物质性质、物化原理与安全上课用.ppt

第二章 物质性质、物化原理与安全,本章学习目的与要求：通过本章学习，理解物理危险、生物危险和环境危险；掌握化学物质危险分类。掌握易燃物质和毒性物质性质。掌握化学物质的反应性能及化学反应类型。理解反应物质的物化特性；化学反应的危险性。本章重点：化学物质危险分类，易燃物质和毒性物质的性质，化学物质的性质。,第一节化学物质及其危险概述,一、危险化学品分类 根据中华人民共和国国家标准常用危险化学品的分类GB13690一92)，危险化学品分为八大类。危险化学品是具有不同程度的燃烧、爆炸、毒害、腐蚀、放射性等危险性质的化学品。其特征如下：具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质；在运输、装卸和储存保管过程中易造成人员伤亡和财产损失；需要特别防护。,一、危险化学品分类,1.爆炸品 指在受热、撞击等外界作用下，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而发生爆炸的物品；包括无整体爆炸危险，但具有燃烧、抛射及较小爆炸危险的物品；以及仅产生热、光、音响、烟雾等一种或几种作用的烟火物品。爆炸特征：化学反应速度极快。产生大量热。产生大量气体，造成高压。无需外界供氧。,一、危险化学品分类,2.压缩气体和液化气体 压缩气体和液化气体是指压缩、液化或加压溶解的气体，其状态条件符合下列两种情况之一者：（1）临界温度低于或等于50、而蒸气压大于294kPa的压缩或液化气体。（2）温度在21.1和54.4、压力分别大于275kPa和715kPa的压缩气体；或在37.8、蒸气压大于275kPa的液化气体或加压溶解气体。,一、危险化学品分类,2.压缩气体和液化气体 按其物理性能可分为易燃气体、不燃气体、有毒气体3类。有毒气体：侵入人体引起中毒甚至死亡。如氯、光气、氟化氢、液氨、溴甲烷等。易燃气体：极易然烧，与空气能形成爆炸混合物，有些还有毒性。如一氧化碳、氢、甲烷、乙炔、丙烯、石油气等。,一、危险化学品分类,2.压缩气体和液化气体 不燃气体（包括助燃气体）：不燃气体性质稳定，无毒，但对人体有窒息性。如氮、二氧化碳和惰性气体等。助燃气体本身不会燃烧，有扩大火灾的危险性。如压缩空气、氧、一氧化二氮等。危害特性：气体受热或撞击后，体积会随之膨胀，产生巨大压力，可能引起物理爆炸。气体泄漏逸散到空气中，易引起燃烧、爆炸和中毒事故。,一、危险化学品分类,3.易燃液体 易燃液体是指易燃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体，但不包括由于其危险特性已列入其他类别的液体。闪点就是可燃液体或固体能放出足量的蒸气并在所用容器内的液体或固体表面处与空气组成可燃混合物的最低温度。易燃液体按其闪点分为3类：(1)闪点低于-18的低闪点液体；(2)闪点在-1823的中闪点液体；(3)闪点在2361的高闪点液体。,一、危险化学品分类,危害特性：易挥发性：蒸汽与空气易形成爆炸混合物遇着火源会引起爆炸，发生火灾的危险性较大。易流动扩散性：有蔓延扩大火灾的危险性。受热膨胀性：易造成“胀桶”。对盛装易燃液体的容器，总要留有不少于5%的空隙，夏天要储存于阴凉处或是在低温条件下储运。带电性：是电介质，易产生静电火花，有引起燃烧和爆炸的危险。有害性：具有毒性，通过人体的呼吸道、消化道和皮肤进入人体，造成人身中毒。,一、危险化学品分类,4.易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品(1)易燃固体是指燃点低，对热、撞击、摩擦敏感，易被外部火源点燃、燃烧迅速并能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体，但不包括已列入爆炸品的固体。危害特性：燃点低，易自燃：对明火、热源、摩擦、撞击比较敏感。遇酸、氧化剂易燃易爆：能发生剧烈反应，立即引起着火或爆炸。本身或燃烧产物有毒：很多易燃固体本身具有毒性或燃烧后能产生有毒气体的物质。兼有遇湿易燃性：如硫的磷化物类，五硫化二磷等遇水能产生具有腐蚀性和毒性的可燃气体硫化氢。自燃危险性：如硝化棉在40的条件下就会分解。,一、危险化学品分类,4.易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品(2)自燃物品是指自燃点低、在空气中易被氧化、能放出热量自行燃烧的物品。危害特性：易氧化：自燃的发生是由于物质的自行发热和散热速度处于不平衡状态而使热量积蓄的结果，如果散热受到阻碍，就会促进自燃。自燃物品与空气接触，发生氧化反应，产生的热使温度上升，达到其自燃点而燃烧。遇湿易分解：在潮湿、热等影响下会分解放热，促使温度升高引起自燃或爆炸。积热自燃：在常温下能缓慢分解，达到自燃点而发生燃烧；接触氧化剂和金属粉末均能增大自燃危险；助燃物的存在会增大自燃危险。,一、危险化学品分类,4.易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品(3)遇湿易燃物品是指遇水或受潮时发生剧烈化学反应、释放出大量易 燃气体和热量的物品，有些不需要火源即能燃烧或爆炸。危害特性：这类物质的共性是遇水分解。活泼金属、碳的金属化合物和磷化物遇水或空气中的水分会发生剧烈反应，放出易燃气体和热量，即使当时不发生燃烧爆炸，放出的易然气体也可能在一定空间形成爆炸混合物。某些物质遇酸或氧化剂反应更加剧烈，发生燃烧爆炸的危险性比遇水时更大。对人体皮肤有强烈的腐蚀性，有的遇水还会产生毒性。,一、危险化学品分类,5.氧化剂和有机过氧化物(1)氧化剂是指处于高氧化态、具有强氧化性、易分解并释放出氧和热量的物质，氧化剂还包括无机过氧化物。(2)有机过氧化物是指分子中含有过氧基的有机物，本身易燃、易爆、易分解，对热、振动或摩擦极为敏感。氧化剂的危害特性：氧化性：化学性质活泼，遇酸、碱、潮湿、高热、还原剂，与易燃物品接触或经摩擦、撞击均能迅速分解，并放出氧和大量热，引起燃烧爆炸。,一、危险化学品分类,5.氧化剂和有机过氧化物 氧化剂的危害特性：有些氧化剂，特别是活泼金属的过氧化物，遇水或吸收空气中的二氧化碳和水蒸气能分解出助燃气体，导致可燃物燃烧、爆炸。氧化剂一般都具有不同程度的毒性，有的还具有腐蚀性。有机过氧化物的危害特性：易燃易爆性：对热、震动、冲击、摩擦都极为敏感，受到轻微的外力作用时即分解爆炸。伤害性：主要表现在对人的眼睛的伤害，眼睛接触后，会造成眼角膜的严重损伤。,一、危险化学品分类,6.有害物品和有毒感染性物品（有毒品）指进入肌体并累积到一定量后能与体液或器官组织发生生物化学或生物物理学作用，扰乱或破坏肌体的正常生理功能，引起器官和系统暂时性或持久性病变，乃至危及生命的物品。危害特性：溶解性：毒物在水中溶解度越大，毒性越大，容易被人体吸收而中毒。挥发性：毒物挥发产生的蒸气可通过人的呼吸器官进入人体，造成中毒。颗粒度：固体毒物粒子越小，越易被人吸入而中毒。毒物不仅毒性大，还具有易燃易爆性、遇湿易燃性和氧化性（腐蚀性）。毒物越无嗅无味，越易中毒。,一、危险化学品分类,7.放射性物品 凡具有自发的放出射线特征的物质，称为放射性物质。射线种类很多，主要有射线、射线、射线三种。危害特性：射线主要是通过对机体产生电离，造成损伤。射线的穿透力较弱，但电离作用很强。射线的穿透力较强，但电离作用较弱。射线的穿透力很强，比射线大1万倍，对生物组织损伤很大。中子流的穿透力很强。对人体的危害主要是红血球减少等。,一、危险化学品分类,8.腐蚀品 指能灼伤人体组织、对金属等物品亦能造成损坏的固体或液体，即与皮肤接触在4h内出现可见坏死现象，或温度在55时，对20号钢的表面年平均腐蚀速率超过6.25mm的固体或液体。危害特性：腐蚀性：对人体、物品都有腐蚀作用，能造成人体化学灼伤，能与金属、布匹、木材、建筑物等发生化学反应而使之腐蚀损坏。毒害性：大多有毒，有的还是剧毒。氧化性：无机腐蚀品的氧化性较强，与可燃物接触或遇高温时，都有着火或爆炸的危险；与还原剂或有机物接触时发生反应，放出大量的热，容易引起燃烧。易燃性有机腐蚀物遇明火极易燃烧。,第一节化学物质及其危险概述,二、化学物质的危险性 化学物质危险参考前欧共体危险品分类可划分为物理危险、生物危险和环境危险3个类别。1物理危险：3种(1)爆炸性危险 指物质或制剂在明火影响下或是对震动或摩擦比二硝基苯更敏感会产生爆炸。可燃物质爆炸的三个要素是：可燃物质；空气或任何其他助燃剂；火源或高于着火点的温度。,第一节化学物质及其危险概述,(2)氧化性危险 指物质或制剂与其他物质，特别是易燃物质接触产生强放热反应。氧化性物质依据其作用可分为中性的，如氧化铅等；碱性的，如高锰酸钾、氧等；酸性的，如硫酸等三种类别。绝大多数氧化剂都是高毒性化合物。按照其生物作用，刺激性气体，如硫酸等，窒息性气体，如硝酸烟雾、氯气等。,第一节化学物质及其危险概述,(3)易燃性危险 易燃性危险可以细分为极度易燃性、高度易燃性和易燃性3个危险类别。极度易燃性是指闪点低于0、沸点低于或等于35的物质或制剂具有的特征。高度易燃性是指无需能量，与常温空气接触就能变热起火的物质或制剂具有的特征。易燃性是指闪点在2155的液体物质或制剂具有的特征。,第一节化学物质及其危险概述,2生物危险：(2)腐蚀性和刺激性危险 腐蚀性物质是指能够严重损伤活性细胞组织的一类物质。刺激性是指物质和制剂与皮肤或粘膜直接、长期或重复接触会引起炎症。刺激性的作用对象不包括无生物。虽然腐蚀性作用常引起深层损伤结果，而刺激性一般只有浅表特征，但两者之间并没有明确的界线。,第一节化学物质及其危险概述,2生物危险：(3)致癌性和致变性危险 致癌性是指一些物质或制剂，通过呼吸、饮食或皮肤注射进入人体会诱发癌症或增加癌变危险。致变性是指一些物质或制剂可以诱发生物活性。致变性又称变异性。受其影响的如果是人或动物的生殖细胞，受害个体的正常功能会有不同程度的变化；如果是躯体细胞，则会诱发癌变。前者称为生物变异，可传至后代；后者称为躯体变异，只影响受害个体的一生。,第一节化学物质及其危险概述,3环境危险：主要是水质污染和空气污染，是指物质或制剂在水和空气中的浓度超过正常量，进而危害人或动物的健康以及植物的生长。对策：为了评价化学物质对环境的危险，必须进行全面评估，考虑化学物质的固有危险及其处理量，化学物质的最终去向及其散落入环境的程度，化学物质分解产物的性质及其所具有的新陈代谢功能。,第二节易燃物质的性质和特性,一、易燃物质的性质 1闪点 易挥发可燃物质表面形成的蒸气和空气的混合物遇火燃烧的最低温度。(开杯法)2着火点 蒸气和空气的混合物在开口容器中可以点燃并持续燃烧的最低温度。着火点一般高于闪点。当缺少闪点数据时，着火点至少可以像闪点一样标示出物质的火险。3.自燃温度 指物质无火源自动起火并持续燃烧的温度。这个量值受加热表面的大小、形状、加热速率以及其它因素的影响。,第二节易燃物质的性质和特性,一、易燃物质的性质 4.蒸汽相对密度 代表的是蒸汽密度与空气密度之比。绝大多数易燃液体的蒸汽比空气重，它们极易积聚在低位区域、下水道和类似场所。因此，厂房的排气口应设在近地平面处。对于比空气轻的可燃气体或蒸汽，排气口应设在厂房内最高处或近顶板处。5熔点 定义为固液两相平衡共存的温度。熔点指示出了室温下为固体的易燃物质成为易燃液体的温度。6沸点 一般是指常压沸点，定义为一个大气压下气液平衡共存的温度。沸点可表征物质的挥发性，是易燃液体所包含的火险的直接量度。,第二节易燃物质的性质和特性,一、易燃物质的性质 7分子式 在缺少物性信息的情况下，物质的分子式可以提供物质火险的线索。8爆炸范围 也称为爆炸极限或燃烧极限，用可燃蒸气或气体在空气中的体积分数表示，是可燃蒸气或气体与空气的混合物遇引爆源引爆即能发生爆炸或燃烧的浓度范围。上述浓度范围用爆炸下限和爆炸上限来表示。9蒸发潜热 定义为单位质量的液体完全汽化所需要的热量。10燃烧热 文献中给出的大多是物质的标准燃烧热，是指单位质量的物质在25的氧中燃烧释放出的热量。,第二节易燃物质的性质和特性,二、易燃物质的类别和火险等级 1.易燃物质的类别 全美消防协会(NFPA)把易燃物质划分为以下五个类别：“0”：不能燃烧的物质；“1”：必须预热方能引燃的物质；“2”：必须适度加热或暴露在相当高的环境温度中方能引燃的物质；“3”：在任意环境温度下都能引燃的液体和固体；“4”：在常温大气压下能够迅速或完全汽化，或容易分散到空气中，且容易燃烧的物质。,第二节易燃物质的性质和特性,二、易燃物质的类别和火险等级 2.易燃物质的火险等级 美国科学院把易燃物质的火险划分为以下五个等级：“0”：无危险；“1”：闪点在60以上；“2”：闪点在3860之间；“3”：闪点在38以下，而沸点在38以上；“4”：闪点在38以下，沸点也在38以下。,第二节易燃物质的性质和特性,三、物质易燃性评估 评估气体的易燃性，需要测定气体在空气中的燃烧极限、最大爆炸压力、自燃温度、爆炸混合物的类别、与基于水的灭火剂反应的类型、最小发火能、表示爆炸性危险的氧含量、完全燃烧的速率、最大安全(火焰熄灭)距离或直径。评估可燃液体的易燃性，需要测定蒸气的闪点、着火点、桶装灭火剂的最小灭火浓度、燃烧速率以及燃烧过程中的温升速率。评估可燃固体的易燃性，需要测定其可燃性类别、着火点及自燃温度、与基于水的灭火剂反应的类型。,第三节毒性物质的性质和特征,一、毒性物质的类别 毒性物质（简称毒物）是指较小剂量的化学物质，在一定条件下，作用于机体，与细胞成分产生生物化学作用或生物物理变化，扰乱或破坏机体的正常功能，引起功能性或器质性改变，导致暂时性或持久性病理损害甚至危及生命者。毒物与非毒物之间并不存在绝对界限，只能以引起毒效应的剂量大小相对地加以区别。,第三节毒性物质的性质和特征,一、毒性物质的类别 在一般情况下，工业毒物常以一定的物理形态（气、液、固态）存在，但在生产过程中，主要以下列五种形式逸散于车间空气中。（美国标准协会定义的按照毒性物质物理状态的分类方法）(1)粉尘 指如岩石、矿石、金属、煤、木材、谷物等有机或无机物质在加工、粉碎、研磨、撞击、爆破和爆裂时所产生的固体粒子。或者指粒径小于75m的固体悬浮物。除非有静电作用，粉尘一般不絮凝。粉尘在空气中不扩散，但在重力影响下沉降。,第三节毒性物质的性质和特征,一、毒性物质的类别(2)烟尘（又称烟气）指熔融金属等挥发出的气态物质冷凝产生的固体粒子，常伴有化学反应发生。或者是指悬浮在空气中直径小于0.1m的固体微粒。烟尘会发生絮凝，有时会凝结。(3)烟雾 指气体冷凝成液体，或通过溅落、鼓泡、雾化等使液体分散而产生的悬浮液滴。或者是指混悬于空气中的液体微滴，多由蒸气冷凝或喷洒形成。如酸雾。,第三节毒性物质的性质和特征,一、毒性物质的类别(4)蒸气 指通常是固态或液态的物质的气体形式，通过增加压力或降低温度可使其变回原态。是由液体蒸发或固体升华而成，蒸气会发生扩散。(5)气体 一般是指临界点以上能充满整个封闭容器空间的无定形流体。简单地说，就是常温常压下呈气态的物质。只有通过增加压力和降低温度的复合作用才能变至液态或固态。气体会发生扩散。,第三节毒性物质的性质和特征,二、毒性物质的临界限度和致死剂量 临界限度表示的是所有工人日复一日地重复暴露而不会受到危害的最高浓度。对于气体和蒸气，临界限度一般是用在空气中的百万分数来表示；对于烟尘、烟雾和某些粉尘，临界限度则由每立方米的毫克数(mg/m3)给出；对于某些粉尘，特别是含有二氧化硅的粉尘，临界限度用每立方英尺空气中粒子的百万个数表示。临界限度值主要用在通风系统的设计中，是通风设备设计的基础数据。,第三节毒性物质的性质和特征,二、毒性物质的临界限度和致死剂量 毒性是指某种毒物引起机体损伤的能力。毒性大小，一般以毒物引起实验动物某种毒性反应所需的剂量表示，所需剂量愈小，毒性愈大。致死剂量的表示：(1)绝对致死量或浓度(LD100或LC100)：染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度。(2)半数致死量或浓度(LD50或LC50)：染毒动物半数死亡的剂量或浓度。是将动物染毒实验的数据统计处理得到。(3)最小致死量或浓度(MLD或MLC)：染毒动物中个别动物死亡的剂量或浓度。(4)最大耐受量或浓度(LD0或LC0)：染毒动物全部存活的最大剂量或浓度。,三、毒性物质的毒性等级和危险等级,1毒性等级：毒物的急性毒性可按LD50或LC50的数值划分为剧毒、高毒、中等毒、低毒、微毒五类(见下表)。,三、毒性物质的毒性等级和危险等级,2危险等级：美国科学院将毒性物质危险划分为5个等级，是根据物质的半致死剂量LD50值划分的。,第四节反应物质的性质和特征,一、化学物质的反应性能 1自燃性质 有些物质极具反应性，与空气接触会引起氧化，氧化所产生的热又不容易散失，使温度逐渐升高，氧化加快，以致最后达到着火点而自发燃烧，这些物质称为自燃化合物。对策：在使用有自燃性质的物质时，为了避免可能的火灾或爆炸，需要在惰性气氛下并采用适当的处理技术和设备。,一、化学物质的反应性能,2过氧化性质 有些液体物质与空气有限接触、对光暴露贮存都会发生缓慢的氧化反应，初始生成氢的过氧化物，继续反应生成聚合过氧化物。许多聚合过氧化物在蒸馏过程中浓缩和加热时极不稳定。对策：典型的常用试剂如乙醚、四氢呋喃等溶剂，在使用前，应作过氧化物检验，一旦发现有过氧化物，则要采取适当方法消除。3水敏性质 与水，特别是与有限量的水剧烈反应的一些种类的化合物。如钾酸酐、三氧化硫等。有些酸和碱的浓溶液用水稀释也放出热量，但这只是物理作用。,第四节反应物质的性质和特征,二、反应物质不稳定性结构因素 大量事故案例表明，化工事故中经常起作用的是一些相同的或类似的物质结构因素。表2-5列出了一些常见的表征潜在不稳定性的结构基团。,第五节 压力系统热力学行为与危险性,一、温度对蒸气压的影响1、蒸气压关系式 少许易挥发杂质的存在会降低液体的闪点例：粗柴油的闪点为60，但含有3%的汽油时，其 闪点会降至环境温度以下。2、空气中易燃蒸气的产生例：某人试图切割开一个曾装有易燃脂蜡状固体的圆桶，切割围绕圆桶的钢箍释放出的热引起粘附在其中的残余物的蒸发。在切断顶盖时，切割火焰点燃了在圆桶中残余物，形成爆炸混合物，造成人员伤亡。,3、空气中毒性蒸气过高浓度的产生空气中污染组元的浓度与其饱和蒸气压成正比，并且随温度的增加而增加。例：汞主要的潜在危险是通过呼吸道吸入人体温度升高10度，汞的蒸气压增加一倍，所以汞加工车间要做好通风工作。4、不同情形的过压问题超常吸热引起的过压例：装有低于环境温度流体设备，当保温失效时，会引起设备内压力迅速升高。化学反应引起的过压故障或失误引起的过压,第五节 压力系统热力学行为与危险性,二、相变引起的体积变化1、蒸汽“爆炸”引起物料喷射例：热油罐罐底积水将发生蒸汽并伴有油泡沫形成，如果“过沸”相当强烈，会导致油品向罐外喷溢，甚至造成罐体破裂；熔融的金属与含有大量水分的潮气混合也会产生“蒸汽爆炸”。2、少量易燃或毒性液体在有限空间内气化对于易燃物质，环境浓度超过其燃烧下限1%，认为形成了燃烧气氛；而毒性物质，其暴露程度达到百万分数（10-6）量级，往往就会有健康危险。3、蒸气冷凝或被其它液体吸收引起的内爆例：贮罐用蒸汽试压，在试压时，所有阀门都是关闭的，试压后蒸气冷凝形成内真空而引起罐体变形。用水压可使罐体复原。一个大氨水罐被抽空，水由其上部喷管喷入，氨气则由其底管进入，产生内爆炸，罐体塌陷至原来体积的一半。（此事故原因为：氨气极易溶于水而迅速被水吸收，在操作过程中没有打开通风口引起迅速内压降。）,第五节 压力系统热力学行为与危险性,第六节化学反应系统物化原理与安全,一、化学反应动力学（略）二、反应物质的非互溶性质 三、化学反应类型及其危险性 1燃烧 这类反应一般是指固体、液体或气体燃料氧化产生热量。燃烧炉点火时应特别注意物质的爆炸或燃烧极限。燃烧速率可以用调节温度、氧化剂或燃料的加入量控制。,三、化学反应类型及其危险性,2氧化 氧化与燃烧的不同之处仅在反应受到控制，最终产物不一定是CO2和 H2O。如果有足够的氧化剂和燃料，就存在燃烧的可能性。氧化反应都是强放热反应。使用强氧化剂时要特别注意。3中和 除反应物迅速添加引起热效应外，这类反应极少危险。低浓度较易控制。,三、化学反应类型及其危险性,4电解 电解几乎不存在反应危险。只存在高电流强度的危险，氰化物应用的毒性危险，以及生成可燃气体和高氧化态产物的爆炸危险。5复分解反应 这类反应一般归入有很小驱动力、反应热较低的平衡类型，危险性较小。6煅烧 煅烧作为吸热反应，易于控制，极少危险。,三、化学反应类型及其危险性,7硝化 由于硝化反应本身是强放热反应，硝化试剂是强氧化剂，而硝化产物常具有爆炸性，硝化存在潜在危险。为避免反应失常或产生爆炸，必须精心控制反应温度。8酯化 有机和无机酯化反应一般都很慢，常需要催化剂加快反应速率。一般，酯化反应很少危险性。,三、化学反应类型及其危险性,9还原 反应危险可以忽略。10氨化 危险不大，注意氨的毒性。11卤化 卤化反应为强放热反应，氟化反应放热最强。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。卤素的腐蚀作用难以解决。,三、化学反应类型及其危险性,12磺化 多数磺化反应应用硫酸作磺化剂，反应中度放热，比较容易控制。13.水解 危险较小。14加氢 主要是高压危险。除此之外危险较小。15烷基化 反应本身并不具有危险。,三、化学反应类型及其危险性,16缩合 所有缩合反应都是分步进行的，一般不难控制。17聚合 当聚合反应剧烈而难以控制时，通常可用氮气压入阻聚剂，达到中止或减缓反应的目的。,一、化学反应与热量传递几乎所有化学转化都离不开热量传递。虽然传热装置都已标准化，但其使用特点却有很大不同。传热面的结垢会慢慢降低传热效率。如燃烧炉中的辐射管，管路上的垢层会形成热点，软化甚至损坏管路。压力容器以及内部或外部的加热或冷却蛇管结垢会降低设备的传热能力，有时会使反应失控。放热反应的热生成速率与温度呈指数律，而热量传递速率则与冷却介质与物料之间的温度成线性关系。这常是产生事故的原因。,第七节 化工操作原理与安全,一、化学反应与热量传递加热是控制温度的重要手段，其操作的关键是按规定严格控制温效的范围和升温速度。化工生产中的加热方式有直接火加热（包括烟道气加热）、蒸汽或热水加热、载体加热以及电加热。加热温度在100以下的，常用热水或蒸汽加热；100140用蒸汽加热；大于140则用加热炉直接加热或用热载体加热；超过250时，一般用电加热。用高压蒸汽加热时，对设备耐压要求高，须严防泄漏或物料混合，避免造成事故；使用热载体加热时，要防止热载体循环系统堵塞，热油喷出，酿成事故；使用电加热时，电气设备要符合防爆要求。,第七节 化工操作原理与安全,二、相平衡与组元分离1、蒸馏蒸馏的操作可分为间歇和连续蒸馏；按压力分常压、减压和加压（高压）蒸馏。此外还有特殊精馏蒸汽蒸馏、萃取蒸馏。恒沸精馏和分子精馏等。易燃液体的蒸馏操作本身就有着固有的危险。在安全技术上，对不同的物料应选择正确的蒸馏方法和设备。,第七节 化工操作原理与安全,二、相平衡与组元分离2、吸收吸收是指气体混合物在溶剂中选择溶解实现气体混合物组元的分离。为了安全，容器中的液面应自动控制和易于检查。对于毒性气体，必须有低液位报警。,第七节 化工操作原理与安全,二、相平衡与组元分离3、液-液萃取萃取过程常常有易燃稀释剂或萃取剂的应用。因为包含相混合、相分离以及泵输送等操作，消除静电的措施变得极为重。4、结晶结晶器一般为配有简单搅拌的容器，用来从饱和溶液或稍微过饱和的溶液生成控制粒度的晶体。除去与物质本身有关的危险外，这个单元过程极少危险性。,第七节 化工操作原理与安全,三、相混合和相分离1、混合液-液混合a.要根据物料性质选择设备（腐蚀性、易燃易爆性、粘度）b.不能随意提高转速，否则会导致电机超负荷以及桨叶折断等事故发生，为防止超负荷造成的事故，应安装超负荷停车装置。c.对于混合能产生易燃，易爆或有毒物质，混合设备应很好密闭，并充入惰性气体加以保护，远程操作等。,第七节 化工操作原理与安全,三、相混合和相分离1、混合气-液混合如果液体是易燃的，而喷入的是空气，则会在气液界面之上形成易燃烟雾或易燃泡沫。如果是液体在气相中分散，可能会形成毒性或易燃性悬浮微粒。,第七节 化工操作原理与安全,三、相混合和相分离1、混合固-液混合要考虑固体在器壁的结垢和出口管线的堵塞。固-固混合固-固混合用的总是重型设备，这个操作最突出的是机械危险。对于可燃粉料，设备应很好接地以导除静电。并应在设备上安装爆破片。气-气混合只需简单接触就能达到充分混合。易燃混合物和爆炸混合物需要惯常的防护措施。,第七节 化工操作原理与安全,三、相混合和相分离2、蒸发a.对具有腐蚀性溶液的蒸发，须考虑设备腐蚀问题。b.对于热敏性溶液的蒸发，特别是溶液蒸发产生结晶和沉淀，而这些物质又是不稳定的，局部过热可使其分解或燃烧、爆炸、应注意严格控制蒸发温度。c.为防止热敏性物质的分解，可采用真空蒸发的方法，降低蒸发温度。,第七节 化工操作原理与安全,三、相混合和相分离3、干燥间歇式干燥比连续式干燥危险。因为这类操作过程中，操作人员不但劳动强度大，而且还需在高温、粉尘或有毒气体的环境下操作。干燥物料中含有自燃点很低及其他有害杂质时，必须在烘烤前彻底清除。当真空干燥后消除真空时，一定要使温度降低后方能放入空气。否则，空气过早放入，会引起干燥物着火或爆炸。,第七节 化工操作原理与安全,三、相混合和相分离4、过滤和离心危险物质处理附带的问题，应该避免火灾爆炸危险以及物质的毒性危险。,第七节 化工操作原理与安全,四、物料的输送和机械加工物料输送 机械危险，电气设备危险，物质本身的危害粉碎和研磨 机械危险，粉尘爆炸危险,第七节 化工操作原理与安全,