《安全生产技术》第九章辅导（四）
《安全生产技术》第九章辅导（四）
第二节 化工事故主要类型
化工安全技术与化工工艺直接相关，物料的物理处理过程和化学反应合成工序是化工工艺的两大部分，主要危险集中在化学反应合成工序，该工序的典型化学反应有氧化反应、还原反应、硝化反应、聚合反应、裂化反应等，这些反应的危险性分析是化工安全技术的基础。
一、典型化学反应危险性
（一）氧化反应
1.氧化反应的主要危险性
（1）氧化反应需要加热，同时绝大多数反应又是放热反应，因此，反应热如不及时移去，将会造成反应失控，甚至发生爆炸。
（2）氧化反应中被氧化的物质大部分是易燃、易爆物质，如乙烯氧化制取环氧乙烷、甲醇氧化制取甲醛、甲苯氧化制取苯甲酸中，乙烯是可燃气体，甲苯和甲醇是易燃液体。
（3）氧化反应中的有些氧化剂本身是强氧化剂，如高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢、过氧化苯甲酰等，具有很大的危险性，如受高温、撞击、摩擦或与有机物、酸类接触，易引起燃烧或爆炸。
（4）许多氧化反应是易燃、易爆物质与空气或氧气反应，反应投料比接近爆炸极限，如果物料配比或反应温度控制不当，极易发生燃烧爆炸。
（5）氧化反应的产品也具有火灾、爆炸危险性。如环氧乙烷、36.7%的甲醛水溶液等。
（6）某些氧化反应能生成过氧化物副产物，它们的稳定性差，遇高温或受撞击、摩擦易分解，造成燃烧或爆炸。如乙醛氧化制取醋酸过程中生成过醋酸。
硝化反应是生产染料、药物及某些炸药的重要反应。
2.氧化过程的安全措施
（1）在氧化反应中，一定要严格控制氧化剂的投料比，当以空气或氧气为氧化剂时，反应投料比应严格控制在爆炸范围以外。
（2）氧化剂的加料速度不宜过快，防止多加、错加。反应过程应有良好的搅拌和冷却装置，严格控制反应温度、流量，防止超温、超压。
（3）防止因设备、物料含有杂质为氧化剂提供催化剂，例如有些氧化剂遇金属杂质会引起分解。空气进入反应器前一定要净化，除掉灰尘、水分、油污以及可使催化剂活性降低或中毒的杂质，减少着火和爆炸的危险。
（4）反应器和管道上应安装阻火器，以阻止火焰蔓延，防止回火。接触器应有泄压装置，并尽可能采用自动控制、报警联锁装置。
（5）在设备系统中宜设置氮气、水蒸气灭火装置，以便及时扑灭火灾。
（二）还原反应
1.还原反应的主要危险性
（1）许多还原反应都是在氢气存在条件下，并在高温、高压下进行，如果因操作失误或设备缺陷发生氢气泄漏，极易发生爆炸。
（2）还原反应中使用的催化剂，如雷内镍、钯碳等，在空气中吸湿后有自燃危险，在没有点火源存在的条件下，也能把氢气和空气的混合物引燃。
（3）还原反应中使用的固体还原剂，如保险粉、氢化铝锂、硼氢化钾等，都是遇湿易燃危险品。
（4）还原反应的中间体，特别是硝基化合物还原反应的中间体，也有一定的火灾危险，例如，邻硝基苯甲醚还原为邻氨基苯甲醚过程中，产生
（5）高温、高压下的氢对金属有脱碳作用，易造成氢腐蚀。
2.还原反应过程的安全措施
（1）操作过程中一定要严格控制温度、压力、流量等各种反应参数和反应条件。
（2）注意催化剂的正确使用和处置。雷内镍、钯碳等催化剂平时不能暴露在空气中，要浸在酒精中。反应前必须用氮气置换反应器内的全部空气，经测定确认氧含量符合要求后，方可通入氢气。反应结束后，应先用氮气把氢气置换掉，才可出料，以免空气与反应器内的氢气混合，在催化剂自燃的情况下发生爆炸。
（3）注意还原剂的正确使用和处置。例如，氢化铝锂应浸没在煤油中储存。使用时应先用氮气置换干净，在氮气保护下投料和反应。
（4）对设备和管道的选材要符合要求，并定期检测，以防止因氢腐蚀造成事故。
（5）车间内的电气设备必须符合防爆要求，厂房通风要好，且应采用轻质屋顶，设置天窗或风帽，使氢气易于逸出，尾气排放管要高出屋脊
（三）硝化反应
1.硝化反应的主要危险性
（1）硝化反应是放热反应，温度越高，硝化反应的速度越快，放出的热量越多，极易造成温度失控而爆炸。
（2）被硝化的物质大多为易燃物质，有的兼具毒性，如苯、甲苯、脱脂棉等，使用或储存不当时，易造成火灾。
（3）混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，与有机物特别是不饱和有机物接触即能引起燃烧。硝化反应的腐蚀性很强，会导致设备的强烈腐蚀。混酸在制备时，若温度过高或落入少量水，会促使硝酸的大量分解，引起突沸冲料或爆炸。
（4）硝化产品大都具有火灾、爆炸危险性，尤其是多硝基化合物和硝酸酯，受热、摩擦、撞击或接触点火源，极易爆炸或着火。
2.硝化反应过程的安全措施
（1）制备混酸时，应严格控制温度和酸的配比，并保证充分的搅拌和冷却条件，严防因温度猛升而造成的冲料或爆炸。不能把未经稀释的浓硫酸与硝酸混合。稀释浓硫酸时，不可将水注入酸中。
（2）必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等有机物接触，避免因强烈氧化而发生燃烧爆炸。
（3）应仔细配制反应混合物并除去其中易氧化的组分，不得有油类、酐类、甘油、醇类等有机物杂质，含水也不能过高；否则，此类杂质与酸作用易引发爆炸事故。
（4）硝化过程应严格控制加料速度，控制硝化反应温度。硝化反应器应有良好的搅拌和冷却装置，不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。硝化器应安装严格的温度自动调节、报警及自动连锁装置，当超温或搅拌故障时，能自动报警并停止加料。硝化器应设有泄爆管和紧急排放系统，一旦温度失控，紧急排放到安全地点。
（5）处理硝化产物时，应格外小心，避免摩擦、撞击、高温、日晒，不能接触明火、酸、碱等。管道堵塞时，应用蒸气加温疏通，不得用金属棒敲打或明火加热。
（6）要注意设备和管道的防腐，确保严密不漏。
（四）聚合反应
1.聚合反应的主要危险性
（1）聚合反应中使用的单体、溶剂、引发剂、催化剂等大多是易燃、易爆物质，使用或储存不当时，易造成火灾、爆炸。如聚乙烯的单体乙烯是可燃气体，顺丁橡胶生产中的溶剂苯是易燃液体，引发剂金属钠属遇湿易燃危险品。
（2）许多聚合反应在高压条件下进行，单体在压缩过程中或在高压系统中易泄漏，发生火灾、爆炸。例如，乙烯在130～300 MPa的压力下聚合合成聚乙烯。
（3）聚合反应中加入的引发剂都是化学活性很强的过氧化物，一旦配料比控制不当，容易引起爆聚，反应器压力骤增，易引起爆炸。
（4）聚合物分子量高，黏度大，聚合反应热不易导出，一旦遇到停水、停电、搅拌故障时，容易挂壁和堵塞，造成局部过热或反应釜飞温，发生爆炸。
2.聚合反应过程的安全措施
（1）应设置可燃气体检测报警器，一旦发现设备、管道有可燃气体泄漏，将自动停车。
（2）反应釜的搅拌和温度应有检测和联锁装置，发现异常能自动停止进料。
（3）高压分离系统应设置爆破片、导爆管，并有良好的静电接地系统，一旦出现异常，及时泄压。
（4）对催化剂、引发剂等要加强储存、运输、调配、注入等工序的严格管理。
（5）注意防止爆聚现象的发生。
（6）注意防止黏壁和堵塞现象的发生。
（五）裂化反应
裂化有时又称为裂解，是指有机化合物在高温下分子发生分解的反应过程。而石油产品的裂化主要是以重油为原料，在加热、加压或催化剂作用下，分子量较高的烃类发生分解反应生成分子量较小的烃类，再经分馏而得到裂化气、汽油、煤油和残油等产品。
裂化可分为热裂化、催化裂化、加氢裂化3种类型。
1.热裂化
（1）热裂化的主要危险性。
1）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，漏出会立即着火。
2）热裂化过程产生大量的裂化气，如泄漏会形成爆炸性气体混合物，遇加热炉等明火，会发生爆炸。
（2）热裂化反应过程的安全措施
1）要严格遵守操作规程，严格控制温度和压力；
2）由于热裂化的管式炉经常在高温下运转，要采用高镍铬合金钢制造；
3）裂解炉炉体应设有防爆门，备有蒸气吹扫管线和其他灭火管线，以防炉体爆炸和用于应急灭火。设置紧急放空管和放空罐，以防止因阀门不严或设备漏气造成事故；
4）设备系统应有完善的消除静电和避雷措施。高压容器、分离塔等设备均应安装安全阀和事故放空装置。低压系统和高压系统之间应有止逆阀。配备固定的氮气装置、蒸气灭火装置；
5）应备有双路电源和水源，保证高温裂解气直接喷水急冷时的用水用电，防止烧坏设备。发现停水或气压大于水压时，要紧急放空；
6）应注意检查、维修、除焦，避免炉管结焦，使加热炉效率下降，出现局部过热，甚至烧穿；
2.催化裂化
（1）催化裂化的主要危险性。
（2）催化裂化过程的安全措施
3.加氢裂化
加氢裂化是在催化剂及氢存在条件下，使重质油发生催化裂化反应，同时伴有烃类加氢、异构化等反应，从而转化为质量较好的汽油、煤油和柴油等轻质油的过程。加氢裂化是20世纪60年代发展起来的新工艺。
（1）加氢裂化的主要危险性。
加氢裂化在高温、高压下进行，且需要大量氢气，一旦油品和氢气泄漏，极易发生火灾或爆炸。加氢是强烈的放热反应。氢气在高压下与钢接触，钢材内的碳分子易与氢气发生反应生成碳氢化合物，使钢的强度降低，产生氢脆。
（2）加氢裂化过程的安全措施
1）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。
2）加热炉要平稳操作，防止局部过热，防止炉管烧穿。
3）反应器必须通冷氢以控制温度。
二、爆炸危险环境分类
1.气体、蒸汽爆炸危险环境
2.粉尘、纤维爆炸危险环境
3.火灾危险环境
4.可燃气体的火灾危险性分类
三、雷击
（一）直击雷
（二）静电感应雷
（三）电磁感应雷
（四）球雷
（五）雷电的特点
1.雷电流幅值很大。
2.冲击电压很高。
3.冲击性强。
4.雷电流陡度大，有高频特征。
（六）雷电的危害
1.爆炸和火灾；
2.电击；
3.毁坏设备和设施；
4.大规模停电。
四、静电
五、中毒
化工生产中常见硫化氢H2S中毒，炼油化工装置内硫化氢中毒的危险源（点）在于：10个位置，参见教材P446。
硫化氢的特点：为无色气体，具有臭鸡蛋气味。是一种神经毒剂，亦为窒息性和刺激性气体。
硫化氢中毒的特点：
（1）硫化氢最主要的危险是意外接触能导致电击式快速死亡。
（2）不能根据臭味来判断危险场所硫化氢的浓度。
