(2)還原反應(yīng)
在化工生產(chǎn)中,通常把加氫去氧的反應(yīng)叫作還原反應(yīng)。還原反應(yīng)種類很多,無論是利用初生態(tài)氫還原,還是用催化劑把氫氣活化后還原,都有氫氣存在,特別是催化加氫還原,大都在加熱、加壓下進(jìn)行,若氫氣泄漏,極易與空氣形成爆炸性混合物,遇火就會爆炸。其他如固體還原劑保險粉、硼氫類、四氫化鋰鋁、氫化鈉等都是遇濕易燃危險品,本身就具有很大的火災(zāi)危險性。因此,需嚴(yán)格控制反應(yīng)的溫度以及反應(yīng)設(shè)備的密閉性等。
(3)硝化反應(yīng)
硝化反應(yīng)是指在有機化合物分子中引入硝基(-NO2),取代氫原子而生成硝基化合物的反應(yīng)。硝化是放熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)速率越快,放出熱量越多,需在降溫條件下進(jìn)行,否則易引起火災(zāi)和爆炸事故。因此控制反應(yīng)的溫度是關(guān)鍵,可以通過有效冷卻、良好的攪拌、控制反應(yīng)速度等方法實現(xiàn)。此外,硝化劑具有較強的氧化性,常用的硝化劑如濃硝酸、硝酸、濃硫酸、硫酸、混合酸等,它們與油脂、有機物接觸即能引起燃燒。而被硝化的物質(zhì)(如苯、甲苯、甘油、脫脂棉等)也大多易燃,若使用或貯存管理不當(dāng),易造成火災(zāi)。硝化產(chǎn)品大都有著火爆炸的危險,受熱、摩擦、撞擊或接觸明火,極易發(fā)生爆炸或火災(zāi)。
(4)聚合反應(yīng)
聚合反應(yīng)是指將若干個分子結(jié)合為一個較大的組成相同而分子量較高的化合物的反應(yīng)過程。聚合反應(yīng)一般在高壓下進(jìn)行,而聚合反應(yīng)本身又是放熱反應(yīng),往往由于聚合熱不易散出而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。因此,在聚合反應(yīng)中要嚴(yán)格控制反應(yīng)的溫度以及反應(yīng)過程中良好的攪拌。如在聚合反應(yīng)過程中不能充分?jǐn)嚢?,就會引起暴聚發(fā)生爆炸事故。
(5)裂化反應(yīng)
裂化反應(yīng)是指有機化合物在高溫下分子發(fā)生分解的反應(yīng)過程,主要有熱裂化、催化裂化和加氫裂化三種類型。熱裂化是在高溫高壓下進(jìn)行,裝置內(nèi)的油品溫度一般超過其自燃點,若漏出油品會立即起火,反應(yīng)還會產(chǎn)生大量的可燃裂化氣,有發(fā)生爆炸的危險。催化裂化一般在(460~520)℃和(0.1~0.2)MPa下進(jìn)行,也會產(chǎn)生大量的易燃裂化氣。而加氫裂化,需要使用大量氫氣,容易使裝置發(fā)生氫脆,且反應(yīng)溫度和壓力都較高,再加上是強烈的放熱反應(yīng),火災(zāi)危險性相當(dāng)大。因此,需嚴(yán)格控制反應(yīng)的溫度和反應(yīng)設(shè)備的密閉性等。
(6)氯化反應(yīng)
氯化反應(yīng)是指有機化合物中氫原子被氯原子取代的反應(yīng)過程。常用的氯化劑有氣態(tài)或液態(tài)氯、三氯化磷、次氯酸鈣等。氯化反應(yīng)的原料大多是有機易燃物和強氧化劑(如甲烷、乙烷、酒精、天然氣、苯、甲苯、液氯等),本身容易發(fā)生火災(zāi)爆炸。而最常用的液態(tài)或氣態(tài)氯,不僅屬劇毒品,且氧化性極強,貯存壓力較高,一旦泄漏,危險性很大。氯化反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)越劇烈,放出的氯化氫氣體和氫氣越多,設(shè)備易受腐蝕而發(fā)生泄漏,容易造成火災(zāi)或爆炸。因此,氯化反應(yīng)的關(guān)鍵是控制投料配比、溫度、壓力和投入氯化劑的速度。
(7)磺化反應(yīng)
磺化反應(yīng)是指在有機化合物分子中引入磺(酸)基(-S03H)或其衍生物的化學(xué)反應(yīng)。常用的磺化劑有濃硫酸、發(fā)煙硫酸、硫酸酐等,它們都能強烈的吸水放熱,引起溫度升高?;腔磻?yīng)中所用原料如苯、硝基苯、氯苯等均為可燃物,所用的磺化劑濃硫酸、發(fā)煙硫酸等又都是氧化性較強的物質(zhì),整個反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng),若不進(jìn)行有效控制,很可能使反應(yīng)溫度超高,以致發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。因此,要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度,進(jìn)行有效的冷卻和良好的攪拌,并控制投料的速度。
(8)電解反應(yīng)
電解反應(yīng)是指電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)時,在兩個電極上所引起的化學(xué)變化過程。鈉、鉀、鎂等有色金屬和鋯、鉿等稀有金屬的冶煉,銅、鋅、鋁等的精煉,氫氣、氧氣、氯氣、過氧化氫等許多化工產(chǎn)品的制備,以及電鍍、電拋光、陽極氧化等,都要通過電解來實現(xiàn)。電解反應(yīng)的火災(zāi)危險性主要是在電作用下能產(chǎn)生一些易燃易爆氣體,泄漏遇明火就會發(fā)生爆炸。因此,要防止易燃?xì)怏w的泄漏、滲透及設(shè)備整體系統(tǒng)的良好接地。
4.2化工生產(chǎn)中典型操作單元的火災(zāi)危險性分析
雖然化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)種類繁多,但是化工生產(chǎn)中的操作單元卻相對比較固定,下面將著重分析幾種典型操作單元的火災(zāi)危險性。
(1)物料輸送
由于化工生產(chǎn)中所輸送的物料大部分為有機易燃物,因此要防止在輸送過程中會產(chǎn)生靜電,或在搬運過程中由于撞擊摩擦產(chǎn)生火花而引發(fā)火災(zāi)。
(2)加熱
加熱是最常見的控制條件。若溫度過高,反應(yīng)速率加快,容易引發(fā)火災(zāi)爆炸。若升溫速度過快,容易使反應(yīng)溫度超過規(guī)定的溫度上限。因此,在加熱過程中要嚴(yán)格控制溫度的上限和升溫速度。
(3)冷卻
冷卻一般比加熱安全,但應(yīng)該控制冷卻溫度的下限,以免過度冷卻,造成物料太稠。冷卻速度也不可太快,以免溫差太大,引起設(shè)備滲漏,引發(fā)事故。忌水物料的冷卻介質(zhì)應(yīng)該選用凝固點低的礦物油,以免遇水發(fā)生爆炸。
(4)蒸餾
蒸餾是化工企業(yè)常見單元操作,主要有減壓蒸餾、常壓蒸餾和高壓蒸餾,通常以蒸氣、載體加熱、電加熱等方式進(jìn)行加熱,而加熱物料往往是易燃可燃液體,極易造成火災(zāi)。因此,要嚴(yán)格控制加熱溫度、保證冷卻效果以及反應(yīng)設(shè)備管道的密閉性和系統(tǒng)的靜電消除。
(5)攪拌
把物料拌勻,以利進(jìn)行反應(yīng),通常都是用機械攪拌。機械攪拌時要嚴(yán)格控制溫度、攪拌速度以及防靜電措施上。
(6)調(diào)節(jié)PH值
加酸、堿調(diào)節(jié)PH值時,都會產(chǎn)生熱量,所以加的速度不宜過快,而且要控制溫度。調(diào)節(jié)PH值時,酸、堿也不能加過頭,要嚴(yán)格控制PH值。
(7)過濾
當(dāng)過濾易燃液體時,防火的重點主要是設(shè)備的靜電消除,以及防止物料的泄漏。