化工常見化學(xué)反應(yīng)及其安全技術(shù)

摘要】化工生產(chǎn)是以化學(xué)反應(yīng)為主要特征的生產(chǎn)過(guò)程。不同類型的化學(xué)反應(yīng)有其不同的特點(diǎn)，安全操作的技術(shù)要求亦不同。該文對(duì)化工中常見的7類化學(xué)反應(yīng)的危險(xiǎn)性及其安全問(wèn)題進(jìn)行了分析探討，提出了相應(yīng)的安全操作要求和技術(shù)措施，旨在對(duì)實(shí)際生產(chǎn)安全有所幫助。

 1 引言

化工生產(chǎn)是以化學(xué)反應(yīng)為主要特征的生產(chǎn)過(guò)程，具有易燃、易爆、有毒、有害、有腐蝕等特點(diǎn)，因此安全生產(chǎn)在化工中尤為重要。不同類型的化學(xué)反應(yīng)，因其反應(yīng)特點(diǎn)不同，潛在的危險(xiǎn)性亦不同，生產(chǎn)中規(guī)定有相應(yīng)的安全操作要求。一般情況下，中和反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、脂化反應(yīng)較少危險(xiǎn)性，操作較易控制；但不少化學(xué)反應(yīng)如氧化、硝化反應(yīng)等就存在火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)，操作較難控制，必須特別注意安全。

2 不同類型的化學(xué)反應(yīng)及其安全技術(shù)

2.1氧化反應(yīng)

絕大多數(shù)氧化反應(yīng)都是強(qiáng)放熱反應(yīng)，作為氧源的氧化劑具有助燃作用，若反應(yīng)物與空氣或氧配比不當(dāng)，反應(yīng)溫度或壓力控制失調(diào)，就易發(fā)生燃燒爆炸。因此，對(duì)氧化反應(yīng)一定要嚴(yán)格控制氧化劑的配料比，投料速度也不宜過(guò)快，并要有良好的攪拌和冷卻裝置，以防溫升過(guò)快、過(guò)高。尤其是沸點(diǎn)較低（揮發(fā)度則較大）的有機(jī)物，存在高火險(xiǎn)，如乙醚、乙醛、乙酸甲脂等具有極度易燃性，其閃點(diǎn)＜0℃；乙醇、乙苯、乙酸丙脂等具有高度易燃性，其閃點(diǎn)＜21℃。大多數(shù)化學(xué)溶劑屬于易燃性物質(zhì)，閃點(diǎn)在21-55℃。閃點(diǎn)和爆炸極限是液體火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性的主要標(biāo)志，即閃點(diǎn)越低，越易起火燃燒，燃燒爆炸的危險(xiǎn)性越大。所以，對(duì)氧化劑和反應(yīng)物料配比應(yīng)嚴(yán)格控制在爆炸范圍以外，如：乙烯氧化制環(huán)氧乙烷，必須控制氧含量＜9%，其產(chǎn)物環(huán)氧乙烷在空氣中的爆炸極限范圍很寬，為3%-100%，工業(yè)上采用加入惰性氣體（N2或CO2）的方法來(lái)縮小反應(yīng)系統(tǒng)的爆炸極限，增加其安全性。

　在使用高錳酸鹽、亞氯酸鈉、過(guò)氧化物、硝酸等強(qiáng)氧化劑時(shí)，為安全起見，應(yīng)采用低濃度或低溫操作，以免發(fā)生燃燒和爆炸。對(duì)具有高火險(xiǎn)的粉狀金屬（鈣、鈦）、氫化鉀、乙硼烷、硼化氫、磷化氫等自燃性物質(zhì)，為避免可能發(fā)生的火災(zāi)或爆炸，同樣在加工時(shí)必須與空氣隔絕，或在較低的溫度條件下操作。絕大多數(shù)氧化劑都是高毒性化合物，會(huì)造成氧化性危險(xiǎn)，有些是刺激性氣體，如硫酸、氯酸煙霧；有些是窒息性氣體，如硝酸煙霧、氯氣，所以在防火防爆的同時(shí)還要注意防毒。

2.2還原反應(yīng)

多數(shù)還原反應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程比較緩和，但不少還原反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生或使用氫，增加了發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性。如：鈉、鉀、鈣及氫化物，與水或水蒸氣會(huì)發(fā)生程度不同的水敏性放熱反應(yīng)，釋放出易燃?xì)怏w氫；氮、硫、碳、硼、硅、砷、磷類化合物與水或水蒸氣反應(yīng)，會(huì)生成揮發(fā)性氫化物；苯加氫生成環(huán)己烷，還原劑本身就具有燃燒爆炸的危險(xiǎn)性。氫氣的爆炸極限為4%-75.6%，當(dāng)反應(yīng)不僅有氫氣存在，而且又在加溫加壓條件下進(jìn)行時(shí)，若操作不當(dāng)或設(shè)備泄漏，就極易引發(fā)爆炸，所以操作中要嚴(yán)格控制溫度、壓力和流量。

常用還原劑中火險(xiǎn)大的物質(zhì)有硼氫類、氫化鈉、異丙醇鋁等。硼氫類還原劑常用鉀硼氫和鈉硼氫，它們都遇水燃燒，在潮濕的空氣中能自燃，所以應(yīng)儲(chǔ)存于干燥的密閉容器內(nèi)。采用還原性強(qiáng)而危險(xiǎn)性又小的新型還原劑如硫化鈉對(duì)安全生產(chǎn)具有重要意義，近年來(lái)已在推廣使用。

2.3硝化反應(yīng)

　硝化反應(yīng)中常用的硝化劑是濃硝酸或混酸（濃硝酸和濃硫酸的混合物），也有用氧化氮?dú)怏w作硝化劑的。制備混酸時(shí)，應(yīng)先用水將濃硫酸稀釋，在不斷攪拌和冷卻條件下加濃硝酸，并且嚴(yán)格控制溫度和酸的配比，嚴(yán)防沖料或爆炸。配制成的混酸具有強(qiáng)烈的氧化性和腐蝕性，必須防止觸及人體和衣物。

　　硝化劑是強(qiáng)氧化劑，硝化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，硝化產(chǎn)物具有爆炸性，所以硝化反應(yīng)潛在的危險(xiǎn)性較大。為避免反應(yīng)失常或產(chǎn)生爆炸，操作中必須精心控制反應(yīng)溫度和濃度，避免一切摩擦、撞擊、高溫因素，不得接觸明火和酸、堿物質(zhì)等。硝化反應(yīng)器要有良好的冷卻和攪拌裝置，要有靈敏的溫度控制和報(bào)警系統(tǒng)。同時(shí)，硝化反應(yīng)的腐蝕性很強(qiáng)，要注意設(shè)備、管道的防腐蝕性能，以防滲漏釀成事故。 (未完待續(xù)）