压力容器常用介质及特性

2021/8/91第四章、压力容器常用介质及特性•生产工艺中常见化学反应及安全技术要求–一、氧化–二、还原–三、硝化–四、氯化2021/8/92第四章、压力容器常用介质及特性•一、氧化–物质与氧化合的反应是氧化（或失去电子的作用是氧化）。氧化在化工生产中被广泛的应用。由于化工生产中被氧化物质大都属易燃易爆，生产过程中又往往采用空气或氧气进行氧化，所以反应系统随时可能形成爆炸性混合物。氧化反应需要加热，反应过程又会加热，倘若反应物料的配比失调，温度控制不当，都可能引起系统爆炸。2021/8/93第四章、压力容器常用介质及特性•二、还原–含氧物质被夺去氧的反应是还原（或得到电子的作用是还原）。在化工生产中采用还原反应的有：硝基化合物中硝基还原为氨基、亚硝基的还原、偶氮化合物和氧化偶氮化合物的还原等。还原反应有的比较安全，但有几种还原反应危险性较大。例如催化加氢还氧，由于有氢气存在，如果操作失误或设备缺陷，有氢气泄漏在空间，与空气形成爆炸混合物，遇上火源即能爆炸。2021/8/94第四章、压力容器常用介质及特性•三、硝化–有机化合物分子引入硝基（—NO2）取代氢原子而生成硝基化合物反应称为硝化。硝化过程是染料及某些药物生产的重要反应过程。硝化过程中的硝酸的浓度和反应温度有非常重要的影响，硝化反应是强烈的放热反应，所以硝化需要在降温冷却的条件下进行。硝基化合物一般都是有爆炸危险性，特别是多硝基化合物，受热、摩擦或撞击都可能引起爆炸。硝基化合物的蒸气和粉沫毒性都很大，不仅随着人的呼吸吸入人的机体，而且还能通过人的皮肤进入人体内。硝基化合物严重中毒时，会使人失去知觉而死亡。2021/8/95第四章、压力容器常用介质及特性•四、氯化–以氯原子取代有机化合物中氢原子的过程称为氯化，此种取代过程是用氯化剂直接进行处理被氯化的原料。–在氯化过程中，不仅原料与氯化剂发生作用，而且所生成的氯化衍生物与氯化剂同时也发生作用，因此，在反应物中除一氯取代物之外，总是含有二氯及三氯取代物。所以氯化的反应物是各种不同浓度的氯化产物的混合物。氯化过程往往伴有氯化氢气体生成。2021/8/96第一节、工业毒物及其对人体的毒害•介质危害性是指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度。•一般来说，凡作用于人体产生有毒作用的物质叫毒物。空气中容许的毒物浓度值越小，其毒性反而越大。•毒物侵入人体与人体组织发生化学作用、物理作用，并在一定条件下，破坏人体的正常生理功能或引起某些器官或系统发生暂时性或永久性病变或者死亡叫中毒；2021/8/97第一节、工业毒物及其对人体的毒害•毒物进入人体的主要途径有从呼吸道、从皮肤、从消化道进入；毒物进入人体最重要的是经呼吸道进入。不同毒物因进入人体途径、数量、接触时间及身体状况等因素不同，所造成的危害程度也不同。•压力容器使用中，生产性毒物常以气体、蒸汽烟雾、粉尘等形式存在，不仅污染环境；而且当有毒物质达到一定浓度时会危害人体健康，预防毒物危害十分重要。2021/8/98第一节、工业毒物及其对人体的毒害•压力容器内的介质按毒性危害程度分为：–A、极度危害；–B、高度危害；–C、中度危害；–D、轻度危害。•§例如氟、氢氟酸、光气、氟化氢、碳酰氟、氯等均为极度或高度危害介质，•§例如二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氢等为中度危害介质。2021/8/99第一节、工业毒物及其对人体的毒害•为防止中毒事故发生，从事有毒介质压力容器的作业人员，应了解其所接触的毒物物理和化学特性；严格执行操作规程，防止有毒介质泄漏；根据不同毒物，认真做好个人防护，配备必要的防护用品和药品；每个作业人员应熟悉掌握中毒急救措施。2021/8/910第一节、工业毒物及其对人体的毒害（例题）•例：压力容器内的介质按毒性危害程度分为：A、极度危害；B、高度危害；C、中度危害；D、轻度危害。•（V）•例：空气中容许的毒物浓度值越大，则毒性越小。•（V）2021/8/911第二节、介质的燃烧特性和防火技术•燃烧通常是指可燃物质跟空气（氧气）、其他氧化剂混合，在一定热源下，瞬间燃烧，并产生光和热的现象。•气体爆炸是指可燃物质与空气（氧气）、其他氧化剂混合成一定浓度，在一定热源下，瞬间燃烧，并发生火光，放出大量热量，同时产生巨大的响声的现象。2021/8/912第二节、介质的燃烧特性和防火技术•爆炸极限是指可燃气体、可燃液体的蒸汽或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时，遇到火源会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限。•易燃气体：确定介质是否是易燃介质的标准与空气混合后的爆炸下限小于10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%；•如一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、丙烯、甲烷、半水煤气、一氧化碳等均为易燃介质。2021/8/913第二节、介质的燃烧特性和防火技术•易爆介质是指其气体或液体的蒸气、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，且其爆炸下限10%，或者爆炸上限和下限的差值≥20%的介质。•自燃：当温度达到物质的自燃点（自燃温度）时，就会自行燃烧起来，这就是自燃。2021/8/914第二节、介质的燃烧特性和防火技术•燃烧发生必须同时具备可燃物、助燃物、着火源三个条件。•为了防止易燃介质发生燃烧、爆炸事故，对从事易燃介质压力容器的作业人员，应严禁穿化纤衣服、钉鞋，防止静电产生。2021/8/915第二节、介质的燃烧特性和防火技术•在易燃介质压力容器泄漏时，应迅速处理，并严禁采用易产生火花的工具。•常见属于不易燃介质的是氧气、空气、水蒸汽；•常见属于易燃介质的是氢气、一氧化碳、甲烷；•常见属助燃气体氧气、高锰酸钾；2021/8/916第二节、介质的燃烧特性和防火技术•例：液化石油气一旦与空气混合达到爆炸极限时，即会发生爆炸•（×）。•例：自燃是指在空气中的自燃温度小于或等于100℃以下能自行燃烧的介质•（×）。•例：可燃气体在空气中的浓度达到爆炸极限时，立即会发生爆炸•（×）。2021/8/917第三节、压力容器中常用气体的特性•§化工生产中压力容器内的介质种类繁多。这些介质中间不少是具有易燃、易爆、有毒、有害的特性。尤其是化工生产一般在高温、高压、深冷、真空等特殊条件下进行的，这些介质会随着工艺条件或外部环境的改变而变化，极易超温、超压、喷出、泄漏等，造成火灾、爆炸事故。因此，压力容器操作人员应该了解和熟悉本岗位压力容器内介质的特性，这对于压力容器的安全运行和事故防范是很重要的。2021/8/918第三节、压力容器中常用气体的特性•空气是一种混合物，属氧化性气体，无色、无味、无毒。2021/8/919第三节、压力容器中常用气体的特性•§氢气（H2）–沸点：-252.80C；自燃点：在空气中5700C，在氧气中5600C；–爆炸极限：空气中4—74.5%，氧气中4—94%。–氢是无色、无嗅、无味的易燃易爆气体，是一各窒息气体，还是一种强的还原剂，可与许多物质进行化学反应，生成各种氢化物。•氢气是无色、无臭、无味、无毒、易燃的气体。2021/8/920第三节、压力容器中常用气体的特性•氮气虽无毒、无味，但是一种窒息性气体。2021/8/921第三节、压力容器中常用气体的特性•氧气属于助燃气体；氧气的化学性质活泼，易和其他物质发生氧化反应。2021/8/922第三节、压力容器中常用气体的特性•一氧化碳是一种毒性强的、无色、易燃气体；–§一氧化碳是一种毒性很强的无色易燃气体，在标准状态下密度为1.25Kg/m3,在空气中的爆炸极限为1.25%~75%,在氧气中的爆炸极限为15.5%~93.3%(对人体危害不易觉察)。2021/8/923第三节、压力容器中常用气体的特性•甲烷是天然气中的主要成份，是无色，无臭的易燃气体。2021/8/924第三节、压力容器中常用气体的特性•二氧化碳为无色、有酸味的无毒的窒息性、无臭的气体。2021/8/925第三节、压力容器中常用气体的特性•纯净的蒸汽无色、无味、无毒。2021/8/926第三节、压力容器中常用气体的特性•§液化天然气(LiquefiedNaturalGas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。–管道天然气中含有硫化氢、CO2、水分等杂质需在加气母站进行过滤、干燥脱水，以获得纯净、干燥的符合产品质量标准的天然气后，才能向用户供气。2021/8/927第三节、压力容器中常用气体的特性•§液化石油气（英文：LiquefiedPetroleumGas；简称LPG）–是烃类混合物气体，液化石油气是丙烷和丁烷的混合物，通常伴有少量的丙烯和丁烯。一种强烈的气味剂乙硫醇被加入液化石油气，这样石油气的泄漏会很容易被发觉。液化石油气是在提炼原油时生产出来，或是从石油或天然气开采过程中挥发出来的气体。•液化石油气：是由丙烷、丙稀、正丁烷、异丁烷等为主要成份组成的混合物。是一种易燃介质，气态比空气重，其密度为空气的1.5~2倍。2021/8/928第三节、压力容器中常用气体的特性•§永久气体是指临界温度小于-10℃的气体。如：空气、氧、氮、氢、甲烷、一氧化碳等气体。–《气瓶安全监察规程》第七条：瓶装气体的分类按GB16163《瓶装压缩气体分类》规定。按其临界温度可划分为三类：•1、临界温度小于-10℃的为永久气体；•2、临界温度大于或等于-10℃，且小于或等于70℃的为高压液化气体；•3、临界温度大于70℃的为低压液化气体。2021/8/929第三节、压力容器中常用气体的特性•§氨（NH3）–沸点：-33.350C；自燃点：在空气中6510C–爆炸极限：空气中15—27%，氧气中14—79%。中毒浓度0.2mg/L。–氨是一种无色有强烈刺激性臭味的气体，故泄漏时，易于察觉。–氨能刺激人的眼睛和呼吸器引起流泪、剧烈咳嗽，使呼吸道粘膜充血发炎，对人体有较大的毒性。2021/8/930第三节、压力容器中常用气体的特性•§硫化氢（H2S）–沸点：-60.350C；自燃点：2600C；–爆炸极限：空气中4—44%–硫化氢是一种具有恶臭味的有害气体，有剧毒。空气中硫化氢含量≥1mg/L时，可使人立即中毒，继而痉挛，失去知觉而迅速死亡。–硫化氢也是一种可燃气体。硫化氢与氧化剂会引起危险的化学反应，甚至发生爆炸。2021/8/931第三节、压力容器中常用气体的特性•§环氧乙烷（C2H4O）–沸点：10.30C；自燃点：在空气中4300C，闪点＜17.80C；–爆炸极限：在空气中3—100%。–环氧乙烷与空气混合能形成爆炸混合物，遇明火、高热能引起燃烧、爆炸。环氧乙烷有毒，有对中枢神经抵制作用，对皮肤、粘膜刺激等作用。环氧乙烷易产生静电。2021/8/932第三节、压力容器中常用气体的特性•§甲胺（CH5N）–沸点：-6.40C；自燃点：在空气中4300C，闪点00C；–爆炸极限：在空气中4.95—20.75%。–甲胺对眼和呼吸道的刺激强烈，经常吸入引起中枢神经麻痹，空气中最高允许浓度为5mg/m3。2021/8/933第三节、压力容器中常用气体的特性•§甲醇（C2H5OH）–沸点：64.80C；自燃点：在空气中3850C，闪点＜11.110C；–爆炸极限：在空气中6.7—36.0%。–甲醇有毒，误饮入可使视力丧失，甚至死亡。空气中最高允许浓度为50mg/m3。2021/8/934第三节、压力容器中常用气体的特性•§苯（C6H12）–沸点：80.10C；自燃点：在空气中562.20C，闪点-110C；–爆炸极限：在空气中1.3—7.1%。–苯易挥发，有毒，空气中最高允许浓度为80mg/m3。2021/8/935第三节、压力容器中常用气体的特性•氯气（Cl2）–密度（标准状态下）：3.214Kg/m3；沸点：-34.60C；熔点：-1200C–氯气是一种草绿色带有刺激性嗅味且毒性强的气体。氯是活泼