第四章 危险化学品的防火与防爆

第四章危险化学品

的防火与防爆

防火防爆技术

危险化学品的燃爆特性2危险化学品及其分类1第四章危险化学品的防火与防爆评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数3危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理4常见危险化学品火灾的扑救5了解危险化学品及其分类、常见危险化学品的燃爆特性。熟悉危险化学品储存的种类、储存危险化学品的分类及基本要求；熟悉危险化学品包装的分类及对危险化学品包装的具体要求；熟悉危险化学品运输的一般要求；熟悉销毁危险化学品的基本要求。掌握评价气体燃爆危险性的主要技术参数、评价易燃液体燃爆危险性的主要技术参数、评价固体火灾危险性的主要技术参数。理论要求学习目标能够运用所学知识解决危险化学品储存、包装、运输中的防火防爆实际问题；正确选择废弃危险化学品的销毁方法；针对常见危险化学品火灾正确选择灭火剂并掌握扑救方法。学习目标技能要求第一节危险化学品及其分类一、爆炸品爆炸品包括：①爆炸性物质；②爆炸性物品；③为产生爆炸或烟火实际效果而制造的上述两项中未提及的物质或物品。第一节危险化学品及其分类二、气体本类气体是指：①在50℃时，蒸气压力大于300kPa的物质；②20℃时在101.3kPa标准压力下完全是气态的物质。根据气体在运输中的主要危险性分为三项。（1）易燃气体（2）非易燃无毒气体（3）毒性气体第一节危险化学品及其分类三、易燃液体（1）易燃液体（2）液态退敏爆炸品四、易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质1.易燃固体2.易于自燃的物质（1）发火物质（2）自热物质3.遇水放出易燃气体的物质第一节危险化学品及其分类五、氧化性物质和有机过氧化物1.氧化性物质2.有机过氧化物①可能发生爆炸性分解；②迅速燃烧；③对碰撞或摩擦敏感；④与其他物质起危险反应；⑤损害眼睛。第二节危险化学品的燃爆特性一、爆炸品的燃爆特性1.敏感性2.自燃危险性3.遇热（火焰）易爆性4.机械作用危险性5.带静电危险性6.爆炸破坏性7.着火危险性8.毒害性第二节危险化学品的燃爆特性二、气体的燃爆特性1.易燃易爆性表4-1简单成分气体和复杂成分气体火灾危险性比较气体名称化学组成最大直线燃烧速度/（cm/s）最高火焰温度/℃爆炸浓度范围/%（体积）氢气H221021304～75一氧化碳CO39168012.5～74甲烷CH433.818005～15第二节危险化学品的燃爆特性2.扩散性4-2常见易燃气体的相对密度与扩散系数的关系气体名称扩散系数/（cm2/s）相对密度气体名称扩散系数/（cm2/s）相对密度氢0.6340.07乙烯0.1300.97乙炔0.1940.91甲醚0.1181.58甲烷0.1960.55液化石油气0.1211.56氨0.198第二节危险化学品的燃爆特性3.可压缩性和受热膨胀性表4-3液态丙烷体积与温度的关系温度/℃－20010152030405060相对密度热胀率φ/%0.5691.40.5396.20.51798.70.5091000.51010.486104.90.47109.10.45113.80.43119.3第二节危险化学品的燃爆特性4.带电性影响压缩气体和液化气体静电荷产生的主要因素如下。（1）杂质（2）流速5.腐蚀性、毒害性和窒息性（1）腐蚀性（2）毒害性（3）窒息性第二节危险化学品的燃爆特性6.氧化性除极易自燃的物质外，通常易燃性物质只有和氧化性物质作用，遇着火源时才能发生燃烧。所以，氧化性气体是燃烧得以发生的最重要的要素之一。第二节危险化学品的燃爆特性三、易燃液体的燃爆特性1.高度易燃表4-4几种常见易燃液体蒸气在空气中的最小引燃能量液体名称最小引燃能量/mJ液体名称最小引燃能量/mJ噻吩环己烷甲醚二甲氧基甲烷乙醚异丙醚0.390.220.330.420.191.14二乙胺异丙胺乙胺苯二硫化碳汽油0.752.02.40.550.0150.1～0.2第二节危险化学品的燃爆特性2.蒸气易爆（1）温度（2）暴露面（3）相对密度（4）饱和蒸气压力（5）流速第二节危险化学品的燃爆特性表4-5汽油饱和蒸气压力与相对密度和温度的关系相对密度0.68700.70350.72160.73300.7530在10℃时的饱和蒸气压力/kPa在20℃时的饱和蒸气压力/kPa在30℃时的饱和蒸气压力/kPa21.59831.33152.92910.93216.13228.6648.26611.73220.9325.3338.53315.0654.5335.6008.800第二节危险化学品的燃爆特性3.受热膨胀性各种易燃液体的热胀系数可以通过下式计算：

（4-1）表4-6几种易燃液体的热胀系数液体名称热胀系数β值液体名称热胀系数β值乙醚丙酮苯甲苯二甲苯甲醇乙醇二硫化碳0.001600.001400.001200.001100.000850.001400.001100.00120戊烷汽油煤油醋酸氯仿硝基苯甘油苯酚0.001600.001200.000900.001400.001400.000830.000500.00089第二节危险化学品的燃爆特性【例4-1】有一装有乙醚的玻璃瓶存放在暖气片旁，瓶体积为24L，灌装时的气温为0℃，并留有5％的空间，暖气片的散热温度平均为60℃。试问乙醚瓶存放在暖气片旁是否安全?解先从表4-10中查到乙醚的热胀体积系数为0.00160，并将已知数值代入公式求出乙醚60℃时的总体积。已知：V0＝24×（1－5％）＝22.8L；dt＝60℃；β＝0.0016代入式（4-1）得：第二节危险化学品的燃爆特性因为玻璃瓶的体积为24L，故60℃时乙醚体积超出玻璃瓶的体积（24.99－24=0.99L）。同时查表可得乙醚在60℃时的蒸气压可达216.408kPa，故乙醚瓶存放在散热60℃的暖气片旁是有爆炸危险的，应移至其他安全地点存放。第二节危险化学品的燃爆特性4.流动性流动性是任何液体的通性，由于易燃液体易着火，故其流动性的存在更增加了火灾危险性，如易燃液体渗漏会很快向四周流淌，并由于毛细管和浸润作用，能扩大其表面积，加快挥发速度，提高空气中的蒸气浓度。第二节危险化学品的燃爆特性5.带电性表4-7一些易燃液体的介电常数和电阻率液体名称介电常数/（F/m）电阻率/（Ωcm）液体名称介电常数/（F/m）电阻率/（Ωcm）甲醇乙醇乙醛乙醚丙酮丁酮戊烷二硫化碳氯仿32.6225.80＞104.3421.4518.00＜42.655.105.8×1066.4×1061.7×1062.54×10121.2×1071.04×107＜2×105—＞2×108苯乙苯甲苯苯胺乙酸甲酯乙酸乙酯乙二醇甲酸氯乙酸2.502.482.297.206.407.3041.20—20.00＞1×10118＞1×10112＞1×101142.4×108——3×1075.6×1051.4×106第二节危险化学品的燃爆特性6.毒害性易燃液体本身或其蒸气大都具有毒害性，有的还有刺激性和腐蚀性。其毒性的大小与其本身化学结构、蒸发的快慢有关。不饱和碳氢化合物、芳香族碳氢化合物和易蒸发的石油产品比饱和的碳氢化合物、不易蒸发的石油产品的毒性要大。第二节危险化学品的燃爆特性四、易燃固体的燃爆特性1.燃点低，易点燃2.遇酸、氧化剂易燃易爆3.本身或燃烧产物有毒4.兼有遇湿易燃性5.自燃危险性第二节危险化学品的燃爆特性五、易于自燃的物质的燃爆特性1.遇空气自燃2.遇湿易燃如三乙基铝在空气中能氧化而自燃。2AI（C2H5）3＋21O2====12CO2＋15H2O＋Al2O33.积热自燃第二节危险化学品的燃爆特性六、遇水放出易燃气体的物质的燃爆特性1.遇水易燃易爆2.遇氧化剂和酸着火爆炸3.自燃危险性4.毒害性和腐蚀性第二节危险化学品的燃爆特性七、氧化性物质和有机过氧化物的燃爆特性1.氧化性物质的燃爆特性（1）强烈的氧化性（2）受热、被撞分解性（3）可燃性（4）与可燃液体作用自燃性（5）与酸作用分解性（6）与水作用分解性（7）腐蚀毒害性第二节危险化学品的燃爆特性2.有机过氧化物的燃爆特性分解爆炸性易燃性人身伤害性表4-8一些有机过氧化物的闪点有机过氧化物名称闪点/℃有机过氧化物名称闪点/℃过氧化甲乙酮过氧化叔丁醇过氧化二叔丁醇过氧乙酸（过醋酸）5026.6718.3340.56过氧化二乙酰过蚁酸（过甲酸）过氧化羟基异丙苯过苯甲酸叔丁酯45407987.8第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数一、评价气体燃爆危险性的主要技术参数1.爆炸极限2.爆炸危险度其计算公式如下：第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数表4-9典型气体的爆炸危险度名称爆炸危险度名称爆炸危险度氨甲烷乙烷丁烷一氧化碳0.871.833.173.674.92汽油辛烷氢乙炔二硫化碳5.005.3217.7831.0059.00第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数3.传爆能力传爆能力是爆炸性混合物传播燃烧爆炸能力的一种度量参数，用最小传爆断面表示。表4-10可燃气体或蒸气爆炸性混合物按照传爆能力的分级级别1234间隙δ/mmδ＞1.00.6＜δ≤1.00.4＜δ≤0.6δ≤0.4第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数4.爆炸压力和威力指数（1）爆炸压力表4-11易燃气体或蒸气的爆炸压力及其增长速度名称爆炸压力/MPa爆炸压力增长速度/MPa·s－1氢甲烷乙炔一氧化碳乙烯苯乙醇丁烷氨0.620.720.950.70.780.80.550.620.690—80—553—15—第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数（2）爆炸威力表4-12典型气体和蒸气的爆炸威力指数名称威力指数名称威力指数丁烷苯乙烷9.302.412.13氢乙炔55.8076.00第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数5.自燃点易燃气体的自燃点不是固定不变的数值，而是受压力、密度、容器直径、催化剂等因素的影响。一般规律为受压越高，自燃点越低；密度越大，自燃点越低；容器直径越小，自燃点越高。易燃气体在压缩过程中（例如在压缩机中）较容易发生爆炸，其原因之一就是自燃点降低的缘故。在氧气中测定时，所得自燃点数值一般较低，而在空气中测定则较高。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数6.化学活泼性①易燃气体的化学活泼性越强，其火灾爆炸的危险性越大。②气态烃类分子结构中的价键越多，化学活泼性越强，火灾爆炸的危险性越大。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数7.相对密度①与空气密度相近的可燃气体，容易互相均匀混合，形成爆炸性混合物。②比空气重的可燃气体沿着地面扩散，并易窜入沟渠、厂房死角处，长时间聚集不散，遇火源则发生燃烧或爆炸。③比空气轻的可燃气体容易扩散，而且能顺风飘动，会使燃烧火焰蔓延、扩散。④应当根据可燃气体的密度特点，正确选择通风排气口的位置，确定防火间距值以及采取防止火势蔓延的措施。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数8.扩散性见本章第二节。9.可压缩性和受热膨胀性见本章第二节。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数二、评价易燃液体燃爆危险性的主要技术参数1.饱和蒸气压据易燃液体的蒸气压力，就可以求出蒸气在空气中的浓度，其计算式为：（4-2）如果PH等于大气压力即101325Pa，则可将上式改写为：（4-3）第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数4-13几种易燃液体的饱和蒸气压－20－100+10+20+30+40+50+60丙酮苯航空汽油车用汽油二硫化碳乙醚甲醇乙醇丙醇丁醇甲苯乙酸甲酯乙酸乙酯乙酸丙酯—991——64638933836333——2322533867—51601951——11199149721796747——45646861720—84433546117325333179962458335761627436—9018279322693314705596615199666627064282376773317395227116931397258402173245319972205329333402375768811822586619336282973226389706341337330157852798813066582628452619998104123706122749603533015825643355902241983773018132822601209233246417785677323867906—24491945381168358245026224065114217168626508892930411799441312399—376371618611551052329——156040216408833264686318598789318598—5536922918温度/℃pZ/Pa液体名称第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数【例4-2】桶装甲苯的温度为20℃，而大气压力为101325Pa。试求甲苯的饱和蒸气浓度。解：从表4-27查得甲苯在20℃时饱和蒸气压力pZ为2973Pa，代入式（4-3）即得：答：桶装甲苯在20℃时的饱和蒸气浓度为2.93％。从表4-20中查出甲苯的爆炸极限为1.27％～7.75％，比较例题中求得甲苯的蒸气浓度，即可说明甲苯在20℃时具有爆炸危险。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数【例4-3】某厂在车间中使用丙酮作溶剂，操作压力为500kPa，操作温度为25℃。请问丙酮在该压力和温度下有无爆炸危险?如有爆炸危险，应选择何种操作压力比较安全?解：先求出丙酮的蒸气浓度。从表4-27查得丙酮在25℃时的蒸气压力为30931Pa，代入式（4-3）得出丙酮在500kPa下的蒸发浓度：第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数丙酮的爆炸极限为2％～13％，说明在500kPa压力下丙酮是有爆炸危险的。如果温度不变，那么为保证安全，操作压力可以考虑选择常压或负压。如选择常压，则浓度为：如选择负压，假设真空度为39997Pa，则浓度为：显然在常压或负压下，丙酮的蒸气浓度都超过爆炸上限，无爆炸危险。但相比之下，负压生产比较安全。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数2.爆炸极限易燃液体的爆炸极限有两种表示方法：一是易燃蒸气的爆炸浓度极限，有上、下限之分，以“％”（体积分数）表示；二是易燃液体的爆炸温度极限，也有上、下限之分，以“℃”表示。因为易燃蒸气的浓度是在可燃液体一定的温度下形成的，因此爆炸温度极限就体现着一定的爆炸浓度极限，两者之间有相应的关系。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数表4-14液体的爆炸温度极限和爆炸浓度极限液体名称爆炸浓度极限/%爆炸温度极限/℃酒精甲苯松节油车用汽油灯用煤油乙醚苯3.3～181.2～7.750.8～620.79～5.161.4～7.51.85～35.51.5～9.511～401～3132～53－39～－840～86－45～13－14～12第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数【例4-4】有一个苯罐的温度为10℃，确定是否有爆炸危险?如有爆炸危险，请问应选择什么样的贮存温度比较安全？解：先查出苯在l0℃时的蒸气压力为5966Pa，代入式（4-3），则由表4-28查得苯的爆炸极限为1.5%～9.5%，故苯在10℃时具有爆炸危险。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数消除形成爆炸浓度的温度有两种可能：一是低于闪点的温度；二是高于爆炸上限的温度。但苯的闪点为－14℃，而苯的凝固点为5℃，若贮存温度低于闪点，苯就会凝固。因此，安全贮存温度应采取高于爆炸上限的温度。已知苯的爆炸上限为9.5%，代入下式：从表4-27查得苯的蒸气压力为9625.8Pa时，处于10～20℃范围内，用内插法求得：℃答：贮存苯的安全温度应高于19℃。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数【例4-5】已知甲苯的爆炸浓度极限为1.27％～7.75％，大气压力为101325Pa。试求其爆炸温度极限。解：甲苯的浓度为1.27%时，在101325Pa下的饱和蒸气压：从表4-27查得甲苯在1286.83Pa蒸气压力下处于0～10℃之间，利用内插法求得甲苯的爆炸温度下限：℃第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数甲苯的浓度为7.75%时，在101325Pa下的饱和蒸气压：从表4-27查得甲苯在7852.69Pa蒸气压力下处于30～40℃之间，利用内插法求得甲苯的爆炸温度上限：

℃答：在101325Pa大气压力下，甲苯的爆炸温度极限为4.87～38.9℃。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数3.闪点易燃液体的闪点越低，则表示越易起火燃烧。因为在常温甚至在冬季低温时，只要遇到明火就可能发生闪燃，所以具有较大的火灾爆炸危险性。几种常见易燃液体的闪点见表4-15。例如，车用汽油的闪点为－39℃，照明用煤油的闪点为40℃，如果将汽油和煤油按1：1的比例混合，那么混合物的闪点应低于：℃第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数表4-15几种常见易燃液体的闪点物质名称闪点/℃物质名称闪点/℃物质名称闪点/℃甲醇乙醇乙二醇丁醇戊醇乙醚丙酮7111123546－45－20苯甲苯氯苯石油松节油醋酸醋酸乙酯甘油－14425－2132401160醋酸丁酯醋酸戊酯二硫化碳二氯乙烷二乙胺飞机汽油煤油车用汽油1325－45826－4418－39第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数【例4-6】已知乙醇的爆炸浓度极限为3.3％～18％，试求乙醇的闪点和爆炸温度极限。解：乙醇在爆炸浓度下限（3.3％）时的饱和蒸气压为：从表4-27查得乙醇蒸气压力为3343.73Pa时，其温度处于10～20℃之间，并且在10℃和20℃时的蒸气压分别为3173Pa和5866Pa。可用内插法求得乙醇的闪点。℃第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数再由式（4-4）和通过查表求出乙醇的爆炸温度上限。从表4-27中查得乙醇在18238.5Pa蒸气压力时的温度约等于40℃。答：乙醇的闪点约为10.6℃，其爆炸温度极限为10.6～40℃。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数4.受热膨胀性见本章第二节。第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数三、评价易燃固体火灾危险性的主要技术参数1.燃点2.熔点表4-16易燃固体的燃点、熔点和闪点物质名称熔点/℃燃点/℃闪点/℃物质名称熔点/℃燃点/℃闪点/℃萘二氯化苯聚甲醛甲基萘苊樟脑松香硫黄红磷三硫化磷五硫化磷重氮氨基苯80.2536235.19617452769886702162551609230015080674510110865.5聚乙烯聚丙烯聚苯纤维硝酸纤维醋酸纤维粘胶纤维锦纶-6锦纶-66涤纶二亚硝基间苯二酚有机玻璃石蜡120160100260220250～265255～2648038～62400270400180320235395415390～415260158195第三节评价危险化学品燃爆危险性的主要技术参数3.自燃点易燃固体的自燃点一般都低于可燃液体和气体的自燃点，大体上介于180～400℃之间。表4-17易燃固体的自燃点名称自燃温度/℃名称自燃温度/℃黄（白）磷三硫化四磷纸张赛璐珞棉花布匹赤磷松香60100130140150200200240木材硫沥青木炭煤蒽萘焦炭250260280350400470515700第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理一、危险化学品的储存贮存是化学品流通过程中非常重要的一个环节，处理不当，就会造成事故。为了加强对危险化学品贮存的管理，国家制定了一系列法规和标准，对危险化学品储藏养护技术条件、审批制度、安全储存都提出了具体要求。1.危险化学品储存的种类2.储存危险化学品的分类第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理3.储存危险化学品的基本要求（1）储存要求（2）储存安排及储存限量（3）危险化学品的养护（4）危险化学品出入库管理（5）消防措施（6）人员培训第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理表4-18储存量及要求贮存类别贮存要求露天贮存隔离贮存隔开贮存分离贮存平均单位面积贮存量/t/m2单一贮存区最大贮存量/t垛距限制/m通道宽度/m墙距宽度/m与禁忌品距离/m1.0～1.52000～240024～62100.5200～3000.3～0.51～20.3～0.5不得同库贮存0.7200～3000.3～0.51～20.3～0.5不得同库贮存0.7400～6000.3～0.550.3～0.57～10第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理4.储存易燃易爆品的要求（1）建筑条件（2）库房条件（3）安全条件（4）环境卫生条件第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理表4-19易燃易爆品温湿度条件表类别品名温度/℃相对湿度/%备注爆炸品黑火药、化合物≤32≤80水作稳定剂的≥1＜80压缩气体和液化气体易燃、不燃、有毒≤30易燃液体低闪点≤29中高闪点≤37易燃固体易燃固体≤35硝酸纤维素酯≤25≤80安全火柴≤35≤80红磷、硫化磷、铝粉≤35＜80自燃物品黄磷＞1羟基金属化合物≤30≤80含油制品≤32≤80第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理续上表类别品名温度/℃相对湿度/%备注遇湿易燃物品遇湿易燃物品≤32≤75氧化剂和有机过氧化物氧化剂和有机过氧化物≤30≤80过氧化钠、镁、钙等≤30≤75硝酸锌、钙、镁等≤28≤75袋装硝酸铵、亚硝酸钠≤30≤75袋装盐的水溶液＞1结晶硝酸锰＜25过氧化苯甲酰2～25含稳定剂过氧化丁酮等有机氧化剂≤25第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理二、危险化学品的包装1.危险化学品包装的分类（1）I类包装（2）Ⅱ类包装（3）Ⅲ类包装2.对危险化学品包装的具体要求第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理三、危险化学品的运输运输是危险化学品流通过程中的一个重要环节，在以往的事故统计中，危险化学品运输事故占有相当大的比例，其中部分还是恶性事故，因此《条例》第四章对危险化学品的运输企业、运输工具、运输人员等做了详细规定，旨在加强危险化学品运输的安全管理，预防事故发生。第四节危险化学品的储存、包装、运输及废弃处理四、废弃危险化学品的处理1.销毁危险化学品应具备的安全条件2.销毁方法的选择（1）爆炸法（2）燃烧销毁法（3）水溶解法（4