2015年安全工程师《安全生产技术》复习资料:氧化反应
三、典型反应过程的安全技术
(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。
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。
(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,也能使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150℃下可自燃的氧化偶氮苯甲醚。苯胺在生产过程中如果反应条件控制不好,可生成爆炸危险性很大的环已胺。
(5)高温、高压下的氢对金属有渗碳作用,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2 m以上并设阻火器。
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