚴(yán)格防止有機(jī)物的氧化。272．防止有機(jī)物進(jìn)入硝化器由填料〔軸封處〕落入硝化器中的潤滑油能引起爆炸事故，因此，在硝化器蓋上不得放置用油浸過的填料。在攪拌器的軸上，應(yīng)備有小槽，以防止齒輪上的油落入硝化器中?；虺惺芰蛩嶙鰸櫥瑒﹣頋櫥瑪嚢栎S，而不用機(jī)油或甘油，溫度計(jì)套管也用硫酸作導(dǎo)熱劑。283．安裝特制的真空取樣用儀器，實(shí)現(xiàn)取樣操作機(jī)械化，避開發(fā)生灼傷和試樣突然著火燒傷事故。4．承受密閉化措施，防止壓出物料時(shí)散發(fā)出大量有害氣體或蒸氣。5．嚴(yán)防硝化物料濺到蒸氣管道等高溫外表上而引起爆炸或燃燒。如管道堵塞時(shí)，可用蒸氣加溫疏通，千萬不能用金屬棒敲打或明火加熱。296．防止高爆炸危急物質(zhì)生成。即使在高溫下，二硝基苯酚也無太大的危急，而形成三硝基苯酚鹽時(shí)，則變?yōu)樘厥馕＜钡奈镔|(zhì)。三硝基苯酚鹽〔特殊是鉛鹽〕具有很大的爆炸力。合成硝基甲苯時(shí)會(huì)生成少量的多硝基化合物，其爆炸危急性遠(yuǎn)高于硝基甲苯，在進(jìn)展真空蒸餾分別時(shí)，其剩余物接觸空氣中的氧氣時(shí)能發(fā)生爆炸。307．防止引火源引發(fā)爆炸。車間內(nèi)制止帶入火種，電氣設(shè)備要承受防爆型。當(dāng)設(shè)備需動(dòng)火檢修時(shí)，應(yīng)拆卸設(shè)備和管道，并移至車間外安全地點(diǎn)，用水蒸汽反復(fù)沖刷殘留物質(zhì)，經(jīng)分析合格后，方可實(shí)施焊接。需要報(bào)廢的管道，應(yīng)特地處理后堆放起來，不行任憑拿用，避開意外事故發(fā)生。8．應(yīng)急處理措施。在萬一發(fā)生事故時(shí)，應(yīng)馬上將料放出，因此硝化器應(yīng)附設(shè)相當(dāng)容積的緊急放料糟。放料閥可承受自動(dòng)把握的氣動(dòng)閥和手動(dòng)閥并用。31氯化以氯原子取代有機(jī)化合物中氫原子的反響稱為氯化，取代反響的副產(chǎn)為氯化氫，其被水吸取后成為鹽酸。氯甲烷、氯乙烷、氯苯、氯甲苯、氯化石蠟、氯乙酸等常見物質(zhì)都是通過氯化反響合成的。最常用的氯化劑是氯氣〔液態(tài)或氣態(tài)〕，此外還有氣態(tài)氯化氫和各種濃度的鹽酸、三氯氧磷、三氯化磷〔用來制造有機(jī)酸的酞氯〕、硫酞氯〔二氯硫酞〕、次氯酸鈣〔漂白粉Ca(C1O)2等。32氯化過程的危急因素與把握措施：氯氣通常液化后儲(chǔ)運(yùn)，容器有儲(chǔ)罐、氣瓶和槽車等。有機(jī)物質(zhì)倒流進(jìn)氣瓶或槽車，引起爆炸，防范措施之一是加設(shè)止逆閥。一般氯化設(shè)備應(yīng)裝設(shè)氯氣緩沖罐，防止氯氣斷流或壓力減小時(shí)形成倒流。氯化操作多在接近大氣壓力下進(jìn)展，有利于副產(chǎn)的氯化氫氣體逸出。33氯氣屬于劇毒化學(xué)品，車間的最高允許濃度為1mg/m3，液氯一旦泄漏則危害范圍較大。被氯化的物質(zhì)多易燃甚至易爆.氯化反響是一個(gè)放熱過程〔有些是強(qiáng)放熱過程，如甲烷氯化，每取代一原子氫，放出熱量100kJ以上〕，溫度越高反響越猛烈。例如環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)中，丙烯預(yù)熱至300℃左右進(jìn)展氯化，反響溫度可升至500℃，在這樣高的溫度下，假設(shè)物料泄漏就會(huì)造成燃燒或引起爆炸。須良好冷卻，嚴(yán)格把握氯氣的流量。氯化反響的危急性主要預(yù)備于反響物質(zhì)的性質(zhì)及反響過程的把握條件。34液氯加熱氣化溫度要不不高于50℃。氯氣經(jīng)減壓閥門減壓并調(diào)整流量后，通過流量計(jì)和單向閥進(jìn)入氯化設(shè)備。氣化過程是減壓相變的吸熱過程，紫銅導(dǎo)氣管外面附著白霜，與氯氣流量有關(guān)。需氯氣流量較大時(shí)，可以將幾個(gè)氣瓶并聯(lián)使用。氯化反響過程的主要危急是氯氣泄漏，因此在液氯氣化、管道輸送、氯化反響、尾氣吸取等階段都要實(shí)行防范泄漏的措施。35裂解反響有機(jī)化合物分子在高溫條件下分解斷裂生成小分子的反響都稱為裂解。工業(yè)生產(chǎn)中的裂解是隔絕空氣的高溫條件下完成的，依據(jù)使用催化劑與否，又分為催化裂解和熱裂解。依據(jù)使用添加劑的不同，又有水蒸氣裂解、加氫裂解等區(qū)分。依據(jù)裂解溫度的不同，又分為裂化和裂解，一般在600℃以下的過程稱為裂化，在600℃以上所進(jìn)展的過程稱為裂解。36裂化的目的是通過裂化反響，將高碳烴〔碳原子數(shù)多、碳鏈較長的烴〕斷鏈生成低碳烴，同時(shí)增加環(huán)烷烴、芳香烴和帶側(cè)鏈烴的數(shù)量，從而增加汽油等輕餾分的產(chǎn)量，質(zhì)量也得到提高。典型均裂化反響如下：CH3-(CH2)23-CH3→C6H14+C6H12=CH2+C10H22=CH237石油煉制工業(yè)中的裂解工序是為了把大分子的原油組分裂解成小分子，產(chǎn)物是汽油、煤油等低分子量的成品油；石油化工中的裂解是為了生產(chǎn)乙烯、丙烯、乙炔、聯(lián)產(chǎn)丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等化工產(chǎn)品。381-對流室；2-輻射室；3-管式裂解爐；4-急冷鍋爐；5-急冷器；6-分餾塔；7-汽包

圖2-11-1水蒸氣管式爐裂解工藝流程示意圖39裂解過程中的主要危急因素〔1〕引風(fēng)機(jī)故障。引風(fēng)機(jī)的作用是不斷排出裂解爐內(nèi)的煙氣。在裂解爐正常運(yùn)行中，假設(shè)由于斷電或引風(fēng)機(jī)機(jī)械故障而使引風(fēng)機(jī)突然停轉(zhuǎn)，則爐膛內(nèi)很快變成正壓，會(huì)從窺視孔或燒嘴等處向外噴火，嚴(yán)峻時(shí)會(huì)引起爐膛爆炸。應(yīng)急處理措施包括：設(shè)置聯(lián)鎖裝置，一旦引風(fēng)機(jī)故障停車，則裂解爐自動(dòng)停頓進(jìn)料并切斷燃料供給；連續(xù)供給稀釋蒸汽，以帶走爐膛內(nèi)的余熱。40〔2〕燃料氣壓力降低。裂解爐是靠燃料油或燃料氣的燃燒來供給熱量的，經(jīng)熱傳導(dǎo)保持被裂解物的高溫。在裂解爐正常運(yùn)行中，如燃料系統(tǒng)大幅度波動(dòng)，燃料氣壓力過低或燃料油的壓力降低，則可能造成裂解爐燒嘴回火，使燒嘴燒壞，甚至?xí)鸨ā．?dāng)消逝燃料供給量特殊削減時(shí)，應(yīng)自動(dòng)切斷燃料的供給，同時(shí)停頓進(jìn)料。41〔3〕其他公用工程故障。裂解爐其他公用工程〔如鍋爐給水〕中斷，則廢熱鍋爐汽包液面快速下降，如不準(zhǔn)時(shí)停爐，必定會(huì)使廢熱鍋爐爐管、裂解爐對流段鍋爐給水預(yù)熱管損壞。42聚合反響由小分子單體聚合成大分子聚合物的反響稱為聚合反響。單體經(jīng)加成反響而聚合的反響稱為加聚反響。乙烯、氯乙烯、苯乙烯等聚合成聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯的反響都屬于加聚反響。假設(shè)在聚合反響中除生成聚合物外，同時(shí)還生成其它低分子副產(chǎn)物，則聚合反響稱為縮聚反響。己二胺和己二酸聚合生成尼龍﹣66的反響就是縮聚反響，副產(chǎn)物是水。依據(jù)單體官能團(tuán)的不同，低分子副產(chǎn)物可能是水、醇、氨、氯化氫等。43依據(jù)聚合方式可將聚合反響分為以下5種：〔1〕本體聚合〔2〕溶液聚合〔3〕懸浮聚合〔4〕乳液聚合〔5〕縮合聚合由于聚合物的單體大多數(shù)都是易燃、易爆物質(zhì)，聚合反響多在高壓下進(jìn)展，反響本身又是放熱過程，假設(shè)反響條件把握不當(dāng)，很簡潔出事故。44聚合反響過程中的擔(dān)憂全因素主要有：〔1〕單體在壓縮過程中或在高壓系統(tǒng)中泄漏，發(fā)生火災(zāi)爆炸?！?〕聚合反響中參與的引發(fā)劑都是化學(xué)活潑性很強(qiáng)的過氧化物，一旦配料比把握不當(dāng)，簡潔引起暴聚，反響器壓力驟增易引起爆炸。〔3〕聚合反響熱未能準(zhǔn)時(shí)導(dǎo)出，如攪拌發(fā)生故障、停電、停水，由于反響釜內(nèi)聚合物粘壁作用，使反響熱不能導(dǎo)出，造成局部過熱或反響釜超溫，發(fā)生爆炸。45設(shè)置可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器，設(shè)備、管道泄漏，將自動(dòng)聯(lián)鎖停車。對催化劑、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)格治理。反響釜的攪拌和溫度應(yīng)有檢測和聯(lián)鎖，覺察特殊能自動(dòng)停頓進(jìn)料。高壓分別系統(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)。一旦消逝特殊，準(zhǔn)時(shí)泄壓。46磺化

磺化是在有機(jī)化合物分子中引入磺酸基〔–SO3H〕的反響。常用的磺化劑有發(fā)煙硫酸、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、三氧化硫等。陰離子外表活性劑原料十二烷基苯磺酸及氨基苯磺酸等具有磺酸基的化合物及其鹽都是經(jīng)磺化反響生成的。47發(fā)煙硫酸中的SO3含量遠(yuǎn)高于98%硫酸，脫水性、氧化性也強(qiáng)于濃硫酸，以發(fā)煙硫酸為磺化劑的磺化反響所具有的危急性與硝化反響類似。用三氧化硫作為磺化劑時(shí)，如遇到比硝基苯更易燃的物質(zhì)時(shí)會(huì)很快引起著火。48磺化反響的危急性磺化反響的危急性主要源于磺化劑的強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)氧化性、反響放熱等特性。苯、硝基苯、氯苯等都是常見的原料。由于磺化反響是放熱反響，所以投料挨次顛倒、投料速度過快、攪拌不良、冷卻效果不佳等都有可能造成反響溫度上升，使磺化反響變?yōu)槿紵错懀鹬鸹虮ㄊ鹿省?9烷基化

在有機(jī)氮、氧、碳等原子上引入烷基〔-R〕的化學(xué)反響稱為烷基化〔亦稱烴化〕。被引入的烷基可以是甲基〔-CH3〕、乙基〔-C2H5〕、丙基〔-C3H7〕、丁基〔-C4H9〕等，甚至是十二烷基。常用作烷基化劑的化合物為烯烴、鹵化烴、醇等活潑性有機(jī)化合物。如苯胺和甲醇作用制取二甲基苯胺。50烷基化反響的危急性主要源于被烷基化物質(zhì)、烷基化劑、催化劑、烷基化產(chǎn)物的高火災(zāi)爆炸危急性。

烷基化反響一般是按原料、催化劑、烷基化劑次序加料，假設(shè)挨次顛倒、加料速度過快、停頓攪拌則可能發(fā)生猛烈反響，引起跑料。51重氮化

重氮化是使芳伯胺變?yōu)橹氐}的反響。通常是把含芳胺的有機(jī)化合物在酸性介質(zhì)中與亞硝酸鈉作用，使其中的胺基〔–NH2〕轉(zhuǎn)變?yōu)橹氐波CN＝N–〕的化學(xué)反響，反響式如下：52重氮化過程中的主要危急性：①重氮鹽的性質(zhì)，如重氮鹽酸鹽〔C6H5N2Cl〕、重氮硫酸鹽〔C6H5N2HSO4〕，特殊是含有硝基的重氮鹽，如重氮二硝基苯酚[(NO2)2N2C6H2OH]等，它們在溫度稍高或光的作用下，即易分解，有的甚至在室溫時(shí)亦能分解。53②芳胺化合物都是可燃有機(jī)物質(zhì)。③亞硝酸鈉是無機(jī)氧化劑，于175℃時(shí)分解，能與有機(jī)物反響，發(fā)生著火或爆炸。當(dāng)遇到比其氧化性強(qiáng)的氧化劑時(shí)則具有復(fù)原性，故遇到氯酸鉀、高錳酸鉀、硝酸銨等強(qiáng)氧化劑時(shí)，有發(fā)生著火或爆炸的可能。④在重氮化的生產(chǎn)還程中，假設(shè)反響溫度過高、亞硝酸鈉的投料過快或過量，均會(huì)增加亞硝酸的濃度，加速物料的分解，產(chǎn)生大量的氧化氮?dú)怏w，有引起著火爆炸的危急。542.12化工單元操作及其危急性分析2.12.1加熱操作及其危急性分析2.12.2冷卻、冷凝、冷凍操作及其危急性分析2.12.3篩分、過濾操作及其危急性分析2.12.4粉碎、混合操作及其危急性分析2.12.5物料輸送操作及其危急性分析2.12.6枯燥、蒸發(fā)與蒸餾操作及其危急性分析2.12.7熔融操作及其危急性分析2.12.8加壓、減壓操作及其危急性分析55在原料的預(yù)處理過程和反響產(chǎn)物的后處理過程中，物料不發(fā)生化學(xué)變化，此類物理過程的操作稱為單元操作。單元操作大致分為動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞〔三傳〕等三大類。本節(jié)主要介紹加熱、冷卻、冷凝、冷凍、篩分、過濾、粉碎、混合、物料輸送、枯燥、蒸發(fā)、蒸餾、熔融、加壓、減壓等典型單元操作及其危急性分析。5657加熱操作及其危急性分析給物料供給熱量是加熱操作的根本含義。把握過程中設(shè)備內(nèi)的溫度在預(yù)定范圍內(nèi)，或預(yù)定的升溫速度是化工生產(chǎn)的根本操作，往往也是生產(chǎn)能否正常進(jìn)展的關(guān)鍵，加熱操作是把握溫度的重要手段。58加熱方式：直接火加熱〔包括煙道氣加熱〕蒸汽或熱水加熱有機(jī)載體〔或無機(jī)載體〕加熱余熱換熱電加熱假設(shè)物料的溫度在100℃以下，常用熱水或蒸汽作為熱源；100～140℃用過熱蒸汽加熱；超過140℃則用加熱爐直接加熱或用熱載體加熱；超過250℃時(shí)，一般用電加熱。余熱換熱一般用于對物料進(jìn)展預(yù)熱，充分利用熱能，以降低生產(chǎn)本錢。596061電磁加熱--注塑機(jī)電磁加熱62加熱爐

63圓筒加熱爐6465導(dǎo)熱油加熱爐66危急因素：對于放熱反響，加熱速度過快，則放熱量增加，一旦散熱〔降溫〕不準(zhǔn)時(shí)，溫度失控。當(dāng)加熱溫度接近或超過物料的自燃點(diǎn)時(shí)，應(yīng)承受惰性氣體疼惜；假設(shè)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，如負(fù)壓或加壓操作。67水蒸汽是最常用的加熱介質(zhì)，當(dāng)用高壓蒸汽加熱時(shí)，對設(shè)備耐壓要求高，需嚴(yán)防泄漏或與物料混合，避開造成事故。使用熱載體加熱時(shí)，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(shí)，電氣設(shè)備要符合防爆要求。直接用火加熱危急性最大，溫度不易把握，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。68熔融鹽作為加熱介質(zhì)時(shí)，能夠供給比水蒸汽更高的溫度，假設(shè)熔融鹽是氧化性物質(zhì)，例如硝酸鹽和亞硝酸鹽，要特殊防范其與設(shè)備內(nèi)可燃物料意外混合。例如在煤焦油下游產(chǎn)品——粗酚的蒸餾分別過程。69冷卻、冷凝、冷凍操作及其危急性分析2.12.2.1冷卻將物料溫度降低，且其過程中沒有相變過程的操作稱為冷卻。換熱器方式使用最為廣泛。一般冷卻水所到達(dá)的冷卻效果不能低于0℃；20%濃度的鹽水，其冷卻效果可達(dá)0～-15℃；以壓碎的冰或雪與鹽類混合制成冷凍混合物作為冷卻劑時(shí)，依其成分不同，冷卻效果可達(dá)0～-45℃。7071出水管進(jìn)水管72過程的危急性冷卻介質(zhì)不能中斷，否則熱量積存，系統(tǒng)溫度、壓力驟增，引起爆炸。開車時(shí)，應(yīng)先通冷卻介質(zhì)；停車時(shí)，應(yīng)先停物料，后停冷卻系統(tǒng)。對于凝固點(diǎn)較低的物料，遇冷易變得黏稠甚至凝固，在冷卻時(shí)要留意把握溫度，防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。732.12.2.2冷凝

由氣相變?yōu)橐合嗟慕禍剡^程稱為冷凝，冷凝器、冷卻器實(shí)質(zhì)上均屬換熱器。①管式冷凝、冷卻器。常用的有蛇管式、套管式和列管式等。②板式冷凝、冷卻器。常用的有夾套式、螺旋式、平板式、翼片式等。③混合式冷凝、冷卻設(shè)備。它包括：填充塔、噴淋式冷卻塔、泡沫冷卻塔、文丘里冷卻器、瀑布式混合冷凝器。混合式冷凝器又可分為干式、濕式；并流式、逆流式、高位式、低位式等。

74冷凝設(shè)備所用的冷卻水或被預(yù)熱的物料不能中斷，也不能降低流量，否則未冷凝的危急氣體易外逸排空，可能導(dǎo)致燃燒或爆炸。熱量平衡75低溫冷凝機(jī)組76列管式冷凝器77水冷凝壓縮機(jī)組782.12.2.3冷凍

將原料、反響物、產(chǎn)物降到比水或四周空氣更低溫度的操作稱為冷凍或制冷。79圖2-12-1油井伴生氣處理裝置工藝流程圖

天然氣0.15～0.40MPa60～70℃生產(chǎn)井伴生氣及儲(chǔ)油罐揮發(fā)烴分離器流量計(jì)分離罐中冷卻器壓縮機(jī)后冷器二級(jí)壓縮分子篩塔高壓分離器冷箱脫乙烷塔回流罐脫丁烷塔液化氣儲(chǔ)罐乙烷塔頂45℃按密度大小分離塔頂135℃-30℃輕烴管線常溫常壓分離80并聯(lián)制冷機(jī)組81目前廣泛使用的冷凍劑是氨。氨在大氣壓下沸點(diǎn)為﹣33.4℃，冷凝壓力不高。它的氣化潛熱和單位質(zhì)量冷凍力氣均遠(yuǎn)超過其它冷凍劑，所需氨的循環(huán)量少。它的操作壓力同其它冷凍劑相比也不高。即使冷卻水溫較高時(shí)，在冷凝器中也不超過1.6MPa壓力。而當(dāng)蒸發(fā)器溫度低至﹣34℃時(shí)，其壓力也不低于0.1MPa壓力。因此，空氣不會(huì)漏入以致防礙冷凍機(jī)正常操作。82液氨制冷機(jī)組的危急：主要是泄漏：氨氣的毒性傷人；致人凍傷；燃燒爆炸。83篩分、過濾操作及其危急性分析篩分將固體顆粒依據(jù)粒度〔塊度〕分級(jí)，選取符合工藝或商品要求的粒度，這一操作過程稱為篩分。按篩網(wǎng)外形分:轉(zhuǎn)筒式、平板式轉(zhuǎn)筒式：圓盤式、滾筒式和鏈?zhǔn)狡桨迨剑簱u動(dòng)式、簸動(dòng)式8485篩分車間86篩分設(shè)備8788振動(dòng)篩分旋轉(zhuǎn)篩分設(shè)備8990篩分操作的危急因素：①產(chǎn)生的粉塵量大、濃度高，人員長期暴露將導(dǎo)致塵肺病。宜設(shè)備最大限度地進(jìn)展密閉；②可燃物質(zhì)粉塵易發(fā)生粉塵爆炸，要防止產(chǎn)生火花的摩擦與摩擦，選擇適用的防爆電氣〔包括開關(guān)、電動(dòng)機(jī)、照明燈具等〕，并留意防止可能的靜電積存；③篩分設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)局部要加防護(hù)罩，以防鉸傷、擦傷、撞擊等機(jī)械損害；④振動(dòng)篩會(huì)產(chǎn)生噪聲，應(yīng)承受隔離等消聲措施，保證噪聲不高于85dB(A)。91過濾

利用重力、真空、加壓及離心力等動(dòng)力，使液體穿過多細(xì)孔的濾料〔過濾介質(zhì)〕，將固體懸浮微粒截留在濾料上。常用的過濾機(jī)械有板框壓濾機(jī)、密閉加壓葉濾機(jī)、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)、三足式離心機(jī)等。過濾操作過程一般包括懸浮液的過濾、濾餅洗滌、濾餅枯燥和卸料等四個(gè)組成局部。92板框壓濾機(jī)9394葉濾機(jī)

9596三足式離心機(jī)9798帶蓋的三足離心機(jī)99安全留意事項(xiàng)：①轉(zhuǎn)鼓、蓋子、外殼及底座應(yīng)用韌性金屬制造；②處理腐蝕性物料，離心機(jī)內(nèi)接觸物料局部需要有耐腐蝕措施；③蓋子應(yīng)與離心機(jī)啟動(dòng)聯(lián)鎖；④應(yīng)有限速裝置，在有爆炸危急廠房中，其限速裝置不得因摩擦、撞擊而發(fā)熱或產(chǎn)生火花、有些物料需要靜電接地；⑤離心機(jī)開關(guān)應(yīng)安裝在近旁；⑥離心機(jī)基座牢固，要有減振裝置。100粉碎、混合操作及其危急性分析粉碎承受擠壓、撞擊、研磨、劈裂等方式將大塊物料變成小塊物料的操作稱粉碎；將小塊變成粉末的操作則稱研磨。101102為保證事故時(shí)能快速停車，各類粉碎機(jī)必需裝設(shè)有緊急制動(dòng)裝置，必要時(shí)可超速停車。裂開裝置四周的過道寬度必需大于1m。如裂開機(jī)安裝在操作臺(tái)上，則臺(tái)與地面之間高度應(yīng)在1.5～2m。操作臺(tái)必需牢固，沿臺(tái)周邊應(yīng)設(shè)高1m的安全護(hù)欄。球磨設(shè)備必需具有一個(gè)帶抽風(fēng)管的嚴(yán)密外殼，防止物料損失和粉塵外逸。假設(shè)研磨的物質(zhì)具有爆炸性，則外殼內(nèi)部需襯以橡皮或其它松軟材料，同時(shí)尚需承受青銅球，防止碰撞產(chǎn)生火花。103混合

凡使兩種以上物料相互分散，而到達(dá)溫度、濃度以及組成全都的操作，均稱為混合。主要危急在于產(chǎn)生粉塵、機(jī)械損害和觸電；混合可燃粉料，則有爆炸的危急；設(shè)備應(yīng)牢靠接地，以導(dǎo)除磨擦產(chǎn)生的靜電，并應(yīng)在設(shè)備上安裝爆破片，同樣混合設(shè)備不允許落入金屬物件。進(jìn)入大型機(jī)械攪拌設(shè)備檢修屬于進(jìn)入受限空間作業(yè)，其設(shè)備應(yīng)切斷電源或開關(guān)加鎖，確定不允許任意啟動(dòng)。104105物料輸送操作及其危急性分析從原料倉庫、儲(chǔ)罐、氣柜等設(shè)施到產(chǎn)成品倉庫甚至是用戶之間，各種原料、中間體、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物都需要從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方，包括生產(chǎn)設(shè)備之間的輸送。所輸送的物料可以是塊狀、粉狀、液體、氣體等形態(tài)，所承受的輸送方式和機(jī)械也各異。106為液體供給能量的機(jī)械稱為液泵或簡稱為泵，包括離心泵、漩流泵、軸流泵、噴射泵、往復(fù)泵、隔膜泵、齒輪泵、螺桿泵等；為氣體供給能量的機(jī)械稱為壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)，包括軸流式風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)等；將密閉空間的氣體抽去，使該空間產(chǎn)生負(fù)壓或真空的機(jī)械稱為真空泵。107108109110111112113軸流風(fēng)機(jī)

114羅茨風(fēng)機(jī)115液體輸送的危急因素：用各種泵類輸送可燃液體時(shí)，泄漏、產(chǎn)生靜電是主要的危急因素；泄漏——防范措施是管道法蘭及閥門等連接處防范泄漏；靜電——防范措施是管內(nèi)流速不應(yīng)超過安全速度，并設(shè)置牢靠接地。壓縮氣體作動(dòng)力壓送液體，設(shè)備強(qiáng)度足夠；輸送有燃爆性物料時(shí)，要承受氮?dú)狻⒍趸嫉榷栊詺怏w代替空氣，以防造成燃燒或爆炸。116氣體輸送的危急因素：氣體物料的輸送承受壓縮機(jī)。輸送可燃?xì)怏w要求壓力不太高時(shí)，承受液環(huán)泵比較安全?？扇?xì)怏w的管道應(yīng)常常保持正壓，并依據(jù)實(shí)際需要安裝逆止閥、水封和阻火器等安全裝置。117固體輸送的危急因素：固體塊狀和粉狀物料的輸送一般多承受皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送器、刮板輸送機(jī)、鏈斗輸送機(jī)、斗式提升機(jī)以及氣流輸送等多種方式。輸送設(shè)備會(huì)造成人身損害。應(yīng)對齒輪、皮帶、鏈條等部位實(shí)行安裝放護(hù)罩、防護(hù)網(wǎng)等防護(hù)措施。118粉狀物料的氣流輸送吸送式和壓送式。最易產(chǎn)生故障是系統(tǒng)堵塞，最易消逝的事故是由靜電引起的粉塵爆炸。氣流輸送系統(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，如承受絕緣材料管道，則管外應(yīng)實(shí)行接地措施。輸送速度不應(yīng)超過該物料允許的流速，粉料不要積存管內(nèi)，要準(zhǔn)時(shí)清理管