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典型化学反应的危险性分析

三氯化氮是一种爆炸性物质,与许多有机物接触或加热至90℃以上以及被撞击,即发生剧烈地分解爆炸。爆炸分解式如下:  

  2NCl3——N2+3C12

  因此盐水配制必须严格控制质量,尤其是铁、钙、镁和无机铵盐的含量。一般要求 Mg2+<2mgLCa2+<6mgLSO42-<5mgL。应尽可能采取盐水纯度自动分析装置,这样可以观察盐水成分的变化,随时调节碳酸钠、苛性钠、氯化钡或丙烯酸胺的用量。

  (2)盐水添加高度应适当在操作中向电解糟的阳极室内添加盐水,如盐水液面过低,氢气有可能通过阴极网渗入到阳极室内与氯气混合;若电解槽盐水装得过满,在压力下盐水会上涨,因此,盐水添加不可过少或过多,应保持一定的安全高度。采用盐水供料器应间断供给盐水,以避免电流的损失,防止盐水导管被电流腐蚀(目前多采用胶管)

  (3)防止氢气与氯气混合氢气是极易燃烧的气体,氯气是氧化性很强的有毒气体,一旦两种气体混合极易发生爆炸,当氯气中含氢量达到5%以上,则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。造成氢气和氯气混合的原因主要是:阳极室内盐水液面过低;电解槽氢气出口堵塞,引起阴极室压力升高;电解槽的隔膜吸附质量差;石棉绒质量不好,在安装电解槽时碰坏隔膜,造成隔膜局部脱落或者送电前注入的盐水量过大将隔膜冲坏,以及阴极室中的压力等于或超过阳极室的压力时,就可能使氢气进入阳极室等,这些都可能引起氯气中含氢量增高。此时应对电解槽进行全面检查,将单槽氯含氢浓度控制在2%以下,总管氯含氢浓度控制在04%以下。

  (4)严格电解设备的安装要求由于在电解过程中氢气存在,故有着火爆炸的危险,所以电解槽应安装在自然通风良好的单层建筑物内,厂房应有足够的防爆泄压面积。

  (5)掌握正确的应急处理方法在生产中当遇突然停电或其他原因突然停车时,高压阀不能立即关闭,以免电解槽中氯气倒流而发生爆炸。应在电解槽后安装放空管,以及时减压,并在高压阀门上安装单向阀,以有效地防止跑氯,避免污染环境和带来火灾危险。

5 聚合

  将若干个分子结合为一个较大的组成相同而分子量较高的化合物的反应过程为聚合。

  如氯乙烯聚合生产聚氯乙烯塑料、丁二烯聚合生产顺丁橡胶和丁苯橡胶等。

  聚合按照反应类型可分为加成聚合和缩合聚合两大类;按照聚合方式又可分为本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合、缩合聚合五种。

  (1)本体聚合

  本体聚合是在没有其他介质的情况下(如乙烯的高压聚合、甲醛的聚合等),用浸在冷却剂中的管式聚合釜(或在聚合釜中设盘管、列管冷却)进行的一种聚合方法。这种聚合方法往往由于聚合热不易传导散出而导致危险。例如在高压聚乙烯生产中,每聚合1公斤乙烯会放出38MJ的热量,倘若这些热量未能及时移去,则每聚合1%的乙烯,即可使釜内温度升高1213℃,待升高到一定温度时,就会使乙烯分解,强烈放热,有发生暴聚的危险。一旦发生暴聚,则设备堵塞,压力骤增,极易发生爆炸。

  (2)溶液聚合

  溶液聚合是选择一种溶剂,使单体溶成均相体系,加入催化剂或引发剂后,生成聚合物的一种聚合方法。这种聚合方法在聚合和分离过程中,易燃溶剂容易挥发和产生静电火花。

  (3)悬浮聚合

  悬浮聚合是用水作分散介质的聚合方法。它是利用有机分散剂或无机分散剂,把不溶于水的液态单体,连同溶在单体中的引发剂经过强烈搅拌,打碎成小珠状,分散在水中成为悬浮液,在极细的单位小珠液滴(直径为01um)中进行聚合,因此又叫珠状聚合。这种聚合方法在整个聚合过程中,如果没有严格控制工艺条件,致使设备运转不正常,则易出现溢料,如若溢料,则水分蒸发后未聚合的单体和引发剂遇火源极易引发着火或爆炸事故。

  (4)乳液聚合

  乳液聚合是在机械强烈搅拌或超声波振动下,利用乳化剂使液态单体分散在水中(珠滴直径0001001um),引发剂则溶在水里而进行聚合的一种方法。这种聚合方法常用无机过氧化物(如过氧化氢)作引发剂,如若过氧化物在介质()中配比不当,温度太高,反应速度过快,会发生冲料,同时在聚合过程中还会产生可燃气体。

  (5)缩合聚合

  缩合聚合也称缩聚反应,是具有两个或两个以上功能团的单体相互缩合,并析出小分子副产物而形成聚合物的聚合反应。缩合聚合是吸热反应,但由于温度过高,也会导致系统的压力增加,甚至引起爆裂,泄漏出易燃易爆的单体。

6 催化

  催化反应是在催化剂的作用下所进行的化学反应。例如氮和氢合成氨,由二氧化硫和氧合成三氧化硫,由乙烷和氧合成环氧乙烷等都是属于催化反应。

  催化的火灾危险性:

  (1)反应操作在催化过程中若催化剂选择的不正确或加入不适量,易形成局部反应激烈;另外,由于催化大多需在一定温度下进行,若散热不良、温度控制不好等,很容易发生超温爆炸或着火事故。

  (2)催化产物在催化过程中有的产生氯化氢,氯化氢有腐蚀和中毒危险;有的产生硫化氢,则中毒危险更大,且硫化氢在空气中的爆炸极限较宽(43%~455),生产过程中还有爆炸危险;有的催化过程产生氢气,着火爆炸的危险更大,尤其在高压下,氢的腐蚀作用可使金属高压容器脆化,从而造成破坏性事故。

  (3)原料气原料气中某种能与催化剂发生反应的杂质含量增加,可能成为爆炸危险物,这是非常危险的。例如,在乙烯催化氧化合成乙醛的反应中,由于催化剂体系中常含有大量的亚铜盐,若原料气中含乙炔过高,则乙炔就会与亚铜盐反应生成乙炔铜。乙炔铜为红色沉淀,是一种极敏感的爆炸物,自燃点在260270℃之间,干燥状态下极易爆炸,在空气作用下易氧化成暗黑色,并易于起火。

7 裂化

  裂化有时又称裂解,是指有机化合物在高温下分子发生分解的反应过程。裂化可分为热裂化、催化裂化、加氢裂化三种类型。

  (1)热裂化

  热裂化在高温高压下进行,装置内的油品温度一般超过其自燃点,若漏出油品会立即起火;热裂化过程中产生大量的裂化气,且有大量气体分馏设备,若漏出气体,会形成爆炸性气体混合物,遇加热炉等明火,有发生爆炸的危险。在炼油厂各装置中,热裂化装置发生的火灾次数是较多的。

  (2)催化裂化

  催化裂化一般在较高温度(460520)0102MPa压力下进行,火灾危险性较大。若操作不当,再生器内的空气和火焰进入反应器中会引起恶性爆炸。U形管上的小设备和小阀门较多,易漏油着火。在催化裂化过程中还会产生易燃的裂化气,以及在烧焦活化催化剂不正常时,还可能出现可燃的一氧化碳气体。

  (3)加氢裂化

  由于加氢裂化使用大量氢气,而且反应温度和压力都较高,在高压下钢与氢气接触,钢材内的碳分子易被氢气所夺取,使碳钢硬度增大而降低强度,产生氢脆,如设备或管道检查或更换不及时,就会在高压(1015MPa)下发生设备爆炸。另外,加氢是强烈的放热反应,反应器必须通冷氢以控制温度。因此,要加强对设备的检查,定期更换管道、设备,防止氢脆造成事故;加热炉要平稳操作,防止设备局部过热,防止加热炉的炉管烧穿或者高温管线、反应器漏气而引起着火。

8 氯化

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