همه دسته بندی ها
ENEN

خطر آتش سوزی و پیشگیری در فرآیند واکنش شیمیایی (Ⅰ)

تاریخ: 19 ژانویه 2023

1. اکسیداسیون

مانند اکسیداسیون آمونیاک به اسید نیتریک، اکسیداسیون تولوئن به اسید بنزوئیک، اکسیداسیون اتیلن به اسید اتیلن اکسید، و غیره

    (1) خطر اکسیداسیون آتش سوزی

    ①واکنش اکسیداسیون نیاز به حرارت دارد، اما گرما نیز در طول واکنش آزاد می شود، به ویژه واکنش فاز گاز کاتالیزوری. به طور کلی، واکنش اکسیداسیون در دمای بالای 250-600 ℃ انجام می شود. اگر گرمای تولید شده توسط واکنش به موقع حذف نشود، دما به سرعت افزایش می یابد یا حتی منفجر می شود.

    ② برای برخی از اکسیداسیون ها، مانند اکسیداسیون آمونیاک، اتیلن و بخار متانول در هوا، نسبت مواد نزدیک به حد انفجار پایین است. اگر نسبت نامتعادل باشد و دما به درستی کنترل نشود، منفجر شدن و آتش گرفتن آن بسیار آسان است.

    ③ بیشتر مواد اکسید شده مواد قابل اشتعال و انفجاری هستند. به عنوان مثال، اتیلن یک گاز قابل اشتعال با حد انفجار 2.7٪ تا 34٪ و نقطه اشتعال خود به خودی 450 درجه سانتیگراد است، هنگامی که اکسید اتیلن برای تولید اکسید اتیلن اکسید می شود. تولوئن یک مایع قابل اشتعال است و بخار آن به راحتی می تواند یک مخلوط انفجاری با هوا ایجاد کند و حد انفجار 1.2٪ تا 7٪ است که تولوئن برای تولید اسید بنزوئیک اکسید می شود. متانول یک مایع قابل اشتعال است و حد انفجار بخار و هوای آن 6٪ تا 36.5٪ است که متانول برای تولید فرمالدئید اکسید می شود.

    ④ عامل اکسید کننده خطر آتش سوزی زیادی دارد. کلرات پتاسیم، پرمنگنات پتاسیم، انیدرید کروم و غیره همگی اکسیدان هستند که در صورت دمای بالا یا ضربه، اصطکاک یا تماس با مواد آلی و اسیدها می توانند باعث آتش سوزی و انفجار شوند. پراکسیدهای آلی نه تنها بسیار اکسید کننده هستند، بلکه عمدتاً مواد قابل اشتعال هستند که برخی از آنها به طور خاص به دما حساس هستند و در صورت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا منفجر می شوند.

    ⑤برخی از محصولات اکسیداسیون نیز خطر آتش سوزی هستند. به عنوان مثال، اکسید اتیلن یک گاز قابل اشتعال است. اگرچه اسید نیتریک یک ماده خورنده است، اما همچنین یک اکسید کننده قوی است. محلول آبی حاوی 36.7/7.7 درصد فرمالدئید مایعی قابل اشتعال است و حد انفجار بخار آن 73/XNUMX تا XNUMX درصد است. علاوه بر این، برخی از پراکسیدهای خطرناک ممکن است در طی برخی فرآیندهای اکسیداسیون تولید شوند. به عنوان مثال، اسید پراستیک در فرآیند اکسید کردن استالدئید برای تولید اسید استیک تولید می شود. پراستیک اسید یک پراکسید آلی با خواص بسیار ناپایدار است. در صورت قرار گرفتن در معرض دمای بالا، اصطکاک یا ضربه تجزیه می شود یا می سوزد.


    (2) اقدامات پیشگیری از آتش سوزی در فرآیند اکسیداسیون

    ①اگر از هوا یا اکسیژن به عنوان اکسیدان در فرآیند اکسیداسیون استفاده شود، نسبت مواد واکنش (نسبت اختلاط گاز قابل احتراق و هوا) باید به شدت در خارج از محدوده انفجار کنترل شود. قبل از ورود هوا به راکتور، باید از یک دستگاه تصفیه گاز عبور کند تا گرد و غبار، بخار آب، آلودگی نفتی و ناخالصی هایی که می توانند فعالیت کاتالیزور در هوا را کاهش دهند یا مسموم کنند، از بین ببرد تا فعالیت کاتالیزور حفظ شود و میزان کاتالیزور کاهش یابد. خطر آتش سوزی و انفجار.

    ②دو نوع کنتاکتور واکنش اکسیداسیون افقی و عمودی وجود دارد که با کاتالیزور پر شده اند. به طور کلی از عمودی استفاده کنید، زیرا راحت تر و ایمن تر است. در طول فرآیند اکسیداسیون کاتالیزوری، دما و سرعت جریان مناسب باید کنترل شود تا از قرار گرفتن بیش از حد دما، فشار بیش از حد و گاز مخلوط در محدوده انفجار در هنگام واکنش گرمازا جلوگیری شود. انجام شد.

    ③به منظور جلوگیری از به خطر افتادن ایمنی شخصی و تجهیزات توسط کنتاکتور در صورت انفجار یا آتش سوزی، باید یک شعله گیر در جلوی راکتور و روی خط لوله نصب شود تا از گسترش شعله، جلوگیری از عواقب معکوس و جلوگیری از تأثیر آتش جلوگیری شود. سیستم های دیگر برای جلوگیری از انفجار کنتاکتور، کنتاکتور باید دارای یک دستگاه کاهش فشار باشد و تا حد امکان از دستگاه کنترل خودکار یا تنظیم و زنگ هشدار استفاده کند.

    ④ هنگام استفاده از اسید نیتریک، پرمنگنات پتاسیم و سایر عوامل اکسید کننده، سرعت تغذیه باید به شدت کنترل شود تا از افزودن بیش از حد یا اشتباه جلوگیری شود. عامل اکسید کننده جامد باید قبل از استفاده خرد شود، بهتر است در صورت امکان از عامل اکسید کننده در محلول استفاده شود. واکنش باید به طور مداوم هم زده شود، دمای واکنش باید به شدت کنترل شود و هرگز نباید از نقطه اشتعال خود به خود ماده اکسید شده بیشتر شود.

    ⑤هنگام استفاده از یک عامل اکسید کننده برای اکسید کردن مواد معدنی، اگر از کلرات پتاسیم برای اکسید شدن برای تولید رنگدانه آبی آهن استفاده شود، دمای خشک شدن محصول نباید از نقطه اشتعال آن بیشتر شود. محصول باید با آب تمیز شسته شود تا اکسیدان به طور کامل قبل از خشک شدن از بین برود تا از کلرات پتاسیم واکنش ناقص باعث آتش گرفتن مواد خشک شده جلوگیری شود. اکسیداسیون برخی از ترکیبات آلی، به ویژه در دمای بالا، ممکن است در تجهیزات و خطوط لوله کک تولید کند که برای جلوگیری از احتراق خود به خود باید به موقع حذف شود.

    ⑥مواد خام و محصولات مورد استفاده در واکنش اکسیداسیون باید مطابق با مقررات مربوطه در مورد مدیریت کالاهای خطرناک باشد و اقدامات پیشگیری از آتش سوزی مربوطه باید انجام شود، مانند ذخیره سازی ایزوله، دور از منابع آتش، اجتناب از دمای بالا و نور خورشید، جلوگیری از اصطکاک و ضربه و غیره. اگر مایع یا گاز قابل اشتعال است که دی الکتریک است، باید یک دستگاه اتصال به زمین که الکتریسیته ساکن را هدایت می کند نصب شود.

    ⑦ دستگاه های اطفاء حریق نیتروژن و بخار آب باید در سیستم تجهیزات نصب شود تا بتوان آتش را به موقع خاموش کرد.


2. بازیابی

به عنوان مثال، نیتروبنزن توسط پودر آهن در محلول اسید هیدروکلریک به آنیلین احیا می شود، او-نیتروآنیزول توسط پودر روی در محلول قلیایی به o-آمینوآنیزول احیا می شود، برای احیا از عوامل احیا کننده مانند هیدروسولفیت، بوروهیدرید پتاسیم، هیدرید آلومینیوم لیتیوم و غیره استفاده کنید. .


    تجزیه و تحلیل خطر و الزامات پیشگیری از آتش سوزی برای فرآیند کاهش:

    (1) هیدروژن دخیل است (حد انفجار هیدروژن 4٪ - 75٪ است). گرمایش و شرایط تحت فشار در صورت عدم کارکرد نادرست یا نشت هیدروژن به دلیل نقص تجهیزات، تشکیل مخلوط انفجاری با هوا بسیار آسان است و در صورت برخورد با منبع آتش منفجر می شود. بنابراین، دما، فشار و جریان باید به شدت در طول عملیات کنترل شود. تجهیزات الکتریکی در کارگاه باید الزامات ضد انفجار را برآورده کند. سیم ها و جعبه های اتصال سیم نباید در بالای کارگاه گذاشته و نصب شوند. کارگاه باید تهویه خوبی داشته باشد، از سقف سبک استفاده شود و نورگیر یا هود نصب شود تا هیدروژن به موقع خارج شود. هیدروژن تولید شده در واکنش می تواند از طریق لوله اگزوز به سقف کارگاه صادر شود و بیش از 2 متر بالاتر از خط الراس سقف قرار دارد و از طریق شعله گیر به بیرون تخلیه می شود. تجهیزات واکنش تحت فشار باید مجهز به دریچه ایمنی و تجهیزاتی که در حین واکنش فشار ایجاد می کنند باید مجهز به دیسک ترکیدن باشند. نصب دستگاه های تشخیص و هشدار هیدروژن


    (2) کاتالیزور مورد استفاده در واکنش کاهش، نیکل Raney، پس از جذب رطوبت، خطر احتراق خود به خود در هوا را دارد. حتی اگر منبع اشتعال وجود نداشته باشد، مخلوط هیدروژن و هوا می تواند مشتعل شود و آتش و انفجار ایجاد کند. بنابراین، هنگام استفاده از آنها برای فعال کردن هیدروژن برای واکنش احیا، لازم است که تمام هوای راکتور با نیتروژن جایگزین شود و پس از اینکه اندازه گیری تأیید کرد که محتوای اکسیژن به حد استاندارد کاهش یافته است، فقط می توان هیدروژن را معرفی کرد. پس از پایان واکنش، هیدروژن موجود در راکتور باید با نیتروژن جایگزین شود و سپس پوشش سوراخ را می توان برای تخلیه مواد باز کرد تا از تماس هوای بیرون با هیدروژن در راکتور جلوگیری شود. نیکل باران باید در الکل ذخیره شود. کربن پالادیوم در هنگام بهبودی باید به طور کامل با الکل و آب شسته شود. هنگام فیلتر کردن و جاروبرقی نباید خیلی خشک باشد تا از اکسید شدن و آتش سوزی جلوگیری شود.


    (3) عوامل کاهنده جامد مانند هیدروسولفیت، بوروهیدرید پتاسیم، هیدرید آلومینیوم لیتیوم و غیره همه محصولات خطرناکی هستند که در صورت خیس شدن قابل اشتعال هستند. در میان آنها، بی کربنات سدیم هنگام برخورد با آب گرما تولید می کند و می تواند در هوای مرطوب گوگرد را تجزیه و آزاد کند. بخار گوگرد در هنگام گرم شدن خطر احتراق خود به خود را دارد و بی کربنات سدیم نیز در دمای 190 درجه سانتیگراد در خطر تجزیه و انفجار است. بوروهیدرید پتاسیم (سدیم) می تواند به طور خود به خود در هوای مرطوب مشتعل شود و هنگامی که با آب یا اسید برخورد می کند، تجزیه شده و مقدار زیادی از آن آزاد می شود. گاز هیدروژنو گرمای زیاد تولید می کند که می تواند باعث آتش گرفتن گاز هیدروژن و حادثه انفجار شود. هیدرید آلومینیوم لیتیوم یک عامل کاهنده است که در صورت خیس شدن خطرناک است. بنابراین مطمئن شوید که آنها را از رطوبت در امان نگه دارید.

    هنگامی که هیدروسولفیت سدیم برای حل کردن استفاده می شود، دما باید به شدت کنترل شود. توصیه می شود هیدروسولفید را به صورت دسته ای در حین هم زدن به آب اضافه کنید و پس از حل شدن با مواد آلی واکنش دهید. هنگامی که از بوروهیدرید سدیم (پتاسیم) به عنوان عامل کاهنده استفاده می شود، هنگام تنظیم اسید و قلیائیت در طول فرآیند باید توجه ویژه ای شود و اسید را خیلی سریع یا بیش از حد اضافه نکنید. هنگامی که هیدرید آلومینیوم لیتیوم به عنوان یک عامل کاهنده استفاده می شود، باید تحت حفاظت نیتروژن استفاده شود که نیاز به توجه ویژه دارد و معمولاً در نفت سفید غوطه ور می شود. عامل کاهنده ذکر شده در بالا به شدت با عامل اکسید کننده واکنش می دهد، مقدار زیادی گرما ایجاد می کند و خطر آتش سوزی و انفجار را دارد، بنابراین نباید با عامل اکسید کننده مخلوط شود.


    (4) واسطه های واکنش کاهش، به ویژه واسطه های واکنش احیا ترکیبات نیترو، خطر آتش سوزی خاصی دارند. به عنوان مثال، در فرآیند احیای o-nitroanisole به anthraniloanisole، اکسید آزوآنیزول تولید می شود و این واسطه می تواند به طور خود به خود با حرارت دادن به 150 درجه سانتیگراد مشتعل شود. در تولید آنیلین، اگر شرایط واکنش به خوبی کنترل نشود، می توان سیکلوهگزیلامین با خطر انفجار بالا تولید کرد. بنابراین، پارامترهای مختلف واکنش و شرایط واکنش باید در طول عملیات واکنش به شدت کنترل شوند.


3. نیتریفیکاسیون

نیتریفیکاسیون معمولاً به واکنش وارد کردن نیترو (-NO2) به مولکول‌های ترکیب آلی برای جایگزینی اتم‌های هیدروژن برای تولید ترکیبات نیترو اشاره دارد. به عنوان مثال، استفاده از نیتراسیون تولوئن برای تولید TNT، استفاده از نیتراسیون بنزن برای تولید نیتروبنزن، استفاده از نیتراسیون گلیسیرین برای تولید نیتروگلیسیرین و غیره.


    (1) نیتریفیکاسیون یک واکنش گرمازا است و یک واکنش نیترو نیاز به آزاد کردن گرمای 152.2-153 کیلوژول بر مول دارد، بنابراین واکنش نیتریفیکاسیون باید در شرایط خنک کننده انجام شود. در واکنش نیتریفیکاسیون، در صورت سهل انگاری جزئی، مانند توقف همزدن در میانه راه، تامین آب خنک کننده ضعیف، سرعت تغذیه خیلی سریع و غیره، دما به شدت افزایش می یابد، توانایی اکسیداسیون اسید مخلوط تقویت می شود و مواد نیترو متعددی تشکیل می شود که به راحتی باعث آتش سوزی و انفجار می شود.


    (2) عوامل نیتریفیک کننده اکسید کننده هستند و عوامل نیترات کننده معمولی مانند اسید نیتریک غلیظ، اسید نیتریک، اسید سولفوریک غلیظ، اولئوم و اسیدهای مخلوط دارای خواص اکسید کننده قوی، جذب آب و خورنده هستند. آنها در تماس با گریس، مواد آلی، به ویژه ترکیبات آلی غیراشباع می توانند باعث احتراق شوند. هنگام تهیه نیترات، اگر دما خیلی بالا باشد یا مقدار کمی آب بریزد، باعث تجزیه و تبخیر زیاد اسید نیتریک می شود که نه تنها باعث خوردگی شدید تجهیزات می شود، بلکه باعث ایجاد یک حادثه انفجار


    (3) بیشتر مواد نیترات شده قابل اشتعال هستند، مانند بنزن، تولوئن، گلیسیرین (گلیسرول)، پنبه جاذب و غیره که نه تنها قابل اشتعال هستند، بلکه سمی نیز هستند. در صورت استفاده و یا نگهداری نامناسب، به راحتی باعث آتش سوزی می شود.


    (4) بیشتر محصولات نیتراسیون خطر آتش سوزی و انفجار دارند، به ویژه ترکیبات پلی نیترو و نیترات ها، که در هنگام گرم شدن، مالش، ضربه یا تماس با منابع اشتعال مستعد انفجار یا آتش سوزی هستند.


دسته بندی های داغ