2016年安全評(píng)價(jià)師基礎(chǔ)知識(shí)考點(diǎn)講義：硝化工藝危險(xiǎn)性分析

　　1 固有危險(xiǎn)性

　　1.1 火災(zāi)危險(xiǎn)性

　　硝化劑具有氧化性，常用硝化劑濃硝酸、硝酸、濃硫酸、發(fā)煙硫酸、混合酸等與油脂、有機(jī)物，特別是不飽和的有機(jī)化合物接觸即能引起燃燒。

　　被硝化的物質(zhì)具有燃爆危險(xiǎn)性，如苯、甲苯等，火災(zāi)危險(xiǎn)性屬于甲類，如使用或儲(chǔ)存管理不當(dāng)，很易造成火災(zāi)。

　　1.2 爆炸危險(xiǎn)性

　　(1)反應(yīng)速度快，放熱量大。大多數(shù)硝化反應(yīng)是在非均相中進(jìn)行的，反應(yīng)組分的不均勻分布容易引起局部過熱導(dǎo)致危險(xiǎn)。尤其在硝化反應(yīng)開始階段，停止攪拌或由于攪拌葉片脫落等造成攪拌失效是非常危險(xiǎn)的，一旦攪拌再次開動(dòng)，就會(huì)突然引發(fā)局部激烈反應(yīng)，瞬間釋放大量的熱量，引起爆炸事故;

　　(2)反應(yīng)物料具有燃爆危險(xiǎn)性;

　　(3)硝化劑具有強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)氧化性，與油脂、有機(jī)化合物(尤其是不飽和有機(jī)化合物)接觸能引起燃燒或爆炸;

　　(4)硝化產(chǎn)物、副產(chǎn)物具有爆炸危險(xiǎn)性。

　　硝化產(chǎn)品具有爆炸的危險(xiǎn)性，特別是多硝基化合物和硝酸酯，受熱、摩擦、撞擊或接觸著火源，極易發(fā)生爆炸或著火。

　　脂肪族硝基化合物閃點(diǎn)較低，屬易燃液體;芳香族硝基化合物中苯及其同系物的硝基化合物屬可燃液體或可燃固體;二硝基和多硝基化合物性質(zhì)極不穩(wěn)定，受熱、摩擦或強(qiáng)烈撞擊時(shí)可能發(fā)生分解爆炸，具有很大的破壞力。它們爆炸的難易程度為：O-硝基化合物最敏感，N-硝基化合物次之，C-硝基化合物再次之。在常溫下，只要有2J/c㎡的機(jī)械沖擊能量作用于硝化甘油即可引起爆炸。干燥的硝化棉能自燃，受到火焰作用能立即著火，大量燃燒有可能發(fā)生爆轟。

　　在精餾塔或蒸餾釜內(nèi)由于蒸餾溫度明顯超過其閃點(diǎn)，硝基化合物受熱發(fā)生分解爆炸的可能性較大。

　　1.3 中毒危害危險(xiǎn)性

　　被硝化的物質(zhì)如苯、甲苯、苯酚等，不僅易燃，有的還兼有毒性。例如，苯屬于高毒，生產(chǎn)、儲(chǔ)存、灌裝及使用過程中均有可能接觸，可經(jīng)吸入、食入、皮膚吸收導(dǎo)致中毒，在車間空氣中的最高容許濃度為 40mg/L.對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有急性中毒作用，對(duì)造血組織及神經(jīng)系統(tǒng)有慢性中毒作用。

　　硝化產(chǎn)品具有很強(qiáng)的毒性，如硝基苯，系一種無色或微黃色具苦杏仁氣味的液體，高毒，多量吸入蒸汽或經(jīng)皮膚吸收都會(huì)引起中毒，在車間空氣中的最高允許濃度為 5mg/L.

　　1.4 腐蝕及其他危險(xiǎn)性

　　硝化劑如濃硝酸、硝酸、濃硫酸、發(fā)煙硫酸、混合酸等都具有較強(qiáng)的氧化性、吸水性和腐蝕性，均屬于第8.1類酸性腐蝕品。

　　硝酸 HNO3，為無色液體，易揮發(fā)和有刺激性。濃硝酸(98 %)，在空氣中有“發(fā)煙”現(xiàn)象，此煙為 N2O5，即硝酐，在空氣中與水汽形成硝酸霧。工業(yè)用硝酸帶黃色，是溶有 NO2之故�？諝庵凶罡咴试S濃度為5mg/ m3 (以 NO2計(jì))。對(duì)皮膚、粘膜有強(qiáng)腐蝕作用，吸入硝酸氣霧能引起呼吸道刺激癥狀，大多吸入可引起肺水腫，皮膚和眼睛接觸可產(chǎn)生強(qiáng)烈化學(xué)灼傷。

　　硝酸蒸氣對(duì)呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用，硝酸分解出的二氧化氮除對(duì)呼吸道有刺激作用外，還能使人血壓下降、血管擴(kuò)張。

　　2 工藝過程的危險(xiǎn)性

　　2.1硝化生產(chǎn)中反應(yīng)熱量大，溫度不易控制。中華考試網(wǎng)(www.Examw。com)

　　硝化反應(yīng)一般在較低溫度下便會(huì)發(fā)生，易于放熱，反應(yīng)不易控制。硝化過程中，引入一個(gè)硝基，可釋放出152.4～153.2kJ/mol的熱量。在生產(chǎn)操作過程中，若投料速度過快、攪拌中途停止、冷卻水不足都會(huì)造成反應(yīng)溫度過高，導(dǎo)致爆炸事故。此外，混酸中的硫酸被反應(yīng)生成水稀釋時(shí)，還將產(chǎn)生相當(dāng)于反應(yīng)熱7.5%～10%的稀釋熱。

　　混酸制備時(shí)，混酸鍋會(huì)產(chǎn)生大量混合熱，使溫度可達(dá)90℃或更高，甚至造成硝酸分解生成大量的二氧化氮和水;如果存在部分硝基物，還可能引起硝基物爆炸。

　　2.2 反應(yīng)組分分布與接觸不均勻，可能產(chǎn)生局部過熱

　　大多數(shù)硝化反應(yīng)是在非均相中進(jìn)行的，反應(yīng)組分的分散不易均勻，而引起局部過熱導(dǎo)致危險(xiǎn)出現(xiàn)。尤其在間歇硝化的反應(yīng)開始階段，停止攪拌或由于攪拌葉片脫落，攪拌失效是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)檫@時(shí)兩相很快分層，大量活潑的硝化劑在酸相中積累，引起局部過熱;一旦攪拌再次開動(dòng)，就會(huì)突然引發(fā)激烈的反應(yīng)，瞬間可釋放過多的熱量，引起爆炸事故。

　　2.3 硝化易產(chǎn)生副反應(yīng)和過反應(yīng)

　　許多硝化反應(yīng)具有深度氧化占優(yōu)勢(shì)的鏈鎖反應(yīng)和平行反應(yīng)的特點(diǎn)，同時(shí)還伴有磺化、水解等副反應(yīng)，直接影響到生產(chǎn)的安全。氧化反應(yīng)出現(xiàn)時(shí)放出大量的褐色氧化氮?dú)怏w，伴隨著混合物的溫度迅速升高而引起硝化混合物從設(shè)備中噴出，發(fā)生爆炸事故。芳香族的硝化反應(yīng)常發(fā)生生成硝基酚的氧化副反應(yīng)，硝基酚及其鹽類性質(zhì)不穩(wěn)定，極易燃燒、爆炸。在蒸餾硝基化合物(如硝基甲苯)時(shí)，所得到的熱殘?jiān)�能發(fā)生爆炸，這是由于熱殘?jiān)�與空氣中氧相互作用的結(jié)果。

　　2.4水和硝化物混合產(chǎn)生熱量

　　如果混酸中進(jìn)入水會(huì)促使硝酸大量蒸發(fā)，不僅強(qiáng)烈腐蝕設(shè)備，而且還 會(huì)造成爆炸。水通過設(shè)備蛇管和殼體的不嚴(yán)密處滲入到硝化物料時(shí)，會(huì)引起液態(tài)物料溫度和氣壓急劇上升，反應(yīng)進(jìn)行很快，可分解產(chǎn)生氣體而發(fā)生爆炸。

　　針對(duì)具體的硝化工藝，建議采用危險(xiǎn)與可操作性分析HAZOP或預(yù)先危險(xiǎn)分析(PHA)或事故樹分析(ETA)等風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)整個(gè)工藝過程的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析。