【干貨】化學(xué)合成過(guò)程中的工藝安全
化學(xué)合成過(guò)程中的工藝安全
化學(xué)合成生產(chǎn)工藝復(fù)雜,包括回流、蒸餾、冷凍、酸化、堿化、壓濾等工藝過(guò)程,常有高溫、高壓、負(fù)壓,并大量使用易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)物品。??
?許多化學(xué)單元反應(yīng)有燃燒爆炸危險(xiǎn),反應(yīng)中產(chǎn)生的中間體或副產(chǎn)品也大多易燃易爆,有些反應(yīng)還使用活性鎳、鈀炭等極易自燃的物質(zhì)作為催化劑。所以化學(xué)合成生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)性較大。??
?一、備料???
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),易燃易爆、劇毒、腐蝕、強(qiáng)氧化劑、遇水燃燒等危險(xiǎn)化學(xué)物品的存量原則上不得超過(guò)一天用量。???
性質(zhì)相抵觸的原料應(yīng)定點(diǎn)分開(kāi)存放,彼此不得混淆。根據(jù)原料的理化性質(zhì)制訂配料安全操作法。配料時(shí)應(yīng)保證做到品名、規(guī)格、數(shù)量準(zhǔn)確,并應(yīng)做好復(fù)核,作好記錄,以免配比失誤,引起反應(yīng)異常而發(fā)生火災(zāi)等危險(xiǎn)。??
? 二、投料???
一般有三種方式,各有不同的防火要求,但都應(yīng)正確掌握投料的先后順序。??
?1、壓入投料。氣體原料的投料大多采用壓入法。壓料時(shí)必須控制壓力。由氣體鋼瓶供氣時(shí),應(yīng)該通過(guò)減壓閥減壓后經(jīng)緩沖罐向反應(yīng)器輸入氣體,其壓力與容器內(nèi)的氣體壓力產(chǎn)差值不得超過(guò)1.5kg/cm2,以防止氣體流速過(guò)快,在出口處形成強(qiáng)烈噴射而產(chǎn)生靜電。在壓入易燃?xì)怏w前,應(yīng)先用氮?dú)獾榷栊詺怏w驅(qū)凈反應(yīng)器及管道內(nèi)的空氣。反應(yīng)器、壓料管、放置氣體鋼瓶的平臺(tái)或磅秤應(yīng)該接地。???
液體原料的投料可采用高位槽,讓液體利用自重流入反應(yīng)器。此法壓力不大,流速不快,比較安全。但是當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)部有壓力時(shí),必須加壓投料,如系易燃液體,應(yīng)用惰性氣體送壓,不得采用壓縮空氣,以防形成爆炸性混合物。壓送管路上應(yīng)裝逆止閥,以防物料倒灌。輸送過(guò)程中要注意流速,防止產(chǎn)生靜電。如果用泵輸送,宜采用易燃液體的專(zhuān)用泵,如磁力泵、Y型液態(tài)烴泵,蒸氣往復(fù)泵等。如果用普通的離心泵和齒輪泵,則必須用有色金屬制造葉輪,以防葉輪與鐵殼相碰而產(chǎn)生火花。陶瓷泵或玻璃泵因?qū)щ姴涣?,易產(chǎn)生靜電,不得用于輸送易燃液體。加壓投料裝置的出口最好呈喇叭形,這樣可降低出口處的流速,防止物料迅猛噴射,產(chǎn)生靜電,并應(yīng)有良好的接地。???
2、負(fù)壓抽料。粉末或小顆粒物料投料不宜采用壓縮空氣壓送,以免粉塵飛揚(yáng)。若采用負(fù)壓抽料,相對(duì)說(shuō)來(lái)比較安全。抽料時(shí),設(shè)備接真空系統(tǒng),反應(yīng)器到真空管路入口處應(yīng)有過(guò)濾網(wǎng)或水洗器,以防止粉塵抽入真空管道內(nèi)。吸料管道如為絕緣體,則內(nèi)外壁均應(yīng)有螺旋狀銅襯繞,銅絲網(wǎng)和反應(yīng)器均應(yīng)接地。使用導(dǎo)電體管道,可省去銅絲網(wǎng),但仍需接地。如果反應(yīng)器內(nèi)有低沸點(diǎn)的易燃液體存在,則不宜采用負(fù)壓抽料法。液體原料一般可以用負(fù)壓抽料法投料,整個(gè)抽吸系統(tǒng)都應(yīng)接地。抽料時(shí)應(yīng)將進(jìn)料管伸入反應(yīng)器底部靠壁,管徑要大,流速要慢,初速最好控制在1米/秒以?xún)?nèi),因開(kāi)始輸送時(shí),易燃液體前方存在易燃液體蒸氣和空氣的混合物,遇靜電火花會(huì)發(fā)生爆炸。嚴(yán)禁在液面上噴射液料,以免產(chǎn)生靜電。???
易燃液體用抽吸法投料時(shí),液體溫度至少應(yīng)比沸點(diǎn)低30℃。液溫高時(shí)應(yīng)先降溫再抽料,以防液體大量汽化損失,造成配比不準(zhǔn)、反應(yīng)異常而產(chǎn)生火災(zāi)危險(xiǎn)。???
3、人工投料。易燃、有毒的液體原料不宜采用人工傾倒法投料。???
固體物料除用吸入法投料外,大多采用人工投料。投料順序應(yīng)符合防爆要求,原則上是低溫投料,投料全部結(jié)束后再加熱。如果原料配比中有水,在不影響反應(yīng)的前提下,應(yīng)該先投水,后投固體,最后加入易燃液體。如果無(wú)水,則應(yīng)先投固體物料,后加液體物料,以免投料時(shí)有易燃液體蒸氣逸出。在向有易燃液體的反應(yīng)器內(nèi)投入固體物料時(shí),如果固體物料盛放在合成纖維或塑料薄膜制成的袋內(nèi),則不能向反應(yīng)器直接投料,以防摩擦產(chǎn)生靜電火花而發(fā)生危險(xiǎn)。應(yīng)先將物料倒入木桶內(nèi),再?gòu)哪就爸械谷敕磻?yīng)器,釜口殘粉嚴(yán)禁用尼龍布等高電阻、低吸水率的合成纖維抹布揩擦,以防產(chǎn)生靜電火花。???
三、化學(xué)反應(yīng)單元操作???
化學(xué)合成的反應(yīng)種類(lèi)較多,包括氧化、氯化、硝化、重氮化、加成、水解、酸化、堿化等。但是就單元操作而論,不外乎加熱、加壓、回流、蒸餾、冷卻、負(fù)壓、攪拌等,現(xiàn)將其防火要求分述如下。???
1、加熱???
溫度是化工生產(chǎn)中主要的工藝參數(shù)之一。加熱是控制溫度的重要手段,其操作的關(guān)鍵是按規(guī)定嚴(yán)格控制溫度的范圍和升溫速度。溫度過(guò)高會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速度加快,若是放熱反應(yīng),則放熱量增加,一旦散熱不及時(shí),溫度失控,發(fā)生沖料,甚至?xí)鹑紵捅āI郎厮俣冗^(guò)快不僅難以控制反應(yīng)溫度,而且還會(huì)損壞設(shè)備。例如,升溫過(guò)快會(huì)使帶有襯里的及各種加熱爐、反應(yīng)爐等設(shè)備損壞。???
化工生產(chǎn)中的加熱方式有直接火加熱(包括煙道氣加熱)、蒸汽或熱水加熱、載體加熱及電加熱。加熱溫度在100℃以下的,常用熱水或蒸汽加熱;100~140℃用蒸汽加熱器;超過(guò)140℃則用加熱爐直接加熱或用熱載體加熱;超過(guò)250℃時(shí),一般用電加熱。???
用高壓蒸汽加熱時(shí),對(duì)設(shè)備耐壓要求高,須嚴(yán)防泄漏或與物料混合,避免造成事故。使用熱載體加熱時(shí),要防止熱載體循環(huán)系統(tǒng)堵塞,熱油噴出,釀成事故。使用電加熱時(shí),電氣設(shè)備要符合防爆要求。???
直接火加熱危險(xiǎn)性最大,溫度不易控制,可能造成局部過(guò)熱燒壞設(shè)備,引起易燃物質(zhì)的分解爆炸。當(dāng)加熱溫度接近或超過(guò)物料的自燃點(diǎn)時(shí),應(yīng)采用惰性氣體保護(hù)。若加熱溫度接近物料分解溫度,此生產(chǎn)工藝稱(chēng)為危險(xiǎn)工藝,必須設(shè)法改進(jìn)工藝條件,如采用負(fù)壓或加壓操作。???
2、冷卻???
在化工生產(chǎn)中,反應(yīng)物料冷卻至大氣溫度以上時(shí),可以用空氣或循環(huán)水作冷卻介質(zhì);冷卻溫度在15℃以上,可以用地下水或冷水;冷卻溫度在0~15℃之間,可以用冷凍鹽水。還可以借助某種沸點(diǎn)較低的介質(zhì)的蒸發(fā)從需冷卻的物料中取得熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻。???
常用的介質(zhì)有氟里昂、液氨等,此時(shí)物料被冷卻的溫度可達(dá)-15℃左右。更低溫度的冷卻,屬于冷凍的范圍。如石油氣、裂解氣的分離采用深度冷凍,介質(zhì)需冷卻至-100℃以下。冷卻操作時(shí)冷卻不能中斷,否則會(huì)造成積熱,系統(tǒng)溫度、壓力驟增,引起爆炸。開(kāi)車(chē)時(shí),應(yīng)先通入冷卻;停車(chē)時(shí),應(yīng)先停加物料,后停冷卻系統(tǒng)。有些凝固點(diǎn)較高的物料,遇冷易變得粘稠或凝固,在冷卻時(shí)要注意控制溫度,防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。???
3、加壓??
?凡操作壓力超過(guò)大氣壓的都屬于加壓操作。加壓操作所使用的設(shè)備要符合壓力窗口的要求。加壓系統(tǒng)不得泄漏,否則在加壓下物料會(huì)高速?lài)姵?,產(chǎn)生靜電而引起火災(zāi)爆炸事故。所用的各種儀表及安全設(shè)施(如爆破泄壓片、緊急排放管等)必須齊全完好。負(fù)壓操作即低于大氣壓的操作。負(fù)壓系統(tǒng)的設(shè)備,必須符合強(qiáng)度要求,以防在負(fù)壓下把設(shè)備抽癟。負(fù)壓系統(tǒng)必須有良好的密封,否則一旦空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部,會(huì)與設(shè)備內(nèi)有機(jī)物料形成爆炸性混合物,易引起爆炸。當(dāng)需要恢復(fù)常壓時(shí),應(yīng)待溫度降低后,緩緩放進(jìn)空氣或充入氮?dú)猓ㄗh最好采用充入氮?dú)舛栊詺怏w,以防自燃或爆炸。???
4、冷凍???
化工生產(chǎn)過(guò)程中,常會(huì)遇到氣體的液化、低溫分離以及物料的輸送、儲(chǔ)藏等,需將物料降到比0℃更低的溫度,這就需要進(jìn)行冷凍。冷凍操作其實(shí)質(zhì)是利用冷凍劑不斷地從被冷凍物體吸收熱量,并傳給高瀑物質(zhì)(水或空氣),以使被冷凍物體溫度降低。制冷劑自身通過(guò)壓縮-冷卻-蒸發(fā)(或節(jié)流、膨脹)循環(huán)過(guò)程,反復(fù)使用。工業(yè)上常用的致冷劑有液氨、氟里昂。對(duì)于制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路,應(yīng)注意耐壓等級(jí)和氣密性,防止泄漏。此外還應(yīng)注意低溫部分的材質(zhì)選擇。???
5、物料輸送
在化工生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常需要將各種原料、中間休、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方。由于所輸送物料的形態(tài)不同(塊狀、粉狀、液體、氣體),所采用的輸送方式也各異,但不論采取何種形式的輸送,保證它們的安全運(yùn)行都是十分重要的。???
固體塊狀和粉狀物料的輸送一般多采用皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送器、刮板輸送機(jī)、鏈子輸送機(jī)、斗式提升機(jī)以及氣流輸送等多種方式。這類(lèi)輸送設(shè)備除了其本身會(huì)發(fā)生故障外,還會(huì)造成人身傷害。因此除要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的常規(guī)維護(hù)外,還應(yīng)對(duì)齒輪、皮帶、鏈條等部位采取防護(hù)措施。???
氣流輸送分為吸送式或壓送式。氣流輸送系統(tǒng)除設(shè)備本身會(huì)產(chǎn)生故障之外,最大的問(wèn)題是系統(tǒng)的堵塞和由靜電引起的粉塵爆炸。粉料氣流系統(tǒng)應(yīng)保持良好的嚴(yán)密性,其管道材料應(yīng)選擇導(dǎo)電性材料并有良好的接地。如果采用絕緣材料管道,則管外應(yīng)采取接地措施;不應(yīng)超過(guò)該物料允許的流速。粉料不要堆積管內(nèi),要及時(shí)清理管壁。用各種類(lèi)輸送可燃液體時(shí),其管內(nèi)流速不應(yīng)超過(guò)安全速度。???
在化工廠生產(chǎn)中,也有用壓縮空氣為動(dòng)力來(lái)輸送一些酸堿等有腐蝕性液體的,這些設(shè)備也屬于壓力容器,要有足夠的強(qiáng)度。在輸送有爆炸性或燃燒性物料時(shí),要采用氮?dú)?、二氧化碳等惰性氣體代替空氣,以防造成燃燒或爆炸。???
6、熔融???
在化工生產(chǎn)中常常將某些固體物料(如苛性鈉、苛性鉀、萘、磺酸等)熔融之后進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。堿熔過(guò)程中的堿屑或堿液飛濺到皮膚上或眼睛里會(huì)造成灼傷。堿融物和磺酸鹽中若含有無(wú)機(jī)鹽等雜質(zhì),應(yīng)盡量除掉,否則這些無(wú)機(jī)鹽因不熔融會(huì)造成局部過(guò)熱、燒焦,致使熔融物噴出,容易造成燒傷。熔融過(guò)程一般在150~350℃下進(jìn)行,為防止局部過(guò)熱,必須不間斷地?cái)嚢琛???
7、干燥???
在化工生產(chǎn)中將固體和液體分離的操作方法是過(guò)濾,要進(jìn)一步除去固體中液體的方法是干燥。干燥操作有常壓和減壓,也有連續(xù)與間斷之分。用來(lái)干燥的介質(zhì)有空氣、煙道氣等。此外還有升華干燥(冷凍干燥)、高頻干燥和紅外干燥。干燥過(guò)程要嚴(yán)格控制溫度,防止局部過(guò)熱造成物料分解爆炸。在干燥過(guò)程中散發(fā)出來(lái)的易燃易爆氣體或粉塵,不應(yīng)與明火和高溫表面接觸,防止?jié)舛冗^(guò)高而發(fā)生燃爆。在氣流干燥中應(yīng)有防靜電措施,在滾筒干燥中應(yīng)適當(dāng)調(diào)正利刀與筒壁的間隙,防止產(chǎn)生火花(其防火要求下面將作詳述)。???
8、蒸發(fā)與蒸餾???
蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中所含溶劑不斷氣化,以提高溶液中溶質(zhì)的濃度,或使溶質(zhì)析出的物理過(guò)程。蒸發(fā)按其操作壓力不同可分為常壓、加壓和減壓蒸發(fā)。按蒸發(fā)所需熱量的利用次數(shù)不同可分為單效和多效蒸發(fā)。???
凡蒸發(fā)的溶液皆具有一定的特性。如溶質(zhì)在濃縮過(guò)程中可能有結(jié)晶、沉淀和污垢生成,這些都能導(dǎo)致傳熱效率的降低,并產(chǎn)生局部過(guò)熱,促使物料分解、燃燒和爆炸。因此要控制蒸發(fā)溫度。為防止熱敏性物質(zhì)的分解,可采用真空蒸發(fā)的方法,降低蒸發(fā)溫度,或采用高效蒸發(fā)器,增加蒸發(fā)面積,減少停留時(shí)間。???
對(duì)具有腐蝕性的溶液,要合理選擇蒸發(fā)器的材質(zhì)。蒸餾是借液體混合物各組分揮發(fā)度的不同,使其分離為純組分的操作。蒸餾操作可分為間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾。按壓力分為常壓、減壓和加壓(高壓)蒸餾。此外還有特殊蒸餾---水蒸汽蒸餾、萃取蒸餾、恒沸蒸餾和分子蒸餾。???
在安全技術(shù)上,對(duì)不同的物料應(yīng)選擇正確的蒸餾方法和設(shè)備。在處理難于揮發(fā)的物料時(shí)(常壓下沸點(diǎn)在150℃以上)應(yīng)采用真空蒸餾,這樣可以降低蒸餾溫度,防止物料在高溫下分解、變質(zhì)或聚合。在處理中等揮發(fā)性物料(沸點(diǎn)為100℃左右)時(shí),采用常壓蒸餾。對(duì)于沸點(diǎn)低于30℃的物料,則應(yīng)采用加壓蒸餾。水蒸汽蒸餾通常用于在常壓下沸點(diǎn)較高,或在沸點(diǎn)時(shí)容易分解的物質(zhì)的蒸餾。也常用于高沸點(diǎn)物料與不揮發(fā)雜質(zhì)的分離,但只限于所得到的產(chǎn)品完全不溶于水。萃取蒸餾與恒沸蒸餾主要用于分離由沸點(diǎn)極接近或恒沸組成的各組分難以用普通蒸餾方法分離的混合物。???
分子蒸餾是一種相當(dāng)于絕對(duì)真空下進(jìn)行的一種真空蒸餾。在這種條件下,分子間的相互吸引力減少,物質(zhì)的揮發(fā)度提高,使液體混合物中難以分離的組分容易分開(kāi)。由于分子蒸餾降低了蒸餾溫度,所以可以防止或減少有機(jī)物的分解。???
9、回流???
加熱回流含有易燃液體的物料時(shí),回流系統(tǒng)內(nèi)充滿(mǎn)了易燃液體的蒸氣,危險(xiǎn)性較大。關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制加熱溫度和保證冷凝器冷卻效果。其次,回流容器的充滿(mǎn)系數(shù):反應(yīng)器為70%左右,球形玻璃瓶為50~60%,裝載系數(shù)絕對(duì)不能超過(guò)90%,否則易沖料。???
10、酸化或堿化???
用酸、堿調(diào)節(jié)酸堿度,一般不增加燃燒危險(xiǎn)性。但是有的物質(zhì)遇酸會(huì)發(fā)生反應(yīng),而出現(xiàn)火災(zāi)危險(xiǎn)。例如鉀硼氫或鈉硼氫在堿性條件下很穩(wěn)定,但在酸性條件下會(huì)迅速分解有,放出大量氫氣,同時(shí)產(chǎn)生高熱,燃燒爆炸的危險(xiǎn)性極大。又如無(wú)水重氮化合物遇酸有爆炸危險(xiǎn)。所以酸化時(shí)要小心,加酸或加堿不可搞錯(cuò)。硝酸、硫酸的危險(xiǎn)懷比鹽酸大,因此除工藝上有特殊要求外,一般宜采用鹽酸調(diào)節(jié)酸堿度。如果工藝要求用硫酸酸化,則應(yīng)率先稀釋硫酸,因?yàn)闈饬蛩岬难趸詮?qiáng),遇水會(huì)放出熱量,很不安全。???
堿化的危險(xiǎn)性比酸化小,只要控制加堿速度,注意溫度變化,一般比較安全。??
?11、攪拌???
攪拌速度快,物料與器壁、物料與攪拌器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度也快。如果器壁或攪拌器是絕緣體(如搪玻璃),或雖非絕緣體但接地不良,則不可忽視產(chǎn)生靜電的危險(xiǎn)。一般容積大于300升,攪拌速度在60轉(zhuǎn)/分以上,物料與攪拌器和器壁的相對(duì)而言運(yùn)動(dòng)速度可超過(guò)1米/秒。如果物料的電阻率在1012歐姆.厘米左右(例如苯的電阻為4.2*1012歐姆.厘米),則靜電容易積聚和放電,當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)存在易燃液體和空氣的爆炸性混合物時(shí),火災(zāi)危險(xiǎn)性特別大。為了防止這種危險(xiǎn),首先應(yīng)該了解物料的性質(zhì)和電阻率,如果物料易燃易爆,應(yīng)該控制攪拌轉(zhuǎn)速。反應(yīng)器直徑越大,攪拌速度應(yīng)該越慢。1000升以下的反應(yīng)器,攪拌轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在60轉(zhuǎn)/分以?xún)?nèi);1000升以上,轉(zhuǎn)速還應(yīng)減慢,否則應(yīng)灌充惰性氣體或改變工藝條件。例如,加入電解質(zhì)水溶液等將物料電阻率降低到約1010歐姆.厘米以下。???
其次,應(yīng)避免攪拌軸的填料盒漏油,因?yàn)樘盍虾兄械挠吐┤敕磻?yīng)器會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。例如硝化反應(yīng)時(shí),反應(yīng)器內(nèi)有濃硝酸,如有潤(rùn)滑油漏入,則油在濃硝酸的作用下氧化發(fā)熱,使反應(yīng)物料溫度升高,發(fā)生沖料或燃燒爆炸,不能掉以輕心。???
對(duì)危險(xiǎn)易燃物料不得中途停止攪拌,因?yàn)閿嚢柰V箷r(shí),物料得不到充分混勻,反應(yīng)不良,且大量積聚,當(dāng)攪拌恢復(fù)時(shí),大量未反應(yīng)的物料迅速混合,反應(yīng)激烈,往往造成沖料有燃燒爆炸危險(xiǎn)。因此操作規(guī)程應(yīng)規(guī)定:如因故障而導(dǎo)致攪拌停止時(shí),應(yīng)立即停止加料,迅速冷卻;恢復(fù)攪拌時(shí),必須待溫度平穩(wěn),反應(yīng)正常后方可繼續(xù)加料,恢復(fù)正常操作。???
攪拌器應(yīng)定期維修,嚴(yán)防因腐蝕等原因而斷落,造成物料混合不勻,影響反應(yīng)進(jìn)程,可能導(dǎo)致突然反應(yīng)而發(fā)生猛烈沖料,甚至爆炸起火。攪拌器應(yīng)靈活,以防止軋死,并應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以防止因變形而與反應(yīng)器器壁摩擦造成事故。??
12、催化???
為了加快或減慢化學(xué)反應(yīng)速度,往往使用催化劑。有些催化劑極易自燃起火,必須認(rèn)真對(duì)待?,F(xiàn)以廣泛用于氫化反應(yīng)而自燃危險(xiǎn)性極大的雷尼鎳為例說(shuō)明如下:??
?雷尼鎳是用鋁鎳合金制備的。把鋁鎳合金加至30%液堿中回流,使合金中的鋁變成偏鋁酸鈉除去,即得多孔性鎳,俗稱(chēng)雷尼鎳。它能加速與其接觸的有機(jī)物的氫化過(guò)程。雷尼鎳暴露在空氣中遇可燃物即自燃,十分危險(xiǎn),應(yīng)把反應(yīng)器內(nèi)的氫氣置換后再放料,所以應(yīng)該用水洗去堿后浸沒(méi)在水中,或者再用乙醇洗去水分,浸沒(méi)在乙醇中密封貯存。水或乙醇應(yīng)高出鎳10厘米以上。洗鎳后的水應(yīng)經(jīng)錐底沉降并捕集少量流出鎳,以防流入下水道發(fā)生危險(xiǎn)。???
使用雷尼鎳時(shí),反應(yīng)釜內(nèi)應(yīng)先通氮?dú)怛?qū)凈空氣,然后在連續(xù)通氮?dú)獾臈l件下把活性鎳與乙醇或液體物料混合成混懸液加入反應(yīng)釜,否則有燃燒爆炸危險(xiǎn)。投畢后繼續(xù)通氮數(shù)分鐘,檢測(cè)含氧量達(dá)到安全數(shù)值的5%以下,再通氫氣進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中嚴(yán)防空氣進(jìn)入反應(yīng)釜。反應(yīng)結(jié)束時(shí)應(yīng)先停止通氫,等壓力降至表壓1kg/cm2后,再通氮?dú)馀艢?,在持續(xù)通氮下出料。放出時(shí)應(yīng)備好二氧化碳滅火器,隨時(shí)準(zhǔn)備滅火。放出的鎳應(yīng)浸沒(méi)在水中。管道和反應(yīng)器內(nèi)如有活性鎳殘留,應(yīng)用氮?dú)獗Wo(hù)。???
使用活性鎳作催化劑的氫化反應(yīng)室,應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣,其附近30米范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)居民住宅和明火。廠房必須是一、二級(jí)耐火等級(jí)的建筑,操作控制室與反應(yīng)釜之間應(yīng)用防爆墻隔開(kāi),電氣設(shè)備必須防爆。???
有的催化劑本身雖無(wú)危險(xiǎn)(如二氧化錳),但是加入催化劑后往往會(huì)大大加愉反應(yīng)速度,引起溫度猛升、沖料等異常情況,從而產(chǎn)生火災(zāi)危險(xiǎn)。所以凡是反應(yīng)中使用催化劑的都要認(rèn)真對(duì)待。??
? 13、溶解???
溶解過(guò)程中往往加入溶劑溶解,稀釋物料。使用的溶劑如果是易燃液體,則加熱溶解時(shí)溫度不可太高,升溫上限至少應(yīng)比物料組分中沸點(diǎn)最低者低10℃,以減少溶劑揮發(fā)。溶解過(guò)程應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行。易燃溶劑不得直接用火加熱。乙醚、二丁醚、異丙醇等溶劑久置空氣中或反復(fù)套用后往往容易產(chǎn)生易燃易爆的過(guò)氧化物,增加火災(zāi)危險(xiǎn)性。所以,投料前應(yīng)先測(cè)定是否存在過(guò)氧化物,有過(guò)氧化物的溶劑不準(zhǔn)投料。通常的測(cè)定方法為:取樣品10毫升,加入1毫升10%碘化鉀溶液,振搖、如果溶劑呈黃色,即表示存在過(guò)氧化物。???
一般來(lái)說(shuō),乙醇等溶劑中的過(guò)氧化物沸點(diǎn)都較高,在回收時(shí),過(guò)氧化物要到后期才蒸餾出來(lái)。所以,在蒸餾溶劑過(guò)程中檢驗(yàn)過(guò)氧化物時(shí),應(yīng)在溶液還剩下20%左右時(shí)進(jìn)行,暫停蒸餾,取樣分析。如果檢出過(guò)氧化物,則應(yīng)加入硫酸亞鐵酸性溶液或液堿攪拌30分鐘,以除去過(guò)氧化物,然后再繼續(xù)回收;否則溶劑不斷蒸出,過(guò)氧化物會(huì)逐漸濃縮,就有爆炸危險(xiǎn)。乙醚形成的過(guò)氧化物除過(guò)氧化乙醚外,還能生成亞乙基過(guò)氧化物。??
?亞乙基過(guò)氧化物極不穩(wěn)定,易猛烈爆炸,其沸點(diǎn)比乙醚高,當(dāng)溶液蒸餾到為原體積的1/10時(shí),亞乙基過(guò)氧化物已經(jīng)濃縮,爆炸危險(xiǎn)極大。因此回收乙醚到溶液為原體積的20%,就應(yīng)暫停蒸餾,取樣測(cè)定,清除過(guò)氧化物后再繼續(xù)蒸餾。??
?四、出料???
出料分為常壓出料、抽吸出料、機(jī)械傳送出料、加壓出料等四種。如果物料易燃,則不宜采用加壓出料法,以免料液噴射產(chǎn)生靜電火花而引起燃燒起火。加壓放料時(shí)應(yīng)嚴(yán)格規(guī)定控制壓力,對(duì)粘性小的液體壓力不宜超過(guò)1kg/cm2,接受器不應(yīng)敞口,以防物料噴射飛濺,必要時(shí)應(yīng)用惰性氣體保護(hù)。易爆物質(zhì)(如苦味酸)不宜采用機(jī)械螺旋傳送法出料,以防物料受擠壓、摩擦而發(fā)生爆炸,應(yīng)使之混懸或溶解在液體內(nèi)再出料。易燃物應(yīng)先降溫后出料,放料口阻塞時(shí),不得用鐵棒或塑料猛捅,以免因撞擊產(chǎn)生火花或產(chǎn)生靜電而引起爆炸,只可用木棒輕輕疏通。???
五、分離???
料液分離常用過(guò)濾和萃取等方法,把所需的中間體或成品從物料中分離出來(lái)。??
? 1、過(guò)濾主要用于固液相分離,常用的有離心分離、壓濾和抽濾三種。??? (1)離心分離最常用的是離心機(jī)甩濾。離心甩濾時(shí)往往氣體大量揮發(fā),很不安全,因此應(yīng)采取以下措施:???
離心機(jī)出液管道應(yīng)直接接入接受器,不得泄漏。接受器放空管接入廢氣處理系統(tǒng)。離心機(jī)應(yīng)采用內(nèi)循環(huán),并應(yīng)加蓋,蓋旁最好裝有槽邊吸風(fēng)口,以及時(shí)排除從蓋縫中逸出的少量氣體。離心機(jī)必須接地。防爆車(chē)間的電機(jī)應(yīng)采用防爆型,非防爆車(chē)間采用全封閉型銅線電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)皮帶應(yīng)采用整根的三角皮帶,不得采用有金屬接扣的萬(wàn)能皮帶,以免接扣與皮帶輪摩擦產(chǎn)生火花。???
蝶式高速離心機(jī)有密閉外殼,在氣體散發(fā)方面,比三足式離心機(jī)容易控制。???
(2)壓濾應(yīng)采用密閉式濾機(jī)。含易燃液體的物料應(yīng)用惰性氣體壓濾,不得用壓縮空氣壓濾,否則將會(huì)形成爆炸性混合物,一旦過(guò)濾中產(chǎn)生靜電,即會(huì)發(fā)生爆炸。壓濾結(jié)束時(shí)應(yīng)先冷卻,然后再打開(kāi)壓濾機(jī)取出濾餅,以減少溶劑蒸氣的散發(fā)。壓濾機(jī)應(yīng)接地,其上方應(yīng)有機(jī)械排風(fēng)裝置。???
(3)抽濾,負(fù)壓抽濾本身比壓濾安全,但是在負(fù)壓下溶劑大量揮發(fā),通過(guò)真空泵排出,仍然存在不安全因素。尤其是溶劑蒸氣大量進(jìn)入真空泵,會(huì)破壞活塞與氣缸間潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑作用,產(chǎn)生高熱,而且潤(rùn)滑油和溶劑的蒸氣遇高溫還易炭化結(jié)焦,進(jìn)一步增加摩擦力,使氣缸進(jìn)一步升溫,如此惡性循環(huán),易燃液體蒸氣就有發(fā)生燃燒的危險(xiǎn)。所以真空泵前應(yīng)有緩沖器和安全瓶,緩沖器內(nèi)一般是盛水,可凝聚和洗法部分通過(guò)水層的蒸氣。以減少進(jìn)入真空泵的溶劑蒸氣量。如果使用水沖泵代替一般真空泵,則比較安全。抽濾系統(tǒng)不得漏氣,以防空氣進(jìn)入抽濾系統(tǒng)形成爆炸性混合物。???
2、萃取分為水萃取和溶劑萃取兩類(lèi)。前者比較安全,后者有燃燒危險(xiǎn),危險(xiǎn)程度主要取決于溶劑的性質(zhì)。萃取一般不用加熱加壓,但當(dāng)使用易燃溶劑時(shí),仍應(yīng)防止?jié)B漏或外溢,并嚴(yán)禁明火。??
?六、干燥???
干燥工序的防火主要是選擇合適的干燥設(shè)備和控制溫度。???
各種干燥方法的防火要求如下:???
1、蒸汽烘箱干燥,用蒸汽烘箱干燥相對(duì)來(lái)說(shuō)比較安全。干燥時(shí)如果物料含有易燃液體,則應(yīng)先開(kāi)一點(diǎn)蒸汽,使蒸汽壓力維持在0.1~0.2kg/cm2即可,勿使溫度過(guò)高。調(diào)節(jié)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)使蒸汽一次排出,避免再循環(huán),以防止烘箱內(nèi)易燃液體蒸汽濃度達(dá)到爆炸極限而發(fā)生危險(xiǎn)。待物料中的溶劑基本蒸發(fā)逸出后,再開(kāi)大蒸汽,逐漸升到允許的溫度,防止溫度過(guò)高引起物料自燃。用蒸汽烘箱干燥含有易燃液體的物料,烘房應(yīng)符合防爆要求。烘房周?chē)坏糜忻骰?,不得用鐵制烘盤(pán)、烘箱,烘鐵門(mén)應(yīng)包鋁皮,以防相碰產(chǎn)生火花;熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)應(yīng)用有色金屬制造葉輪,大型烘箱烘房的溶劑蒸汽排出口應(yīng)距明火30米以上,電氣設(shè)備應(yīng)防爆。???
2、真空烘箱干燥,用真空烘箱烘物料比較安全。烘干含易燃液體的物料時(shí),真空設(shè)備應(yīng)有洗滌裝置。???
使用真空烘箱時(shí)必須注意操作方法,應(yīng)先開(kāi)真空泵,等負(fù)壓穩(wěn)定后再加熱。結(jié)束時(shí)應(yīng)先停止加熱,待物料降溫后再關(guān)真空泵,然后緩緩放進(jìn)空氣。含有易燃液體的物料,干燥時(shí)應(yīng)使用蒸汽真空烘箱,勿使用電熱真空烘箱。???
3、采用明火干燥的電熱烘箱,無(wú)法絕對(duì)隔離,因此電熱烘箱不得用于干燥含有易燃液體的物和易爆物品。???
4、煤氣烘箱不得用于干燥含有易燃液體的物料。使用時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃點(diǎn)火棒,后開(kāi)煤氣閥,迅速點(diǎn)火,以免煤氣大量積聚而發(fā)生爆炸。???
5、紅外線干燥時(shí)紅外線燈不防爆,一般不得用于干燥含易燃液體的物料,如必須使用,則紅外線燈應(yīng)與易燃液體蒸汽隔離。???
6、氣流干燥的防火關(guān)鍵是防止物料在死角積聚過(guò)熱。淀粉、中間體等可燃物料一旦在氣流干燥器內(nèi)積聚,即使氣流溫度正常,也會(huì)引起物料炭化甚至爆炸。因此氣流干燥器應(yīng)定期清洗,除凈內(nèi)部積聚物。其次應(yīng)防止產(chǎn)生靜電,設(shè)備必須接地良好,物料流速應(yīng)加以控制。易爆、易分解的物料(如某些硝基化合物等)不得采用氣流干燥法。???
7、噴霧干燥法一般不宜用于干燥含易燃液體的溶液。必須采用時(shí)應(yīng)掌握易燃液體在噴霧塔內(nèi)氣化后,氣體濃度不得大于該易燃液體蒸汽爆炸下限的10%,例如乙醇的爆炸下限為3.28%,則噴霧塔內(nèi)乙醇蒸汽濃度不得大于0.33%。噴霧干燥塔與粉塵接受系統(tǒng)必須接地良好,以導(dǎo)除靜電。??
?七、中間體或成品的存放
???對(duì)中間體或成品應(yīng)根據(jù)其理化特性和火災(zāi)危險(xiǎn)性質(zhì)合理進(jìn)行包裝、貯藏。化學(xué)性質(zhì)不太穩(wěn)定、容易自燃的中間體應(yīng)密閉貯藏在金屬容器內(nèi),不得接近明火。易燃品與強(qiáng)氧化劑不宜受熱和受強(qiáng)光照射,氧化劑不得與易燃品混放。遇熱易分解的中間體、成品應(yīng)冷凍貯藏。???