危险化学品分类及其危险特性

危险化学品分类及其危险特性危险化学品分类及其危险特性 化工生产危险的原因 化工生产危险的原因 1 1 化工生产的物料绝大多数具有火灾 爆炸 毒性等危险性 化工生产的物料绝大多数具有火灾 爆炸 毒性等危险性 2 2 生产工艺过程复杂 工艺条件苛刻 高温 高压 强腐蚀 生产工艺过程复杂 工艺条件苛刻 高温 高压 强腐蚀 3 3 生产规模大 积聚的危险物质数量大 生产规模大 积聚的危险物质数量大 4 4 生产设备高大等特点 生产设备高大等特点 何谓危险化学品 何谓危险化学品 具有易燃 易爆 毒害 放射性等危险特性 在生产 储存 具有易燃 易爆 毒害 放射性等危险特性 在生产 储存 运输 使用 废弃处置过程中容易造成人生伤亡 财产毁损 运输 使用 废弃处置过程中容易造成人生伤亡 财产毁损 环境污染的化学品均属危险化学品 环境污染的化学品均属危险化学品 第一节危险化学品分类第一节危险化学品分类 第 l 类 爆炸品 第 2 类 压缩气体和液化气体 第 3 类 易燃液体 第 4 类 易燃固体 自燃物品和遇湿易燃物品 第 5 类 氧化剂和有机过氧化物 第 6 类 有毒品 第 7 类放射性物品 第 8 类 腐蚀品 依据 常用危险化学品分类及标志 gb13690 1992 第二节爆炸品第二节爆炸品 爆炸品 指在外界触发因素作用下 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 发生爆炸 对周围环境造成破坏的物品 外界触发因素 如受热 压 撞击等 也包括无整体爆炸危险 但具有燃烧 抛射及较小爆炸危险 或仅产生热 光 声响或烟雾等一种或几种作用的烟火物品 按危险性分为 5 项 具有整体爆炸危险的物质和物品 如梯恩梯 2 4 6 三硝基甲苯 黑索金 环三次甲基三硝胺 泰安 季戊 四醇四硝酸酯 苦味酸 2 4 6 三硝基苯酚 硝化甘油等烈性炸药 无烟 火药 硝化棉等火药 黑火药及其制品 爆破用雷管 非电雷管 弹药用雷管 等火工品均属此项 具有抛射危险 但无整体爆炸危险的物质和物品 如带有炸药或抛射药的火箭 火箭弹头 装有炸药的炸弹 弹丸 穿甲弹 非 水活化的带有或不带有爆炸管 抛射药或发射药的照明弹 燃烧弹 催泪弹 毒气弹 以及摄影闪光弹 照明弹 不带雷管的民用炸药 民用火箭等 均属 此项 具有燃烧危险和较小抛射危险 或两者兼有 但无整体爆炸危险的物质和物 品 如速燃导火索 点火管 点火引信 油井药包 礼花弹等 均属此项 无重大危险的爆炸物质和物品 如导火索 烟花爆竹等 均属此项 非常不敏感的爆炸物质 本类物品性质比较稳定 在着火试验中不会爆炸如 b 型爆破用炸药 e 型爆破 用炸药 铵油炸药 铵沥蜡炸药等 第三节压缩气体和液化气体第三节压缩气体和液化气体 本类物品指压缩 液化或加压溶解的气体 并应符合下述两种本类物品指压缩 液化或加压溶解的气体 并应符合下述两种 情况之一者 情况之一者 1 临界温度低于 50 或在 50 时 其蒸气压力大于 294kpa 的压缩或液 化气体 2 温度在 21 1 时 气体的绝对压力大于 275kpa 或在 54 4 时 气 体的绝对压力大于 715kpa 的压缩气体 或在 37 8 时 雷德蒸气压大于 275kpa 的液化气体或加压溶解气体 么是雷德蒸气压 么是雷德蒸气压 雷德蒸气压 reid vapour pressure 汽油挥发度表示方法之一种 指汽油在 摄氏 37 8 100 蒸气油料体积比为四比一时之蒸气压 测定 将汽油放在一密封容器内 上面有四倍于液体容积的大气容积 在温度 为 37 8 时测出的油蒸气压力 临界温度临界温度 临界温度 是指物质处于临界状态时的温度 降温加压 是使气体液化的条 件 但只加压 不一定能使气体液化 应视当时气体是否在临界温度以下 如 果气体温度超过临界温度 无论怎样增大压强 气态物质也不会液化 临界温度 例如 水蒸汽的临界温度为 374 远比常温度要高 因此 平常水蒸汽极易 冷却成水 其他如乙醚 氨 二氧化碳等 它们的临界温度高于或接近室温 这样的物质 在常温下很容易被压缩成液体 但也有一些临界温度很低的物质 如氧 空气 氢 氦等都是极不容易液化的 气体 其中氦的临界温度为 268 要使这些气体液化 必须具备一定的低温 技术和设备 使它们达到它们各自的临界温度以下 而后再用增大压强的方法 使其液化 一般说来 压缩气体是指温度为 20 时 在储存容器内完全处于气态的气体 液化气体是指温度为 20 时 在储存容器内完全处于液态的气体 溶解气体是指在储存容器内压缩气体溶解在溶剂中的气体 按危险性分为按危险性分为 3 3 项项 易燃气体如氢气 一氧化碳 甲烷 石油液化气 天然气等 不燃气体 指无毒 不燃气体 如压缩空气 氮气 氧气等 有毒气体 毒性指标同有毒品 如一氧化氮 氯气 氨气等 本类物品当受热 撞击或强烈震动时 容器内压力会急剧增大 致使容器破裂 爆炸 或导致气瓶阀门松动漏气 酿成火灾或中毒事故 压缩气体和液化气体的特性压缩气体和液化气体的特性 1 储于钢瓶内的压缩气体 液化气体和加压溶解的气体受热膨胀 压力升高 能使钢瓶破裂 特别是液化气体装的太满时尤其危险 应严禁超量灌装 并防 止钢瓶受热 压缩气体和液化气体的特性 2 压缩气体和液化气体不允许泄漏 其原因除有些气体有毒 易燃外 还因有 些气体相互接触后会发生化学反应引起爆炸 例如 氢气与氯气 氢气与氧气 乙炔与氯气 乙炔与氧气等 因此 凡内容物为禁忌物钢瓶应分别存放 压缩气体和液化气体的特性 3 压缩气体和液化气体除具有爆炸性外 有的还具有易燃性 如甲烷 氢气 液化石油气 助燃性 如氧气 压缩空气 毒害性 如硫化氢 二氧化硫 氯气等 窒息性 如二氧化碳 氮气 虽无毒 不燃 不助燃 但高浓度 将导致人员窒息死亡 第四节易燃液体 本类物品指闭杯闪点 61 的易燃液体 液体混合物或含有固体物质的液体 但不包括由于其危险性已列人其他类别的液体 闭杯闪点是指采用闭杯的方式 测定得到的闪点 本类物品在常温下容易挥发 其蒸气与空气混合能形成爆炸性混合物 在汽车 加油站存在地沟 洼坑等时 汽油蒸汽在此集聚 遇到引火源就发生爆炸 其 原因就是汽油属于此类易燃液体 具有形成爆炸性混合物的危险特性 按闪点分为按闪点分为 3 3 项项 低闪点液体 闭杯闪点 18 如乙醛 乙醚 汽油 丙酮 二乙胺等 用水灭火无效 中闪点液体 18 闭杯闪点 23 如苯 甲苯 乙苯 乙醇 乙酸乙酯 丙烯腈 丙 烯酸清烘漆 硝基清漆等 用水灭火无效 高闪点液体 指闭杯试验闪点在 23 61 的液体 如丁醇 氯苯 二甲苯 环己酮 糠醛 松节油 醇酸清漆 环氧清漆等 除用泡沫 干粉 二氧化碳外 还可用雾状 水 沙土灭火 易燃液体特性易燃液体特性 一 高度易燃性 几乎全部为有机液体 闪点低 遇火源极易燃烧 二 易爆性 泄漏 蒸汽与空气混合 三 高度流动扩散性 黏度小 易渗透 浸润 毛细现象易发生 流动使火 灾面积增大 四 受热膨胀性 内压增大 鼓桶 容器应 5 以上的空隙 不可灌满 五 忌氧化剂和酸 氧化放热 六 毒性 甲醇 苯 二硫化碳等 第五节易燃固体 自燃物品和遇湿易燃物品第五节易燃固体 自燃物品和遇湿易燃物品 易燃固体指燃点低 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 但不包括已列人爆炸品的物品 如 红磷 硫磺等 自燃物品指自燃点低 在空气中易于发生氧化反应或生物反应 放出热量而 自行燃烧的物品 如黄磷 堆积的浸油物 赛珞璐 硝化棉 金属硫化物 堆 积植物等 都是常见的自燃物品 黄磷的自燃点为 30 在空气中会冒白烟燃 烧 受撞击 摩擦或与氯酸钾等氧化剂接触能立即燃烧甚至爆炸 磷化氢 h3p 不仅是有毒的气体 而且是自燃点为 100 的自燃性气体 在微生物的 作用下 地下的磷酸盐或含磷酸盐的物质 如蛋壳 可转化成磷化氢 自燃的 结果就象火源 遇湿易燃物品 忌水性物品 指遇水或受潮时 发生剧烈化学反应 放出大 量易燃气体和热量的物品 有些不需要明火即能燃烧起火爆炸 如金属钠 钾 电石等 忌水性物品的特性忌水性物品的特性 忌水性物品不仅包括与水反应生成可燃气体的物质 而且包括与水生成有毒气 体的物质 在使用和储存过程中 了解此类物质的特性 对保证安全十分重要 遇水反应的危险化学品主要分三类 遇水反应后引起燃烧 但不产生大量的有毒有害气体 遇水反应后引起燃烧 但不产生大量的有毒有害气体 遇水反应后引起燃烧 并产生大量的有毒有害气体 遇水反应后引起燃烧 并产生大量的有毒有害气体 遇水反应后不引起燃烧 但能产生大量的有毒有害气体 遇水反应后不引起燃烧 但能产生大量的有毒有害气体 1 1 遇水反应后引起燃烧 但不产生大量的有毒有害气体 遇水反应后引起燃烧 但不产生大量的有毒有害气体 所谓遇水反应后引起燃烧 有两种具体情况 一是遇水反应能生成可燃气体 并放出大量的热 直接引起可燃气体燃烧 二是遇水反应后不放出可燃气体 但有大量的热释放 足以使周围的可燃物着火 遇水反应后不产生大量的有毒 有害气体 主要指遇水的化学反应过程中没有大量的有毒有害气体生成 但不 等于整个处置过程没有防毒要求 如燃烧产物有一定毒性 有的液体受热后易 挥发 其蒸汽本身有毒或固体粉尘及液体本身就有毒 仍需要加强安全防护 碱金属碱金属 主要有锂 钠 钾等 其化学反应式如下 主要有锂 钠 钾等 其化学反应式如下 2li 2h2o 2lioh h2 2na 2h2o 2naoh h2 2k 2h2o 2koh h2 这些碱金属与水反应 是剧烈的放热反应 放出的热量足以引起氢气燃烧 同时二氧化碳也不能作为碱金属火灾的灭火剂 因为二氧化碳能与金属钠起化 学反应 其化学反应方程式如下 4na co2 2na2o c 生成的碳原子可继续燃烧 金属粉末金属粉末 主要是镁 锆 钛 铝 锌五种粉末状态的纯金属有严重的爆炸 和火灾危险性 当暴露于空气中时 表面形成氧化物 这种氧化物可起保护膜 作用 但遇空气中水分就会发生化学反应放出氢气 并产生热量 最初的燃烧 可以触发这些金属粉末的自燃 金属有机化合物金属有机化合物 主要有三甲基铝 二甲基镉 三异丁基铝 二乙基锌 乙基钠等 这些物质有的能在空气中自燃 与水反应会加剧燃烧 甚至会发生 爆炸等 氢化物氢化物 主要有碱金属的氢化物如氢化锂 氢化钠 与水反应的方程式 lih h2 o lioh h2 nah h2o naoh h2 这些反应能生成氢气放出热量而引起燃烧 硼分子型和硅分子型氢化物 如乙硼烷和硅烷 能与 空气中的水分起剧烈的化 学反应 放出热量并产生氢气而引起燃烧 乙硼烷和乙硅烷与水反应的方程式 b2h6 6h2o 2h3bo3 6h2 sih6 4h2o 2si o 2 7h2 盐型碳化物盐型碳化物 主要有碳化钙 电石 碳化铝 碳化镁等 这些物质与水反应 发生水解 产生易燃的烃类 放出热量 足以点燃各种生成气体 碱性腐蚀品碱性腐蚀品 如氢氧化钠 氢氧化钾 亚氯酸钠溶液 含有效氯大于 5 等 遇水或潮湿空气会放出大量的热 使周围的可燃物引起燃烧 过氧化物过氧化物 如过氧化钾 过氧化钠遇水能剧烈反应 大量水接触会发生爆炸 少量水接触时极易起火 还有过氧化锶 接触少量的水 极易起火 2 2 遇水反应引起燃烧并产生有毒有害气体 遇水反应引起燃烧并产生有毒有害气体 盐型磷化物 主要有磷化钾 磷化钠 磷化镁 磷化锶 磷化铝镁 磷化铝 磷化钙等 与水反应放出热量 产生有毒的磷化氢气体 从而引起燃烧 磷化 铝和磷化钙是谷物和烟草仓库的熏蒸剂 在仓库熏蒸中 如反应器设置不妥 滴水反应过量 产生热量大 加上磷化氢自燃点较低 极易引起火灾 这方面 的教训已有多起 金属有机化合物金属有机化合物 如钾汞齐 钠汞齐等 遇潮湿空气和水 能发生放热产生氢气的化学反应 引 起燃烧并产生高毒的汞蒸汽 盐类盐类 如连二亚硫酸钠如连二亚硫酸钠 俗称保险粉 低亚硫酸钠遇水或吸收潮湿空气能发热 引起冒黄烟燃烧 放出有毒易燃的二氧化硫 酸性腐蚀品酸性腐蚀品 如硫酸 硝酸 高氯酸 氯磺酸 亚硝基硫酸 三氧化硫 氧 氯化铬 五氧化二磷 五氯化磷 三氯化铝 无水 一氯化碘等 液体外溢 遇潮湿空气或接触周围可燃物 吸收水分 同时放出大量的热 其中 1 公斤的 硫酸与水反应放出的热量 足以使 8 公斤的水煮开 可燃物很快被碳化而引起 燃烧 同时产生大量的有毒气体 随着燃烧的发展 可燃包装物被引燃 容器 破裂 液体外溢增加 恶性循环加剧 灾情不断扩大 如 1971 年某化工厂硫酸仓库因盲目出水 造成 29 名战士中毒 头发变白 教 训深刻 3 3 遇水反应不引起燃烧 但能产生有毒有害气体 遇水反应不引起燃烧 但能产生有毒有害气体 主要有氯化乙酰 三氯化铝 五氯化锑 氯化铬酰 氯化二苯甲酰 甲基二氯 硅烷 甲基三氯硅烷 氧氯化磷 正丙基三氯硅烷 氯化锡 一氯化硫 氯化 亚砜 二氯亚砜 四氯化钛 三氯硅烷 三氯三聚氰酸 四氯化砜 四氯化锆 五氟化锑 五氟化溴 三氟化溴 三氟化氯 五硫化二磷等 这些物质遇水反应会产生氯化氢 氯气 氟化氢 硫化氢 二氧化硫 三氯化 氮 光气等有毒有害气体 第六节氧化剂和有机过氧化物第六节氧化剂和有机过氧化物 氧化剂指处于高氧化态 具有强氧化性 易分解并放出氧和热量的物质 包 括含有过氧化基的无机物 其本身不一定可燃 但能导致可燃物燃烧 与粉末 状可燃物能组成爆炸性混合物 对热 震动或摩擦较为敏感 按其危险性大小 分为一级氧化剂和二级氧化剂 如过氧化钠 高锰酸钾 氯酸钾 重铬酸钾等 有机过氧化剂指分子组成中含有过氧基的有机物 其本身易燃易爆 极易分 解 对热 震动或摩擦较为敏感 如过氧化苯甲酰 过氧化甲乙酮等 第七节有毒品第七节有毒品 本类物品指进入肌体后 积累达到一定的量 能与体液和器官组织发生生物化 学作用或生物物理作用 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 有毒品包括氰化钠 氰化钾 砷酸盐 酚类 氯化钡 硫酸二甲醋及列人危险 货物品名的农药等 均属此类 第八节腐蚀品第八节腐蚀品 本类物品指能灼伤人体组织 并对金属等物品造成损坏的固体和液体 与皮 肤接触在 4 小时内出现可见坏死现象 或温度在 55 时 对 20 号钢的表面均 匀年腐蚀率超过 6 25mm 年的固体或液体 按化学性质分为以下按化学性质分为以下 3 3 项 项 酸性腐蚀品如硫酸 硝酸 盐酸等 酸性腐蚀品如硫酸 硝酸 盐酸等 碱性腐蚀品如氢氧化钠 氢氧化钾 乙醇钠等 碱性腐蚀品如氢氧化钠 氢氧化钾 乙醇钠等 其他腐蚀品如氯化铜 氯化锌 亚氯酸钠溶液等 其他腐蚀品如氯化铜 氯化锌 亚氯酸钠溶液等 第九节放射性物品第九节放射性物品 放射性物品是指比活度大于放射性物品是指比活度大于 7 4 107 4 104 4bq kgbq kg 的物品 的物品 危险化学品安全管理条例 中的危险化学品不包括放射性物品 因为其对人 的伤害作用与其它种类不同 安全管理措施也不相同 化学品安全技术说明书 csds 化学品安全技术说明书编写规定 gb16483 2000 提供化学品危险特性参数 危害 防护措施 运输 储存 应急行动等方面的 知识 sds 的作用 1 化学品安全生产 安全流通 安全使用的指导性文件 2 应急作业人员进行应急作业时的技术指南 3 为危险化学品生产 储存 使用及处置各环节安全操作规程提供技术信息 4 企业安全教育的主要内容 sds 的十六部分内容 1 化学品及企业标识 2 成份 组成信息 3 危险性概述 4 急救措施 5 消防措施 6 泄漏应急处理 7 操作处置与储存 8 接触控制 个体防护 危险化学品 安全基础知识 主要介绍内容 燃烧三要素 物质燃烧过程 液体的闪燃与闪点 爆炸 爆炸极限 粉尘爆炸 燃烧本质和燃烧三要素 一 燃烧定义和特征一 燃烧定义和特征 所谓燃烧 是指可燃物与氧化剂作用发生的氧化还原放热反应 通常伴有火焰 发光和 或 发烟的现象 燃烧属于氧化还原反应 但氧化还原反应不一定是燃烧 燃烧的特征 燃烧有三个基本特征 是一种剧烈的氧化还原反应 生成新物质 放出大量的热量 发光 或烟 三 燃烧的充分条件三 燃烧的充分条件 1 可燃物和助燃物具有适当的浓度和比例 a 少量液化气泄漏不能被点燃 浓度达不到爆炸极限 如天然气浓度低于 5 b 氧气浓度低于 14 时 燃着的木块也会自行熄灭 2 点火源的能量足够 物质都有各自不同的点火能 点火源能量低于点火能则不能着火 有些物质点 火能低 容易被点燃 相反 点或能高的物质不易被点燃 在有化工原料 如 苯系物 氢气 乙炔 丙酮 汽油 的场所 人体静电火 花就能够引发火灾或爆炸 但静电不可能引起木材着火 电火花的能量比静电火花大的多 有其引发的矿山 工厂 住宅 办公室 宿 舍的火灾事例很多 电焊渣温度达 1200 一个电焊渣不能引发木材火灾 但大量电焊渣就能够 引燃 因为其能量总量大 根据着火三角形 可以提出以下防火方法 1 控制可燃物 在可能的情况下 用难燃或不燃材料代替易燃材料 对工厂存在可燃气体或蒸 气的地方 保证密封避免泄漏 也可采取通风换气的方法 在森林中采用防火 隔离林等 2 隔绝空气 涉及易燃易爆物质的生产过程 应在密闭设备中进行 对有异常危险的 要充 入惰性介质 如氮气 二氧化碳等 保护 隔绝空气储存某些物质等 3 消除点火源 在易产生可燃性气体的场所 禁止一切引火源的产生和存在 如采用防爆电气 安装防雷装置 减少静电产生量并泄放静电电荷等 根据燃烧三要素 可以得出以下灭火方法 1 隔离法 将尚未燃烧的可燃物移走 使其与正在燃烧的可燃物分开 断绝可燃物来源等 燃烧区得不到足够的可燃物就会熄火 2 窒息法 用不燃或难燃物捂住燃烧物表面 用水蒸气或惰性气体灌注着火的容器 密闭 起火的建筑物的孔洞等 使燃烧区得不到足够的氧气而熄火 3 冷却法 用水等降低燃烧区的温度 当其低于可燃物的燃点时 燃烧就会停止 燃烧过程 可燃物质状态不同 燃烧过程也不同 闪燃与闪点 液体挥发速度与温度直接相关 在一定温度下 靠近液面处 或者是一个小的有限空间 蒸气浓度能达到平衡 状态 平衡状态下 蒸气浓度固定不变 温度低时 蒸气浓度低于爆炸下限 温度太高时 蒸气浓度高于爆炸上限 随着液体温度升高 蒸气分子浓度增大 当蒸气分子浓度增大到爆炸下限时 蒸气与空气的混合气体遇火源就能闪出火花 但随即熄灭 这种在可燃液体的 上方 蒸气与空气的混合气体遇火源发生的一闪即灭的瞬间燃烧现象称为闪燃 在规定的实验条件下 液体表面能够产生闪燃的最低温度称为闪点 液体温度高于闪点温度时 一旦点燃就不会再自行熄灭 燃烧能够持续 闪点分为开杯闪点和闭杯闪点 采用开杯式闪点测定仪时 由于气相空间不能象闭杯式闪点测定仪那样产生饱 和蒸气一空气混合物 所以测得的闪点要大于采用后者测得的闪点 开杯式闪点测定仪一般适用于测定闪点高于 100 的液体 闭杯式闪点测定仪适用于闪点低于 100 的液体 闪点是表征可燃液体火灾危险程度的重要参数 可燃液体的温度高于其闪点时 随时都有被火点燃的危险 闪点是液体的特性参数 但硫 萘和樟脑等固体在室温或略高于室温的条件 下即能挥发或升华 在周围的空气中的浓度达到闪燃的浓度 所以也有闪点 爆炸现象及其特征 一 爆炸的概念及其特征 二 爆炸的分类 三 化工行业中常见的几种爆炸类型 一 爆炸的概念及其特征一 爆炸的概念及其特征 爆炸是指物质的状态和存在形式发生突变 在瞬间释放出大量的能量 形成空 气冲击波 可使周围物质受到强烈的冲击 同时伴随有声或光效应的现象 注意 物理爆炸没有发光和烟雾现象物理爆炸没有发光和烟雾现象 爆炸的一般特征 爆炸过程进行得很快 一次爆炸在瞬间即完成 爆炸点附近瞬间压力急剧上升 发出或大或小的声响 爆炸点周围的介质发生震动或邻近物体受到冲击破坏 二 爆炸的分类二 爆炸的分类 按照爆炸的性质分类 按照爆炸的性质分类 物理爆炸 化学爆炸 核爆炸 物理爆炸 化学爆炸 核爆炸 按照爆炸的传播速度分类 按照爆炸的传播速度分类 轻爆 爆炸 爆轰 轻爆 爆炸 爆轰 按爆炸反应物质分类 气相爆炸 凝相爆炸 混合相爆炸 1 物理爆炸 物理爆炸过程是纯粹的物理变化过程 爆炸前后系统内物质只发生状态变化 化学组成及化学性质均不发生变化的爆炸 是由于内部压力增大 超过容器的承受能力的破裂 内部压缩的气体瞬间释放 出能量 物理爆炸的例子 1 蒸汽锅炉的爆炸 2 气瓶或压力储罐受热超压爆炸 3 压力管道腐蚀破裂爆炸 4 少量水急速汽化爆炸 注意 物理爆炸泄漏的可燃气体的二次爆炸不是物理爆炸 物理爆炸泄漏的可燃气体的二次爆炸不是物理爆炸 2 核爆炸 原子核发生聚变或裂变反应 瞬间放出巨大的能量而发生的爆炸为核爆炸 本书内容不包括核爆炸 3 化学爆炸 化学爆炸是由于急剧化学反应造成的 爆炸过程中产生大量新的高温高压气体 气体高速膨胀引起爆炸 化学爆炸的主要特征 物质的化学成分和化学性质在化学爆炸后均发生了 质的变化 按爆炸反应物质分类 纯组元可燃气体热分解爆炸 可燃气体混合物爆炸 可燃粉尘爆炸 可燃液体雾滴爆炸 可燃蒸气云爆炸 三 化工行业中常见的几种爆炸类型 1 简单分解爆炸 2 复杂分解爆炸 3 爆炸性混合气体爆炸 4 粉尘爆炸 5 熔盐池爆炸 6 化学爆炸的三要素 1 简单分解爆炸 1 1 乙炔铜 乙炔银 叠氮化铅 叠氮化银 乙炔铜 乙炔银 叠氮化铅 叠氮化银 等的分解爆炸等的分解爆炸 2 2 气体的分解爆炸 气体的分解爆炸 分解爆炸的条件是 1 分解反应是放热反应 2 存在火源或热源 3 系统初始压力大于分解爆炸临界压力 p 能够发生分解爆炸的气体包括 乙炔 乙烯 环氧乙烷 臭氧 联氨 丙二烯 甲基乙炔 乙烯基乙炔 一氧化氮 二氧化氮 氰化氢 四氟乙烯等 当气体压力超过某一压力值时 受到触发 即可分解 生成更多摩尔的新气体 同时放出热量 一般说来 分解热在 80kj mol 以上 当压力降至此值时 系统 便不发生分解爆炸 这个压力称作该气体分解爆炸的临界压力 为避免乙炔在高压状态分解爆炸 乙炔不是直接压缩进入钢瓶 而是将乙炔气 充灌到以丙酮作为溶剂的瓶中 另外 乙炔瓶内装填料 将溶解于丙酮中的乙 炔加以分割 进一步减少爆炸的危险 通常所说的溶解乙炔就是因此而来的 2 2 复杂分解爆炸 复杂分解爆炸 主要指炸药类的物质的爆炸 其爆炸不需要氧气 自身分解出大量的气体 同 时释放出大量的热量 局部压力剧增 硝化甘油的爆炸反应 硝化甘油的爆炸反应 发生分解爆炸的化合物大都具有如下基团结构 no2 硝酸盐类物质 n n n 叠氮化合物 o n c 雷酸盐类物质 clo3 氯酸盐类 nx3 氮卤化物 c c 乙炔类物质 n n 重氮类物质 3 3 爆炸性混合气体爆炸 爆炸性混合气体爆炸 可燃气体只有预先与空气或氧气等混合时才能爆炸 预混气体从小孔中高速喷出时并点燃时 不爆炸 爆炸是不可控的整体快速燃烧过程 可燃气体只在一定浓度范围内才爆炸 爆炸燃烧速度与浓度有关 在化工生产中 可燃气体或蒸气从工艺装置 设备管线 储存容器泄漏到厂房 中与空气混合 或空气渗入装有这种气体的设备中 都可以形成爆炸性混合物 遇到火种 便会造成爆炸事故 化工生产中所发生的爆炸事故 大都是爆炸性混合物的爆炸事故 防止泄漏 通风换气 室外布置是主要的防范方法 5 5 熔盐池爆炸 熔盐池爆炸 高温的熔盐 铁块 钢水等与少量的水接触的瞬间 水被气化 体积急速膨胀 压力骤然升高 氧化性的熔盐与有机物接触 混合 发生化学爆炸 少量空气骤然受热的膨胀爆炸 6 6 化学爆炸的三要素 化学爆炸的三要素 1 反应过程必须是放热的 2 反应过程必须是高速的 3 反应过程必须有大量的气体生成 混合气体 粉尘的爆炸反应速度都很快 煤与 tnt 炸药相比 就是反应速度的差别 1kg 的煤块或 1kg 的煤气的燃烧热都是 29000kj 煤块完全燃烧需要 10min 而煤气与空气的混合物只需 0 2s 就燃烧完全 所 以煤气很容易爆炸 炸药 tnt 的反应热只有 4184kj 明显低于煤炭的燃烧热 但其爆炸时间只有 十万分之一秒 分解出的气体可被加热到 2000 3000 在不大的空间内气体 压力可达 10 40000mpa 预混气体的爆炸极限 一 爆炸极限及其机理 二 爆炸极限的影响因素 三 爆炸极限的测定 四 爆炸极限在消防中的应用 一 爆炸极限及其机理一 爆炸极限及其机理 定义 爆炸极限是可燃气体 蒸气或粉尘与空气混合后 遇火定义 爆炸极限是可燃气体 蒸气或粉尘与空气混合后 遇火 会产生爆炸的最高或最低浓度 会产生爆炸的最高或最低浓度 国家标准国家标准 消防术语消防术语 最低浓度最低浓度 爆炸下限 爆炸下限 lellel 最高浓度最高浓度 爆炸上限 爆炸上限 ueluel 一氧化碳与空气构成的混合物 遇火源时的燃爆情况 燃烧与爆炸之间没有明显的界限 同等的概念同等的概念 爆炸极限爆炸极限 燃烧极限燃烧极限 燃爆极限燃爆极限 液体在闪点温度下形成的蒸气浓度就是该液体爆炸极限的下限 浓度高于上限时的混合气体并不是完全安全的气体 机理解释 浓度低于下限时 体系内含有过量的空气 产生的热量少 空气的冷却作用明 显 活化中心的销毁数大于产生数 阻止了火焰的蔓延 当浓度在上限以上时 含有过量的可燃性物质 空气 氧 不足 火焰也不能 蔓延 二 爆炸极限的影响因素二 爆炸极限的影响因素 体系的初始温度的影响 升温 下限下降 上限上升 降温 下限上升 上限下降 2 体系初始压力的影响 压力增加 分子间距缩小 碰撞几率增加 更容易被引燃 所以爆炸极限随之 加宽 3 惰性介质的影响 图 3 2 2 甲烷爆炸极限随惰性气体浓度的变化 4 容器直径的影响 机理与对燃烧的影响相同 直径小 利于散热 不利升温 直径小 利于自由基销毁 燃烧与爆炸都不能传播的最大直径称为临界直径 5 点火源能量大小的影响 能量小的点火源不能点燃的气体 用强的点火源就可能点燃 在点火源强度较低的范围内成立 最小点火能都是指某一确定条件下 比如接近化学计量比例浓度 对电压为 100v 电流强度为 1a 的电火花 不能引爆任何浓度的甲烷 当电流 增加到 2a 时 爆炸极限为 5 9 13 6 而当增至 3 a 时为 5 85 14 8 6 点火位置的影响 不同火焰传播方向时甲烷的爆炸极限 火焰向上 5 35 14 9 火焰向下 5 59 13 5 火焰水平 5 40 14 0 7 混合气体中含氧量的影响 通常给出的爆炸极限值是指在纯粹空气中的测定值 如果在空气中引入惰性气体 氧气浓度自然降低 可燃气体与纯氧气混合极限范围宽 空气可看成是在纯氧中混入惰性气体的混合气体 惰性气体占的比例越高 爆炸极限范围自然越窄 高到一定程度时 爆炸范围 消失 三 爆炸极限的测定三 爆炸极限的测定 图 3 2 3 爆炸极限测定装置 1 循环泵 2 接水银压力计 3 电极 4 爆炸管 5 阻火网 6 接空气 7 接试样 8 接真空泵 9 排入大气 四 爆炸极限在消防中的应用四 爆炸极限在消防中的应用 1 估计物质的燃烧爆炸危险性大小 2 作为工厂设计的依据确定建筑物的耐火等级 设计厂房的通风系统 防爆 电气的选型 可燃气体检测报警值确定等 都需要知道所涉及到的燃爆气体的 爆炸极限 3 作为制定安全生产操作规程的依据 爆炸极限的计算方法 一 爆炸极限数据的获取方法 二 爆炸极限的计算方法 三 三元组分爆炸范围图 一 爆炸极限数据的获取方法一 爆炸极限数据的获取方法 1 查阅手册或其他资料查到的只是纯物质的爆炸极限数据 2 进行测试采用 空气中可燃气体爆炸极限测定方法 进行实际测定 得到 实际混合气体的爆炸极限值 3 进行计算利用现有的计算公式计算纯物质和多种可燃气体组成的混合气体 的爆炸极限 计算混合气体的爆炸极限更有实际意义 二 爆炸极限的计算方法二 爆炸极限的计算方法 1 根据闪点计算爆炸极限下限 2 根据完全燃烧时化学计量浓度近似计算 3 根据爆炸下限计算爆炸上限 4 根据分子中所含碳原子数估算爆炸极限 5 多组分可燃性气体混合物爆炸极限的计算 le chatelier 公式 6 可燃气体和惰性气体混合物的爆炸极限 7 压力下爆炸极限的计算 1 根据闪点计算爆炸极限下限 液体闪点温度下 液面上平衡的蒸气浓度就是液体的爆炸极限下限 蒸气分压 与浓度成正比 2 根据完全燃烧时化学计量浓度近似计算 c0 气体在完全燃烧时的物质的化学计量浓度 no 一个气体分子完全燃烧所需的氧分子 o2 数 0 21 空气中氧气的体积百分数 l下 0 55c0 乙烷完全燃烧时的化学反应方程式为 c2h6 3 5o2 2co2 3h2o 所需氧分子数no 3 5 所以 爆炸下限为 l下 0 55 5 66 3 11 3 根据爆炸下限计算爆炸上限 此法主要适用于链烷烃在空气中爆炸上限的计算 4 根据分子中所含碳原子数估算爆炸极限 适用于脂肪族烃类化合物 碳原子数越多 下限越低 5 多组分可燃性气体混合物爆炸极限的计算 le chatelier 公式 lm 混合气体的爆炸极限 上限或下限 li 第i种组分的爆炸极限 上限或下限 vi 第i种组分在混合气体中的摩尔分数或体积分数 适用于只由可燃气体组成的可燃混合气体 某天然气的组成如下 甲烷 80 爆炸极限 5 3 15 乙烷 15 3 0 16 丙烷 4 2 1 9 5 和丁烷 1 1 5 8 5 计算混合气体爆炸极限 6 可燃气体和惰性气体混合物的爆炸极限 le chatelier 公式法 首先把每一种可燃气体的百分浓度变成在可燃气体中的百分数 再代入公式中 计算即可 例如 某回收煤气的组分平均含量为 组分气体名称 co co2 n2 o2 h2 体积百分比 58 19 4 20 7 0 4 1 5 求该煤气的爆炸极限 解 煤气中 co 和 h2为可燃气体 其它为不燃气体 co 和 h2的体积百分比之 和为 58 1 5 59 5 它们占可燃气体的百分比分别为 v co 58 59 5 100 97 48 v h2 1 5 59 5 100 2 52 查表 3 2 2 得爆炸极限 co 为 12 5 74 2 h2为 4 1 74 0 把数据代入 3 3 9 式 经验公式法 包括惰性气体在内的极限 7 压力下爆炸极限的计算 ch4 l上 56 0 p 0 9 0 040 c2h6 l上 52 5 p 0 9 0 045 c3h8 l上 47 7 p 0 9 0 042 c2h4 l上 64 0 p 0 2 0 083 c3 h6 l上 43 5 p 0 2 0 095 p为压力 单位为 atm 1atm 0 101325mpa 三 三元组分爆炸范围图 图 3 3 1 三元组分混合气体三角坐标图 图 3 3 2 三种混合气体的爆炸范围图 图 3 3 4 空气 甲烷 一氧化碳三组分爆炸范围图 在空气中 甲烷的爆炸极限为 5 3 15 co 为 12 5 74 2 粉尘爆炸粉尘爆炸 一 粉尘爆炸的条件 二 粉尘爆炸的特点 三 粉尘爆炸的影响因素 四 粉尘爆炸的预防与控制 一 粉尘爆炸的条件一 粉尘爆炸的条件 一 粉尘本身是可燃的 包括无机和有机两类粉尘 二 粉尘以一定浓度悬浮在空气中 三 悬浮粉尘浓度处于一定的范围内才能爆炸 二 粉尘爆炸的特点二 粉尘爆炸的特点 一 粉尘爆炸的机理 1 气相点火机理 粉尘点火过程分为颗粒加热升温 颗粒热分解或蒸发汽化以及蒸发气体与空 气混合形成爆炸性混合气体并发火燃烧三个阶段 首先 粉尘颗粒通过热辐射 热对流和热传导等方式从外界获取能量 使颗 粒表面温度迅速升高 当温度升高到一定值后 颗粒迅速发生热分解或汽化形成气体 气体与空气混合形成爆炸性气体混合物 发生气相反应 释放出化学反应热 并使相邻粉尘颗粒发生升温 汽化和点火 粉尘气相点火机理与可燃气体 空气混合物点火机理基本相同 有机粉尘就像 储存 可燃气体的质点 高温是释放条件 2 表面非均相点火机理 首先 氧气与颗粒表面直接发生反应 使颗粒发生表面点火 然后 挥发分在粉尘颗粒周围形成气相层 阻止氧气向颗粒表面扩散 最后 挥发分点火 并促使粉尘颗粒重新燃烧 二 粉尘爆炸的特点 1 粉尘爆炸比气体爆炸所需的点火能大 引爆时间长 过程复杂 2 粉尘爆炸的最大爆炸压力略小于气体 但爆炸压力上升速度和下降速度都较 慢 3 易发生二次爆炸 4 离起爆点越远 破坏越严重 5 燃烧不完全 易产生 co 6 爆炸下限为 20 60g m3 三 粉尘爆炸的影响因素三 粉尘爆炸的影响因素 一 粉尘的物理化学性质 二 粉尘的粒度和浓度 三 可燃气体和惰性成分的含量 四 粉尘的爆炸环境条件 五 火源强度或点火方式 六 容器的容积 一 粉尘的物理化学性质 可燃挥发份含量 燃烧热高低 释放挥