安全分析和實驗室安全知識工業(yè)分析技術(shù)實驗室安全知識02危險化學(xué)品安全信息識讀03安全分析01工業(yè)分析技術(shù)本章要點學(xué)習(xí)指南工業(yè)分析技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)常會有一些氣體狀態(tài)的原料、中間體或產(chǎn)品,還會遇到廢氣、氣體燃料和廠房空氣,因此需要對各種氣體進(jìn)行分析。氣體分析法本章將學(xué)習(xí)安全分析中的動火分析、氧含量的測定、有毒氣體的分析和實驗室的安全知識。通過學(xué)習(xí)每個從事分析的人員都必須熟悉實驗室中水、電、煤氣的正確使用,各種儀器設(shè)備的性能,化學(xué)藥品的性質(zhì),防止意外事故的發(fā)生。還必須了解一些救護(hù)措施,一旦發(fā)生事故能及時進(jìn)行處理。懂得一些環(huán)境保護(hù)措施,對廢氣、廢液和廢料進(jìn)行適當(dāng)處理,以保持實驗室不因為化學(xué)實驗而污染環(huán)境。6.1安全分析安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)

安全分析在化工企業(yè)中對三防(防火、防爆、防毒)具有重要意義。安全分析的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到車間及整個工廠的安全。因此,要嚴(yán)格遵守分析制度,一絲不茍、確保人身及國家財產(chǎn)安全。所以對從事安全分析的人員要做到:(1)必須有高度的責(zé)任感、高度的安全教養(yǎng)及強(qiáng)烈的安全意識;(2)精通安全分析技術(shù)、對技術(shù)精益求精;(3)對人員進(jìn)行專門培訓(xùn)、嚴(yán)格考核,持證上崗。沒經(jīng)過訓(xùn)練者一律不許從事安全分析。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.1

概述6.1.1.1安全分析的分類

安全分析可分為三大類:動火分析,氧含量分析,有毒氣體的分析。

根據(jù)下列情況確定進(jìn)行哪一類分析:(1)在容器外動火、在容器內(nèi)取樣,只做動火分析;(2)人在容器內(nèi)工作、不動火時,只做氧含量及有毒氣體分析;(3)人在容器內(nèi)進(jìn)行動火,必須做動火分析、氧含量分析。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.1

概述6.1.1.2容器和管道的吹凈方法(1)空氣吹凈當(dāng)容器和管道中沒有易氧化物質(zhì)時,可以采用空氣吹凈。(2)惰性氣體吹凈惰性氣體指CO2和N2,適用于管道、容器吹凈,如果人

要進(jìn)入管道和容器,吹凈之后必須進(jìn)行安全置換,并進(jìn)行氧含量分析,直

到合格(18%以上)為止。(3)蒸汽吹凈此法可靠,能普遍使用。但人要進(jìn)入容器時,必須用空氣重

復(fù)置換,分析氧含量合格后才能進(jìn)入。(4)用水清洗法當(dāng)容器、管道中有可溶于水的易燃物質(zhì)時,必須用水沖

洗干凈,再進(jìn)行動火分析,或氧含量分析。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.1

概述6.1.1.3安全分析注意事項(1)分析儀器的靈敏度必須符合要求,定期進(jìn)行校正、保證報出的分析結(jié)

果準(zhǔn)確。(2)分析儀器和設(shè)備必須處于完好狀態(tài),保證分析及時,在規(guī)定的時間內(nèi)完

成。(3)分析所用的標(biāo)準(zhǔn)樣品,必須按要求進(jìn)行保存,并經(jīng)常進(jìn)行校正。(4)取樣之前要確認(rèn)是哪一類安全分析。(5)應(yīng)了解容器及管道采用的吹凈方法。(6)檢查取樣位置是否與動火證上簽的地名地點一致,取的樣品能否代表

動火地點的物料真實情況,否則可拒絕取樣。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.1

概述6.1.1.4

安全分析對取樣的要求對于大的容器、長的管道,必須保證人到什么位置取樣膠管就插入到

什么位置。(2)必須注意死角的地方,要保證全部取到。(3)取樣時所用的器具必須充分置換,否則容易使取的樣品無代表性。(4)若在室內(nèi)動火取樣時,不可停留在一方,動火處四周均需取到。注意：分析完后,樣品要保留,直到動火后半小時再處理。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.2動火分析

動火分析實際上就是測定動火區(qū)內(nèi)的可燃性氣體的含量。61.2.1

燃燒法測定氣體的總量

(1)方法原理在氧含量足夠的情況下使氣樣中的可燃性物質(zhì)燃燒、生成的CO2用吸收劑吸收、根據(jù)燃燒前后體積的變化計算氣樣中可燃性氣體的總量。(2)儀器和吸收劑①儀器氣體分析儀,常用的為QF-1901氣體分析儀(即奧氏氣體分析儀)。②吸收劑a.KOH溶液ρ=330g·L-1b.焦性沒食子酸溶液氧吸收液安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.2動火分析

動火分析實際上就是測定動火區(qū)內(nèi)的可燃性氣體的含量。6.1.2.1

燃燒法測定氣體的總量

(3)測定步驟首先測定氣體中氧含量及CO2的含量。用量氣管取樣100mL,直接用33%KOH溶液吸收其中的CO2,再用氧吸收液吸收氧、其百分含量分別為：φ(CO2)=A

φ(O2)=B如果氧含量在15%以上,則另取100mL樣,慢慢將氣體送入鉑絲呈紅熱狀態(tài)的燃燒瓶內(nèi),來回送三次,在量氣管上讀出減少體積,但這一讀數(shù)并非可燃?xì)怏w的體積,而是可燃性氣體,加上耗氧的總和,故經(jīng)燃燒后的體積需要以CO2及O2吸收劑吸收。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.2動火分析

動火分析實際上就是測定動火區(qū)內(nèi)的可燃性氣體的含量。6.1.2.1

燃燒法測定氣體的總量設(shè):CO2%=A1

O2%=B1則可燃性氣體的百分含量按下式計算:X=[C+(A1-A)]-(B-B1)式中：X——可燃?xì)怏w的百分含量 C——經(jīng)過燃燒后減小體積 (A1-A)——燃燒生成CO2的體積 (B-B1)——燃燒消耗氧的體積若經(jīng)燃燒后C<0.5%,表明樣品中可燃?xì)怏w很少,可以不用吸收校正,將數(shù)據(jù)填寫在動火證上,可以動火。如果C>0.5%,則經(jīng)過吸收并按上式計算,若X<0.5%,可以動火,X>0.5%,不準(zhǔn)動火。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.2動火分析6.1.2.2

用可燃?xì)怏w測爆儀測定可燃?xì)怏w

(1)測爆儀的工作原理

氣體與加熱的敏感元件(鉑絲活化元件)接觸時,發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)、放出熱量、使敏感元件的電阻值發(fā)生變化,則由電阻組成平衡電橋的橋路失去平衡,將非電量轉(zhuǎn)變成電訊號,其大小與被測可燃?xì)怏w的含量成一定比例關(guān)系,從而由微安表直接指示出環(huán)境中可燃性氣體濃度達(dá)危險的程度。(2)測爆儀的結(jié)構(gòu)儀器為鑄鋁殼體,分上下兩部分,電位器(調(diào)零旋鈕),微安表裝在儀器的上部,下部為電池盒,內(nèi)裝1.5V干電池。儀器一側(cè)的彎管處裝橡皮吸氣球,另一側(cè)接嘴處裝橡皮取樣管,管頭上裝有金屬多孔過濾器。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.2動火分析6.1.2.2

用可燃?xì)怏w測爆儀測定可燃?xì)怏w

(3)測爆儀的使用及維護(hù)(1)測試前的準(zhǔn)備工作①接上取樣管,手握吸氣球,按儀器標(biāo)明的方向旋至最大,使電路氣路接通。②擠捏氣球幾次,使新鮮空氣進(jìn)入儀器內(nèi),緩緩調(diào)節(jié)零點旋扭,使儀器指針在滿刻度范圍內(nèi)來回偏轉(zhuǎn)1~2次后,再調(diào)回零點。(2)測試①將取樣管伸進(jìn)所需測定地點,手握吸球旋轉(zhuǎn),接通電源和氣路、擠捏吸氣球,直至指針不再上升為止,讀取數(shù)值。只有指針落在“安全”(綠色)區(qū)之內(nèi),方可動火。②吸進(jìn)新鮮空氣,吹洗使儀器回零。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.2動火分析6.1.2.2

用可燃?xì)怏w測爆儀測定可燃?xì)怏w

(4)測爆儀的使用注意事項①儀器的刻度是以可燃?xì)怏w或蒸氣已達(dá)到爆炸下限當(dāng)作100%來分度的,若測得數(shù)值為50%,僅說明該環(huán)境的可燃性氣體或蒸氣已達(dá)到爆炸下限的50%了,并非指實際含量;②測試環(huán)境的H2S含量不得超過0.001mg/L,并不得有Cl2等有毒氣體,否則敏感元件的鉑絲中毒,失去活性;③儀器是以H2、CH4、CH≡CH、CH2CH2及66號汽油蒸氣標(biāo)定的,當(dāng)用于測試其他一些可燃?xì)怏w與可燃蒸氣時,如液化氣、煤氣、乙醇等,應(yīng)用被測物配成標(biāo)準(zhǔn)氣樣校正儀器后,再進(jìn)行測試。④儀器不許跌落或受強(qiáng)烈震動,以免敏感元件小鉑絲小彈簧變形;⑤儀器長期不用將電池取出,以免電解液漏出,腐蝕儀器。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.2動火分析6.1.2.3

氣相色譜法測定可燃?xì)怏w含量氣相色譜法在化工分析中已得到廣泛地應(yīng)用,特別近幾年高靈敏度的氣相色譜開發(fā)、應(yīng)用,促使石油化工微量分析技術(shù)的發(fā)展與提高,對于易燃有機(jī)氣體、有機(jī)溶液的蒸氣,都可以用氣相色譜法測定,具有分析速度快,準(zhǔn)確度高的優(yōu)點。目前被廣泛用在安全分析中,特別是在特定生產(chǎn)車間動火時,用色譜法分析空氣中的可燃性物質(zhì)、方便、快速、簡單易行。注意在氫火焰檢測器上不產(chǎn)生信號的可燃性氣體不能用該方法測定安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.3氧含量的測定

6.1.3.1

測定氧含量的目的

(1)在動火分析時,如果采用燃燒法,必須保證樣品中有足夠的氧氣,否則

燃燒不完全造成結(jié)果偏低。(2)在動火時,氧含量應(yīng)為18%~21%范圍內(nèi),超過21%時不準(zhǔn)動火。(3)井下、容器或管道內(nèi)作業(yè)時,必須測定氧含量,在18%~21%之間方可

入內(nèi),否則不得進(jìn)入。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.3氧含量的測定

6.1.3.2

測定氧含量的方法

在安全分析中測定氧含量的方法主要有氣體容量法、色譜法和電化學(xué)式氧含量分析儀器法。(1)氣體容量法氣體容量法是最經(jīng)典的測定氧含量的方法,該方法操作簡單、快速,在一般氣體分析器上即可進(jìn)行測定。該方法原理:當(dāng)混合氣體通過焦性沒食子酸鉀吸收液后,氧被吸收,體積減小,減小的體積即為氧含量。CO2對測定有影響,必須先用堿液將CO2除去,然后再測定氧。此方法要求O2含量在25%以下使用,1mL吸收劑吸收O28~12mL、溫度在0℃時不吸收,15~30℃吸收效率最高。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.3氧含量的測定

6.1.3.2

測定氧含量的方法(2)電化學(xué)式氧含量分析儀原理是通過電化學(xué)反應(yīng)把氧的濃度轉(zhuǎn)換為電信號,進(jìn)行測量,這類儀器體積小、攜帶方便,因此得到廣泛應(yīng)用。注意：①

吸氣球及整個取樣系統(tǒng)不得漏氣,以免指針隨著吸氣操作而往返擺動;②

更換電極時,要保證接觸良好,否則指針時動時停;③

電極老化、電解液干枯或薄膜破裂時,使“校準(zhǔn)儀器”操作無法進(jìn)行

(指針調(diào)不到21%)此時儀器不能使用,應(yīng)進(jìn)行檢修;④SO2、H2S、NO2等氣體含量大于10%時干擾測定;⑤

長期不用時,應(yīng)將電池取出以免電池中電解液漏出腐蝕儀器。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.3氧含量的測定

6.1.3.2

測定氧含量的方法(3)氣相色譜法此方法的原理是樣品通過色譜柱(一般裝填分子篩柱)進(jìn)入熱導(dǎo)檢測器時,即產(chǎn)生電信號,經(jīng)放大后,用記錄器記錄下來,得到色譜峰,再根據(jù)峰高或峰面積測定出樣品中氧的含量(一般的都采用外標(biāo)法定量)。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.4有毒氣體分析

從安全分析的角度,介紹幾種常見有毒氣體的分析方法。6.1.4.1

HCN的分析—AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法(1)測定原理氣體中的HCN用NaOH溶液吸收,在pH為11~12條件下CN-與Ag+反應(yīng),形成[Ag(CN)2]-配合物陰離子,反應(yīng)到等量點后,過量的Ag+與二甲基氨基苯亞甲基羅丹寧(試銀靈)形成紅色沉淀,指示終點到達(dá)。反應(yīng)如下:

Ag++2CN-

[Ag(CN)2]-安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.4有毒氣體分析

6.1.4.1

HCN的分析—AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法(2)測定步驟將吸收液移入500mL錐形瓶中,用2%NaOH或乙酸(10%)調(diào)至pH為11~12然后加試銀靈指示液0.5mL,用c(AgNO3)=0.01mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至由黃變紅為終點。同時,在相同條件下做空白試驗。按下式計算氣樣中HCN濃度,取兩位有效數(shù)字。

安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.4有毒氣體分析

6.1.4.2

CO的測定——氣相色譜法測定原理CO在氫氣流中,經(jīng)過分子篩與碳多孔小球串聯(lián)柱分離后,用鎳催化劑,在380℃±10℃下轉(zhuǎn)化為甲烷,再通過氫火焰檢測器測定,用外標(biāo)法定量。本方法靈敏度高,重現(xiàn)性好,是目前廣泛使用的分析方法。使用本方法時應(yīng)注意:CO2干擾測定,堿石棉管失效后,及時更換。安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.4有毒氣體分析

6.1.4.3

硫化氫測定—亞甲基藍(lán)比色法測定原理H2S被堿性鋅氨配位化合物溶液吸收,形成穩(wěn)定的配合物。然后在H2SO4溶液中,H2S與對氨二

甲苯胺溶液和FeCl3溶液作用生成亞甲基藍(lán),用吸收光度法測定。其反應(yīng)如下:吸收反應(yīng)

H2S+Zn(NH3)4(OH)2[Zn(NH3)4]S+2H2O顯色反應(yīng)

安全分析6.1工業(yè)分析技術(shù)6.1.4有毒氣體分析

6.1.4.3