典型化学反应的基本安全技术-课件VIP

4.5典型化学反应基本安全技术化工生产过程的三个基本环节：原料预处理过程、反应过程和反应产物后处理过程。反应过程是化工生产过程的中心环节。常见的典型化学反应：氧化、还原、硝化、磺化、聚合等第一节氧化一氧化反应及其应用定义：广义的讲，氧化是失去电子的作用，狭义的讲，氧化是指物质与氧的化合作用。工业上氧化反应的应用：

1硫磺氧化制备硫酸S+O2→SO22SO2+O2→2SO3SO3+H2O→H2SO42氨氧化制备稀硫酸

4NH3+5O2→4NO+6H2O2NO+O2→2NO23NO2+H2O→2HNO3+NO3甲醇氧化制取甲醛

CH3OH+O2→HCHO+H2O4乙醇氧化制取醋酸

C2H5OH+O2→CH3CHO+H2OCH3CHO+O2→CH3COOH5甲苯氧化制备苯酐6萘氧化制备苯酐7乙烯氧化制备环氧乙烷CH2=CH2+O2→二氧化的危险性分析氧化反应初期需要吸热，但反应过程又会放热，应注意及时出去反应热有的氧化过程物料配比接近于爆炸下线，极易引起爆炸起火被氧化的物质大部分是易燃易爆物质氧化剂具有很大的火灾危险性部分氧化产品也具有火灾危险性三氧化的安全技术要点必须保证反应设备的良好传热能力反应设备应有必要的安全防护装置当反应需要通入空气或氧气时，反应物料的配比应严格控制在爆炸范围之外要严格控制氧化剂的加料速度和加料顺序应严格控制产品烘干温度不超过其燃点使用的原料和产品应采取相应的防火措施第二节还原一还原反应及其应用定义：广义的讲，还原是指得到电子的作用。狭义的讲，还原是指物质被夺去氧或得到氢的反应。工业应用：

1硝基苯还原制备苯胺2苯催化加氢制备环己烷3植物油催化加氢制备硬化油4硝基苯用保险粉还原制备苯胺二还原的危险性分析还原过程都有氢气存在，氢气的爆炸极限很低，且对金属有渗碳作用，易造成腐蚀还原反应中所使用的催化剂雷氏镍吸潮后在空气中有自燃危险固体还原剂保险粉、硼氢化钾，氢化铝等都是遇湿易燃物品有些还原反应的中间体亦有一定的火灾危险三还原的安全技术要点由于有氢的存在，必须遵守国家爆炸危险场所安全规定可能造成氢腐蚀的场合，设备、管道的选材要符合要求当使用雷氏镍来火花氢气进行还原反应时，必须先确定反应器内含氧量达到一定标准时才可通入空气使用还原剂时应注意相应的安全问题操作中应严格控制温度、压力、流量等反应条件及反应参数尽量采用危险性小还原效率高的新型还原剂代替火灾危险性大的还原剂第三节硝化

硝化反应是发现最早的有机反应之一，早在1834年就发现了硝化生成硝基苯的方法。到了19世纪中期，由于燃料等化学工业的发展，硝化反应开始在有机化学工业上得到广泛的应用。

在硝化剂的作用下，向有机化合物分子中引入硝基的过程成为硝化反应。生成的产物为硝基化合物。一硝化反应及其应用1、硝化反应的定义硝化产物的分类硝化产物分三类硝基与碳相连－称为硝基化合物

－C－NO2硝基与氧相连－称为硝酸酯

－C－O－NO2硝基与氮相连－称为硝胺

－N－NO2NO2NO22ONCH3例如：－C－O－NO2CH3CH3CH3例如：例如：－NH－NO2三硝基甲苯硝酸叔丁酯N－硝基苯胺提高亲核置换反应活性2硝化反应的应用10%NaOH350-400℃,20-30MPa10%NaOH160℃,0.6MPa10%NaOH100℃,常压满足产品性能要求a,加深染料的颜色（黄色）（红色）b,引入NO2提高芳香族化合物的极性，使其作为极

性溶剂

c,引入NO2使其产物作为温和的氧化剂使用

d,制备炸药－TNT二硝化的危险性分析硝化是一个放热反应，所以硝化需要在降温的条件下进行常用的硝化剂都具有较强的氧化性、吸水性、和腐蚀性被硝化的物质大多易燃硝化产物大都有着火爆炸的危险性，如TNT，苦味酸等三硝化的安全技术要点硝化设备应确保严密不漏，防止硝化物料溅到蒸汽管道等高温表面上引起爆炸或者燃烧车间厂房设计应符合国家爆炸危险场所安全规定最好采用多段式硝化器硝化过程中一定要避免有机物质的氧化往硝化器中加入固体物质，必须使加料工作机械化⑥硝基化合物具有爆炸性，形成的中间产物有巨大的爆炸威力⑦硝化器搅拌轴不可以使用普通普通机油或甘油作润滑剂⑧对于特别危险的硝化产物，需将其放入装有大量水的事故处理槽中⑨分析取样时应当防止未完全硝化的产物突然着火，防止烧伤事故掌握磺化反应的原理了解磺化反应的主要应用了解磺化反应的危险性分析磺化反应的安全技术要点磺化导入什么是磺化？请同学们回忆单环芳烃的性质：(1)(2)仔细观察这(1)~(3)三个方程式，它们有一个共同特点：

C-S键的生成(4)仔细观察第4个方程式，其特点为：

O-S键的生成(3)一、什么是磺化反应1定义：向有机物分子中引入磺酸基(－SO3H)的反应；磺化是磺基中的硫原子与有机分子中的碳原子相连接形成C-S键的反应，得到的产物为磺酸化合物(RSO2OH或ArSO2OH);硫酸化是硫原子与氧原子相连O-S键的反应，得到的产物为硫酸烷酯(ROSO2OH).磺化是在有机化合物分子中引入磺(酸)基(－SO3H)的反应。常用的磺化剂有发烟硫酸、亚硫酸钠、亚硫酸钾、三氧化硫等。如用硝基苯与发烟硫酸生产间氨基苯磺酸钠，卤代烷与亚硫酸钠在高温加压条件下生成磺酸盐等均属磺化反应。二、磺化反应的主要应用1．磺化产物具有水溶性、酸性、表面活性或对纤维的亲和力；以洗衣粉的主要成份对十二烷基苯磺酸钠为例，油污溶解在－C12H25，－SO3Na的存在使其具有水溶性和表面活性等。分子的一端是由一个较长的烃链组成的，它是憎水性，能溶于油，但不能溶于水中，因此称为憎水基或亲油基；分子的另一端是较短的极性基团，它能溶于水中而不能溶于油中，称为憎油基或亲水基。二、磺化反应的主要应用2．磺酸基可进一步转变成羟基、氯基、氨基或氰基等基团，从而制取一系列有机合成中间体或精细化学品；举例说明：磺酸基转变成羟基磺酸基转变成氯

磺酸基转变成氨基二、磺化反应的主要应用3．根据合成反应的需要暂时引入磺酸基，待完成特定反应之后再将磺酸基水解掉----定位作用。如三、磺化的危险性分析常用的磺化剂都是氧化剂，遇水反应放出大量的热，同时硫酸具有极强的腐蚀性

磺化反应时强放热反应，可能导致爆炸或起火事故

苯、硝基苯等可燃物与强氧化剂进行的磺化反应非常危险，条件稍微改变就有可能发生着火爆炸事故四、磺化的安全技术要点使用磺化剂必须严格防水防潮，并经常检查设备，防止因腐蚀造成穿孔泄露保证磺化反应系统有良好的搅拌和有效的冷却装置严格控制原料纯度，投料操作顺序不能颠倒反应结束后应注意放料安全

(由于生产所用原料苯、硝基苯、氯苯等都是可燃物，而磺化剂浓硫酸、发烟硫酸(三氧化硫)、氯磺酸都是氧化性物质，且有的是强氧化剂，所以二者相互作用的条件下进行磺化反应是十分危险的，因为已经具备了可燃物与氧化剂作用发生放热反应的燃烧条件。这种磺化反应若投料顺序颠倒、投料速度过快、搅拌不良、冷却效果不佳等，都有可能造成反应温度升高，使磺化反应变为燃烧反应，引起着火或爆炸事故。)烷基化掌握烷基化反应的原理了解烷基化反应的主要应用了解烷基化反应的危险性分析烷基化反应的安全技术要点

（一）烷基化反应：烷基化(亦称烃化)，是在有机化合物中的氮、氧、碳等原子上引入烷基R—的化学反应。引入的烷基有甲基(－CH3)、乙基(－C2H5)、丙基(－C3H7)、丁基(－C4H9)等。烷基化常用烯烃、卤化烃、醇等能在有机化合物分子中的碳、氧、氮等原子上引入烷基的物质作烷基化剂。如苯胺和甲醇作用制取二甲基苯胺。引入的烷基包括饱和的、不饱和的烷基脂肪的、芳香的烷基含有各种取代基的烷基一、概述2.常用烷基化剂：卤代烃、硫酸酯、芳磺酸酯、环氧烷类醇类、醚类、烯烃、甲醛、甲酸等3.常用被烷基化物：醇、酚、氨及胺、芳烃及活性亚甲基化合物4.烷基化反应的影响因素：被烷基化物的结构烷基化剂的结构及离去基团的性质催化剂溶剂二、应用永久性烷基化保护性烷基化止泻药地诺芬酯中间体（1）的合成

萘夫西林中间体β-乙氧基萘甲酸的合成

被烷基化的物质以及烷基化剂大多具有着火爆炸的危险烷基化过程所用的催化剂易燃烷基化的产品也有一定的火灾危险性烷基化反应都在加热条件下进行，若反应速率控制不当，易造成着火或爆炸事故三、烷基化的危险性分析THANKYOUSUCCESS2024/8/1740可编辑车间厂房设计应符合国家爆炸危险场所安全规定催化剂应妥善保存烷基化的产品存放时需要注意防火安全烷基化反应操作时应注意控制反应速率四、烷基化的安全技术要点五、烷基化的火灾危险性：

(1)被烷基化的物质大都具有着火爆炸危险。如苯是甲类液体，闪点－11℃，爆炸极限1．5％～9．5％；苯胺是丙类液体，闪点71℃，爆炸极限1．3％～4．2％。

(2)烷基化剂一般比被烷基化物质的火灾危险性要大。如丙烯是易燃气体，爆炸极限2％～11％；甲醇是甲类液体，闪点7℃，爆炸极限6％～36．5％；十二烯是乙类液体，闪点35℃，自燃点220℃。

(3)烷基化过程所用的催化剂反应活性强。如三氯化铝是忌湿物品，有强烈的腐蚀性，遇水或水蒸汽分解放热，放出氯化氢气体，有时能引起爆炸，若接触可燃物，则易着火；三氯化磷是腐蚀性忌湿液体，遇水或乙醇剧烈分解，放出大量的热和氯化氢气体，有极强的腐蚀性和刺激性，有毒，遇水及酸(主要是硝酸、醋酸)发热、冒烟，有发生起火爆炸的危险。

(4)烷基化反应都是在加热条件下进行，如果原料、催化剂、烷基化剂等加料次序颠倒、速度过快或者搅拌中断停止，就会发生剧烈反应，引起跑料，造成着火或爆炸事故。

(5)烷基化的产品亦有一定的火灾危险。如异丙苯是乙类液体，闪点35．5℃，自燃点434℃，爆炸极限0．68％～4．2％；二甲基苯胺是丙类液体，闪点61℃，自燃点371℃；烷基苯是丙类液体，闪点127℃。氯化掌握氯化反应的原理了解氯化反应的主要工业应用了解烷基化反应的危险性分析烷基化反应的安全技术要点氯化是指以氯原子取代有机化合物中氢原子的反应。根据氯化反应条件的不同，有热氯化、光氯化、催化氯化等，在不同的条件下，可得到不同的产品。广泛使用的氯化剂有：液态氯、各种浓度的盐酸、三氯化磷等。一、氯化反应的定义烷烃等气体氯化以后一般变为油状液体，如氯仿、四氯化碳、氯乙烷等产品。1、天然气氯化生产氯仿和四氯化碳等产品：二、氯化反应的工业应用CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照

(2)(二氯甲烷)

(3)(三氯甲烷)

(四氯甲烷)(4)2、乙烷氯化生成氯乙烷。

氯乙烷用作硫、磷、油脂树脂等的溶剂。农业上用作杀虫剂。在医药上用作局部麻醉剂。3、苯经过氯化生产氯苯。

氯苯主要用于制作苯酚、一硝基氯苯和苦味酸等。4、萘氯化生产1-氯萘。用作高沸点溶剂、增塑剂等。氯化反应的各种原料、中间产物及部分产品都具有不同程度的火灾危险性氯化剂具有极大的危险性氯化反应是放热反应，如温度失控，可造成超压爆炸液氯气化时，高热使液氯剧烈气化，可造成内压过高而爆炸三、氯化反应的危险性分析储罐中的液氯进入氯化器之前必须先进入蒸发器使其气化。氯化反应是一个放热反应，氯化反应设备必须具备良好的冷却系统。液氯的蒸发气化装置，一般采用汽水混合作为热源进行升温，加热温度一般不超过50℃氯化反应几乎都有氯化氢气体生成，因此所用设备必须防腐蚀。四、氯化反应的安全技术要点五、氯化过程危险性分析与防火要点：(1)氯化反应的火灾危险性主要决定于被氯化物质的性质及反应过程的条件。反应过程中所用的原料大多是有机易燃物和强氧化剂，如甲烷、乙烷、苯、酒精、天然气、甲苯、液氯等。如生产1t甲烷氯化物需要2006m3甲烷、6960kg液氯，生产过程中同样具有着火爆炸危险。所以，应严格控制各种着火源，电气设备应符合防火防爆要求。

五、氯化过程危险性分析与防火要点：(2)氯化反应中最常用的氯化剂是液态或气态的氯。氯气本身毒性较大，氧化性极强，储存压力较高，一旦泄漏是很危险的。所以贮罐中的液氯在进入氯化器使用之前，必须先进人蒸发器使其气化。在一般情况下不准把储存氯气的气瓶或槽车当贮罐使用，因为这样有可能使被氯化的有机物质倒流进气瓶或槽车引起爆炸。对于一般氯化器应装设氯气缓冲罐，防止氯气断流或压力减小时形成倒流。五、氯化过程危险性分析与防火要点：(3)氯化反应是一个放热过程，尤其在较高温度下进行氯化，反应更为剧烈。例如在环氧氯丙烷生产中，丙烯需预热至3000℃左右进行氯化，反应温度可升至500℃，在这样高的温度下，如果物料泄漏就会造成着火或引起爆炸。因此，一般氯化反应设备必须有良好的冷却系统，并严格控制氯气的流量，以免因流量过快，温度剧升而引起事故。五、氯化过程危险性分析与防火要点：(4)由于氯化反应几乎都有氯化氢气体生成，因此所用的设备必须防腐蚀，设备应保证严密不漏。因为氯化氢气体易溶于水中，通过增设吸收和冷却装置就可以除去尾气中绝大部分氯化氢。

第七节电解掌握电解的定义及其工业应用了解食盐水电解的工业危险性了解食盐水电解的安全技术要点一、电解的定义电解是电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个电极上所引起的化学变化二、电解的工业应用1、电解氯化钠可得到氢气、氯气、氢氧化钠2、硫酸氢铵的电解产物，经水解制备过氧化氢（双氧水）3、电解氯酸钠的产物与氯化钾反应生产高氯酸钠4、电解硫酸锰制备二氧化锰5、电解锰酸钾制备高锰酸钾三、食盐水电解的危险性分析氯气泄漏的中毒危险氢气泄漏及氯氢混合的爆炸危险杂质反应产物的分解爆炸危险碱液灼伤及触电危险四、食盐水电解的安全技术要点保证盐水质量盐水高度应适当阻止氢气与氯气混合严格遵守电解设备的安装要求掌握正确的应急处理方法第八节聚合掌握电解的定义及其工业应用了解食盐水电解的工业危险性了解食盐水电解的安全技术要点一、聚合的定义聚合是将若干分子结合为一个较大的组成相同而相对分子质量较高的化合物的反应。按照聚合的方式可分为个体聚合、悬浮聚合、乳液聚合以及缩合聚合。二、聚合的工业应用聚合反应广泛应用与塑料及合成树脂工业中。如合成聚氯乙烯、氯丁橡胶、聚酯、有机玻璃、丁苯橡胶等各种合成橡胶以及乳胶、化学纤维等重要化学品的生产都离不开聚合反应。1氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。2氯丁二烯聚合生产氯丁橡胶3己二酸、苯二甲酸酐和甘油缩聚生产聚酯4甲基丙烯酸甲酯聚合生产有机玻璃三、聚合的危险性分析个体聚合是在没有其他介质的情况下，用浸于冷却剂中的管式聚合釜进行的一种聚合方法。其主要危险性是由于聚合热不易传导散出而导致危险。溶液聚合是选择一种溶剂，使单体溶成均相体系，加入催化剂或引发剂后，生成聚合物的一种聚合方法。其主要危险性是在聚合和分离过程中，易燃溶剂容易挥发和产生静电火花。三、聚合的危险性分析悬浮聚合是在机械搅拌下用分散剂使不溶的液态单体和溶于单体的引发剂分散在水中，悬浮成珠状物而进行的聚合反应。这种方法容易发生溢料，可能导致未聚合的单体和引发剂遇到火源而发生着火和爆炸事故。乳液聚合是在机械搅拌或超声波振动下，用乳化剂使不溶于水的液态单体在水中被分散成乳液而进行聚合的反应。这种聚合常用无机过氧化物作引发剂，若过氧化物在水中的配比控制不好将导致反应速率过快、反应温度太高而发生冲料。三、聚合的危险性分析缩合聚合是具有两个或两个以上官能团的单体化合成为聚合物，同时析出低分子副产物的聚合反应。缩合聚合是吸热反应，但由于反应温度过高，也会导致系统温度的压力增加，甚至引起爆裂，泄漏出易燃易爆的单体。三、聚合的危险性分析聚合物的单体大多是易燃易爆物质，泄漏易引起火灾、爆炸。聚合反应的引发剂多为有机过氧化物，易燃易爆，极易分解。聚合反应多在高压下进行，多为放热反应，温度压力等不易控制。四、聚合的安全技术要点反应器的搅拌和温度应有控制和连锁装置，出现异常情况时能自动启动抑制剂添加系统。设备应确保冷却效果，防止爆聚。控制好过氧化物引发剂在水中的配比，避免冲料。设置可燃气体检测报警仪，以便及时发现单体泄漏，采取对策。第九节催