安全概论24课时.pptx

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1、 化工生产过程的危险程度取决于所储存、运输、加工的物质的化学性质、应用的设备以及所属的过程。第二章 物质性质、物化原理与安全200 因此，了解物质性质、物化原理对生产安全有着至关重要的作用。第1页/共79页第一节 化学物质及其危险概述第二节 易燃物质的性质和特征第三节 毒性物质的性质和特征第四节 反应物质的性质和特征第五节 压力系统热力学行为与危险性第六节 化学反应系统物化原理与安全第七节 化工操作原理与安全第二章 物质性质、物化原理与安全200目录第2页/共79页第一节 化学物质及其危险概述210一、危险化学品分类二、化学物质的危险性常用的危险化学品分类方法：qGB136901992常用危险

2、化学品的分类与标志q危险化学品安全管理条例（2002年3月15日起实施）第3页/共79页211qGB136901992常用危险化学品的分类与标志爆炸品压缩气体和液化气体易燃液体易燃固体和自燃物品及遇湿易燃物品氧化剂和有机过氧化物有毒品放射性物品腐蚀品q危险化学品安全管理条例（2002年3月15日起实施）爆炸品压缩气体和液化气体易燃液体易燃固体自燃物品及遇湿易燃物品氧化剂和有机过氧化物有毒品和腐蚀品 思考题：GB136901992常用危险化学品的分类与标志将危险化学品分为哪几类？第4页/共79页211.1qGB136901992常用危险化学品的分类与标志1.爆炸品 爆炸品是指在受热、撞击等外界作

3、用下，能发生剧烈化学反应，瞬时产生大量气体和热量，使周围压力急剧上升而发生爆炸的物品；还包括无整体爆炸危险，但具有燃烧、抛射及较小爆炸危险的物品；以及仅产生热、光、音响、烟雾等一种或几种作用的烟火物品。如黑色火药(硝酸钾)、硝铵炸药、雷酸汞、苦味酸、硝化甘油、重氮甲烷等。第5页/共79页211.1qGB136901992常用危险化学品的分类与标志1.爆炸品1)具有整体爆炸危险的物质和物品；2)具有抛射危险但无整体爆炸危险的物质和物品；3)具有燃烧危险和较小爆炸危险或较小抛射危险，或两者危险兼有但无整体爆炸危险的物质和物品；4)无重大危险的爆炸物质和物品；5)非常不敏感的爆炸物质和物品。爆炸品按

4、其危险性分为以下5类：一般了解第6页/共79页211.2qGB136901992常用危险化学品的分类与标志2.压缩气体和液化气体压缩气体和液化气体是指压缩、液化或加压溶解的气体，并应符合下述两种情况之一者：a.临界温度低于50，或在50时，其蒸气压力大于294kPa的压缩或液化气体；b.温度在21.1时，气体的绝对压力大于275kPa；或在54.4时，气体的绝对压力大于715kPa的压缩气体；或在37.8时，蒸气压力大于275kPa的液化气体或加压溶解的气体。第7页/共79页211.2qGB136901992常用危险化学品的分类与标志2.压缩气体和液化气体 易燃气体 压缩气体和液化气体按其物理

5、性质可分为3类：不燃气体；有毒气体第8页/共79页211.3qGB136901992常用危险化学品的分类与标志3.易燃液体 易燃液体是指易燃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体，但不包括由于其危险特性已列入其它类别的液体。其闭杯试验闪点等于或低于61。闪点定义为易挥发可燃物质表面形成的蒸汽和空气的混合物遇火燃烧的最低温度。第9页/共79页211.3qGB136901992常用危险化学品的分类与标志3.易燃液体 易燃液体按闪点分为以下3类：1)闪点低于18的低闪点液体；2)闪点在18和23之间的中闪点液体；3)闪点在23和61之间的高闪点液体。第10页/共79页211.4qGB13690199

6、2常用危险化学品的分类与标志4.易燃固体和自燃物品及遇湿易燃物品 易燃固体系指燃点低,对热、撞击、摩擦敏感,易被外部火源点燃,燃烧迅速,并可能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体，但不包括已列入爆炸品的物品。第11页/共79页211.4qGB136901992常用危险化学品的分类与标志4.易燃固体和自燃物品及遇湿易燃物品 自燃物品系指自燃点低,在空气中易发生氧化反应,放出热量,而自行燃烧的物品。第12页/共79页211.4qGB136901992常用危险化学品的分类与标志4.易燃固体和自燃物品及遇湿易燃物品 遇湿易燃物品系指遇水或受潮时,发生剧烈化学反应,放出大量的易燃气体和热量的物品。有的不需明火

7、，即能燃烧或爆炸。第13页/共79页211.5qGB136901992常用危险化学品的分类与标志5.氧化剂和有机过氧化物 氧化剂系指处于高氧化态,具有强氧化性，易分解并放出氧和热量的物质。包括含有过氧基的无机物,其本身不一定可燃,但能导致可燃物的燃烧，与松软的粉末状可燃物能组成爆炸性混合物，对热、震动或摩擦较敏感 第14页/共79页211.5qGB136901992常用危险化学品的分类与标志5.氧化剂和有机过氧化物有机过氧化物系指分子组成中含有过氧基的有机物,其本身易燃易爆，极易分解，对热、震动或摩擦极为敏感。第15页/共79页211.6qGB136901992常用危险化学品的分类与标志6.有

8、毒品 本类化学品系指进入肌体后,累积达一定的量,能与体液和器官组织发生生物化学作用或生物物理学作用,扰乱或破坏肌体的正常生理功能,引起某些器官和系统暂时性或持久性的病理改变,甚至危及生命的物品。第16页/共79页211.6qGB136901992常用危险化学品的分类与标志6.有毒品固体LD50500mg/kg;液体LD502000mg/kg;经皮肤接触24h,半数致死量LD501000mg/kg;粉尘、烟雾及蒸气吸入半数致死量LC5010mg/L的固体或液体。经口摄取半数致死量:一般了解第17页/共79页211.7qGB136901992常用危险化学品的分类与标志7.放射性物品放射性比活度大于

9、 7.4104Bq/kg 的物品。本课程略讲 放射性比活度是指某物质的放射性活度除以该物质的质量而得的商。单位：Bqkg-1 贝可(勒尔)/千克第18页/共79页211.8qGB136901992常用危险化学品的分类与标志8.腐蚀品 腐蚀品系指能灼伤人体组织并对金属等物品造成损坏的固体或液体。与皮肤接触在4h内出现可见坏死现象，或温度在55时，对20号钢的表面均匀年腐蚀率超过 6.25mm/年的固体或液体。第19页/共79页211.8qGB136901992常用危险化学品的分类与标志8.腐蚀品1)酸性腐蚀品；2)碱性腐蚀品；3)其他腐蚀品。腐蚀品按化学性质可以分为：第20页/共79页211.e

10、qGB136901992常用危险化学品的分类与标志GB136901992同时列出了常用化学品的分类明细表。对于未列入分类明细表中的危险化学品，可以参照已列出的化学性质相似，危险性相似的物品进行分类。爆炸品压缩气体和液化气体易燃液体易燃固体和自燃物品及遇湿易燃物品氧化剂和有机过氧化物有毒品放射性物品腐蚀品第21页/共79页第一节 化学物质及其危险概述212一、危险化学品分类二、化学物质的危险性参照前欧共体危险品的分类，可划分为三类：1.物理危险2.生物危险3.环境危险 思考题：前欧共体将危险品分为哪三类？其中物理危险又可以分为哪三类？第22页/共79页212.11.物理危险(1)爆炸性危险(2)

11、氧化性危险(3)易燃性危险 爆炸性是指物质或制剂在明火影响下或是对震动或摩擦比二硝基苯更敏感，会产生爆炸。该定义取自危险物品运输的国际标准，以二硝基苯作为标准参考的基础。迅速而又缺乏控制的能量释放会产生爆炸。爆炸的能量释放形式一般是：热、光、声和振动。爆炸事故的后果一般都十分严重。第23页/共79页212.11.物理危险(1)爆炸性危险(2)氧化性危险(3)易燃性危险 氧化性是指物质或制剂与其他物质，特别是易燃物质接触产生的强烈放热反应。氧化性物质依据其作用可分为：中性的（臭氧）、碱性的（高锰酸钾）和酸性的（硝酸）。作为氧源的氧化性物质具有助燃作用，而且会增加燃烧强度。大多数氧化剂都是高毒性化

12、合物（硫酸、氯酸），反应副产物往往比氧化剂本身更具毒性。第24页/共79页212.11.物理危险(1)爆炸性危险(2)氧化性危险(3)易燃性危险 易燃性危险可以细分为极度易燃、高度易燃和易燃三个危险类别。极度易燃性是指闪点低于0、沸点低于或等于35 的物质或制剂具有的特征（如：乙谜、氢气、甲烷）。特点：环境温度下为气态，爆炸极限范围较宽。第25页/共79页212.11.物理危险(1)爆炸性危险(2)氧化性危险(3)易燃性危险 易燃性危险可以细分为极度易燃、高度易燃和易燃三个危险类别。高度易燃性是指无需能量，与空气接触就能变热起反应的物质或制剂具有的特征（如：磷、烷基铝）；闪点低于21的液体物质

13、或制剂等。特点：与火源短暂接触（甚至不需要与火源接触）就能起火，火源移去后仍能继续燃烧。第26页/共79页212.11.物理危险 易燃性危险可以细分为极度易燃、高度易燃和易燃三个危险类别。易燃性是指闪点在2155的液体物质或制剂具有的特征（如：易燃的溶剂、石油馏分）。特点：容易燃烧，高温下更危险。(1)爆炸性危险(2)氧化性危险(3)易燃性危险第27页/共79页212.22.生物危险(1)毒性危险(2)致癌性和致变性危险(3)环境危险 毒性危险可造成急性或慢性中毒甚至死亡。用实验动物的半致死剂量来表示。第28页/共79页212.22.生物危险(1)毒性危险(2)致癌性和致变性危险(3)环境危险

14、 致癌性是指一些物质或制剂，通过呼吸、饮食或皮肤注射进入人体会诱发癌症或增加癌变的危险。致变性是指一些物质或制剂可以诱发生物活性。第29页/共79页212.22.生物危险(1)毒性危险(2)致癌性和致变性危险(3)环境危险 与化工有关的环境危险主要是指水质污染和大气污染，指物质或制剂在水中和空气中的浓度超过正常量，进而危害人或动物的健康以及植物的生长。环境危险是个不易确定的综合概念。环境危险往往是物理化学危险和生物危险的聚结，并通过生物或非生物降解达到平衡。评估化学物质对环境的危险性应全面评估：固有危险性 处理量 去向 散落人环境量 分解 代谢 第30页/共79页 相关专业课中有介绍，在此略讲

15、第二节 易燃物质的性质和特征221闪点着火点自燃温度蒸汽相对密度熔点沸点分子式爆炸范围蒸发潜热燃烧热一、易燃物质的性质二、易燃物质的类别和火险等级三、物质易燃性评估 闪点定义为易挥发可燃物质表面形成的蒸汽和空气的混合物遇火燃烧的最低温度。闭杯闪点 开杯闪点（比闭杯闪点高几度）着火点是指蒸汽和空气的化合物在开口容器中可以点燃并持续燃烧的最低温度。着火点一般高于闪点。当缺少闪点数据时，着火点也可以标示出物质的火险。自燃温度自燃温度是指物质无火源自动起火并持续燃烧的温度。这个量值受加热表面的大小、形状、加热速率以及其他因素的影响。蒸气相对密度是蒸气密度与空气密度之比。绝大多数易燃液体的蒸气比空气重，

16、它们极易积聚在低位区域、下水道和类似场所。因此，厂房的排气口应设在近地平面处。对于比空气轻的可燃气体或蒸气，排气口应设在厂房内最高处或近顶板处。熔点熔点定义为固液两相平衡共存的温度。熔点即室温下固体易燃物质成为易燃液体的温度。沸点沸点一般是指常压沸点，定义为一个大气压下气液平衡共存的温度。沸点可表征物质的挥发性，是易燃液体火险的直接量度。分子式在缺少物性信息的情况下，物质的分子式可以提供物质火险的线索。如：只有碳和氢的烃类物质是可燃的，甚至是易燃的。如果是低沸点烃类，即可认为具有火险。爆炸范围也称为爆炸限，是可燃蒸汽或气体与空气的混合物遇引爆源引爆可能发生爆炸或燃烧的浓度范围（体积分数）。爆炸

17、上限 爆炸下限 蒸发潜热蒸发潜热定义为单位质量的液体完全汽化所需要的热量。蒸发潜热随温度而变，文献中给出的一般是常压沸点的值。燃烧热文献中给出的大多是物质的标准燃烧热，是指单位质量的物质在25的氧中燃烧释放出的热量。燃烧产物（包括水）都假定为气态。思考题：易燃物质的性质主要可以用哪些指标来描述？第31页/共79页第二节 易燃物质的性质和特征222全美消防协会（NFPA）分级（五级）：一、易燃物质的性质二、易燃物质的类别和火险等级三、物质易燃性评估“0”：不能燃烧的物质；“1”：必须预热方能引燃的物质；“2”：必须适度加热或暴露在相当高的环境温度中方能引燃的物质；“3”：在任意环境温度下都能引燃

18、的液体和固体；“4”：在常温大气压下能够迅速或完全汽化，或容易分散到空气中，并且容易燃烧的物质。第32页/共79页第二节 易燃物质的性质和特征222美国科学院分级（五级）：一、易燃物质的性质二、易燃物质的类别和火险等级三、物质易燃性评估“0”：无危险；“1”：闪点在60以上；“2”：闪点在3860之间；“3”：闪点在38以下，而沸点在38以上；“4”：闪点在38以下，沸点也在38以下。第33页/共79页第二节 易燃物质的性质和特征223-0 评估物质的易燃性，必须研究物质的性质，考虑物质在一定条件下应用时随时间变化的可能性。可燃物质易燃性评估一般是在实验室中进行。一、易燃物质的性质二、易燃物质

19、的类别和火险等级三、物质易燃性评估安全评价中非常重要！因基础和时间关系，不作要求。第34页/共79页第二节 易燃物质的性质和特征223-1气体的易燃性评估：一、易燃物质的性质二、易燃物质的类别和火险等级三、物质易燃性评估 需要测定气体在空气中的燃烧极限、最大爆炸压力、自燃温度、爆炸混合物的类别、与基于水的灭火剂反应的类型、最小发火能、表示爆炸性危险的氧含量、完全燃烧的速率、最大安全(火焰熄灭)距离或直径。第35页/共79页第二节 易燃物质的性质和特征223-2可燃液体的易燃性评估：一、易燃物质的性质二、易燃物质的类别和火险等级三、物质易燃性评估 需要测定蒸气的闪点、着火点、桶装灭火剂的最小灭火

20、浓度、燃烧速率以及燃烧过程中的温升速率。第36页/共79页第二节 易燃物质的性质和特征223-3可燃固体的易燃性评估：一、易燃物质的性质二、易燃物质的类别和火险等级三、物质易燃性评估 需要测定其可燃性类别、着火点及自燃温度、与基于水的灭火剂反应的类型。对于疏松的、纤维状或块状的固体，还需要测定其自热温度、不完全燃烧温度和自燃温度。如果固体是粉状的，容易形成粉尘云，则需另测定的参数有燃烧低限、最大爆炸压力、空气中粉尘爆炸所需的最小能量以及表示爆炸性危险的最小氧含量。第37页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 231粉尘烟尘烟雾蒸汽气体一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质

21、的毒性等级和危险等级 美国标准协会按照毒性物质物理状态分类：仅了解分类详细内容不作要求 粉尘 是指如岩石、矿石、金属、煤、木材、谷物等有机或无机物质在加工、粉碎、研磨、撞击、爆破和爆裂时所产生的固体粒子。除非有静电作用，粉尘一般不絮凝。粉尘在空气中不扩散，但在重力影响下沉降。烟尘 是指熔融金属等挥发出的气态物质冷凝产生的固体粒子，常伴有化学反应(如氧化)发生。烟尘会发生絮凝，有时会凝结。烟雾 是指气体冷凝成液体，或通过溅落、鼓泡、雾化等使液体分散而产生的悬浮液滴。蒸气 是指通常是固态或液态的物质的气体形式，通过增加压力或降低温度可使其变回原态。蒸气会发生扩散。气体 是指临界点以上能充满整个封闭

22、容器空间的无定形流体。只有通过增加压力和降低温度的复合作用才能变至液态或固态。气体会发生扩散。第38页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 232一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 化工毒性涉及进入人体某个部位的物质的作用。几乎所有物质与皮肤直接作用都能造成伤害。伤害的程度与毒性物质的有效剂量直接相关。有效剂量最重要的因素：物质的量或浓度；物质的分散状态和暴露时间；物质在人体组织液中的溶解度和对人体组织的亲和力。第39页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 232一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 美国

23、工业卫生学家联合会设定的临界限度被广泛接受。临界限度表示的是所有工人日复一日地重复暴露而不会受到危害的最高浓度。临界限度值是指一个标准工作日的时间加权平均浓度。临界限度是永远不应超越的极限浓度。气体和蒸气 ppm 烟尘、烟雾和某些粉尘 mgm3第40页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 232一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 单纯从字面上理解和应用临界限度是危险的：在所有已出版的临界限度数据中，大量的是以推测、判断或实验室动物有限的试验数据为基础的。几乎没有多少数据是建立在以人为对象，并联系足够的环境观测严格考察的基础上。对于一切工作环境，有毒

24、有害物质的浓度在整个工作日中很少保持恒定。产生波动是经常的。化工暴露往往是混合物而不是单一的化合物，而对于混合物的毒性作用，人们还知之甚少。不同个体对毒性物质的敏感性截然不同，其原因目前还无法清楚了解。因而不能假定对某个个人是安全的条件对所有的人都安全。对于以不同溶解度的盐或化合物、或以不同物态的形式存在的物质，给出的往往是单一的临界限度值。临界限度值主要用在通风系统的设计中，是通风设备设计的基础数据。但是不应该认为在等于或小于临界限度值的浓度范围就可以防止职业病和职业中毒；也不应该认为在超过临界限度值的浓度范围，必然会有中毒事故发生。第41页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 232一、

25、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 使一组试验动物中恰恰一个致死的单位体重的毒物量称为最小致死剂量。更常用的是使一组试验动物中一半致死的量，称为半致死剂量或百分之五十致死剂量，用LD50来表示。致死剂量的单位是mgkg1。有时把染毒环境空气中毒物的含量作为毒性评价指标。类似的有半致死浓度LC50(mgm3)。思考题：何为最小致死剂量、半致死剂量？第42页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 233一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 毒性物质的毒性分为五个等级:“U”未知“0”无毒性“1”轻度毒性“2”中度毒性

26、“3”重度毒性仅了解分类详细内容不作要求 思考题：毒性物质的毒性分为哪五个等级？（两种）第43页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 233-u一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 “U”：未知(Unknown)(1)在文献中查找不到有关物质的任何毒性信息，人们对此一无所知；(2)有基于动物试验的有限信息，但不适用于人的暴露；(3)对已出版的毒性数据存疑。第44页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 233-0一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 “0”：无毒性(1)在任何应用条件下都不会引起伤害的物质；(

27、2)仅在最不寻常的条件下或超大剂量应用时才对人产生毒性作用。第45页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 233-1一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 “1”：轻度毒性 (1)急性局部中毒 物质一次性连续暴露几秒、几分或几个小时，不管暴露的程度如何，仅引起对皮肤或黏膜的轻度影响。(2)急性全身中毒 物质一次性连续暴露几秒、几分或几个小时，通过呼吸或皮肤吸收进入人体，或一次性服入，不管吸收的量和暴露的程度，仅产生轻度影响。(3)慢性局部中毒 物质连续或重复暴露持续数日、数月或数年，暴露的程度或大或小，仅引起对皮肤或黏膜的轻度伤害。(4)慢性全身中毒

28、物质连续或重复暴露持续数日、数月或数年，通过呼吸或皮肤吸收进入人体，暴露的程度或大或小，仅产生轻度伤害。一般来说，列为“轻度毒性”类的物质在人体中产生的变化是可逆的，会随着暴露的终止，经医治或无需医治而逐渐消失。第46页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 233-2一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 “1”：中度毒性 (1)急性局部中毒 物质一次性连续暴露几秒、几分或几个小时，会引起对皮肤或黏膜的中度影响。上述影响可以起因于几秒的强暴露或几个小时的中度暴露。(2)急性全身中毒 物质一次性连续暴露几秒、几分或几个小时，通过呼吸或皮肤吸收进入人体，或

29、一次性服入，产生中度影响。(3)慢性局部中毒 物质连续或重复暴露持续数日、数月或数年，引起对皮肤或黏膜的中度伤害。(4)慢性全身中毒 物质连续或重复暴露持续数日、数月或数年，通过呼吸或皮肤吸收进入人体，产生中度影响。列为“中度毒性”类的物质会在人体中产生不可逆的同时也有可逆的变化。但是这些变化还不至于严重到危及生命或造成对身体严重的永久的伤害。第47页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 233-3一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 “3”：重度毒性 (1)急性局部中毒 物质一次性连续暴露几秒、几分或几个小时，引起对皮肤或黏膜的严重损伤，会危及生命

30、或造成对身体的永久伤害。(2)急性全身中毒 物质一次性连续暴露几秒、几分或几个小时，通过呼吸或皮肤吸收进入人体，或一次性服入，产生会危及生命的严重伤害。(3)慢性局部中毒 物质连续或重复暴露持续数日、数月或数年，引起皮肤或黏膜的不可逆的严重损伤，会危及生命或造成永久伤害。(4)慢性全身中毒 物质小剂量连续或重复暴露持续数日、数月或数年，通过呼吸或皮肤吸收进入人体，能够致死或造成身体的严重损伤。第48页/共79页第三节 毒性物质的性质和特征 233e一、物质的类别二、毒性物质的临界限度和致死剂量三、毒性物质的毒性等级和危险等级 美国科学院分级（半致死剂量LD50值）:“0”无毒性“1”实际无毒性

31、“2”轻度毒性“3”中度毒性“4”重度毒性50mg0.5g5g15g第49页/共79页第四节 反应物质的性质和特征 241自燃性质过氧化性质水敏性质一、化学物质的反应性能二、反应物质不稳定性结构因素和热力学表征三、反应物质的氧差额自 学第50页/共79页第四节 反应物质的性质和特征 242物质不稳定性的结构因素 物质不稳定性的热力学表征 一、化学物质的反应性能二、反应物质不稳定性结构因素和热力学表征三、反应物质的氧差额自 学第51页/共79页第四节 反应物质的性质和特征 243一、化学物质的反应性能二、反应物质不稳定性结构因素和热力学表征三、反应物质的氧差额自 学第52页/共79页第五节 压力

32、系统热力学行为与危险性 251蒸汽压关系式空气中易燃蒸汽的产生空气中毒性蒸气过高浓度的产生不同情形的过压问题 一、温度对蒸气压的影响二、相变引起的体积变化三、不同物质蒸气和液体的密度自 学超常吸热引起的过压 化学反应引起的过压 故障或失误引起的过压 第53页/共79页第五节 压力系统热力学行为与危险性 252蒸汽“爆炸”引起物料喷射 少量易燃或毒性液体在有限空间内气化 蒸气冷凝或被其他液体吸收引起的内爆（失稳）一、温度对蒸气压的影响二、相变引起的体积变化三、不同物质蒸气和液体的密度自 学第54页/共79页第五节 压力系统热力学行为与危险性 253气体或蒸气的密度差异液体的密度差异 一、温度对蒸

33、气压的影响二、相变引起的体积变化三、不同物质蒸气和液体的密度自 学第55页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全260化工生产包含着物质的转化过程。有些转化反应比较简单，很少危险性；有些则相当复杂，难以控制和了解。当反应物和产物的化学性质已知时，似乎应用已知的化学定律，就可以准确评估化工生产的危险性。事实并非如此。物质的转化途径常是复杂的、曲折的。第56页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全261由于课时和基础所限，理论部分从略。一、化学反应动力学二、反应物质的非互容性质三、化学反应类型及其危险性第57页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全262一、化学反应动力学二、反应

34、物质的非互容性质三、化学反应类型及其危险性后面细讲毒性危险反应危险水敏危险 许多化学物质彼此互不相容，它们必须在严格控制的条件下接触，否则会生成剧毒物质或发生强烈化学反应，甚至引起爆炸。第58页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263一、化学反应动力学二、反应物质的非互容性质三、化学反应类型及其危险性燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合第59页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-1燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合1.燃烧一般是指固体、液体或气体燃料氧化产生热量。普通燃烧的反应速率很快但

35、可以控制。许多物质在空气或氧气中燃烧可控制的速率范围已知。燃烧炉点火时应特别注意物质的爆炸或燃烧极限。燃烧速率可以用调节温度、氧化剂或燃料的加入量控制。多数情况下燃烧需要点火，但对于反应性极强的物质，可以自燃。第60页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-2燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合2.氧化氧化与燃烧的不同之处仅在反应受到控制，最终产物不一定是CO2和H2O。如果有足够的氧化剂和燃料，就存在燃烧的可能性。氧化反应都是强放热反应。化学平衡几乎总是有利于完全反应。为了防止产物损失，必须采取措施限制氧化的程度。当使用强氧化剂（高锰酸盐、

36、次氯酸及其盐、亚氯酸钠、二氧化氯、氯酸盐、过氧化物、硝酸、四氧化氮和臭氧等）时应特别注意，为安全起见，常采用低浓度的反应物或低温条件。第61页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-3燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合3.中和除反应物迅速添加引起热效应外，这类反应危险较少，低浓度较易控制。第62页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-4燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合4.电解电解几乎不存在反应危险。但存在高电流强度的危险，使用氰化物的毒性危险，以及可燃气体和高氧化态产物生成的爆炸危险

37、。第63页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-5燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合5.复分解反应这类反应一般归入有很小驱动力、反应热较低的平衡类型，危险性较小。第64页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-6燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合6.煅烧煅烧作为吸热反应，易于控制，危险极少。第65页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-7燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合7.硝化由于硝化试剂是强氧化剂，而硝化产物常具有爆炸性，硝化

38、反应存在着潜在危险。硝化反应迅速而又难以控制，常有许多副产物生成。硝化反应本身以及氧化反应都是强放热反应。为避免反应失常或产生爆炸，必须精心控制反应温度。反应的最大允许温度可从最终产物的温度敏感度估算出，而温度敏感度可从相关手册中查出。需要注意的是，存在杂质会增加对温度的敏感度，第66页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-8燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合8.酯化有机和无机酯化反应一般都很慢，常需要催化剂加快反应速率。除非酯化物质是强还原剂，如硝酸酯或高氯酸酯等，或是反应物或产物不稳定，酯化反应很少危险性。第67页/共79页第六节 化

39、学反应系统物化原理与安全263-9燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合9.还原反应的危险性可以忽略。第68页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-10燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合10.氨化氨化剂通常为氨，一般为二级反应。因为需要应用大量过量的氨，反应表现为一级反应。气相反应需要加压。多数反应是放热的，但并不强烈。第69页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-11燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合11.卤化氟、氯、溴、碘是有重要工业价值的卤

40、族元素。氯的衍生物因其低值而最为重要。卤化反应为强放热反应，氟化反应放热最强。在液相、气相加成或取代中进行的链式反应在相当宽的浓度范围都能产生爆炸。卤素的腐蚀作用难以解决。金属可用作卤化的活性催化剂。(1)氯化 在加成和取代反应中大量应用的氯化试剂为：氯气、次氯酸和次氯酸钠、磷酰氯、亚硫酰氯、硫酰氯、磷的氯化物等。常见的是液相和气相氯化，会有完全不同的反应途径，不经实验而对反应途径进行预测是极不可靠的。所有氯化反应都有潜在危险。(2)氟化 氟是最活泼的元素，其反应最难以控制。氟与烃类的直接反应很剧烈，常引起爆炸，并伴有不需要的CC键的断裂。应特别注意，氟和其他物质间极易形成新键，并释放出大量的

41、热。气相反应一般要用惰性气体稀释。(3)溴化或碘化 反应类似氯化，但反应条件要缓和得多。第70页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-12燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合12.磺化多数磺化反应使用硫酸作磺化剂，反应需要高浓度提供较大的驱动力，一般是在高温下进行。反应中度放热，比较容易控制。第71页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-13燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合13.水解水解是指用水分解，但只有少数反应单独用水（一般为无机反应）。无机水解有控制问题，需要不断移出水解热。有

42、机水解使用以下反应试剂在液相和气相中操作：单纯的水，酸溶液；碱溶液；碱熔融液；酶。绝大多数有机水解反应比较缓慢，仅轻微放热。最重要的问题是如何加速反应，有时需要高温或高压。第72页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-14燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合14.加氢工业上高压氢的应用总是危险的，除此之，加氢并无过多的麻烦。加氢反应一般是放热的，常需要应用催化剂加速反应。在催化剂表面释放出的反应热，使催化剂局部温度极高，甚至引起催化剂的烧结。一旦上述情况发生，就会产生裂解和各种副反应，造成原材料的浪费。许多加氢反应是在高压下操作，但很少是在

43、难以控制的条件下。第73页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-15燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合15.烷基化烷基化一般为中度放热反应，即使是在高温、高压和催化剂存在的条件下，反应速率仍然很慢。在用烯烃对异构烷烃和芳香烃催化烷基化时，会发生如聚合、异构化、氢转移、取消烷基化等竞争反应。热烷基化需要高温和高压，与催化烷基化相比，很少应用。烷基化的危险主要在于把强腐蚀剂（如氟化氢）用作烷基化试剂或催化剂，而反应本身并不具有危险。第74页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-16燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤

44、化磺化水解加氢烷基化缩合聚合16.缩合缩合是平衡反应，为使反应向着高相对分子质量进行，必须移去分裂出的通常是水的缩合产物。随着相对分子质量变高，反应物质越来越黏稠，搅拌和热量移出越来越困难，反应不断放热可能会酿成火险。所有缩合反应都是分步进行的，一般不难控制。第75页/共79页第六节 化学反应系统物化原理与安全263-17燃烧氧化中和电解复分解反应煅烧硝化脂化还原氨化卤化磺化水解加氢烷基化缩合聚合17.聚合由于物质化合时不分裂出其他物质，聚合不同于缩合。聚合中间物通常是寿命很短的活性基或离子，分步进行的过程很少能观察出来。聚合物的链一般是在单一反应几分之一秒内形成的。链反应在一些易分解的物质，如叔丁基过氧化氢和过氧化苯甲酰等，慢慢引发后很快进行。当聚合反应剧烈而难以控制时，通常可采用氮气压入阻聚剂，达到中止或减缓反应的目的。第76页/共79页第七节 化工操作原理与安全271一、化学反应与热量传递二、相平衡与组分分离三、相混合和相分离四、物料的输送和机械加工 随后在专业课中有介绍，本课程随后章节略讲，在此暂时不作介绍第77页/共79页第78页/共79页感谢您的观看！第79页/共79页