反应安全技术第章-公开课件.ppt

第三章化学反应安全技术 第一节化学反应安全技术 第二节氨合成安全技术 第三节聚氯乙烯安全技术 第一节化学反应安全技术 一、概述 1.化工生产过程就是通过各种化学反应和非反应化工单元操作生产化工产品的动态过程。生产过程存在易燃、易爆、易腐蚀灼伤、易中毒和高温、高压六大特点。 3.化工反应的危险性分类 ①不稳定物质(包括原料、中间产物、成品、副产品、添加物或杂质等)的化工反应； ② 放热的化工反应； ③ 含有易燃物料且在高温、高压下运行的化工反应； ④ 含有易燃物料且在低温状况下运行的化工反应； ⑤ 在爆炸极限内或接近爆炸极限的化工反应； ⑥ 有可能形成尘雾爆炸性混合物的化工反应； ⑦ 有高毒物料存在的化工反应； ⑧ 高压或超高压的化工反应。 4.按热反应的危险性程度增加的次序可将化工过程分为四类： ① 第一类化工过程(加氢、异构化、水解、磺化) ② 第二类化工过程（烷基化、氧化、聚合、缩聚 ） ③ 第三类化工过程（卤化反应） ④ 第四类化工过程（硝化反应） 二、氧化反应 1 .氧化反应: 氧化还原反应是电子的传递，即一种物质失去电子，同时另一种物质得到电子，电子得失的数目必须相等。 失去电子的作用是氧化，失去电子的物质是还原剂；得到电子的作用是还原，得到电子的物质是氧化剂。 狭义的氧化反应是物质与氧化合的反应（缓慢反应、燃烧） 3.氧化反应过程安全控制技术 (1) 氧化反应的温度控制 (2) 氧化物质的控制 ①惰性气体保护 ②合理选择物料配比 ③保持安全环境 (3) 催化氧化操作过程的控制 ①氧化过程中如以空气和纯氧作氧化剂时，反应物料的配比应控制在爆炸范围之外。 三、还原反应 1还原反应及其特点 还原反应种类很多，有些还原反应会产生氢气或使用氢气，有些还原剂和催化剂有较大的燃烧、爆炸危险性。常用的还原剂有铁、硫化钠、亚硫酸盐（亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、锌粉、保险粉)等。 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 3H2+N2=2NH3 2危险性 氢气的爆炸极限为4%～75%，如果操作失误或设备泄漏，都极易引起爆炸。 3还原反应安全技术 ①金属还原反应 反应时酸的浓度要适宜，反应温度不易过高，反应过程中应注意搅拌效果。待金属粉消耗殆尽，再加碱中和。若急于中和，则容易产生大量氢气和反应热，可能出现燃烧、爆炸等危险。 3. 其它还原反应 还原反应中常用还原剂火灾危险性大的有硼氢化钾和硼氢化钠、四氢化锂铝、氢化钠、保险粉（亚硫酸钠Na2S2O4）、异丙醇铝等。 硼氢化钾和硼氢化钠都是遇水燃烧物质，在潮湿的空气中能自燃，遇水和酸会分解产生大量的氢并放热，有燃烧、爆炸危险。硼氢化钾通常溶解在液碱中比较安全。 四氢化锂铝应浸没在煤油中储存。使用时应先将反应器用氮气置换干净，并在氮气保护下投料和反应。反应热由油类冷却剂移走，禁止用水冷却防止发生爆炸。 案例：气相催化加氢主要用于由硝基苯生产苯胺。 苯胺是一种很重要的精细化工产品，它的产量很大，大量用于聚氨酯、橡胶助剂、染料、颜料等领域。 工艺：硝基苯在汽化器中与氢气混合，通过反应器下部气体分配盘进入流化床反应器，控制反应温度为270℃，压力为0.04～0.08MPa。反应器出料经冷凝，分出氢气循环使用。液体分层，水层去回收苯胺；苯胺层经干燥塔除去水分，最后经过精馏得到产品苯胺。  四、卤化反应 卤族元素成员：氟、氯、溴、碘 工业价值：氯的衍生物尤为重要 典型产品如 NaCl,(-CH2-CHCl）n-(PVC) 卤化反应为强放热反应，氟化反应放热最强。氟化工在经济领域也扮演越来越重要的脚色。 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。 另外卤素的腐蚀作用也是一个尚未解决的难题。 常用氯化方法 ①热氯化法② 光氯化③ 催化氯化法④ 氧氯化法 ① 热氯化法 热氯化法是以热能激发氯分子，使其分解成活泼的氯自由基进而取代烃类分子中的氢原子，而生成各种氯衍生物。工业上将甲烷氯化制取各种甲烷氯衍生物，丙烯氯化制取a-氯丙稀，均采用热氯化法。 ② 光氯化 光氯化是以光能激发氯分子，使其分解成氯自由基，进而实现氯化反应。光氯化法主要应用于液氯相氯化，例如苯的光氯化制备农药等。 ③ 催化氯化法 催化氯化法是利用催化剂以降低反应活化能，促使氯化反应的进行。在工业上均相和非均相的催化剂均有采用，例如将乙烯在FeCl2催化剂存在下与氯加成制取二氯乙烷，乙炔在HgCl2活性炭催化剂存在下与氯化氢加成制取氯乙烯等。 ④ 氧氯化法 氧氯化法以HCl为氯化剂，在氧和催化剂存在下进行的氯化反应，称为氧氯化反应。例如氧氯化法制备聚氯乙烯。 生产含氯衍生物所用的化学反应有取代氯化和加成氯化