1、第二章 物性、物化原理與安全,第一節(jié) 化學(xué)物質(zhì)及其危險概述 第二節(jié) 易燃物質(zhì)的性質(zhì)和特征 第三節(jié) 毒性物質(zhì)的性質(zhì)和特征 第四節(jié) 反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)和特征 第五節(jié) 壓力系統(tǒng)熱力學(xué)行為與危險性 第六節(jié) 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)物化原理與安全 第七節(jié) 化工操作原理與安全,第一節(jié) 化學(xué)物質(zhì)及其危險概述,1.爆炸品 2.壓縮氣體和液化氣體 3.易燃液體 4.易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品 5氧化劑和有機(jī)過氧化物 6有害物品和有毒感染性物品 7放射性物品 8腐蝕品,一、危險化學(xué)品分類,根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)常用危險化學(xué)品的分類和標(biāo)志（GB 13690一92)，將危險化學(xué)品分為八大類。,第一節(jié) 化學(xué)物質(zhì)及其危險概述,

2、1. 爆炸品 指在受熱、撞擊等外界作用下，能發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)，瞬時產(chǎn)生大量氣體和熱量，使周圍壓力急劇上升而發(fā)生爆炸的物品；,一、危險化學(xué)品分類,根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)常用危險化學(xué)品的分類和標(biāo)志（GB 13690一92)，將危險化學(xué)品分為八大類。,以及僅產(chǎn)生熱、光、 音響、煙霧等一種或幾種作 用的煙火物品。,還包括無整體爆 炸危險,但具有燃燒、拋射及較小爆炸危險的物品；,爆炸品按其性質(zhì)分為五項： （1）整體爆炸物品：全部裝藥能在瞬間發(fā)生爆炸反應(yīng)，具有整體爆炸危險的爆炸品。由于該項物品的爆炸反應(yīng)極其迅速，因而具有很大的爆炸威力，在運(yùn)輸過程中，一旦被引爆，其破壞作用極大，故危險性也最大。如雷管、

3、火冒、水雷、地雷、苦味酸、梯恩梯等。（2）拋射爆炸物品：具有拋射危險，但無整體爆炸危險的爆炸品。該項物品在爆炸反應(yīng)時放出大量的氣體和熱量，從而產(chǎn)生巨大的推動力，導(dǎo)致拋射現(xiàn)象的發(fā)生。在運(yùn)輸過程中，一旦被引爆，也具有很大的破壞作用，故危險性也很大。如：武器彈藥、炮用發(fā)射藥、炮用宣傳彈等。,（3）燃燒爆炸物品：具有燃燒危險和較小爆炸或較小拋射危險，或兩者兼有，但無整體爆炸危險的爆炸品。如速燃導(dǎo)火索、點火引信、無煙火藥、信號彈藥等。（4）一般爆炸物品：無重大危險的爆炸品，包括在運(yùn)輸中萬一被點著或引發(fā)，僅出現(xiàn)小的危險，其影響主要限于包裝件本身，且拋射的碎片不大、射程也不遠(yuǎn)的物質(zhì)和物品。外部的火焰不會引起

4、包裝件中全部貨物的瞬間爆炸。如安全導(dǎo)火索、空中照明彈、煙花、爆竹、鞭炮及響墩等。（5）不敏感爆炸物品：有整體爆炸危險，但非常不敏感的爆炸品。在正常的運(yùn)輸條件下，該項物質(zhì)被引發(fā)或由燃燒轉(zhuǎn)為爆炸的可能性極小。如：銨油炸藥、銨瀝蠟炸藥等。,5,2壓縮氣體和液化氣體,常溫下是氣體，經(jīng)加壓或降溫后，變成液體稱為液化氣體，未變成液體的氣體稱為壓縮氣體。溶解氣體是指儲器內(nèi)壓縮氣體溶解在溶劑中的氣體。 其狀態(tài)條件符合下列兩種情況之一者： （1）臨界溫度低于或等于50、而蒸氣壓大于294kPa 的壓縮或液化氣體； （2）溫度在21.1和54.4、壓力分別大于275kPa和 715kPa的壓 縮氣體；或在37.8

5、、蒸氣壓大于 275kPa的液化氣體或加壓溶解氣體。,為了便于儲運(yùn)和使用，將氣體用加壓法壓縮貯存于鋼瓶內(nèi)。它們具有易燃、易爆、助燃、劇毒等性質(zhì)，在受熱、撞擊等作用下，易引起爆炸燃燒或中毒事故。,按其物理性能可分為三類： 易燃?xì)怏w：極易燃燒，與空氣能形成爆炸混合物，如一氧化碳、氫氣、甲烷、乙炔、丙烯等。 不燃?xì)怏w：性質(zhì)穩(wěn)定，不易與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，不會引起燃燒，無毒，但對人體有窒息性，如氮氣、二氧化碳等。 有毒氣體：毒性強(qiáng)，侵人人體引起中毒甚至死亡，如氯氣、光氣、二氧化硫、氨、硫化氫等。,2壓縮氣體和液化氣體,3易燃液體,指易燃的液體、液體混合物或含有固體物質(zhì)的液 體，但不包括由于其危險特性已列

6、入其他類別的液體。,易燃液體按其閃點分為3類： (1)閃點低于-18的低閃點液體，如丙酮-20、 乙醛-40、乙醚-45; (2)閃點在-1823的中閃點液體,如乙醇14、 甲苯1、乙苯15； (3)閃點在2361的高閃點液體，如丁醇35、 醋酸38。,4易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品,本類物品易于引起和促成火災(zāi)，按其燃燒特性本類物品分為三項。 易燃固體：分為一級易燃固體和二級易燃固體；如紅磷、三硫化磷等屬于一級易燃固體；硫磺、鎂條、 萘等屬于二級易燃固體。 自燃物品：是指自燃點低、在空氣中易被氧化、能放出熱量自行燃燒的物品。分為一級自燃物品和二級自燃物品；如黃磷、金屬鈣粉等屬一級自燃物品；

7、油紙、油布及其制品等屬于二級自燃物品。 遇濕易燃物品：是指遇水或受潮時發(fā)生劇烈化學(xué)反、釋放出大量易燃?xì)怏w和熱量的物品，有些不需要火源即能燃燒或爆炸。分為一級遇濕易燃物品和二級遇濕易燃物品。如金屬鈉、鉀、鎂粉、碳化鈣等屬于一級遇濕易燃物品。鋅灰、氫化鋇等屬于二級遇濕易燃物品。 ,5氧化劑和有機(jī)過氧化物,氧化劑是指處于高氧化態(tài)、具有強(qiáng)氧化性、易分解 并釋放出氧和熱量的物質(zhì)，氧化劑還包括無機(jī)過氧 化物。氧化劑本身不燃燒，但由于富氧可以助燃， 能夠強(qiáng)化可燃物的燃燒。,有機(jī)過氧化物是指分子中含有過氧基（）的有機(jī)物，本身易燃、易爆易分解，對熱、振動或摩擦極為敏感。,如過氧化鉀、氯酸鉀、高錳酸鉀等。,如過氧

8、化氫二叔丁基異丙苯等。,指進(jìn)入肌體并累積到一定量后能與體液或器官組織發(fā)生生物化學(xué)或生物物理學(xué)作用，擾亂或破壞肌體的正常生理功能，引起器官和系統(tǒng)暫時性或持久性病變，乃至危及生命的物品。,6有害物品和有毒感染性物品,7放射性物品,凡具有自發(fā)放出射線特征的物質(zhì)。 射線種類很多，主要有-射線、-射線、 -射線三種。,指能灼傷人體組織、對金屬等物品亦能造成損壞 的固體或液體，即與皮膚接觸在4h內(nèi)出現(xiàn)可見壞死現(xiàn) 象，或溫度在55時，對20號鋼的表面年平均腐蝕速 率超過6.25mm的固體或液體。,8腐蝕品,腐蝕品按化學(xué)性質(zhì)可分為酸性腐蝕品、堿性腐蝕品及其他腐蝕品3類。,13,（1）酸性腐蝕品：分為一級酸性腐

9、蝕品與二級酸性腐蝕品；如硫酸、鹽酸、硝酸等屬一級酸性腐蝕物品，磷酸、冰醋酸等屬二級腐蝕物品。（2）堿性腐蝕品：分為一級堿性腐蝕品與二級堿性腐蝕品；如氫氧化鈉、氫氧化鉀等屬一級堿性腐蝕物品，氨水、生石灰等屬二級堿性腐蝕物品。（3）其他腐蝕品：分為一級其他腐蝕品與二級其他腐蝕品。如甲醛溶液、蒽等屬于一級其他腐蝕物品，氯化銅、汞等屬于二級腐蝕物品。,二、化學(xué)物質(zhì)的危險性,1物理危險 (1)爆炸性危險 指物質(zhì)或制劑在明火影響下或是對震動或摩擦比二硝基苯更敏感會產(chǎn)生爆炸。,化學(xué)物質(zhì)危險參考前歐共體危險品分類可劃分為物理危險、生物危險和環(huán)境危險3個類別。,(2)氧化性危險 指物質(zhì)或制劑與其他物質(zhì)，特別是易

10、燃物 質(zhì)接觸產(chǎn)生強(qiáng)放熱反應(yīng)。,(3)易燃性危險,指閃點在2155的液體物質(zhì)或制劑具有的特 征。 包括大多數(shù)溶劑和許多石油餾分。,1物理危險,極度易燃性,指閃點低于0、沸點低于或等于35的物質(zhì)或制劑具有的特征。例如乙醚、甲酸乙酯、乙醛、氫氣、甲烷、一氧化碳、液化石油氣等。,高度易燃性,指無需能量，與常溫空氣接觸就能變熱起火的物質(zhì)或制劑具有的特征。包括與火源短暫接觸就能起火，火源移去后仍能繼續(xù)燃燒的固體物質(zhì)或制劑；閃點低于21的液體物質(zhì)或制劑；通常壓力下空氣中的易燃?xì)怏w。,易燃性,2生物危險,(1)毒性危險 毒性危險可造成急性或慢性中毒甚至致死，應(yīng) 用試驗動物的半致死劑量表征。 有機(jī)化合物的毒性與

11、其成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有密 切關(guān)系。,二、化學(xué)物質(zhì)的危險性,腐蝕性物質(zhì)能夠嚴(yán)重?fù)p傷活性細(xì)胞組織的一類物質(zhì)。 一般腐蝕性物質(zhì)除具有生物危險外，還能損傷金屬、 木材等其他物質(zhì)。,2生物危險,二、化學(xué)物質(zhì)的危險性,(2)腐蝕性和刺激性危險,刺激性是指物質(zhì)和制劑與皮膚或粘膜直接、長期或重復(fù)接觸會引起炎癥。,在化工中最具代表性的腐蝕性物 質(zhì)有：酸和酸酐；堿；鹵素和含鹵鹽； 鹵代烴、鹵 代有機(jī)酸、酯和鹽；以及其他腐蝕性物質(zhì)，如多硫化氫、2-氯-苯甲醛、肼和過氧化氫等。,2生物危險,二、化學(xué)物質(zhì)的危險性,(3)致癌性和致變性危險,致癌性是指一些物質(zhì)或制劑，通過呼吸、飲食或皮膚注射進(jìn)入人體會誘發(fā)癌癥或增加癌變危險

12、。 日常生活中的導(dǎo)癌物質(zhì)： 發(fā)霉的花生含黃曲霉素 腌制的食品含亞硝酸鹽 多次使用的高溫油含苯并芘 含殘留農(nóng)藥的蔬菜和水果,致變性是指一些物質(zhì)或制劑能引起生物體細(xì)胞的遺 傳信息和遺傳物質(zhì)發(fā)生突然改變的一種作用。 遺傳物質(zhì)的突變（染色體畸變或基因突變）對大多 數(shù)生物個體往往是有害的；軀體細(xì)胞突變，則會誘 發(fā)癌變。 常見的具有突變作用的物質(zhì)有：亞硝胺類、苯并 芘、甲醛、苯、砷、鉛、黃曲霉素B1等。,2生物危險,二、化學(xué)物質(zhì)的危險性,(3)致癌性和致變性危險,3環(huán)境危險,化工有關(guān)的環(huán)境危險主要是水質(zhì)污染和空氣 污染，是指物質(zhì)或制劑在水和空氣中的濃度超過 正常量，進(jìn)而危害人或動物的健康以及植物的生 長。

13、,二、化學(xué)物質(zhì)的危險性,第二節(jié) 易燃物質(zhì)的性質(zhì)和特性,2著火點 蒸氣和空氣的混合物在開口容器中可以點燃并持續(xù)燃燒的最低溫度。,一、易燃物質(zhì)的性質(zhì),1閃點 在101.3kPa大氣壓下，易揮發(fā)可燃物質(zhì)表面形成的蒸氣和空氣的混合物遇火燃燒5s的最低溫度。,3.自燃溫度 物質(zhì)無火源自動起火并持續(xù)燃燒的溫度。,4.蒸汽相對密度 蒸汽密度與空氣密度之比。 絕大多數(shù)易燃液體的蒸汽比空氣重，它們極易積聚在低位區(qū)域、下水道和類似場所，廠房的排氣口應(yīng)設(shè)在近地平面處。 對于比空氣輕的可燃?xì)怏w或蒸汽，排氣口應(yīng)設(shè)在廠房內(nèi)最高處或近頂板處。,一、易燃物質(zhì)的性質(zhì),5.熔點 在101.3kPa大氣壓下固液兩相平衡共存的溫度。

14、熔點指示出了室溫下為固體的易燃物質(zhì)成為易燃液體的溫度。,7分子式 在缺少物性信息的情況下，物質(zhì)的分子式可以提供物質(zhì)火險的線索。例如，組成只有C和H的烴類物質(zhì)是可燃的，甚至是易燃的。如果是低沸點烴類，即可認(rèn)為具有火險。,6沸點 一個大氣壓下氣液平衡共存的溫度。沸點 可表征物質(zhì)的揮發(fā)性，是易燃液體所包含的火 險的直接量度。,一、易燃物質(zhì)的性質(zhì),8爆炸范圍 也稱爆炸極限或燃燒極限，是可燃蒸氣或氣體與空氣的混合物遇引爆源引爆即能發(fā)生爆炸或燃燒的濃度范圍。,10燃燒熱 文獻(xiàn)中給出的大多是物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱， 是指 單位質(zhì)量的物質(zhì)在25的氧中燃燒釋放出的熱量。燃 燒產(chǎn)物，包括水，都假定為氣態(tài)。,一、易燃物質(zhì)

15、的性質(zhì),9蒸發(fā)潛熱 單位質(zhì)量的液體完全汽化所需要的熱量。,濃度范圍用爆炸下限和爆炸上限來表示。一般 用可燃蒸氣或氣體在空氣中的體積分?jǐn)?shù)表示?？扇?xì)?體爆炸范圍一般是在常溫、常壓下測定的。,二、易燃物質(zhì)的類別和火險等級,全美消防協(xié)會(NFPA)把易燃物質(zhì)劃分為以下五類： 0：不能燃燒的物質(zhì)； 1：必須預(yù)熱方能引燃的物質(zhì)； 2：必須適度加熱或暴露在相當(dāng)高的環(huán)境溫度中方 能引燃的物質(zhì)； 3：在任意環(huán)境溫度下都能引燃的液體和固體； 4：在常溫大氣壓下能夠迅速或完全汽化，或容易 分散到空氣中，且容易燃燒的物質(zhì)。,1.易燃物質(zhì)的類別,美國科學(xué)院把易燃物質(zhì)的火險劃分為五個等級 ： 0：無危險； 1：閃點在6

16、0以上； 2：閃點在3860之間； 3：閃點在38以下，而沸點在38以上； 4：閃點在38以下，沸點也在38以下。,2.易燃物質(zhì)的火險等級,二、易燃物質(zhì)的類別和火險等級,三、物質(zhì)易燃性評估,氣體 主要指標(biāo)是爆炸極限和自燃點。氣體的爆炸 極限范圍大，爆炸下限越低，其火災(zāi)爆炸危險性越 大，氣體的自燃點越高，其火災(zāi)爆炸危險性越小。,液體 主要指標(biāo)是閃點和爆炸溫度極限。閃點越低，越易起火燃燒；爆炸溫度極限范圍越大，危險性越大；爆炸溫度極限越低，即閃點越低，危險性越大。,固體 主要評價指標(biāo)是熔點、著火點、自燃點。熔點、著火點、自燃點越低，危險性越大。,第三節(jié) 毒性物質(zhì)的性質(zhì)和特征,指固體物料如巖石、礦石

17、、金屬、煤、木材、谷 物等在加工、粉碎、研磨、撞擊、爆破和爆裂時 產(chǎn)生的懸浮于空氣中的固體微粒。一般不發(fā)生絮 凝。,一、毒性物質(zhì)的類別,美國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會按毒性物質(zhì)物理狀態(tài)的分類方法：5類,1.粉塵,2.煙塵,指熔融金屬等揮發(fā)出的氣態(tài)物質(zhì)在空氣中氧化冷凝產(chǎn)生的固體粒子。煙塵會發(fā)生絮凝，有時會凝結(jié)。,指液體蒸發(fā)、固體升華而形成的氣體。,一、毒性物質(zhì)的類別,3. 煙霧,指懸浮于空氣中的液體微粒，多為蒸氣冷凝或通過濺落、噴灑、霧化等所形成。,4. 蒸氣,5. 氣體,指在常溫常用下呈氣態(tài)的物質(zhì)。,二、毒性物質(zhì)的臨界限度和致死劑量,毒物類別 臨界限度的表示 氣體和蒸氣 在空氣中的百萬分?jǐn)?shù) 煙塵、煙霧和某些粉塵

18、 每立方米的毫克數(shù)(mg/m3） 某些粉塵，特別是含 每立方英尺空氣中 有二氧化硅的粉塵 粒子的百萬個數(shù),目前廣泛采用美國工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家聯(lián)合會設(shè)定的臨界限度。,1. 臨界限度 表示的是所有工人日復(fù)一日地重復(fù)暴露而不會受 到危害的最高濃度。,臨界限度的表示,(4)最大耐受量或濃度(LD0或LC0)：染毒動物全部存活 的最大劑量或濃度。,2. 致死劑量的表示,(1)絕對致死量或濃度(LD100或LC100)：染毒動物全 部死亡的最小劑量或濃度。,(2)半數(shù)致死量或濃度(LD50或LC50)：染毒動物半數(shù)死 亡的劑量或濃度。是將動物染毒實驗的數(shù)據(jù)統(tǒng)計處 理得到。,(3)最小致死量或濃度(MLD或MLC

19、)：染毒動物中個別 動物死亡的劑量或濃度。,劑量的單位：mg/Kg 濃度的單位：mg/m3、 g/m3 、 mg/L,三、毒性物質(zhì)的毒性等級和危險等級,1.毒性等級,毒物的毒性可按LD50或LC50的數(shù)值劃分為劇毒、高毒、中等毒、低毒、微毒五類。,美國科學(xué)院根據(jù)物質(zhì)的半致死劑量LD50值，將毒性物 質(zhì)危險劃分為5個等級。,2.危險等級,第四節(jié) 反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)和特征,一、化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)性能 1自燃性質(zhì) 2過氧化性質(zhì) 3水敏性質(zhì),34,(1)粉狀金屬：鈣、鈦等； (2)金屬氫化物：氫化鉀、氫化鍺等； (3)部分或完全烷基化金屬氫化物：氫化三乙基鋁、三乙基鉍等； (4)烷基金屬衍生物：二乙基乙氧基鋁

20、、氯化二甲基鉍等； (5)非金屬的類似衍生物：乙硼烷、二甲基亞磷酸酯、三乙基砷等； (6)金屬羰基化合物：五羰基鐵、八羰基二鈷等。,(1)在醚、環(huán)醚中的OCH； (2)在異丙基化合物、十氫萘中的(CH2) 2CH； (3)在烯丙基化合物中的CCCH； (4)在乙烯基化合物中的CCH； (5)在異丙基苯、四氫萘、苯乙烯中的CCHAr。,(1)堿金屬和堿土金屬(鉀、鈣等)； (2)無水金屬鹵化物(三溴化鋁、四氯化鍺等)； (3)無水金屬氧化物(氧化鈣等)； (4)非金屬鹵化物(三溴化硼、五氯化磷等)； (5)非金屬鹵化氧化物(無機(jī)酸鹵化物、磷酰氯、硫酰氯、氯磺酸等)； (6)非金屬氧化物(酸酐、三

21、氧化硫等)。 有些酸和堿的濃溶液用水稀釋也放出熱量，但這只是物理作用。,二、反應(yīng)物質(zhì)不穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)因素和熱力學(xué)表征,35,表21 表征潛在不穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)基團(tuán),1物質(zhì)不穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)因素,2物質(zhì)不穩(wěn)定性的熱力學(xué)表征,36,三、反應(yīng)物質(zhì)的氧差額,決定反應(yīng)系統(tǒng)歷程的一個基本因素是系統(tǒng)的元素總組成。多數(shù)反應(yīng)化學(xué)品事故涉及氧化系統(tǒng)，特別是在有機(jī)系統(tǒng)中，氧差額是一個重要判據(jù),氧差額：系統(tǒng)的氧含量與系統(tǒng)中的碳、氫和其他可氧化元素完全氧化所需的氧量之間的差值。系統(tǒng)缺氧，氧差額為負(fù)；系統(tǒng)剩余氧，氧差額為正。,在氧化反應(yīng)系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)計操作使負(fù)的氧差額保持最大值(絕對值)，以減少潛能的釋放?；谏鲜隹紤]，應(yīng)盡可能慢地把

22、氧化劑加至反應(yīng)系統(tǒng)，并適當(dāng)控制冷卻、混合等操作，從而在整個反應(yīng)過程中使氧化劑的有效濃度維持在最小程度。,第五節(jié) 壓力系統(tǒng)熱力學(xué)行為與危險性,37,一、溫度對蒸氣壓的影響 1.蒸氣壓公式 是物質(zhì)揮發(fā)度的量度。除非在很高的壓力下，物質(zhì)的蒸氣壓幾乎與總壓力無關(guān)。只是溫度有關(guān)。 蒸氣混合物的總壓等于各組元分壓之和。 空氣中污染組元的濃度與其飽和蒸氣壓成正比，并且隨溫度的增加而增加。任何易燃或毒性物質(zhì)在空氣中暴露時，在大氣中達(dá)到的平衡濃度與其飽和蒸氣壓成正比。 少許易揮發(fā)雜質(zhì)的存在會降低液體的閃點，在應(yīng)用混合溶劑時，要重點考慮！,例：如通常為60的粗柴油的閃點，當(dāng)含有3的汽油時，會降至環(huán)境溫度以下。一個

23、典型的案例是一個1000 m3半滿貯烴罐發(fā)生的火災(zāi)。烴的閃點為35，貯罐有排氣孔而有空氣存在。沒有鑒定出火源，只是因為烴中含有丙酮雜質(zhì)而使其閃點降至環(huán)境溫度以下。,38,2空氣中易燃蒸氣的產(chǎn)生 運(yùn)輸過程中環(huán)境溫度的增加； 溫升超過閃點的作業(yè)（維修切割、廢器設(shè)備拆除等）。,3空氣中毒性蒸氣過高濃度的產(chǎn)生（同超壓）,4不同情形的過壓問題 (1)超常吸熱引起的過壓（高吸熱速率） 化工裝置對火焰的暴露或低于環(huán)境溫度流體的設(shè)備保溫失效。,(2)化學(xué)反應(yīng)引起的過壓 對于非所需要的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的過壓危險，通過應(yīng)用阻滯劑、造成惰性氣氛、采取保溫措施阻止熱量流入，避免反應(yīng)的發(fā)生。,(3)故障或失誤引起的過壓,金

24、屬液體 舉例？,二、相變引起的體積變化 1.蒸氣“爆炸”引起物料噴射 汽化體積迅速膨脹； 冷凝 體積迅速收縮。,例：熱油罐底部積水蒸汽爆炸、系統(tǒng)超壓。 熔融的金屬與含有大量水分的潮氣混合常會產(chǎn)生“蒸汽爆炸”金屬拋射。 熔鹽池也應(yīng)注意防止“蒸汽爆炸”。,41,2少量易燃或毒性液體在有限空間內(nèi)氣化,表23 毒性液體蒸發(fā)體積變化,42,3蒸氣冷凝或被其他液體吸收引起的內(nèi)爆,事故案例：充滿蒸氣而沒有真空釋放閥的釜，由于誤操作而噴射入冷水，蒸氣迅速冷凝形成內(nèi)真空，釜體被外大氣壓力壓扁。,貯罐用蒸氣試壓：在試壓時，所有的閥門都是關(guān)閉的，試壓后蒸氣冷凝形成內(nèi)真空而引起罐體變形。在后一種情況，應(yīng)用水壓往往可使

25、罐體復(fù)原。,氨吸收，水由其上部噴管噴入，氨氣則由其底管進(jìn)入，產(chǎn)生內(nèi)爆炸，罐體塌陷至原體積的一半。氨氣極易溶于水而迅速被水吸收，在操作過程中沒有打開通風(fēng)口引起迅速內(nèi)壓降。,2020年7月27日,43,三、不同物質(zhì)蒸氣和液體的密度 1. 氣體或蒸氣的密度差異 導(dǎo)致： (1)密度比空氣大的蒸氣傾向于在低位區(qū)擴(kuò)散和聚集 (2) 環(huán)境溫度下密度比空氣小的蒸氣冷卻時在低位區(qū)擴(kuò)散 (3)密度比空氣小的氣體在裝置或通風(fēng)不良建筑物的高位區(qū)聚集。,表24 毒性物質(zhì)的密度數(shù)據(jù),44,2液體的密度差異,(1)非互溶液體在加工和貯存裝置中分層。 例： 裝料時無攪拌，反應(yīng)物的分層，啟動攪拌往往會激發(fā)劇烈的化學(xué)反應(yīng)。 (2

26、)密度較小的液體分布或聚集在較重液體之上。 例：汽油、煤油及許多有機(jī)液體密度比水小，向污水系統(tǒng)排放時，這些液體在水面之上而具有火險和毒性危險（滅火時）。 (3)兩種非互溶液體混合時會有各自獨立的特征蒸氣壓，總壓為兩種液體的蒸氣壓之和，而混合物的沸點一般要遠(yuǎn)在兩個純組元沸點之下。,液體的相對密度：物質(zhì)和水的密度比。天然油和脂肪等物質(zhì)相對密度大于1，而汽油和煤油等物質(zhì)相對密度小于1。一般溫度升高液體密度。,45,第六節(jié) 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)物化原理與安全,一、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)控制溫度、加料速度、濃度等,(1)普通反應(yīng) 速率隨溫度升高迅速增加。 (2)某些非均相反應(yīng) 速率被相間擴(kuò)散阻力所控制，速率隨溫度升高緩

27、慢增加。 (3)爆炸反應(yīng) 在著火點速率劇增。 (4)催化反應(yīng) 反應(yīng)速率被吸附速率所控制，而吸附量隨溫度升高而減少。 (5)某些反應(yīng) 由于隨溫度升高副反應(yīng)加劇而復(fù)雜化。 (6)某些反應(yīng) 低溫有利于平衡轉(zhuǎn)化，速率有賴于平衡移動，速率隨溫度升高而減小。,二、反應(yīng)物質(zhì)的非互容性質(zhì),1毒性危險 2反應(yīng)危險（表2-6） 3水敏性危險如電石、K、Na等。,表25 非互容物質(zhì)的毒性危險 A+BC,47,三、化學(xué)反應(yīng)類型（17類）及其危險性,1燃燒 控制反應(yīng)速率。點火時應(yīng)注意物質(zhì)的爆炸或燃燒極限。燃燒速率可以用調(diào)節(jié)溫度、氧化劑或燃料的加入量控制。,2氧化 氧化反應(yīng)都是強(qiáng)放熱反應(yīng)?；瘜W(xué)平衡幾乎總是有利于完全反應(yīng)。

28、控制速度及氧化程度、防止燃燒等。,3中和： 熱效應(yīng)。 4電解 ： 存在高電流強(qiáng)度的危險，毒性危險，爆炸危險。 5復(fù)分解反應(yīng) ：危險性較小。 6煅燒： 吸熱反應(yīng)，易于控制，極少危險。,7硝化 強(qiáng)氧化試劑，產(chǎn)物常具有爆炸性。反應(yīng)迅速難以控制，常有副產(chǎn)物生成。 必須控制反應(yīng)溫度。液相硝化的溫度控制極為重要。氣相硝化反應(yīng)物濃度需要精心調(diào)節(jié)，熱交換裝置要留有余量。,8酯化：很少危險性。 9還原：反應(yīng)危險可以忽略。 10氨化：壓力危險。,11鹵化：鹵化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，氟化反應(yīng)放熱最強(qiáng)。爆炸危險。腐蝕作用難以解決。 (1)氯化 ：所有氯化反應(yīng)都有潛在危險。 (2)氟化 ：反應(yīng)最難以控制。氣相反應(yīng)一般用惰性

29、氣體稀釋。 (3)溴化或碘化：反應(yīng)類似氯化，危險性小。,49,12磺化：高溫下進(jìn)行。反應(yīng)中度放熱，比較容易控制。 13水解：是指用水分解。無機(jī)水解需要不斷移出水解熱。有機(jī)水解反應(yīng)緩慢，輕微放熱。最重要的問題是如何加速反應(yīng)，高溫或高壓有時是需要的。 14加氫：高壓氫的危險，局部溫度極高。 15烷基化：中度放熱反應(yīng)，反應(yīng)本身并不具有危險。,16縮合：平衡反應(yīng)。隨相對分子量，反應(yīng)物質(zhì)越來越黏稠，攪拌和熱量移出困難，反應(yīng)不斷放熱可能會釀成火險。 17聚合：聚合反應(yīng)劇烈而難以控制時，通?？刹捎玫獨鈮喝胱杈蹌?，達(dá)到中止或減緩反應(yīng)的目的。,第七節(jié) 化工操作原理與安全,一、相平衡與組元分離,1.蒸餾 操作時應(yīng)

30、注意: 正確選擇再沸熱源。蒸餾操作一般不采用明火作熱源，應(yīng)采用水蒸氣或過熱水蒸氣較為安全。 注意密閉。為防止易燃液體（蒸氣）泄漏或空氣進(jìn)入，引起火災(zāi)爆炸，應(yīng)保證系統(tǒng)的密閉性。 防止冷卻水漏人塔內(nèi)。對于高溫蒸餾系統(tǒng)，一定要防止塔頂冷凝器的冷卻水突然漏人蒸餾塔內(nèi)。否則水會迅速汽化導(dǎo)致塔壓迅速增高而發(fā)生沖料，甚至引起火災(zāi)爆炸。,防止堵塔。防止因液體所含高沸物或聚合物凝結(jié)造成堵塞，使塔壓升高引起爆炸。 減壓蒸餾時保證停車安全。減壓蒸餾系統(tǒng)停車時，應(yīng)先冷卻，然后通人氮氣吹掃置換，再停真空泵。若先停真空泵，空氣將吸人高溫蒸餾塔，引起燃燒爆炸。,一、相平衡與組元分離,1.蒸餾 操作時應(yīng)注意:,2.吸收 操作

31、時應(yīng)注意以下兩點： 保證系統(tǒng)密閉。由于吸收操作處理的是氣體混合物，為防止氣體逸出造成燃燒、爆炸和中毒等事故，設(shè)備必須保證很好的密閉性。 安全使用吸收劑。吸收操作中有很多吸收劑具有腐蝕性等危險特性，在使用時應(yīng)按化學(xué)危險物質(zhì)使用注意事項操作，避免造成傷害性事故。,一、相平衡與組元分離,3.液-液萃取 萃取過程常常有易燃的稀釋劑或萃取劑的應(yīng)用。 相混合、相分離和泵輸送操作過程消除靜電。 溶質(zhì)和溶劑的回收一般采用蒸餾或蒸發(fā)操作，所以萃取也包括這些操作的危險。,一、相平衡與組元分離,4.結(jié)晶 除去與物質(zhì)有關(guān)的危險外，這個單元過程極少危險性。,二、相混合和相分離,1混合,包括液液混合、固液混合、固固混合、

32、氣氣混合、氣液混合。除與動力機(jī)械有關(guān)的普通機(jī)械危險外，還有特殊的危險。,操作時應(yīng)注意以下問題： 槳葉強(qiáng)度與轉(zhuǎn)速。采用機(jī)械攪拌進(jìn)行混合的過程，槳葉強(qiáng)度要高，安裝要牢固，攪拌轉(zhuǎn)速不能隨意提高，否則容易導(dǎo)致電機(jī)超負(fù)荷、槳葉折斷以及物料 飛濺等事故。,設(shè)備密閉。對于混合能產(chǎn)生易燃易爆或有毒物質(zhì)的過程，混合設(shè)備應(yīng)保證很好的密閉，并充人惰性氣體進(jìn)行保護(hù)。 防靜電。對于混合易燃、可燃粉塵的設(shè)備，應(yīng)有很好的接地裝置，并應(yīng)在設(shè)備上安裝爆破片。 攪拌突然停止。由于負(fù)荷過大導(dǎo)致電機(jī)燒壞或突然停電造成的攪拌停止，會導(dǎo)致物料局部過熱，引發(fā)事故。因此應(yīng)有緊急應(yīng)對措施，如設(shè)置冷卻裝置等。,二、相混合和相分離,1混合,操作時

33、應(yīng)注意以下兩點： 嚴(yán)格控制蒸發(fā)溫度。蒸發(fā)過程中，結(jié)晶、沉淀的產(chǎn)生會降低傳熱效率，導(dǎo)致局部過熱以及設(shè)備堵塞，可能引發(fā)燃燒爆炸事故。因此，要嚴(yán)格控制蒸發(fā)溫度，防止結(jié)晶、沉淀的產(chǎn)生。 保證蒸發(fā)器內(nèi)液位。蒸發(fā)過程中，應(yīng)保證蒸發(fā)器內(nèi)一定的溶液量。一旦蒸發(fā)器內(nèi)溶液被蒸干，嚴(yán)禁立即加入蒸發(fā)溶液，以防溶劑突然大量氣化引起超壓，發(fā)生爆炸事故。應(yīng)停止供熱，待冷卻后，再加料開始操作。,2蒸發(fā),二、相混合和相分離,3干燥 物質(zhì)具有的危險，決定了操作中應(yīng)注意選擇合 適的干燥方式。如物質(zhì)在加熱時放熱分解并能釋放 出大量氣體，適用于真空或惰性氣氛下的干燥， 嚴(yán)格排除火源，并采取適當(dāng)?shù)姆辣胧?禁止明火干燥。,二、相混合和

34、相分離,4過濾和離心 操作時應(yīng)注意： 防靜電。防止產(chǎn)生靜電，引起易燃液體發(fā)生燃燒事故。為防靜電，應(yīng)有良好的接地裝置。 防泄漏。避免液體泄漏，尤其是有危險性的液體，以免造成腐蝕及火災(zāi)等事故。 做好個人防護(hù)。人力作業(yè)時應(yīng)注意做好個入防護(hù)，避免發(fā)生接觸傷害等。,二、相混合和相分離,三、物料的輸送和機(jī)械加工,1物料輸送,(1)固體物料輸送 在生產(chǎn)中多采用皮帶輸送、螺旋輸送、刮板輸送以及風(fēng)力輸送等形式。存在機(jī)械危險或誤操作傷害。如皮帶傳動的情形，皮帶必須要有足夠的強(qiáng)度，松緊要適當(dāng)，在皮帶和皮帶輪接觸部位，應(yīng)該安裝防護(hù)罩。 風(fēng)力輸送物料主要憑借真空泵或風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流動力。應(yīng)注意防止設(shè)備本身的故障損壞、防止

35、系統(tǒng)堵塞和由靜電引起的粉塵爆炸。因此，采用風(fēng)力輸送時，應(yīng)盡可能采取水平輸送，減少拐彎；保證管道的密閉性。而且常選用金屬管道，有良好的接地；保證一定的氣流速度，減少摩接電荷。,(2)液體物料輸送 一般是應(yīng)用管道輸送液體物料。高位的物料可憑借其位能輸往低位。若把液體物料由低位輸往高位，或沿水平線輸送，則用泵來輸送。通常有離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵、流體運(yùn)功作用泵等。 泵送液體應(yīng)注意常規(guī)的機(jī)械安全防護(hù)，注意防止危險物料泄漏引起的危險。,三、物料的輸送和機(jī)械加工,1物料輸送,(3)氣體物料輸送 一般是由壓縮機(jī)壓送或成真空泵抽吸通過管道輸送氣體物料。 為避免爆炸，要求壓縮機(jī)氣缸、貯氣罐以及輸送管路要有足夠的強(qiáng)度。此外要安裝準(zhǔn)確可靠的壓力表和安全閥?？扇?xì)怏w輸送管道，應(yīng)該經(jīng)常保持正壓，以防吸入空氣引發(fā)爆炸事故。 注意設(shè)備密封，防止氣體外逸，引發(fā)事故。,三、物料的輸送和機(jī)械加工,1物料輸送,2粉碎和研磨 危險主要由機(jī)械故障、機(jī)械及其所在的建筑物內(nèi)的粉塵爆炸。 粉碎研磨過程應(yīng)注意以下問題： 系統(tǒng)密閉、通風(fēng)。為防止粉塵擴(kuò)散引起的各種事故，粉碎研磨設(shè)備必須要做好密閉，同時操作環(huán)境要保持良好的通風(fēng)。 系統(tǒng)內(nèi)摩