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文档简介
第一节工业毒物及其对人体的危害第二节介质的燃烧特性和防火技术第三节压力容器中常用气体的分类及其特性压力容器常用介质及其特性燃爆事故案例(一)2009年2月19日即农历除夕前一天晚上,某大学法学院20岁的女学生左某在换装新的液化气瓶时,发现联接气瓶的减压阀接头的垫片坏了,有点漏气,以为没有什么关系,用热水器洗澡。洗完澡后,用电吹风来吹干头发,随即引发室内液化气突然燃烧爆炸,左某与其父亲两人均被严重烧伤,她本人体无完肤,烧伤面积达91%,惨不忍睹,濒临休克。
燃爆事故案例(二)另有一起液化石油气泄漏燃爆事故发生在某矿山冶金机械厂厂长家里。2009年春节期间,该厂厂长家里来了不少客人,他爱人在厨房炒菜,液化气瓶内突然没有气了,便换上一瓶新气,但用完气的“空瓶”没有关闭总阀门就搬至厨房一角处,在继续用新气打火的瞬间,突然发生液化石油气燃烧爆炸。结果夫妻均严重烧伤,厂长无法行使其职能而被免职。
讨论:案例分析案例(一)事故原因?案例(二)事故原因?安全防范措施?案例分析事故原因分析:凡是发生可燃物质燃烧爆炸必须有三个条件:第一,有可燃物质;第二,可燃物质的浓度在爆炸极限的范围内;第三,有点火火源并达到最低点火能量。在上述两个事故中,第一条件是无可置疑的。家庭用的液化石油气是石油化工厂生产的一种副产品,是多种烃类(烷烃、环烷烃和芳香烃)的复杂混合物,主要是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等极易燃烧的碳氢化合物。第二个条件也很是容易达到的。我们知道,可燃气体与空气虽然并不是在任何混合比例下都有着火爆炸危险,但液化石油气与空气混合后的爆炸极限的下限低、上下极限范围宽(如丁烷下限为1.86%,上限为8.41%;乙烯下限为2.75%,上限为28.60%)。在空气中的最小点火能量也低(如炳烯为0.282毫焦尔,丙烷为0.305毫焦耳)。泄漏的液化气与空气混合的浓度只要达到2%-28%的范围的任何一个浓度点(这在城市楼房厨房内是容易达到的),当遇到火源时就会发生爆炸。案例分析
事故原因:第一个事故中,已知液化气瓶有泄漏,且经过较长时间洗澡,液化气泄漏很容易达到爆炸极限的下限,并处于上下极限的浓度范围内,当遇到电吹风的点火源时就发生了燃烧爆炸。在第二个事故中,被换下来的“空瓶”不空,瓶内还存有液化气。这是因为瓶内压力与当地外界的大气压力相等(约为一个绝对大气压力即1kgf/m2或0.1mpa),处于微平衡状态。在拆卸减压阀和搬动“空瓶”时,这种平衡被打破了,在没有关阀的情况下,瓶内的液化气就泄漏出来了,并逐渐达到爆炸极限范围内。当用新瓶的气打火又有火源时,燃烧爆炸的事故就不可避免地发生了。
案例分析据上述液化气泄漏引起的燃烧爆炸事故及其机理,我们平时应采取如下的安全防范措施:
1、液化石油气瓶一定要按规定年检维修,不合格的气瓶一律报废,有泄漏的不准继续使用。
2、家庭用的减压阀必须是合格产品,减压阀前端头与液化气瓶连接密封的橡胶垫圈必完好无损,不得有泄漏。
3、用完后的“空瓶”,一定要拧紧上部的总阀门,防止在搬运过程中或天气变温或受热时,瓶内的残液泄漏出来。
4、如果发现家中的液化气或煤气泄漏,首先注意不能用任何火源点火,包括不能插电器开关插头,不能启动引起电火花的通风机、洗衣机、电吹风、微波炉、消毒柜等;立即封闭现场不让人进。第一节工业毒物及其对人体的毒害
一、工业毒物与中毒毒物:凡作用于人体产生有害作用,引起机体功能或器质性病理变化的物质都叫做毒物。工业毒物:在工业生产过程中所使用或产生的毒物叫工业毒物。职业中毒:在劳动生产过程中,工业毒物引起的中毒叫职业中毒。据统计最容易患上职业病的是煤矿工人、建筑工人、纺织工人、炼钢工人等人群。矿山、石场、纺织厂、化工厂、农药厂、制革厂等通常是职业病的重灾区。
二、工业毒物的分类1、按毒物的化学结构分:有机类、无机类(1)无机毒物主要包括金属与金属盐、酸、碱及其他无机化合物。
(2)有机毒物主要包括脂肪族碳氢化合物、芳香族碳氢化合物及其他有机物。
2、按照毒物存在状态来分,生产性毒物常以气态、蒸汽、雾、烟或粉尘的形式污染生产环境,从而对人体产生伤害。
气体如氯、一氧化碳、二氧化硫等。蒸汽如苯氨、硫蒸汽、汞蒸汽等。雾如喷漆时所形成的含苯漆雾、酸洗作业时所形成的硫酸雾烟尘如煤和石油的燃烧、塑料加工时产生的烟。粉尘悬浮于空气中直径大于0.1μ的固体微粒,多为固体物质在机械粉碎、碾磨、打砂、钻孔时形成,或将粉状原料、半成品或
成品进行混合、过筛、包装、运输时产生的粉尘。如石灰、粉
煤等。一、工业毒物分类
3、按毒物的致毒作用分:二、工业毒物的分类刺激性窒息性麻醉性致热源性腐蚀性致敏性
(1)刺激性毒物酸的蒸气、氯、氨、二氧化硫等均属此类毒物。刺激性气体和蒸气尽管其物理和化学性质有所不同,但它们直接作用到组织上时都能引起组织发炎。(2)窒息性毒物窒息性毒物可分为物理性窒息及化学窒息性毒物两种。前者如氮、氢、氦等,后者如一氧化碳、氰化氢等(3)麻醉性毒物芳香族化合物、醇类、脂肪族硫化物、苯胺、硝基苯及其他化合物均属此类毒物。该类毒物主要对神经系统有麻醉作用。(4)致热源性毒物如氧化锌等。(5)腐蚀性毒物如硫酸二甲酯。(6)致敏性毒物如苯二胺。二、工业毒物的分类
我们生产装置中的有毒物质有哪些?其毒性作用?思考与讨论三、工业毒物的毒性指标与分级
常使用引起实验动物死亡的剂量(或浓度)作为衡量各类毒物毒性的指标,所需剂量(浓度)愈小,则毒性愈大。常用的指标有以下几种:
1、LD100或LC100:全组染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度
2、LD0或LC0:染毒动物全部存活的最大剂量或浓度。
3、MLD或MLC:染毒动物中个别动物死亡的剂量或浓度。
4、LD50或LC50:染毒动物半数死亡的剂量和浓度。
1、按危害程度分四级:2、按毒性大小分六级:剧毒、高毒、中等毒、低毒、微毒、基本无毒。半数致死量常用来反映各种毒物毒性的大小,常按LD50或LC50的大小对毒物进行分级三、工业毒物的毒性指标与分级极度危害高度危害中毒危害轻度危害最高容许浓度mg/m3<0.10.1---1.01.0---10>10影响毒性的因素
(1)物质的化学结构对毒性的影响①在脂肪族烃类化合物中,其麻醉作用随分子中碳原子数的增加而增加;②碳原子数相同时,不饱和键增加其毒性增加,如乙烷的毒性<乙烯的毒性<乙炔的毒性;③一般分子结构对称的化合物,其毒性大于不对称的化合物;影响毒性的因素(2)物质的物理化学性质对毒性的影响①溶解度a、毒物在水中的溶解度直接影响毒性的大小,水中溶解度越大,毒性愈大。b、影响毒性作用部位:如刺激性气体中在水中易溶解的氟化氢(HF)、氨等主要作用于上呼吸道,而不易溶解的二氧化氮(NO2)则可深入至肺泡,引起肺水肿。c、脂溶性物质易在脂肪蓄积,易侵犯神经系统。影响毒性的因素②挥发性毒物的挥发性越大,其在空气中的浓度越大,进入人体的量越大,对人体的危害越大。③纯度工业化学物一般会含杂质,杂质可影响毒性,有时还会改变毒作用性质。影响毒性的因素④分散度粉尘、烟、雾等状态物质,其毒性与分散度有关。颗粒越小分散度越大,比表面积越大,生物活性也越强。分散度还与颗粒在呼吸道的阻留有关。大于10μm颗粒在上呼吸道被阻,5μm以下的颗粒可达呼吸道深部,小于0.5μm的颗粒易经呼吸道再排出,小于0.1μm的颗粒因弥散作用易沉积于肺泡壁。毒物颗粒的大小可影响其进入呼吸道的深度和溶解度,从而可影响毒性。毒物的联合作用①相加作用:综合毒性表现为几种毒物作用的总和。②相乘作用:综合毒性大大超过几种毒物作用的总和,即起增毒作用。例如二氧化硫单独吸入时多数引起上呼吸道损害,但二氧化硫混入含锌烟气时其毒性则加大一倍以上。此外,生产性毒物与生活性毒物的联合作用也较常见,酒精可增强铅、汞、甲苯、硝基苯、氮氧化物等毒物的吸收,故嗜酒者易引起中毒,接触这类物质的作业人员不宜饮酒。③拮抗作用:综合毒性低于几种毒物毒性的总和。如氨与氯的联合作用。生产环境和劳动强度与毒性的关系生产环境中毒物的存在状态、浓度,人与毒物的接触机会是与生产工艺直接相关的。环境中的物理因素与毒物也有联合作用。例如,高温条件促进毒物的挥发使空气中毒物浓度增大。高温环境下毒物毒性一般比常温条件大,湿度加大可使氯化烃的毒性增大。劳动强度对毒物吸收、分布、排泄都有明显影响。劳动强度大,呼吸量大,空气中有毒物吸入的量也随之增多。同时汗量增多,代谢和吸收毒物速度加快,耗氧量增加,使人对一些导致缺氧的毒物更敏感。剂量、浓度、作用时间毒物进入人体内的剂量是引起中毒的决定因素,一般情况下空气中毒物的浓度愈高,接触时间愈长,则进入人体内的总量愈大,危害后果出现越快,健康损害越严重。降低空气中毒物的浓度、减少接触毒物的时间,减少进入人体内毒物.四、工业毒物侵入人体的途径呼吸道进入:不经肝脏解毒直接进入血液循环,危险性大经皮肤进入:不经肝脏解毒直接进入血液循环,危险性大经消化道进入:经肝脏后进入血液
毒物进入人体的途径有:呼吸道、皮肤和消化道。生产过程中,主要经呼吸道,其次皮肤,经消化道的较少。中毒及现场抢救急性中毒是指在短时间内接触高浓度的毒物,引起机体功能或器质性改变,如果不及时抢救,容易造成死亡或留有后遗症。慢性中毒是指在长时间内经常接触某种较低的浓度的毒物所引起的中毒,如果得不到及时的诊断和治疗,将会发展成为严重慢性中毒。急性中毒及现场抢救1、救护者应做好个人防护。救护者在进入毒区之前,首先要做好个人呼吸系统和皮肤的防护,佩戴好呼吸器,否则非但中毒者不能获救,救护者也会中毒,反而使中毒事故扩大。2、切断毒物来源。对中毒者抢救的同时,应采取果断措施切断毒源(如关闭阀门、停止加送物料等),防止毒物继续外逸。如果是在室内中毒,应开启通、排风机。3、防止毒物继续侵入人体。将中毒者迅速移至新鲜空气处,并保持呼吸畅通。清除毒物,防止沾染皮肤和粘膜。4、促进生命器官功能恢复。中毒者若停止呼吸,则要立即进行人工呼吸,强制输氧。心跳停止应进行人工复苏胸外挤压。5、尽早使用解毒剂。采用各种解毒措施,降低和消除毒物对机体的危害作用。五、最高容许浓度MAC《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)《工业三废排放试行标准》(GBJ4-73)车间空气中有害物质的最高容许浓度(MAC):工作地点空气中的害物质的上限允许值。见书P66-67表4-3有毒物质浓度的表示方法:重量浓度:mg/l或mg/m3
体积浓度:v%或者ppm重量浓度与体积浓度相互换算关系(设M为有毒气体分子量):mg/L=1000*mg/m3V%=1000*ppmppm=(mg/m3)*22.4/M(mg/m3)=ppm*M/22.4五、最高容许浓度MAC第二节介质的燃烧特性和防火技术一、燃烧及燃烧条件1、什么是燃烧?一种放热并常伴随发光的化学反应2、燃烧的条件?可燃物、助燃物、着火源二、爆炸极限及其影响因素1、爆炸极限:可燃气体、可燃液体的蒸汽或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时,遇到火源就会发生爆炸。遇到火源发生爆炸的浓度范围称为爆炸极限。(爆炸上限与下限)(1)易燃介质的爆炸极限爆炸下限<10%,或上下限之差>20%的气体。(2)易燃介质为混合物的爆炸极限易燃易爆物品管理及安全防范1.危险品库房、实验室、锅炉房、配电房、配气房、车库、食堂等要害部位,非工作人员未经批准严禁入内。2.各种安全防护装置、照明、信号、监测仪表、警戒标记、防雷、报警装置等设备要定期检查,不得随意拆除和非法占用。3.易燃易爆、剧毒、放射、腐蚀和性质相抵触的各类物品,必须分类妥善存放,严格管理,保持通风良好,并设置明显标志。仓库及易燃易爆粉尘和气体场所使用防爆灯具。4.木刨花、实验剩余物应及时清出,放在指定地点。5.易燃易爆,化学物品必须专人保管,保管员要详细核对产品名称、规格、牌号、质量、数量、查清危险性质。遇有包装不良、质量异变、标号不符合等情况,应及时进行安全处理。易燃易爆物品管理及安全防范6.忌水、忌沫、忌晒的化学危险品,不准在露天、低温、高温处存放。容器包装要密闭,完整无损。7.易燃易爆化学危险品库房周围严禁吸烟和明火作业。库房内物品应保持一定的间距。8.凡用玻璃容器盛装的化学危险品,必须采用木箱搬运。严防撞击、振动、摩擦、重压和倾斜。9.进行定期和不定期的安全检查,查出隐患,要及时整改和上报。如发现不安全的紧急情况,应先停止工作,再报有关部门研究处理2、影响爆炸极限的因素(1)初始温度的影响
易燃介质的初始温度越高,爆炸范围越大(2)压力的影响
压力大,爆炸范围大,但是对爆炸上限的影响更显著(3)惰性介质的影响
惰性气体量增加,爆炸范围缩小,对上限影响更大影响爆炸极限的因素(4)容器直径大小的影响
容器直径缩小,爆炸范围缩小(5)火源能量的影响
能量大,爆炸范围大(6)其它因素的影响(如:光照、表面活性物质)三、防止易燃介质燃烧爆炸的措施
请结合自己的生产岗位谈谈生产操作中怎样防止易燃介质燃烧爆炸。三、防止易燃介质燃烧爆炸的措施1、火源控制:a、明火控制
b、摩擦与撞击火花控制
c、其它火源的控制
d、电器火花的控制2、防止易燃介质的泄漏防止易燃介质燃烧爆炸的措施第三节压力容器中常用气体的分类及其特性一、气体的分类易燃气体助燃气体不可燃气体剧毒气体有毒气体无毒气体压缩气体高压液化气体低压液化气体按其毒性分:按其临界温度分:按燃烧性分:氢气、甲烷、CO氧气、氯气惰性气体、SO2、CO2氯气、CO、HFH2S、NH3CH4、N2、O2临界温度每种物质都有一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质不会液化,这个温度就是临界温度用tc表示
tc<-10℃为压缩气体
-10℃≤tc
≤70℃为高压液化气体
tc>70℃,且在60时饱和蒸汽压>0.1MPa,为低压液化气体二、常用气体的特性<1>氧气(O2)氧气是空气的组分之一,无色、无臭、无味。氧气比空气重,在标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升,能溶于水,但溶解度很小。在压强为101kPa时,氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体,在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。氧,易与其他物质生成氧化物,若与可燃气体按一定的比例混合成为可爆性的混合气体,一旦有火源或引爆条件就能引起爆炸。<2>氢气(H2)氢气(Hydrogen)是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。由于氢气具有可燃性,所以安全性不高,但氢气燃烧只生成水,不污染环境,被称为“清洁氢能”。氢很易着火,在生产过程中尽量减少和消除静电的积累以及产生火源的条件。<3>氮气(N2)氮气,常况下是一种无色无味无嗅的气体,且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%(体积分数),是空气的主要成份。常温下为气体,在标准大气压下,冷却至-165.30℃时,变成没有颜色的液体,冷却至-210.1℃时,液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质很稳定,常温下很难跟其他物质发生反应,在工业上常用氮气作为安全防火防爆置换或气密性实验气体。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质。<4>惰性气体主要指氦、氖、氩、氪、氙、氡,因为它们在元素周期表上位于最右侧的零族,因此亦称零族元素。稀有气体单质都是由单个原子构成的分子组成的,所以其固态时都是分子晶体。惰性气体化学性质极不活泼,很难和其他元素发生反应。<5>一氧化碳(CO)一氧化碳(carbonmonoxide,CO)纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。分子量28.01,密度0.967g/L,冰点为-207℃,沸点-190℃。在水中的溶解度甚低,但易溶于氨水。空气混合爆炸极限为12.5%~75%,在氧气中为15.5%~93.9%。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合,进而使血红蛋白不能与氧气结合,从而引起机体组织出现缺氧,导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体,故易于忽略而致中毒。车间空气中一氧化碳的最高容许含量为30mg/m³。<6>甲烷(CH4)甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用作燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。甲烷是碳氢化合物的一种,无色无臭,密度为0.7167kg/m³,对空气的相对密度为0.55,熔点为-182.5℃,沸点为-161.5℃,在空气中的爆炸极限为5.3%∽14%,在氧气中的爆炸极限位5.1%∽61%。2、液化气体<1>二氧化碳(CO2)二氧化碳是空气中常见的化合物,其分子式为CO₂,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成,常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,能溶于水,并生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳认为是造成温室效应的主要来源。
<2>氯(CL2)氯单质由两个氯原子构成,化学式为Cl2。气态氯单质俗称氯气,液态氯单质俗称液氯。
在常温下,氯气是一种黄绿色、刺激性气味、有毒的气体。压力为1.01×10Pa时,氯单质的沸点为-34.4℃,熔点为-101.5℃。氯气可溶于水和碱性溶液,易溶于二硫化碳和四氯化碳等有机溶剂,饱和时1体积水溶解2体积氯气。密度为3.214克/升。熔点-100.98℃,沸点为零下34.6摄氏度。化合价-1、+1、+3、+5和+7。有毒,剧烈窒息性臭味。电离能12.967电子伏特,具有强的氧化能力,能与有机物和无机物进行取代和加成反应;同许多金属和非金属能直接起反应。氯是卤族的一种普遍非金属一价和高价元素,其最熟知的形式是重的、绿黄色、难闻的刺激性有毒气体。
氯是一种化学性质非常活泼的元素。它几乎能跟一切普通金属以及许多非金属直接化合。氯多储存在钢筒中,这是因为干燥的氯恰恰不与铁发生反应。在常温和6个大气压下,人们可以将氯液化为一种黄绿色的液体,叫做“液氯”。应当注意的是,氯有较强的毒性。如果空气中含有万分之一的氯气,就会严重影响人的健康。一般认为,空气中游离氯气的最高含量也不得超过1毫克/立方米。氯气对人类的生产生活也有很大的价值。<3>氨(NH3)氨(Ammonia,即阿摩尼亚),或称“氨气”,分子式为NH3,是一种无色气体,有强烈的刺激气味。在标准状态下,密度为0.77kg/m³,对空气的相对密度为0.597L,沸点为-33.4℃,熔点为-77.7℃,在空气中的爆炸极限为15%∽28%,在氧气中的爆炸极限为13.5%∽79%。极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。氨有很广泛的用途,同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨可以提供孤对电子,所以它也是一种路易斯碱。<4>氟利昂(氟氯烷—烯类)氟利昂又名氟里昂,氟氯烃。英文:freon几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称。氟里昂在常温下都是无色气体或易挥发液体,略有香味,低毒,化学性质稳定。其中最重要的是二氯二氟甲烷CCl2F2(F-12)。二氯二氟甲烷在常温常压下为无色气体;熔点-158℃,沸点-29.8℃,密度1.486克/厘米(-30℃);稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚;与酸、碱不反应。
<5>氟化氢(HF)氟化氢是一种极强的腐蚀剂,有剧毒。它是无色的气体或液体,但是在空气中,只要超过3ppm就会产生刺激的味道。气体相对密度为1.27;液体相对密度为0.987,沸点为19.4℃,熔点为-83.7℃,呈弱酸性。氢氟酸可以透过皮肤黏膜、呼吸道及肠胃道吸收,若不慎发生氢氟酸暴露,应立即用大量清水冲洗20至30分钟,然后以葡萄酸钙软膏或药水涂抹;若不小心误饮,则要立即喝下大量的高钙牛奶,然后紧急送医处理。
<6>氯甲烷(CH3CL、CH3CL2、CHCL3、CCL4)
CH3CL又名甲基氯,为无色易液化的气体,加压液化贮存于钢瓶中。具乙醚气味和甜味。分子量50.49,液体密度0.92g/cm3(20/4℃),气体密度1.785g/L,沸点-23.76℃。微溶于水,易溶于氯仿、乙醚、乙醇、丙酮。不易燃烧和爆炸。无腐蚀性。高温时(400℃以上)和强光下分解成甲醇和盐酸,加热或遇火焰生成光气。CCL4,四氯甲烷,一种无色液体,在4∽20℃时相对密度为1.595,熔点为-22.8℃,沸点为76.8℃。有毒,微溶于水。<7>氮的氧化物氮氧化物(NOX)种类很多,包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物,但主要是NO和NO2,它们是常见的大气污染物。在生产中接触的氮的氧化物主要是NO2,毒性约为NO的4∽5倍,因此车间规定空气中NO2的最高容许质量浓度为5mg/m³。<8>硫化氢(H2S)硫化氢(H2S)是硫的氢化物中最简单的一种。常温时硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,应在通风处进行使用必须采取防护措施。
车间空气中H2S的最高容许质量浓度为10mg/m³。<9>硫化氢(HCL)氯化氢是无色而有刺激性气味的气体。氯化氢水溶液为盐酸,纯盐酸为无色液体,在空气中冒雾(由于盐酸有强挥发性),有刺鼻酸味。粗盐酸因含杂质氯化铁而带黄色。它易溶于水,在0℃时,1体积的水大约能溶解500体积的氯化氢。氯化氢的水溶液呈酸性,叫做氯化酸,习惯上叫盐酸。主要用于制染料、香料、药物、各种氯化物及腐蚀抑制剂。盐酸为氯化氢的水溶液,是无色或微黄色的液体。车间空气中HCL的最高容许质量浓度为15mg/m³。<10>二氧化硫(SO2)二氧化硫又称硫酸酐,硫的最重要氧化物,硫酸原料气的主要成分。无色、有刺激性臭味、有毒的气体,不可燃,易液化。其水溶液称为亚硫酸。密度为2.927kg/m³,在常温下加压到约0.4MPa即能液化成无色液体,液体相对密度为1.434(0℃),熔点-76.1℃,沸点为-10℃。车间空气中SO2的最高容许质量浓度为15mg/m³。<11>液化石油气液化石油气是多种烃类气体,如丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等组成的混合物。
液化石油气的性质:挥发性、易燃性、易爆性、微毒性、腐蚀性、相对密度大、热值高、蒸发潜热高。3、溶解气体我国目前常见的溶解气体只有乙炔一种。在工业上主要是通过电石和水作用并用氧气使碳氢化合物部分燃烧的方法供其热量,制取乙炔的。乙炔(C2H2),俗称风煤、电石气,是炔烃化合物系列中体积最小的一员,主要作工业用途,特别是烧焊金属方面。在室温下是一种无色、极易燃的气体。相对分子质量为26.04,相对密度在0℃、常压下为0.9107。液态C2H2沸点为-75℃,在低温时变成固体,在0.173MPa绝对压力下,熔点为-820℃,临界压力约为6.24MPa,临界温度为35.7摄氏度。爆炸极限在空气中为2.5%∽82%,在纯氧中为2.3%∽93%。
纯乙炔是无臭的,但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质,而有一股大蒜的气味。纯净的乙炔气体本身是无毒的,类似氢、氦对人体的影响,即较长时间吸入因吸入氧气量不足引起窒息的危险。
加盲板步骤1、拆除法兰螺栓前,应将拆开部位两端最近阀门关闭,物料排尽,压力泄掉;2、拆除法兰螺栓时要缓慢松开,防止管道内余压或残余物料喷出;3、加盲板的位置应在来料阀的后部法兰处,盲板两侧均应加垫片,并用螺栓紧固,做到无泄漏;4、应由专人负责,原则上是谁加谁拆;5、盲板加好后,挂上盲板牌,并做好记录。压力容器应按以下要求进行气密性试验:
(1)气密性试验应在液压试验合格后进行。对设计要求作气压试验的压力容器,气密性试验可与气压试验同时进行,试验压力应为气压试验的压力。(2)碳素钢和低合金钢制成的压力容器,其试验用气体的温度应不低于5℃,其它材料制成的压力容器按设计图样规定。(3)气密性试验所用气体,应为干燥、清洁的空气、氮气或其他惰性气体。(4)进行气密性试验时,安全附件应安装齐全。(5)试验时压力应缓慢上升,达到规定试验压力后保压不少于30分钟,然后降至设计压力,对所有焊缝和连接部位涂刷肥皂水进行检查,以无泄漏为合格。如有泄漏,卸压后再按照步骤重新做气密性试验典型生产工艺及安全操作要点第一节合成氨
巴陵公司所采用的合成氨生产工艺,主要包括粗煤气的CO变换、酸性气体脱除、甲烷化、合成氨和氨冷冻等几个步骤。(一)、粗煤气的CO变换1、从煤气化装置制得的粗煤气中,除含有氢外,还含有较多的一氧化碳和少量的二氧化碳。通过一氧化碳变换反应将一氧化碳除去。
这样既能把一氧化碳变为易于清除的二氧化碳,同时又可制得与反应了的一氧化碳相等摩尔数的氢,而所消耗的只是廉价的水蒸汽。因此,一氧化碳变换既是原料气的净化过程,又是原料气制造的继续。2、一氧化碳变换存在一个“变换深度”问题。采用分段变换。
3、在传统合成氨工艺中,一氧化碳变换通常是在铁-铬和铜-锌变换催化剂的存在下进行的。硫是这两种催化剂的毒物,使催化剂的活性大大降低。因此在高硫气氛下,选用耐高温的钴-钼耐硫变换催化剂是合适的。(二)、酸性气体的脱除
硫化物和二氧化碳不仅要脱除,而且要予以回收。酸性气体在低温甲醇溶液中溶解度很大,在较高压力下和很低温度下将原料气中绝大部分硫化物和二氧化碳吸收下来;然后通过降低压力闪蒸于较低压力和较高温度下将甲醇溶液吸收的硫化物和二氧化碳解吸出来,得到了含硫化物较高的酸性气,同时甲醇溶液也得到了彻底的再生。(三)、甲烷化及分子筛干燥1、经过脱硫和脱碳以后的净化气中还有约0.4%的CO及0.1%的CO2,本装置是利用甲烷化反应将它们除去的。
此法可把合成气中碳氧化物总含量除到10PPm以下。2、为了防止微量的硫化物毒害甲烷化催化剂,在甲烷化催化剂上加装一定量的ZnO脱硫剂,完全吸收微量的硫化物。
3、为获得合成氨反应所需的氮气,在甲烷化之前通过加入中压氮气来实现。
4、由甲烷化炉出来的合成气,还含有约10PPm的碳氧化物及少量的水蒸汽。对合成触媒来说,即使是这样微小的含量,也有可能使之受到毒害。因此在进入合成塔之前,合成气还要经过一个分子筛干燥器,利用于燥剂的干燥吸附作用,将含氧化物脱除到1PPm以下,然后纯净的氢氮气才进入合成塔进行合成氨的反应。(四)、氨合成在高压及较高的温度下,氢氮混合气在合成塔内进行反应。这是一个放热和摩尔数减少的可逆反应,在一定的条件下(温度、压力、空速等),合成塔出口气有一定的气体组成。一般反应后气体中氨含量只有10~20%,因此,分离氨以后的氢氮混合气又返回系统与新鲜合成气混合,加压后再进入合成塔。如此循环往复,构成合成循环回路。虽然每次只能有一小部分氢氮气生成氨,但因为剩余部分的氢氮继续被利用,所以氢氮气的最终转化率仍然可以很高。到此,已生成了氨,再经过冷冻与分离,就得到了最终的氨产品。合成氨原理N2+3H22NH3高温高压触媒氮气来自空气
C+H2O(g)——CO+H2
氢气来源于水
CO+H2O(g)——CO2+H2半水煤气的要求将以上两种方法结合起来,以焦炭或无烟煤为原料,以空气和水蒸气交替通过正在燃烧的煤层,间歇的制取合成氨所需要的半水煤气一般要求半水煤气中一氧化碳加氢:氨气=3.2:1左右脱硫变换半水煤气中含有各种硫化物,大部分是无机硫。硫化物会腐蚀金属设备;并能使催化剂中毒;破坏铜洗铜液组分,影响分离,因此要对其进行脱除脱硫的方法有湿法和干法
湿法脱硫
醇胺法脱硫是一个复杂的物理和化学吸收过程。工艺气体中的H2S和CO2与弱碱性的醇胺水溶液进行化学吸收,吸收后的溶液(称为富液)经过解析再生将其中的H2S和CO2解析出来成为贫液。吸收反应是放热反应,一般在较低的温度下进行,加热后使H2S和CO2解析出来,从而使胺溶液再生而循环使用。车间采用的脱硫吸收剂为N-甲基二乙醇胺高效脱硫剂。脱除H2S反应如下:
2CH3-N(CH2CH2OH)2+H2S〔CH4-N(CH2CH2OH)2〕2S+Q〔CH4-N(CH2CH2OH)2〕2S+H2S2〔CH4-N(CH2CH2OH)2〕HS+Q在脱除H2S的同时,乙醇胺还脱除干气中的CO2:
2CH3-N(CH2CH2OH)2+H20+CO2〔CH4-N(CH2CH2OH)2〕2CO3+Q〔CH4-N(CH2CH2OH)2〕2CO3+H2O+CO22〔CH4-N(CH2CH2OH)2〕HCO3+Q
干法脱硫硫对设备、催化剂均有毒害作用,因此原料气进入转化炉之前总硫要脱至1.5mg/Nm3以下。原料气在醇胺法脱硫中,大部分的无机硫被脱除(小于20mg/Nm3),但原料气中的有机硫,如硫醇、硫醚等则要靠干法脱硫剂进行精脱除。它们首先和氢气及水蒸汽反应转化为硫化氢,然后硫化氢和氧化锰、氧化锌作用生成硫化锰和硫化锌而留在催化剂中。H2S吸收反应:
H2S+ZnO→ZnS+H2OH2S+MnO→MnS+H2O碳化二氧化碳对合成塔内的触媒也有毒害作用,必须清除清除的方法:
1、水洗法(用水吸收二氧化碳)
2、碳化(用浓氨水吸收生成碳酸氢铵)用碳化法吸收为气体和液体的逆向接触吸收,要求塔有适当的液位,液位的显示调节有电极法和压力法精炼目的:将氨洗后的原料气,通过醋酸铜氨液洗涤,将其中的有害气体(CO、CO2、O2、H2S)清除干净,制成合格的精炼气,然后减压和加热使有害气体解析,重新恢复铜液的吸收能力氨合成系统N2+3H22NH3高温高压触媒反应为放热、体积缩小的可逆反应所以(降低温度)、(增大压力)、(增加反应物的浓度)对平衡有利但是在实际生产中还要考虑到对设备的要求、反应的速率氨合成系统要注意的问题一、触媒层的温度二、系统的压力三、进塔气体成份
1、循环气的氢氮比应接近3:12、循环气体中惰性气体甲烷等含量要控制在一定的范围
3、氨分离液位尿素的生产2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O高温高压
液氨二氧化碳氨基甲酸铵尿素溶液尿素净化净化合成脱水加工尿素生产工艺流程图合成氨工艺作业工艺的特点:1、高温高压使可燃气体爆炸极限扩宽,气体物料一旦遇氧,极易在设备管道内发生爆炸。2、高温、高压气体物料从设备管线泄漏是会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性化合物,遇到明火或因高流速物料与喷口处摩擦产生静电火花引起着火和空间爆炸
。3、气体压缩机等转动设备在高温下进行会使得润滑油会发裂解,在附近管道内造成积碳,可导致积碳燃烧或爆炸。4、高温高压可以加速设备金属材料发生蠕变、改变晶相组织,还会加剧氢气、氮气对钢材的氢蚀及渗氮,加剧设备的疲劳腐蚀,使其机械强度减弱,引发物理爆炸。5、液氨大规模事故性泄漏会形成低温云团引起大范围人群中毒,遇到明火还会发生空间爆炸。合成氨安全控制的基本要求将合成氨装置温度、压力报警进行连锁设置物料比例控制和连锁将压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警连锁安装紧急冷却系统配置紧急切断系统安装安全泄放系统设置可燃、有毒气体检测报警装置第二节空分空分即分离空气制取氧和氮气空分的流程按压缩空气压力的高低分为:高压流程、中压流程、双压流程、全压流程四种空分工艺流程:1、除杂(过滤)2、压缩(压缩机)3、预冷(空冷塔)4、除CO2、碳氢化合物和水蒸汽(分子筛纯化器)5、换热、制冷6、精馏分离(精馏塔)7、制氩8、贮存和运输空分工艺流程一是有爆炸危险杂质(可燃物);二是内存有液氧或助燃物;三是具有引爆能量源(摩擦与撞击的机械作用,静电荷、固态乙炔颗粒与塔器壁间的摩擦,具有特别反应能力的物质---臭氧、氮氧化物、不稳定的过氧化合物型的有机化合物,压力脉冲等)。引起空分塔爆炸的因素?第三节制冷现代工业中采用的制冷方法主要是人工制冷制冷原理:冷冻剂(常用氨和氟利昂)经过压缩、液化后,再压入蒸发器,利用冷冻剂蒸发吸收的大量的蒸发热使周围的介质温度降低来达到制冷效果。冷冻剂再回到压缩机,如此循环。制冷方法采用低沸点液体的蒸发方式液态冷冻剂气化体积急剧膨胀降低温度气体和蒸汽在节流时的温度变化来达到冷却的目的制冷过程制冷是热量从较冷的物体传递到较热的物体
只能从外界能量补充所消耗的能量;即冷冻剂完成循环操作所消耗的机械能变换为热能而传递给温度较高的物体。冷冻剂氨(优点、缺点)氟利昂优点:广泛用于不允许有刺激气味的冷冻装置中,
缺点:但是气化潜热比较小,重量大,流动阻力大,传热效果差,价格较贵。热载体在冷冻机中热载热体通常从被冷物体带出热量传递给冷冻剂,热载热体温度降低后有重复回到被冷物体处从
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