化工常見化學反應及其安全技術

摘要】化工生產是以化學反應為主要特征的生產過程。不同類型的化學反應有其不同的特點，安全操作的技術要求亦不同。該文對化工中常見的7類化學反應的危險性及其安全問題進行了分析探討，提出了相應的安全操作要求和技術措施，旨在對實際生產安全有所幫助。

 1 引言

化工生產是以化學反應為主要特征的生產過程，具有易燃、易爆、有毒、有害、有腐蝕等特點，因此安全生產在化工中尤為重要。不同類型的化學反應，因其反應特點不同，潛在的危險性亦不同，生產中規定有相應的安全操作要求。一般情況下，中和反應、復分解反應、脂化反應較少危險性，操作較易控制；但不少化學反應如氧化、硝化反應等就存在火災和爆炸的危險，操作較難控制，必須特別注意安全。

2 不同類型的化學反應及其安全技術

2.1氧化反應

絕大多數氧化反應都是強放熱反應，作為氧源的氧化劑具有助燃作用，若反應物與空氣或氧配比不當，反應溫度或壓力控制失調，就易發生燃燒爆炸。因此，對氧化反應一定要嚴格控制氧化劑的配料比，投料速度也不宜過快，并要有良好的攪拌和冷卻裝置，以防溫升過快、過高。尤其是沸點較低（揮發度則較大）的有機物，存在高火險，如乙醚、乙醛、乙酸甲脂等具有極度易燃性，其閃點＜0℃；乙醇、乙苯、乙酸丙脂等具有高度易燃性，其閃點＜21℃。大多數化學溶劑屬于易燃性物質，閃點在21-55℃。閃點和爆炸極限是液體火災爆炸危險性的主要標志，即閃點越低，越易起火燃燒，燃燒爆炸的危險性越大。所以，對氧化劑和反應物料配比應嚴格控制在爆炸范圍以外，如：乙烯氧化制環氧乙烷，必須控制氧含量＜9%，其產物環氧乙烷在空氣中的爆炸極限范圍很寬，為3%-100%，工業上采用加入惰性氣體（N2或CO2）的方法來縮小反應系統的爆炸極限，增加其安全性。

　在使用高錳酸鹽、亞氯酸鈉、過氧化物、硝酸等強氧化劑時，為安全起見，應采用低濃度或低溫操作，以免發生燃燒和爆炸。對具有高火險的粉狀金屬（鈣、鈦）、氫化鉀、乙硼烷、硼化氫、磷化氫等自燃性物質，為避免可能發生的火災或爆炸，同樣在加工時必須與空氣隔絕，或在較低的溫度條件下操作。絕大多數氧化劑都是高毒性化合物，會造成氧化性危險，有些是刺激性氣體，如硫酸、氯酸煙霧；有些是窒息性氣體，如硝酸煙霧、氯氣，所以在防火防爆的同時還要注意防毒。

2.2還原反應

多數還原反應的反應過程比較緩和，但不少還原反應會產生或使用氫，增加了發生火災爆炸的危險性。如：鈉、鉀、鈣及氫化物，與水或水蒸氣會發生程度不同的水敏性放熱反應，釋放出易燃氣體氫；氮、硫、碳、硼、硅、砷、磷類化合物與水或水蒸氣反應，會生成揮發性氫化物；苯加氫生成環己烷，還原劑本身就具有燃燒爆炸的危險性。氫氣的爆炸極限為4%-75.6%，當反應不僅有氫氣存在，而且又在加溫加壓條件下進行時，若操作不當或設備泄漏，就極易引發爆炸，所以操作中要嚴格控制溫度、壓力和流量。

常用還原劑中火險大的物質有硼氫類、氫化鈉、異丙醇鋁等。硼氫類還原劑常用鉀硼氫和鈉硼氫，它們都遇水燃燒，在潮濕的空氣中能自燃，所以應儲存于干燥的密閉容器內。采用還原性強而危險性又小的新型還原劑如硫化鈉對安全生產具有重要意義，近年來已在推廣使用。

2.3硝化反應

　硝化反應中常用的硝化劑是濃硝酸或混酸（濃硝酸和濃硫酸的混合物），也有用氧化氮氣體作硝化劑的。制備混酸時，應先用水將濃硫酸稀釋，在不斷攪拌和冷卻條件下加濃硝酸，并且嚴格控制溫度和酸的配比，嚴防沖料或爆炸。配制成的混酸具有強烈的氧化性和腐蝕性，必須防止觸及人體和衣物。

　　硝化劑是強氧化劑，硝化反應是放熱反應，硝化產物具有爆炸性，所以硝化反應潛在的危險性較大。為避免反應失常或產生爆炸，操作中必須精心控制反應溫度和濃度，避免一切摩擦、撞擊、高溫因素，不得接觸明火和酸、堿物質等。硝化反應器要有良好的冷卻和攪拌裝置，要有靈敏的溫度控制和報警系統。同時，硝化反應的腐蝕性很強，要注意設備、管道的防腐蝕性能，以防滲漏釀成事故。 (未完待續）