化工安全学第二章物性

化工安全学第二章物性第1页，共115页，2023年，2月20日，星期三第二章物质性质、物化原理与安全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化学反应类型及其危险性第六节物理操作类型及其危险性第2页，共115页，2023年，2月20日，星期三基础知识（补充）

1、化学品：是指各种化学元素、由元素组成的化合物及其混合物，包括天然的或者人造的。

2、危险化学品：指具有燃烧、爆炸、毒害、腐蚀等性质，和在生产、储存、装卸、运输等过程中易造成人身伤亡和财产损失的任何化学品。第3页，共115页，2023年，2月20日，星期三第一节化学物质及其危险概述

一、危险化学品分类

根据中华人民共和国国家标准《常用危险化学品的分类GB13690一92)，危险化学品分为八大类。第4页，共115页，2023年，2月20日，星期三1、爆炸品

指在外界作用下（如：受热、受压、撞击等），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。（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115页，2023年，2月20日，星期三（补充）

有以下主要特性：

（1）、爆炸性（一切爆炸品的主要特性）

这类物品都具有化学不稳定性，在一定外界因素的作用下，会进行猛烈的化学反应，主要有以下四个特点：

a、化学反应速度极快；

b、爆炸时产生大量的热；

c、产生大量气体，造成高压；

d、形成的冲击波对周围建筑物有很大的破坏性。

第6页，共115页，2023年，2月20日，星期三（2）对撞击、摩擦、温度等非常敏感

任何一种爆炸品的爆炸都需要外界供给它一定的能量－－起爆能。某一爆炸品所需的最小起爆能，即为该爆炸品的敏感度。敏感度是确定爆炸品爆炸危险性的一个非常重要的标志，敏感度越高，则爆炸危险性越大。

第7页，共115页，2023年，2月20日，星期三

（3）有的爆炸品还有一定的毒性

例如梯恩梯、消化甘油、雷汞等都具有一定的毒性。

（4）与酸、碱、盐、金属发生反应

有些爆炸品与某些化学品如酸、碱、盐发生化学反应，反应的生成物是更容易爆炸的化学品。如：苦味酸遇某些碳酸盐能反应生成更易爆炸的苦味酸盐；苦味酸受铜、铁等金属撞击，立即发生爆炸。第8页，共115页，2023年，2月20日，星期三

由于爆炸品具有以上特性，因此在储运中要避免摩擦、撞击、颠簸、震荡，严禁与氧化剂、酸、碱、盐类、金属粉末和钢材料器具等混储混运。

第9页，共115页，2023年，2月20日，星期三2、压缩气体和液化气体

本类化学品系指压缩、液化或加压溶解的气体，并应符合下述两种情况之一者：

（1）临界温度低于或等于50℃、而蒸气压大于294kPa的压缩或液化气体。（2）温度在21.1℃和54.4℃、压力分别大于275kPa和715kPa的压缩气体；或在37.8℃、蒸气压大于275kPa的液化气体或加压溶解气体。

第10页，共115页，2023年，2月20日，星期三

按其性质分为以下三项：

第1项易燃气体

此类气体极易燃烧，与空气混合能形成爆炸性混合物。在常温常压下遇明火、高温即会发生燃烧或爆炸。

第11页，共115页，2023年，2月20日，星期三

第2项不燃气体

不燃气体系指无毒、不燃气体、包括助燃气体。但高浓度时有窒息作用。助燃气体有强烈的氧化作用，遇油脂能发生燃烧或爆炸。

第12页，共115页，2023年，2月20日，星期三

第3项有毒气体

该类气体有毒，毒性指标与第6类毒性指标相同。对人畜有强烈的毒害、窒息、灼伤、刺激作用。其中有些还具有易燃、氧化、腐蚀等性质。

第13页，共115页，2023年，2月20日，星期三

所有压缩气体都有危害性，因为它们是在高压之下，有些气体具有易燃、易爆、助燃、剧毒等性质，在受热、撞击等情况下，易引起燃烧爆炸或中毒事故。第14页，共115页，2023年，2月20日，星期三3、易燃液体

本类化学品系指易燃的液体、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他类别的液体。第15页，共115页，2023年，2月20日，星期三

易燃液体按其闪点分为3类：

(1)低闪点液体：闪点低于-18℃的液体；

(2)中闪点液体：闪点在-18℃~23℃的液体；

(3)高闪点液体:闪点在23℃~61℃的液体。如汽油、苯、乙醇、乙醚；戊醇、氯化苯。第16页，共115页，2023年，2月20日，星期三（补充）

易燃液体的特性:

（1）高度易燃性

（2）易爆性

（3）高度流动扩散性

（4）易积聚电荷性

（5）受热膨胀性

（6）毒性

第17页，共115页，2023年，2月20日，星期三

易燃性是易燃液体的主要特性，在使用时应特别注意：

－－严禁烟火，远离火种、热源；

－－禁止使用易发生火花的铁制工具及穿带铁钉的鞋；

－－穿防静电工作服。第18页，共115页，2023年，2月20日，星期三4、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品

第1项易燃固体

本项化学品系指燃点低、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质。

第19页，共115页，2023年，2月20日，星期三特性（补充）

(1)易燃固体的主要特性是容易被氧化，受热易分解或升华，遇明火常会引起强烈、连续的燃烧。

(2)与氧化剂、酸类等接触，反应剧烈而发生燃烧爆炸。

(3)对摩擦、撞击、震动也很敏感。

(4)许多易燃固体有毒，或燃烧产物有毒或腐蚀性。第20页，共115页，2023年，2月20日，星期三

第2项自燃物品

本项化学品系指自燃点低，在空气中易于发生氧化反应，放出热量，而自行燃烧的物品。第21页，共115页，2023年，2月20日，星期三（补充）自燃：自燃是指可燃物在空气中没有外来火源的作用，靠自热或外热而发生燃烧的现象。根据热源的不同，物质自燃分为自热自燃和受热自燃两种。

第22页，共115页，2023年，2月20日，星期三受热自燃——当有空气或氧存在时，易燃物虽未与明火直接接触，但在外部热源作用下温度升高达到自燃点而着火燃烧。取决于两个条件：

（1）有外部热源；（2）有热量积蓄的条件。第23页，共115页，2023年，2月20日，星期三自热自燃——某物质没有外部热源的作用下，由于物质内部发生的物理、化学或生化过程而产生热量，且热量在适当条件下逐渐积累，以致温度升高达到自燃点而燃烧。其条件有：

（1）须是易产生反应热的物质；（2）该物质具有较大比表面积或多孔隙状态；（3）热量产生的速度大于向环境散发的速度。第24页，共115页，2023年，2月20日，星期三特性（补充）

燃烧性是自燃物品的主要特性

自燃物品在化学结构上无规律性，因此自燃物质就有各自不同的自燃特性：

(1)黄磷性质活泼，极易氧化，燃点又特别低，一经暴露在空气中很快引起自燃。但黄磷不和水发生化学反应，所以通常放置在水中保存。另外黄磷本身极毒，其燃烧的产物五氧化二磷也为有毒物质，遇水还能生成剧毒的偏磷酸。所以遇有磷燃烧时，在扑救的过程中应注意防止中毒。

2)二乙基锌、三乙基铝等有机金属化合物，不但在空气中能自燃，遇水还会强烈分解，产生易燃的氢气，引起燃烧爆炸。因此，储存和运输必须用充有惰性气体或特定的容器包装，失火时亦不可用水扑救。

第25页，共115页，2023年，2月20日，星期三

第3项遇湿易燃物品

本项化学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些不需明火，即能燃烧或爆炸。

第26页，共115页，2023年，2月20日，星期三

遇湿易燃物质除遇水反应外，遇到酸或氧化剂也能发生反应，而且比遇到水发生的反应更为强烈，危险性也更大。因此，储存、运输和使用时，注意防水、防潮，严禁火种接近，与其它性质相抵触的物质隔离存放。

遇湿易燃物质起火时，严禁用水、酸碱泡沫、化学泡沫扑救！

第27页，共115页，2023年，2月20日，星期三5、氧化剂和有机过氧化物

(1)氧化剂：是指处于高氧化态、具有强氧化性、易分解并释放出氧和热量的物质。

第28页，共115页，2023年，2月20日，星期三(2)有机过氧化物：是指分子中含有过氧基的有机物，本身易燃、易爆易分解，对热、振动或摩擦极为敏感。第29页，共115页，2023年，2月20日，星期三

氧化剂具有较强的获得电子的能力，有较强的氧化性，遇酸碱、高温、震动、撞击、受潮或与易燃物品、还原剂等接触能迅速分解，能引起燃烧、爆炸的危险。第30页，共115页，2023年，2月20日，星期三6、有害物品和有毒感染性物品

第1项毒害品

本项化学品系指进入肌体后，累积达一定的量，能与体液和组织发生生物化学作用或生物物理学变化，扰乱或破坏肌体的正常生理功能，引起暂时性或持久性的病理改变，甚至危及生命的物品。第31页，共115页，2023年，2月20日，星期三具体指标：

经口：LD50≤500mg/kg（固体）

LD50≤2000mg/kg（液体）

经皮：LD50≤1000mg/kg(24hr接触)

吸入：LC50≤10mg/L（粉尘、烟雾、蒸气）第32页，共115页，2023年，2月20日，星期三（补充）１、工业毒物的物理状态

在生产环境中，毒物常以气体、蒸气、烟尘、雾和粉尘等形式存在，其存在形式主要取决于毒物本身的理化性质、生产工艺、加工过程等。

第33页，共115页，2023年，2月20日，星期三第34页，共115页，2023年，2月20日，星期三第35页，共115页，2023年，2月20日，星期三２、毒性及其表示方法

毒性是用来表示毒物的剂量与引起毒作用之间关系的一个概念。它是指一种物质引起人体的病理变化，造成损伤的能力。我们通常采用下列指标：

（１）半数致死量或浓度(LD50或LC50)

引起一组受试动物中半数动物死亡的剂量或浓度。

第36页，共115页，2023年，2月20日，星期三（2）绝对致死量或浓度(LD100或LC100)

引起一组动物全部死亡的最低剂量或浓度。（3）最小致死量或浓度(MLD或MLC)

引起一组动物中个别死亡的剂量或浓度。（4）最大耐受量或浓度(LD0或LC0)

引起一组动物全部存活的最高剂量或浓度。

第37页，共115页，2023年，2月20日，星期三（5）急性阈剂量或浓度(Limac)

一次染毒后，引起机体某种有害反应的最小剂量或浓度。（6）慢性阈剂量或浓度(Limac)

在慢性染毒时（即长时间反复染毒）引起机体反应的最小剂量和浓度。

（7）无反应浓度(EC0)

指不引起机体反应的最大浓度。第38页，共115页，2023年，2月20日，星期三在以上表示毒性的指标中，以半数致死量最为常用。毒性大小和致死量成反比，即致死所用剂量愈小，则毒性愈大。第39页，共115页，2023年，2月20日，星期三３、毒物进入人体的途径

毒物可经呼吸道、消化道和皮肤进入体内。在工业生产中，毒物主要经呼吸道和皮肤进入体内，亦可经消化道进入，但比较次要。第40页，共115页，2023年，2月20日，星期三（１）呼吸道

呼吸道是工业生产中毒物进入体内的最重要的途径。凡是以气体、蒸气、雾、烟、粉尘形式存在的毒物，均可经呼吸道侵入体内。人的肺脏由亿万个肺泡组成，肺泡壁很薄，壁上有丰富的毛细血管，毒物一旦进入肺脏，很快就会通过肺泡壁进入血循环而被运送到全身。

通过呼吸道吸收最重要的影响因素是其在空气中的浓度，浓度越高，吸收越快。第41页，共115页，2023年，2月20日，星期三（２）皮肤皮肤在工业生产中，毒物经皮肤吸收引起中毒亦比较常见。脂溶性毒物经表皮吸收后，还需有水溶性，才能进一步扩散和吸收，所以水、脂皆溶的物质（如苯胺）易被皮肤吸收。第42页，共115页，2023年，2月20日，星期三（３）消化道

消化道在工业生产中，毒物经消化道吸收多半是由于个人卫生习惯不良，手沾染的毒物随进食、饮水或吸烟等而进入消化道。进入呼吸道的难溶性毒物被清除后，可经由咽部被咽下而进入消化道。

预防这类中毒，应注意不在车间等作业饮水、进食、吸烟；工作完毕应及时洗手，除去手上的污染。

第43页，共115页，2023年，2月20日，星期三４、毒物的分类毒物的分类方法很多。有的按毒物来源分类，有的按毒物侵入人体的途径分类。目前最常用的分类是按化学性质和其用途相结合的分类法：第44页，共115页，2023年，2月20日，星期三

（1）金属和类金属常见的金属和类金属毒物有铅、汞、锰、镍、铍、砷、磷及其化合物等。

（2）刺激性气体是指对眼和呼吸道粘膜有刺激作用的气体。它是化学工业常遇到的有毒气体。刺激性气体的种类甚多，最常见的有氯、氨、氮氧化物、光气、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫和硫酸二甲酯等。第45页，共115页，2023年，2月20日，星期三

（3）窒息性气体是指能造成机体缺氧的有毒气体。窒息性气体可分为单纯窒息性气体、血液窒息性气体和细胞窒息性气体。如氮气、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、硝基苯的蒸气等氰化氢、硫化氢等。（4）农药包括杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂等。农药的使用对保证农作物的增产起着重要作用，但如生产、运输、使用和贮存过程中未采取有效的预防措施，可引起中毒。第46页，共115页，2023年，2月20日，星期三

（5）有机化合物种类繁多，例如应用广泛的有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、汽油、甲醇、丙酮等；苯的氨基和硝基化合物，如苯胺、硝基苯等。（6）高分子化合物高分子化合物本身无毒或毒性很小，但在加工和使用过程中，可释放出游离单体对人体产生危害，如酚醛树脂遇热释放出苯酚和甲醛而具有刺激作用。第47页，共115页，2023年，2月20日，星期三第２项感染性物品

本项化学品系指含有致病的微生物，能引起病态，甚至死亡的物质。

第48页，共115页，2023年，2月20日，星期三7、放射性物品

指放射性比活度大于74000Bq/kg的物品。（放射性比活度：是指某物质的放射性活度A除以该物质的质量m而得的商。）

第49页，共115页，2023年，2月20日，星期三特性：（补充）

具有放射性放射性物质放出的射线可分为四种：α射线，也叫甲种射线；β射线，也叫乙种射线；γ射线，也叫丙种射线；还有中子流。各种射线对人体的危害都大。许多放射性物品毒性很大

不能用化学方法中和使其不放出射线，只能设法把放射性物质清除或者用适当清除或者用适当的材料予以吸收屏蔽。第50页，共115页，2023年，2月20日，星期三8、腐蚀品

指能灼伤人体组织、对金属等物品亦能造成损坏的固体或液体，即与皮肤接触在4h内出现可见坏死现象，或温度在55℃时，对20号钢的表面年平均腐蚀速率超过6.25mm的固体或液体。第51页，共115页，2023年，2月20日，星期三

腐蚀品按化学性质可分为酸性腐蚀品、碱性腐蚀品及其他腐蚀品3类。

如硝酸、浓硫酸、氢氟酸、二氧化氮、二氯化硫、五氯化磷；甲酸、三氯乙醛；盐酸、磷酸、亚硫酸；冰醋酸，氢氧化钠、硫化钾；甲醇钠、二乙醇胺；甲醛、苯酚。第52页，共115页，2023年，2月20日，星期三特性：（补充）（１）强烈的腐蚀性

（２）强烈的毒性

（３）易燃性

（４）氧化性

第53页，共115页，2023年，2月20日，星期三二、危险化学品造成化学事故的主要特性（补充）

1、易燃易爆性

燃烧爆炸的能力大小取决于这类物质的化学组成。

一般来说，气体比液体、固体易燃易爆，且燃速快。这是因为气体的分子间力小，容易断健，无需溶解、溶化和分解。分子越小，分子量越低的物质其化学性质越活泼，易引起燃烧爆炸；由简单成分组成的气体比复杂成分组成的气体易燃爆，价健不饱和的化合物比价健饱和的易燃爆。

（如火灾爆炸危险性：H2>CO>CH4)

第54页，共115页，2023年，2月20日，星期三2、扩散性

化学事故中化学物质溢出，可以向周围扩散，比空气轻的可逸散于空气中扩散，与空气形成混合物，随风飘荡，致使燃烧、爆炸与毒害蔓延扩大。

比空气重的多漂流于地表、沟、角落等处，可长时间积聚不散，造成迟发性燃烧、爆炸和造成毒物浓度增高，引起人员中毒。第55页，共115页，2023年，2月20日，星期三气体的扩散性受气体本身的密度影响，分子量越小的物质扩散越快。（如：H2的分子量最小，其扩散速度最快，在空气中达到爆炸极限的时间最短。）气体的扩散速度与其分子量的平方根成正比。第56页，共115页，2023年，2月20日，星期三3、突发性

化学物质引发的事故，多是突然爆炸，在很短的时间内或瞬间即产生危害。一般的火灾要经历起火、蔓延扩大到猛烈燃烧几个阶段，需经历几分钟到几十分钟的时间；而危险化学品一旦起火，一轰而起，迅速蔓延，燃烧、爆炸交替发生，加之有毒物质的弥散，迅速产生危害。（思考：一般火灾与危化品引起的火灾的不同之处在于？？？）第57页，共115页，2023年，2月20日，星期三4、毒害性

有毒的化学物质，不论其是脂溶性的还是水溶性的，都有进入肌体与损坏肌体正常功能的能力。这些化学物质按一种或多种途径进入肌体达一定量时，便会引起肌体结构的损伤、破坏了正常的生理功能，引起中毒。第58页，共115页，2023年，2月20日，星期三三、化学物质的危险性

1．物理危险：3种

(1)爆炸性危险；任何易燃的粉尘、蒸气或气体与空气或其他助燃剂混合，在适当条件下点火都会产生爆炸。能引起爆炸的可燃物质有：可燃固体，包括一些金属的粉尘；易燃液体的蒸气；易燃气体。可燃物质爆炸的三个要素是：可燃物质；空气或任何其他助燃剂；火源或高于着火点的温度。

第59页，共115页，2023年，2月20日，星期三(2)氧化性危险

是指物质或制剂与其他物质，特别是易燃物质接触产生强放热反应。（绝大多数氧化剂都是高毒性化合物）按照其生物作用，有些可称为刺激性气体，如硫酸等，甚至窒息性气体，如硝酸烟雾、氯气等。所有刺激性气体，尽管其物理和化学性质不同，直接接触一般都能引起细胞组织表层的炎症。其中一些，如硫酸、硝酸和氟气，可以造成皮肤和粘膜的灼伤，另外一些，如过氧化氢，可以引起皮炎。含有铬、锰和铅的氧化性化合物具有特殊的危险，例如，铬(VI)化合物长期吸入会导致肺癌，锰化合物可以引起中枢神经系统和肺部的严重疾患。

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。由于氧化反应的放热特征，反应热会使接触物质过热，而且各种反应副产物往往比氧化剂本身更具毒性。第60页，共115页，2023年，2月20日，星期三(3)易燃性危险

易燃性危险可以细分为极度易燃性、高度易燃性和易燃性3个危险类别。

a、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。（如氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、一氧化碳、环氧乙烷、液化石油气，以及在环境温度下为气态、可形成较宽爆炸极限范围的气体-空气混合物的石油化工产品。）

第61页，共115页，2023年，2月20日，星期三b、高度易燃性：是指无需能量，与常温空气接触就能变热起火的物质或制剂具有的特征。这个危险类别包括与火源短暂接触就能起火，火源移去后仍能继续燃烧的固体物质或制剂；闪点低于21℃的液体物质或制剂；通常压力下空气中的易燃气体。（如：氢化合物、烷基铝、磷以及多种溶剂）

c、易燃性：是指闪点在21～55℃的液体物质或制剂具有的特征。（包括大多数溶剂和许多石油馏分。）第62页，共115页，2023年，2月20日，星期三2、生物危险

(1)毒性危险

毒性危险可造成急性或慢性中毒甚至致死，应用试验动物的半致死剂量表征。毒性反应的大小很大程度上取决于物质与生物系统接受部位反应生成的化学键类型。对毒性反应起重要作用的化学键的基本类型是共价键、离子键和氢键，还有范德华力。

第63页，共115页，2023年，2月20日，星期三(2)腐蚀性和刺激性危险

腐蚀性物质:能够严重损伤活性细胞组织的一类物质。一般腐蚀性物质除具有生物危险外，还能损伤金属、木材等其他物质。如酸和酸酐；碱；等。

刺激性是指物质和制剂与皮肤或粘膜直接、长期或重复接触会引起炎症。虽然腐蚀性作用常引起深层损伤结果，而刺激性一般只有浅表特征，但两者之间并没有明确的界线。第64页，共115页，2023年，2月20日，星期三(3)致癌性和致变性危险

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危险。

致变性是指一些物质或制剂可以诱发生物活性。致变性又称变异性。受其影响的如果是人或动物的生殖细胞，受害个体的正常功能会有不同程度的变化；如果是躯体细胞，则会诱发癌变。前者称为生物变异，可传至后代；后者称为躯体变异，只影响受害个体的一生。第65页，共115页，2023年，2月20日，星期三3、环境危险

化工有关的环境危险主要是水质污染和空气污染，是指物质或制剂在水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。

环境危险是一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，并通过生物和非生物降解达到平衡。为了评价化学物质对环境的危险，必须进行全面评估，考虑化学物质的固有危险及其处理量，化学物质的最终去向及其散落入环境的程度，化学物质分解产物的性质及其所具有的新陈代谢功能。第66页，共115页，2023年，2月20日，星期三第二节易燃物质的性质和特性一、易燃物质的性质

（明确几个相关概念）1．闪点

定义为易挥发可燃物质表面形成的蒸气和空气的混合物遇火燃烧的最低温度。（与其对应的闪燃特征是发生瞬间闪火而不能持续燃烧）2．着火点

着火点是指蒸气和空气的混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，着火点至少可以像闪点一样标示出物质的火险。第67页，共115页，2023年，2月20日，星期三3.自燃温度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、加热速率以及其它因素的影响。

4.蒸汽相对密度代表的是蒸汽密度与空气密度之比。绝大多数易燃液体的蒸汽比空气重，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汽，排气口应设在厂房内最高处或近顶板处。第68页，共115页，2023年，2月20日，星期三5．熔点

定义为固液两相平衡共存的温度。熔点指示出了室温下为固体的易燃物质成为易燃液体的温度。6．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，是易燃液体所包含的火险的直接量度。第69页，共115页，2023年，2月20日，星期三7．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。例如，组成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。

8．爆炸范围

也称为爆炸极限或燃烧极限，用可燃蒸气或气体在空气中的体积分数表示，是可燃蒸气或气体与空气的混合物遇引爆源引爆即能发生爆炸或燃烧的浓度范围。上述浓度范围用爆炸下限和爆炸上限来表示。可燃气体爆炸范围一般是在常温、常压下测定的。第70页，共115页，2023年，2月20日，星期三9．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。10．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。第71页，共115页，2023年，2月20日，星期三二、易燃物质的类别和火险等级

1.易燃物质的类别全美消防协会(NFPA)把易燃物质划分为以下五个类别：

“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，且容易燃烧的物质。

第72页，共115页，2023年，2月20日，星期三

2.易燃物质的火险等级美国科学院把易燃物质的火险划分为以下五个等级：

“0”：无危险；

“1”：闪点在60℃以上；

“2”：闪点在38～60℃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73页，共115页，2023年，2月20日，星期三三、物质易燃性评估

评估气体的易燃性，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。可依据以上气体物性数据对气体易燃性做出评估。评估可燃液体的易燃性，需要测定蒸气的闪点、着火点、桶装灭火剂的最小灭火浓度、燃烧速率以及燃烧过程中的温升速率。第74页，共115页，2023年，2月20日，星期三

评估可燃固体的易燃性，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，则另需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。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，一些参数偶尔在中试生产阶段测得。第75页，共115页，2023年，2月20日，星期三第三节毒性物质的性质和特征

一、毒性物质的类别

分类有多种。下面给出的是美国标准协会定义的按照毒性物质物理状态的分类方法。

(1)粉尘

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。第76页，共115页，2023年，2月20日，星期三

(2)烟尘

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。

(3)烟雾

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。第77页，共115页，2023年，2月20日，星期三(4)蒸气

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。(5)气体

一般是指临界点以上能充满整个封闭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78页，共115页，2023年，2月20日，星期三二、毒性物质的临界限度和致死剂量

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。目前广泛采用美国工业卫生学家联合会设定的临界限度。

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。对于气体和蒸气，临界限度一般是用在空气中的百万分数来表示；对于烟尘、烟雾和某些粉尘，临界限度则由每立方米的毫克数(mg/m3)给出；对于某些粉尘，特别是含有二氧化硅的粉尘，临界限度用每立方英尺空气中粒子的百万个数表示。第79页，共115页，2023年，2月20日，星期三

致死剂量的表示：

(1)绝对致死量或浓度(LD100或LC100)：染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度。

(2)半数致死量或浓度(LD50或LC50)：染毒动物半数死亡的剂量或浓度。是将动物染毒实验的数据统计处理得到。

(3)最小致死量或浓度(MLD或MLC)：染毒动物中个别动物死亡的剂量或浓度。

(4)最大耐受量或浓度(LD0或LC0)：染毒动物全部存活的最大剂量或浓度。第80页，共115页，2023年，2月20日，星期三三、毒性物质的毒性等级和危险等级1.毒性等级：为便于区分毒物的毒性程度，利于采取相应的防护措施，毒物的急性毒性可按LD50或LC50的数值划分为剧毒、高毒、中等毒、低毒、微毒五类(见下表)。毒性分级小鼠一次经口LD50/mg.kg-1小鼠吸入2h的LC50/mg.m-3兔经皮吸收LD50/mg.kg-1剧毒高毒中等毒低毒微毒<1011~100101~10001001~10000>10000<5051~500501~50005001~50000>50000<1011~5051~500501~5000>5000第81页，共115页，2023年，2月20日，星期三2.危险等级：美国科学院将毒性物质危险划分为5个等级，是根据物质的半致死剂量LD50值划分的。危险等级危险程度LD50/mg.kg-143210毒性中度毒性轻度毒性实际无毒性无毒性<5051~500501~50005001~15000>15000第82页，共115页，2023年，2月20日，星期三第四节反应物质的性质和特征

一、化学物质的反应性能

1．自燃性质：有些物质极具反应性．与空气接触会引起氧化，以相当高的速度水解会引起燃烧，这些物质称为自燃化合物。许多不同类型的化台物具有自燃性质、但是只有少数结构类型可以看出具有自燃功能。第83页，共115页，2023年，2月20日，星期三

2．过氧化性质：有些液体物质与空气有限接触、对光暴露贮存都会发生缓慢的氧化反应，初始生成氢的过氧化物，继续反应生成聚合过氧化物。许多聚合过氧化物在蒸馏过程中浓缩和加热时极不稳定。第84页，共115页，2023年，2月20日，星期三3．水敏性质：与水，特别是与有限量的水剧烈反应的一些种类的化合物。如钾酸酐、三氧化硫等。有些酸和碱的浓溶液用水稀释也放出热量，但这只是物理作用。

第85页，共115页，2023年，2月20日，星期三二、反应物质不稳定性结构因素

大量事故案例表明，化工事故中经常起作用的是一些相同的或类似的物质结构因素。表2—1列出了一些常见的表征潜在不稳定性的结构基团。结构基团物质结构基团物质-N=N=N--ClO3-N=N--O-N=C<-N(ClX)-O-O-H乙炔金属化合物胺基氧化物叠氮化合物氯酸盐重氮化合物重氮卤化物雷酸盐N-卤代胺过氧化氢物-O-X-O-NO2-O-NO-NO2-NO-OOO--CO-O-O-H-ClO4-O-O-次石（岩）盐硝酸盐亚硝酸盐硝基化合物亚硝基化合物臭氧化合物过酸化合物高氯酸盐过氧化物第86页，共115页，2023年，2月20日，星期三第五节化学反应类型及其危险性

1．燃烧

这类反应一般是指固体、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是已知的。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87页，共115页，2023年，2月20日，星期三

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。

3.中和

除反应物迅速添加引起热效应外，这类反应极少危险。低浓度较易控制。第88页，共115页，2023年，2月20日，星期三

4．电解

电解几乎不存在反应危险。只存在高电流强度的危险，氰化物应用的毒性危险，以及可燃气体和高氧化态产物生成的爆炸危险。

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。

6．煅烧煅烧作为吸热反应，易于控制，极少危险。第89页，共115页，2023年，2月20日，星期三

7．硝化

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。存在杂质会增加对温度的敏感度，特别是液相硝化中的氮的氧化物，对进一步氧化起催化作用。有时会发生无爆炸的迅速的自动催化分解反应，放出热量并生成氮气、氮的氧化物和游离碳。液相硝化的温度控制极为重要。硝化的连续过程限制了过程中的物质量，可大大减少爆炸危险。气相硝化常伴有不需要的氧化反应，故反应物浓度需要精心调节，热交换装置的设计要留有余量。第90页，共115页，2023年，2月20日，星期三

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。

9．还原

反应危险可以忽略，很难将其与反应还原剂操作联系在一起。

第91页，共115页，2023年，2月20日，星期三10．氨化

氨化剂通常是氨，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。

11．卤化

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。

第92页，共115页，2023年，2月20日，星期三

12．磺化

多数磺化反应应用硫酸作磺化剂，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。

13.水解

水解是指用水分解，但只有少数反应(一般为无机反应)单独用水。无机水解有控制问题，需要不断移出水解热。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，高温或高压有时是需要的。

第93页，共115页，2023年，2月20日，星期三14．加氢

主要是高压危险。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，但很少是在难以控制的条件下。第94页，共115页，2023年，2月20日，星期三

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。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，如氟化氢和二甲基硫酸酯等，用作烷基化试剂或催化剂，而反应本身并不具有危险。第95页，共115页，2023年，2月20日，星期三

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96页，共115页，2023年，2月20日，星期三17．聚合

物质化合时不分裂出其他物质。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，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97页，共115页，2023年，2月20日，星期三第六节物理操作类型及其危险性一、相平衡与组元分离

1.蒸馏压力危险（真空、加压）高温(液体沸腾产生的蒸汽)

物料的性质设备（堵塞）

2.吸收有毒溶剂的失控有毒气体的泄漏材料的不适应操作条件变化第98页，共115页，2023年，2月20日，星期三

3.液液萃取萃取过程常常有易燃的稀释剂或萃取剂的应用。溶剂的贮存、回收的液面控制静电溶质和溶剂的回收一般采用蒸馏或蒸发操作，所以萃取也包括这些操作的危险。

4.结晶除去与物质有关的危险外，这个单元过程极少危险性。第99页，共115页，2023年，2月20日，星期三二、相混合和相分离1．混合，除与动力机械有关的普通的机械危险外，还有特殊的危险。

(1)液—液混合液液混合一般是在有电动搅拌的敞开或封闭容弃器中进行。装料时就应开启搅拌，否则，反应物分层或偶尔结一层外皮会引起危险反应。为使夹套或蛇管有效除热必须计启搅拌的情形，在设计中应充分估计到失误，

第100页，共115页，2023年，2月20日，星期三

对于低粘度液体的混合，一般采用静止混合器或某种类型的高速混合器，没有特殊的危险。对于高粘度流体，一般是在搅拌机或碾压机中处理，必须排除混入的固体，否则会构成对人员和机械的伤害。对于爆炸混合物的处理，需要应用软墙或隔板隔开，远程操作。第101页，共115页，2023年，2月20日，星期三

(2)气—液混合

有时应用喷雾器把气体喷入容器或塔内，借助机械搅拌实现气体的分配。需要采取适当的防护措施，如整个流线的低流速或低压报警、自动断路、防止静电产生等，才不至于形成易燃蒸气—空气的混合物、易燃烟雾或易燃泡沫。如果是液体在气体中分散，可能会形成毒性或易燃性悬浮微粒。第102页，共115页，2023年，2月20日，星期三

(3)固—液混合

固—液混合可在搅拌容器或重型设备中进行。重质混合，必须移除一切坚硬的无关的物质。考虑固体在器壁的结垢和出口管线的堵塞。

(4)气—气混合

无需机械搅抖。只要简单接触就能达到充分混合。易燃混合物和爆炸混合物需要惯常的防护措施。第103页，共115页，2023年，2月20日，星期三

(5)固—固混合

固—固混合用的总是重型设