化工常见化学反应及其安全技术.doc

行业资料：_化工常见化学反应及其安全技术单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 13 页化工常见化学反应及其安全技术1引言化工生产是以化学反应为主要特征的生产过程，具有易燃、易爆、有毒、有害、有腐蚀等特点，因此安全生产在化工中尤为重要。不同类型的化学反应，因其反应特点不同，潜在的危险性亦不同，生产中规定有相应的安全操作要求。一般情况下，中和反应、复分解反应、脂化反应较少危险性，操作较易控制；但不少化学反应如氧化、硝化反应等就存在火灾和爆炸的危险，操作较难控制，必须特别注意安全。2不同类型的化学反应及其安全技术2.1氧化反应绝大多数氧化反应都是强放热反应，作为氧源的氧化剂具有助燃作用，若反应物与空气或氧配比不当，反应温度或压力控制失调，就易发生燃烧爆炸。因此，对氧化反应一定要严格控制氧化剂的配料比，投料速度也不宜过快，并要有良好的搅拌和冷却装置，以防温升过快、过高。尤其是沸点较低（挥发度则较大）的有机物，存在高火险，如乙醚、乙醛、乙酸甲脂等具有极度易燃性，其闪点0；乙醇、乙苯、乙酸丙脂等具有高度易燃性，其闪点21。大多数化学溶剂属于易燃性物质，闪点在21-55。闪点和爆炸极限是液体火灾爆炸危险性的主要标志，即闪点越低，越易起火燃烧，燃烧爆炸的危险性越大。所以，对氧化剂和反应物料配比应严格控制在爆炸范围以外，如：乙烯氧化制环氧乙烷，必须控制氧含量9%，其产物环氧乙烷在空气中的爆炸极限范围很宽，为3%-100%，工业上采用加入惰性气体（N2或CO2）的方法来缩小反应系统的爆炸极限，增加其安全性。在使用高锰酸盐、亚氯酸钠、过氧化物、硝酸等强氧化剂时，为安全起见，应采用低浓度或低温操作，以免发生燃烧和爆炸。对具有高火险的粉状金属（钙、钛）、氢化钾、乙硼烷、硼化氢、磷化氢等自燃性物质，为避免可能发生的火灾或爆炸，同样在加工时必须与空气隔绝，或在较低的温度条件下操作。绝大多数氧化剂都是高毒性化合物，会造成氧化性危险，有些是刺激性气体，如硫酸、氯酸烟雾；有些是窒息性气体，如硝酸烟雾、氯气，所以在防火防爆的同时还要注意防毒。2.2还原反应多数还原反应的反应过程比较缓和，但不少还原反应会产生或使用氢，增加了发生火灾爆炸的危险性。如：钠、钾、钙及氢化物，与水或水蒸气会发生程度不同的水敏性放热反应，释放出易燃气体氢；氮、硫、碳、硼、硅、砷、磷类化合物与水或水蒸气反应，会生成挥发性氢化物；苯加氢生成环己烷，还原剂本身就具有燃烧爆炸的危险性。氢气的爆炸极限为4%-75.6%，当反应不仅有氢气存在，而且又在加温加压条件下进行时，若操作不当或设备泄漏，就极易引发爆炸，所以操作中要严格控制温度、压力和流量。常用还原剂中火险大的物质有硼氢类、氢化钠、异丙醇铝等。硼氢类还原剂常用钾硼氢和钠硼氢，它们都遇水燃烧，在潮湿的空气中能自燃，所以应储存于干燥的密闭容器内。采用还原性强而危险性又小的新型还原剂如硫化钠对安全生产具有重要意义，近年来已在推广使用。2.3硝化反应硝化反应中常用的硝化剂是浓硝酸或混酸（浓硝酸和浓硫酸的混合物），也有用氧化氮气体作硝化剂的。制备混酸时，应先用水将浓硫酸稀释，在不断搅拌和冷却条件下加浓硝酸，并且严格控制温度和酸的配比，严防冲料或爆炸。配制成的混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，必须防止触及人体和衣物。硝化剂是强氧化剂，硝化反应是放热反应，硝化产物具有爆炸性，所以硝化反应潜在的危险性较大。为避免反应失常或产生爆炸，操作中必须精心控制反应温度和浓度，避免一切摩擦、撞击、高温因素，不得接触明火和酸、碱物质等。硝化反应器要有良好的冷却和搅拌装置，要有灵敏的温度控制和报警系统。同时，硝化反应的腐蚀性很强，要注意设备、管道的防腐蚀性能，以防渗漏酿成事故。2.4氯化反应常用的氯化剂有液态或气态氯、气态氯化氢和不同浓度的盐酸、三氯化磷、次氯酸钙等。最常用的氯化剂是氯气，其毒性很大，必须严防泄漏，用气瓶或储罐灌装时要密切注意外界温度和压力的影响。三氯化磷遇水会猛烈分解，易引起冲料或爆炸，所以一定要防水。化工生产中用以氯化的原料一般是甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、苯、甲苯等，它们都是易燃易爆物质。氯化反应是放热反应，芳烃氯化的反应温度较低，而烷烃和烯烃的氯化则高达300-500。在这样苛刻的反应条件下，控制温度、浓度和加料速度至关重要。另外，氯化反应器要有良好的冷却系统，设备和管道要能耐腐蚀。2.5裂解反应石油化工中的裂解是指石油烃在隔绝空气和高温条件下分子发生分解反应的过程，一般温度600，比如用轻柴油裂解制乙烯，裂解炉的出口温度近800。要排除一切可能危及裂解炉的不安全因素，维持炉内负压防止向外喷火，控制燃料气压力不得过低等。2.6聚合反应聚合反应可分成加聚反应和缩聚反应两大类，氯乙烯聚合成聚氯乙烯就是加聚反应，己二胺和己二酸反应生成尼龙-66就是缩聚反应。由于聚合物的单体大多数是易燃易爆物质，聚合反应多在高压下进行，反应本身又是放热过程，所以反应控制不当极易发生事故。例如：乙烯在130MPa-300MPa的条件下聚合成聚乙烯，此时乙烯不稳定，一旦分解会产生巨大的热量造成反应加剧，有可能引起暴聚，进而引发反应器爆炸。所以，对聚合反应中的不安全因素，如设备泄漏、加入引发剂配料不当、反应热不能及时导出等必须排除。2.7卤化反应氟、氯、溴、碘是有重要工业价值的卤族元素。卤化反应为强放热反应，氟化反应放热最强，反应最难控制。如氟与烃类的直接反应很强烈，易引发爆炸，所以气相反应一般要用惰性气体稀释。氯化反应不论气相或液相反应，都具有潜在的危险性。3防火防爆安全措施综上所述，化工生产中必须对各类化学反应所具有的燃、爆、毒、腐蚀等危害性给予高度重视，应采取以下安全措施进行防火防爆：对易燃易爆气体，控制其浓度在安全范围内；用惰性气体取代空气；把氧气浓度降至极限值以下。对易燃易爆液体，避免其蒸气浓度达到爆炸下限，采取在液面上方施加惰性气体覆盖；降低加工温度，保持较低的蒸气压，使其达不到爆炸浓度。对易燃易爆固体，加工时避免暴热和形成爆炸性粉尘，采取粉碎、研磨、筛分时施加惰性介质保护；安装降温设施，迅速移走摩擦热、撞击热；配置通风设备，使易燃粉尘迅速排除。对遇湿空气或水燃烧的物质，采取隔绝空气或防水、防潮措施。对自燃性物质，采取通风、散热、降温等措施，以免达到自燃点。为防止易燃气体、蒸气与空气混合形成爆炸性气体，设备应保持良好的密闭性，并在生产场所避免明火或火花，切实做到防火防爆。总之，重视安全生产，安全措施得当，操作严格认真，化工燃爆中毒事故就是可以避免的。第 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页化工建设项目试生产安全管理规定一、总则（一）为贯彻安全生产方针，加强对化工建设项目试生产的安全管理，保障人员安全及生产装置的正常运行，特制定本规定。（二）本规定适用于新建化学品生产企业和化学品生产企业改建、扩建项目生产装置的试生产。化学品生产企业原有生产装置、设备、设施未作改变，生产工艺、原料路线或产品品种有改变的试生产，适用本规定。（三）试生产包括单机试车、联动试车、投料试车以及相应的物料贮备。（四）与本规定相关的工程质量、职业卫生、消防安全、环境保护、特种设备及化学品管理，按现行的法规、标准、规范执行。二、术语和定义（一）单机试车：现场安装的驱动装置空负荷运转或单台机器、机组以水、空气等为介质进行的负荷试车，以检验其除介质影响外的机械性能和制造、安装质量。（二）联动试车：对规定范围内的机器、设备、管道、电气、仪表、自动控制系统等，在各自达到试车标准后，以水、空气等为介质所进行的模拟试运行，以检验其除介质影响外的全部性能和制造、安装质量。（三）投料试车：对规定范围的全部生产装置按设计文件规定的介质打通生产流程，进行各装置之间首尾衔接的试运行，以检验其除经济指标外的全部性能，并生产出合格产品。（四）中间交接：单项工程或部分装置按设计文件所规定的范围全部完成，并经管道系统和设备的内部处理、电气和仪表调试及单机试车合格后，施工单位和建设单位所作的交接工作。（五）工程交接：工厂全部装置在联动试车完成后，施工单位和建设单位按规定内容所作的交接工作。三、一般规定（一）试生产前生产装置及现场环境必须具备的条件：已通过化工建设项目设立安全审查和安全设施设计审查；试车范围内的工程已按设计文件规定的内容和标准完成；试车范围内的设备和管道系统的内部处理及耐压试验、严密性试验合格；试车范围内的电器系统和仪表装置的检测、自动控制系统、联锁及报警系统等必须符合设计文件的规定；试生产所需的水、电、汽、气及各种原辅材物料满足试生产的需要；试车现场已清理干净，道路、照明等满足试生产的需要。（二）建设单位必须建立试生产安全管理机构，明确安全管理人员，建立健全各级、各部门岗位安全生产责任制和安全管理制度、操作规程；参加试生产人员必须进行专门的安全教育和技术培训，考核合格持证上岗。（三）试生产前，建设单位必须做好试生产的各项准备工作，对设备、设施进行全面检查，做到隐患不消除不试车、条件不具备不试车、事故处理方案不落实不试车。（四）试生产总体方案中的试车计划可根据现场实际情况加以调整，内容可以逐步深化，但主要试车程序不得任意改变。前一阶段不合格，不得进行下一阶段的试车。（五）与试车相关的各生产装置、辅助系统必须统筹兼顾，首尾衔接，同步试车。（六）所有安全设施应与主体生产装置同步试车。（七）严格执行各项安全管理制度和操作规程，加强巡回检查，及时发现问题；出现异常情况，项目负责人应组织相关人员研究提出解决方案，难以及时消除并对安全有影响的，应中止运行。（八）阶段性的试生产工作完成后，必须按规范进行交接。交接资料归入技术档案。（九）化工投料试生产方案应报当地安全生产监督管理部门备案。（十）试生产期一般不超过六个月，特殊情况需要延期的，由建设单位向建设项目安全许可实施部门申请延期，经批准方可延长试生产期。申请延期应书面报告延期原因，并重新编制试生产方案。（十一）试生产结束后，中间产品、副产品、产品属于危险化学品的，应及时申请或变更安全生产许可证。四、试生产前的准备（一）单机试车驱动装置、机器或机组，安装后必须进行单机试车，其中确因受介质限制而不能进行试车的，必须经现场技术负责人批准后，留待投料试车时一并进行。单机试车时，必须设置盲板，使试车系统与其它系统隔离；单机试车必须包括保护性联锁和报警等自控装置；（二）联动试车在试车范围内的机器，除必须留待投料试车阶段进行试车的以外，单机试车已经全部合格并经中间交接后，进行联动试车。试车范围内的工程已按设计文件规定的内容和施工及验收规范的标准全部完成;试车前，试车方案中规定的工艺指标、报警及联锁整定值已确认并下达；不受工艺条件影响的仪表、保护性联锁、报警皆应参与试车，并应逐步投用自动控制系统；联动试车应达到试车的系统首尾衔接稳定运行；参加试车人员掌握开车、停车、事故处理和调整工艺条件的技术。（三）编制试生产方案化工投料试生产前由建设单位组织生产、技术部门和设计、施工单位及技术转让方共同编制试生产方案，经建设单位负责人审批报经当地安全生产监督管理部门备案后执行。试生产方案内容应符合危险化学品建设项目安全许可实施办法（国家总局第8号令）要求，并建议按以下内容编制：建设项目施工完成情况；试车目的；生产、储存的危险化学品品种和设计能力；试车组织、试车负责人及参加试车的人员；试车必须具备的条件；试车所需准备工作及检查内容的目录；试车所需外部协作条件及临时设施的方案；试车所需原料、燃料，化学药品和水、电、汽、气、备品备件等物资清单；试车程序和进度表；10开、停车及紧急事故处理的程序与要求；11试生产（使用）过程中可能出现的安全问题和对策及采取的安全措施；12试生产过程中的事故应急救援预案；13试生产（使用）起止日期。（四）物质及技术准备工作1投料试车前，工艺规程、安全规程、检修规程、分析规程及岗位操作法等下发实施；2盲板已按批准的带盲板工艺流程图安装或拆除，并经检查无误，质量合格；3投料试车装置的安全设施、应急救援器材配置到位；4安全设施已委托有资质的检测检验机构进行检验、检测合格；5投料试车装置的消防设施已经消防主管部门验收合格；6投料试车装置的环境保护和监测设施已经环保主管部门验收合格。五、试生产管理（一）投料试车在生产装置联动试车结束，缺陷消除，工程交接完成后进行投料试车。投料试车必须循序渐进，当上一道工序不稳定或下一道工序不具备条件时，不得进行下一道工序试车；投料试车时，机械、电气、仪表等操作人员应配合协调，及时做好信息沟通，做好测定数据的记录；化工分析工必须根据试车需要及时增加（调整）分析项目和频率，做好记录；化工投料试车合格后，应及时消除试车中暴露的缺陷，并逐步达到满负荷试车。（二）人员控制严格控制现场操作人员的数量，无关人员远离现场；首次投料试验过程中，项目负责人、技术负责人和安全管理人员不得擅离岗位，遇有异常情况，主要负责人应及时组织分析并采取相应的措施，确认安全后方可继续。3为确保试生产过程的顺利进行，防止事故的扩大和漫延，必要时应采取专业队伍现场安全监护。4建设项目试生产期间，建设单位应当与委托的安全评价机构加强沟通，及时对建设项目及其安全设施试生产（使用）情况进行安全验收评价。六、文件管理（一）建设单位应对试生产过程中的相关资料、文件加强管理。试生产方案、试运行情况总结、异常情况应急处置等资料应送本单位安全生产管理部门备案。（二）建设单位对其提供的有关文件、资料的真实性、可靠性负责。七、附则（一）建设单位按照本规定，结合各自的具体情况，制定实施办法。（二）本规定自公布之日起试行。第 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