化工工艺的热安全
危险化工工艺安全技术 烷基化工艺危险性分析及安全技术
物 质 类 物质名称 别 原料 苯
苯胺
烷 基 化 丙烯
剂
甲醇
闪 点 燃点/℃
/℃
11
538
70
12.2
497 473自
爆炸极限/％ 1.3～7 1.3～4.2 2.0～11.1 6.0～36.5
毒性 腐蚀性 备注
有
麻醉 强
ห้องสมุดไป่ตู้甲类液体
见 光 变 丙类液体 色
易燃气体
甲类液体
十二烯
77
220
乙类液体
烷基化工艺危险性分析及安全技术
2、烷基化反应的危险性
续上表
物 质 物质名称 闪 点 燃点/℃ 爆炸极限/％ 毒性
类别
/℃
催 化 三氯化铝 遇水分解放热 放 出 热 和 HCl
剂 三氯化磷 遇水或乙醇剧 烈 气体能引爆 有毒
分解
产品 异丙苯
35.5
434 0.68～4.2 中度
二甲基苯胺 61
371
中度
腐蚀性
强 有
备注
忌湿物品 忌湿液体
烷基化工艺危险性分析及安全技术
1、烷基化反应
烷基化是在有机化合物中的氮、氧、碳等原子上引入烷基（R—）的化学反 应。引入的烷基有甲基（—CH3）、乙基（—C2H5）、丙基（—C3H7）、丁 基（—C4H9）等。常用烯烃、卤化烃、醇等作烷基化剂。如苯胺和甲醇作 用制取二甲基苯胺。
烷基化工艺危险性分析及安全技术
乙类液体 丙类液体
烷基苯
127
丙类液体
2、烷基化反应的危险性
①被烷基化的物质大都具有燃烧、爆炸等危险。 ②烷基化剂一般比被烷基化物质的燃烧危险性要大。 ③烷基化过程所用的催化剂反应活性强。 ④烷基化反应都是在加热条件下进行。 ⑤烷基化的产品也有一定的火灾危险。
化工安全技术
化工基础培训一化工生产中常见事故类型化工生产过程中使用、接触的化学危险物质种类繁多，生产工艺复杂多样，因此发生事故的原因也是千变万化的，很难进行清晰的分类概括。
在此仅就化工生产中发生过的一些常见事故简单进行概括说明，希望能给大家一些提示。
1.1 装置内产生新的易燃易爆物有些装置和储罐在正常情况下是安全的，但如果在反应和储存过程中混入了某些物质而发生化学反应生成了新的易燃易爆物质，在一定的条件下就会发生事故。
如浓硫酸储存在碳素钢材料的罐中是安全的，但若混入水变成了稀硫酸，稀硫酸就会和碳钢发生反应放出氢气，氢气与储罐上部的空气混合，很容易发生爆炸事故。
1.2 易燃易爆物在系统内积聚在生产过程中，原料带入或反应生成的易燃易爆物积聚在工艺系统内，如果不能及时排除或处理，一旦条件具备（如遇明火或高温），就会发生火灾爆炸。
如乙醛氧化生产醋酸过程，乙醛氧化反应生成的中间产物过氧醋酸，过氧醋酸再分解为醋酸。
过氧醋酸是不稳定化合物，当其积累的一定量，温度的波动会导致其突发性爆炸，因此，生产中采用催化剂加快其分解速度，避免积累。
再比如氯碱生产过程中，电解食盐水中如果带入了氯化铵，氯化铵在电解时会生成三氯化氮夹杂在氯气中，三氯化氮也是不稳定化合物，一旦在热交换器中积聚到一定量，就会引起分解爆炸。
1.3 高温下物料气化分解化工生产中所遇到的气化温度较低的易燃液体（如乙醚等）在高温下气化产生高压，发生爆炸。
生产中的加热过程，如果管道发生阻塞，局部温度升高，可能造成某些热载体在高温下发生分解（如联苯醚在390℃下会分解出氢、氧和苯等）产生高压，引起爆炸。
再比如夏天液化气打火机、护发摩丝等发生爆炸，都是高温下气化分解造成的。
1.4 高热物料泄漏自然或物料泄漏遇高温表面或明火生产过程中有些反应物料的温度超过了自然点，一旦泄漏与空气接触就会引起燃烧。
如催化裂化过程、烃类热解过程等有机物原料高温反应的过程中，管道、设备接口或取样点、热电偶测温点等发生泄漏，都会引起火灾甚至爆炸事故。
化工工艺安全知识点
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。
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。
(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。（P）
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。
3．环境危险
化工有关的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。
³易燃物质的性质
1．闪点：闪点定义为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。
2．着火点：着火点是指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。
第二章第二章第二章危险化学品危险化学品危险化学品是指具有燃烧爆炸毒害腐蚀等性质以及在生产贮存装是指具有燃烧爆炸毒害腐蚀等性质以及在生产贮存装是指具有燃烧爆炸毒害腐蚀等性质以及在生产贮存装卸运输等过程中易造成人身伤亡和财产损失的任何化学物质卸运输等过程中易造成人身伤亡和财产损失的任何化学物质卸运输等过程中易造成人身伤亡和财产损失的任何化学物质危险化学品分类危险化学品分类危险化学品分类爆炸品爆炸品爆炸品爆炸品是指在受热爆炸品是指在受热爆炸品是指在受热撞击等外界作用下撞击等外界作用下撞击等外界作用下能发生剧烈化学反应能发生剧烈化学反应能发生剧烈化学反应瞬时产生大量气体和热量瞬时产生大量气体和热量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
7.硝化
硝化反应是向有机物分子中引入硝基（-NO2）的反应过程。由于硝化试剂是强氧化剂，而硝化产物常具有爆炸性，硝化反应潜在着危险。硝化反应迅速而又难以控制，常有许多副产物生成。硝化反应本身以及氧化反应都是强放热反应。为避免反应失常或产生爆炸，必须精心控制反应温度。
化工厂安全风险辨识
化工厂安全风险辨识一、发生火灾的类型1、化工原料具备易燃、易爆的特性,且化工生产装置会因超温超压发生爆炸。
2、液体原料由于种种原因发生漏料、冒料、跑料，就可能引发流淌火灾，或火灾发生后容器破损形成流淌火灾。
特别是贮罐发生问题,极易形成流淌火灾。
3、立体火灾由于原料易泄、易淌、易流，设备又多为竖直筑架，管道纵横交错,孔洞缝隙互为贯通,有火灾发生时就易形成立体燃烧。
二、危险源1、化工生产严禁明火，明火的温度一般都在七八百摄氏度以上,而化学物品中一些物料只要有一二百度就可以发生化学反应或被引燃着火,引发火灾。
2、有时可能是轻微撞击产生的能量，也足以引发一些敏感度较高的化学物料的氧化反应。
3、摩擦既能产生静电，也会产生热量，这两点对很多化学物料来讲都是不可接受的。
4、因为化学物品对热的反应敏感，所以除明火外，传导热、聚焦热也能引起物料剧烈反应。
5、化工产品在生产、运输、贮存中都容易产生静电,而由于静电的电位差高，虽放电时间短瞬,但危害性仍然较大。
6、化学生产中有许多是反应过程，在高压下发生反应，或在高热下发生反应。
高热必然产生高压,压力过高,会导致物料的过激反应,甚至导致爆炸、燃尧。
三、化工企业火灾事故特点1、爆炸威胁大化工企业发生火灾时，由于各种因素的影响往往先爆炸后燃烧，或者先燃烧后爆炸。
爆炸瞬间造成建筑结构破坏、变形或者倒塌，破坏力超强。
2、燃烧速度快化工生产过程中的原料和产品沸点低，挥发性强，且具备易燃易爆的特点，一旦起火，燃烧迅猛，蔓延极快，常以爆炸形式出现。
有些可燃液体具有流动性,起火后失控到处流散，致使火灾蔓延扩大。
3、毒害性较大大部分的化工原料和产品具有较强的腐蚀性和毒害性,且物质在燃烧过程中产生大量有毒气体。
四、防火措施1、管理人员以及工作人员要针对化工企业所具有的易燃易爆等危险特点，严格日常规范操作，要掌握突发事件处置程序。
化工企业要经常对员工进行消防安全培训,提高相关人员的消防意识,从根本上消除安全隐患。
化工工艺中的风险识别及评价
化工工艺中的风险识别及评价
化工工艺过程中存在着多种潜在的安全和环境风险，必须对其进行有效的识别和评价，以确保人员安全和环境保护。
下面将介绍化工工艺中常见的风险，并提供相应的评价方
法。
1.化学品风险：化工工艺中使用的化学品可能具有毒性、易燃性、腐蚀性等特性，可
能对人员和环境造成危害。
评价方法包括了解化学品的物理化学性质和安全数据表，确定
其安全操作要求，采取必要的防护措施。
2.火灾和爆炸风险：化工工艺中可能涉及到可燃物质的储存和处理，存在火灾和爆炸
的风险。
评价方法包括火灾和爆炸危险性评估，确定必要的消防设施和安全措施，如火灾
报警系统、防爆设备等。
3.高温高压风险：一些化工工艺要求在高温高压条件下进行，可能存在设备突发故障
导致的事故风险。
评估方法包括设备的压力容器和热力学计算，确保设备的承压能力和安
全性。
4.环境污染风险：化工工艺中的废水、废气、废物等可能对环境产生污染。
评估方法
包括对污染物排放量的计算和监测，制定适当的处理方法和控制措施，以保护环境。
5.人员暴露风险：化工工艺中操作人员可能接触到有害物质，对健康产生潜在危害。
评估方法包括对工作场所的环境监测和人员暴露的评估，制定适当的个人防护措施和操作
规程。
6.事故风险：化工工艺中可能发生事故，如设备故障、化学反应失控等，对人员和设
备造成损害。
评估方法包括将工艺分析为单个操作步骤，确定每个步骤的事故潜在性，并
制定相应的应急预案。
化工过程安全管理解读
• 是企业及时消除安全隐患、预防事故、构建安全生产长效机制的
重要基础性工作。
整理课件
4
1 主要内容和任务
1.4 化工过程安全管理的主要内容和任务 ❖ 化工过程安全管理的主要内容和任务包括：
1、收集和利用化工过程安全生产信息； 8、作业安全管理；
2、风险辨识和控制；
9、承包商安全管理；
3、不断完善并严格执行操作规程；
整理课件
20
4 装置运行安全管理
4.3 开停车安全管理
企业要制定开停车安全条件检查确认制度。在正常 开停车、紧急停车后的开车前，都要进行安全条件检查 确认。开停车前，企业要进行风险辨识分析，制定开停 车方案，编制安全措施和开停车步骤确认表，经生产和 安全管理部门审查同意后，要严格执行并将相关资料存 档备查。
（7） 对于泄漏化学品的处置方法整。理课件
7
2 安全生产信息管理
2.1.1 工艺安全信息
（二）工艺技术信息
❖ 工艺技术信息至少应包括：
（1）工艺流程简图；
（2）工艺化学原理资料；
（3）设计的物料最大存储量；
（4）安全操作范围（温度、压力、流量、液位或组分等）；
（5）偏离正常工况后果的评估，包括对员工的安全和健康的影响。
█ 当工艺技术、设备设施等发生改变时，要及时对操作人员 进行再培训。
█ 企业要采取有效的监督检查评估措施，保证安全教育培训 工作质量和效果。
整理课件
24
5 岗位安全教育和操作技能培训
5.3 新装置投用前的安全操作培训
新建企业应规定从业人员文化素质要求，加强从业 人员专业技能培养。工厂开工建设后，企业就应招录操 作人员，使操作人员在上岗前先接受规范的基础知识和 专业理论培训。装置试生产前，企业要完成全体管理人 员和操作人员岗位技能培训，确保全体管理人员和操作 人员考核合格后参加全过程的生产准备。
危险化工工艺安全技术 新型煤化工工艺危险性分析及安全技术
新型煤化工工艺危险性分析及安全技术
3、典型工艺 煤制油（甲醇制汽油、费-托合成油）； 煤制烯烃（甲醇制烯烃）； 煤制二甲醚； 煤制乙二醇（合成气制乙二醇）； 煤制甲烷气（煤气甲烷化）； 煤制甲醇； 甲醇制醋酸。
新型煤化工工艺危险性分析及安全技术
4、重点监控工艺参数 反应器温度和压力；反应物料的比例控制；料位；液位；进料介质温度、压力与流 量；氧含量；外取热器蒸汽温度与压力；风压和风温；烟气压力与温度；压降； H2/CO比；NO/ O2比；NO/ 醇比；H2、H2S、CO2含量等。 安全控制的基本要求 反应器温度、压力报警与联锁；进料介质流量控制与联锁；反应系统紧急切断进料 联锁；料位控制回路；液位控制回路；H2/CO比例控制与联锁；NO/O2比例控制与联 锁；外取热器蒸汽热水泵联锁；主风流量联锁；可燃和有毒气体检测报警装置；紧 急冷却系统；安全泄放系统。
新型煤化工工艺危险性分析及安全技术
5、宜采用的控制方式 将进料流量、外取热蒸汽流量、外取热蒸汽包液位、H2/CO比例与
反应器进料系统设立联锁关系，一旦发生异常工况启动联锁，紧急切 断所有进料，开启事故蒸汽阀或氮气阀，迅速置换反应器内物料，并 将反应器进行冷却、降温。 安全设施，包括安全阀、防爆膜、紧急切断阀及紧急排放系统等。
新型煤化工工艺危险性分析及安全技术
2、工艺危险特点 a.反应介质涉及一氧化碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯等易燃气体，具有燃爆危险 性； b.反应过程多为高温、高压过程，易发生工艺介质泄漏，引发火灾、爆炸和一氧 化碳中毒事故； c.反应过程可能形成爆炸性混合气体； d.多数煤化工新工艺反应速度快，放热量大，造成反应失控； e.反应中间术
1、工艺简介 以煤为原料，经化学加工使煤直接或者间接转化为气体、液体和固体
化工安全经验(四篇)
化工安全经验大家一定还记得近年来全国各地化工企业一次又一次的“爆炸泄漏事故”，爆炸后满地的伤员,不知道有多少人在事故中离开了这个世界,逝者的离去带给我们无尽的悲伤,活着的我们在这一刻才发现,人的生命是多么的脆弱。
这对一个企业是重大的撞击，对一个家庭是一场无法弥补的灾难。
从调查结果上看，都是违归作业和各方面的疏忽所造成，包括设备程旧，平时检测不到位。
虽然人们都把事故原因归于此，但背后何尝不是侥幸心里，思想麻痹，“三违”现象……认为几年、甚至几十年都这样过来了，事故不一定降落在我的头上。
有了这样思想，经常在生产现场出现这样的现象：有人就随便把安全帽摘下;有人在高空作业时不系安全带，有人随意脱一下岗位……千里之堤，必然溃于蚁穴。
严是爱，松是害，出了事故坑三代，安全的链条突然间断开，生命的花朵霎那间枯萎，那种撕裂心肺的疼痛，又如何得以缓解? 生命诚可贵，安全价更高，只有安全做保障，才能生产出优质的产品。
只有变“要我安全”为“我要安全”，才能从本质上保证安全，才能“安全一个人，幸福全家人!”珍惜生命、杜绝违章!! 哪一个人不愿笑语长在，哪一个家庭不愿幸福美满，哪一个企业不愿兴旺发达，哪一个国家不愿繁荣昌盛。
每个人若能时时刻刻提醒自己，从细微处做起，形成一种习惯，一种风气，安全的屏障就会不断加强，家人的幸福就会不断延伸。
安全就如一根七彩的丝线把我们这一个个美好的愿望连接起来，构成一个稳定、祥和、五彩缤纷的美好世界。
有了安全，我们才能以休闲的心情漫步在夕阳西下的田野上、小河边，低声吟唱“采菊东篱下，悠然见南山”;有了安全，我们才能以坚定的意志去攀登人生的阶梯，放声高歌“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海”;有了安全，我们的企业才能象三春的桃李红红火火;有了安全，我们的国家才能在建设具有中国特色的社会主义大道上稳步前进。
安全就如一颗光芒四射的太阳，照亮我们整个人生，安全就如一根长长的纽带，联系着我们的生死存亡。
安全，它蕴涵在恋人脉脉含情的话语中，妻子温柔的笑脸上，儿女依依的期待中，母亲虔诚的祈祷里，它是一种希望，一种寄托，一种期盼，它是来自生命最本能，最真切的呼唤! 安全，对于职工意味着机器设备的正常运转，更意味着千家万户的幸福与安康，安全工作没有终点，只有起点。
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第五章 化工工艺的热安全
5.0 典型案例 5.1 基本概念 5.2 化工过程的热平衡 5.3 失控反应 5.4 热风险评估
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5.0 典型案例
在装有2600kg反应物料的间歇反应器中完成合成反应 后，得到了熔融状态的中间产物。将此中间产物放在 90℃的不带搅拌装置的储存容器中，该容器通过热水 循环系统进行加热，温度限制在100℃以下。正常生产 时，熔融状态的中间产物应该立即转移到较小的容器 内进行下游作业。在某个周五晚上，由于技术原因未 能进行转移操作，因此整个周末熔融物将在容器内存 放。由于该中间产物容易分解，工厂经理对产品稳定 性的有关资料进行了研究。测试结果表明，该熔融物 在90℃下按照每天1%的速度分解。由于别无选择，工 厂经理认为这样的质量损失是在可接受的范围内。另 外，DSC图谱显示，200℃时该中间产物出现分解放热 峰，分解热为800kJ/kg。
01:41
关系：
反应热：决定体系危险性的根本，危险的能量来源；
比热容：决定体系温度升高的程度，或者说是决定 体系热稳定性的重要基础；
绝热温升：反映体系变化的重要参数，是体系不稳 定程度的重要指标；
压力效应：决定体系破化程度的直接因素，取决于 温度和体系中气体物质的量。
Tad
(Hr )cA0V
VC p
Qr' Cp
——评估失控反应严重度的常用判据。
5.1.4 压力效应
01:41
蒸气压 克劳修斯-卡拉拍龙方程（Clausiua-Clapeyron’s Law）
ln p Hv ( 1 1 )
p0
R T T0
-△Hv：摩尔蒸发焓 经验法则：温度每升高20Ｋ，蒸气压加倍。
△Hr：kJ/mol -55 -105 -65 -150 -120 -100 -60 -200 -560 -130
注意：某些不稳定物质的分解热比一般反应热数值大，但比燃烧热低。 由于其分解产物往往不确定，所以难以由标准生成焓估算分解热。
18种重点监管的危险工艺
01:41
光气及光气化工艺 电解工艺（氯碱） 氯化工艺 硝化工艺 合成氨工艺 裂化（裂解）工艺 氟化工艺 加氢工艺 重氮化工艺 氧化工艺
水的比热容比较大，无机化合物的比热容比较小，有 机化合物的比热容适中。
比热容在温度范围不大的区间内可以看作常数，凝聚 相物质比热容随温度的变化比较小。出于安全考虑， 比热容应当取较低值，建议采用比较低的工艺温度 下的比热容值计算绝热温升。
5.1.3 绝热温升
01:41
反应体系不与度升高值 即为绝热温升。可表示为
将熔融状态的中间产物存放在有搅拌的容器中，检测并 控制温度。此时0.1J/（s·kg）的放热速率很容易从容器 中移出。
01:41
经验教训
热失控反应可能导致严重的后果； 化工工艺热安全问题需要运用专业知识进行正确评估； 热力学分析、热安全问题的解决需要严密的评估方法。
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5.1 基本概念
周五存放至周一再处理可以吗？
经理推算方法：
每天1%的转化率，则放热速率为
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q' = Q' 800kJ / kg 0.01 0.1J / (s kg) t 24h 3600s / h
转换为绝热温升速率
dT q' 0.1J / (s kg) 5105 K / s 0.2℃/ h dt Cp 2000J / (kg K)
5.1.1 反应热 5.1.2 热容 5.1.3 绝热温升 5.1.4 压力效应
——蒸气压、溶剂蒸发量 5.1.5反应速率
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5.1.1 反应热
反应热是伴随反应过程所释放出来的热量值，常用摩 尔反应焓或比反应热来描述。
摩尔反应焓△Hr：kJ/mol；
比反应热
Q
' r
：kJ/kg。
所以100℃时的放热速率应为0.4℃/h。假设90℃到 100℃之间的平均放热速率为0.3℃/h。
90℃ 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
32h 16h 8h 4h 2h 1h 30min 15min 8min 4min 2min
正确处理方法： 64h
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5.1.4 压力效应
无量纲，相当于汽化分率，也就是 每kg物料所能蒸发成气体的量。
溶剂蒸发量
溶剂蒸发量由反应热（或分解热）计算
Mv
Qr Hv
M r Qr' Hv
（沸点时反应）
反应释放能量一部分用于将反应物加热到沸点，另一部分用 于将物料蒸发。蒸发量可由反应温度到沸点的温差计算。
Mv
过氧化工艺 胺基化工艺 磺化工艺 聚合工艺 烷基化工艺 新型煤化工工艺
如煤制油、煤制烯烃、煤制 二甲醚、煤制乙二醇、煤 制甲醇、甲醇制醋酸等
电石生产工艺 偶氮化工艺
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5.1.2 热容
体系的热容Cp是指体系温度上升1K时所需要的能量， 单位为J/K。常用的是比热容，单位为kJ/(kg·K）。
（1
Tb -T0 ）Qr Tad Hv
（沸点以下反应）
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5.1.5 反应速率
单一反应A→P
速率表达式
-rA kcAn0 (1 xA )n = k0eE RT cAn0 (1 xA )n
根据范特霍夫方程，温度每升高10K，反应速率加倍。
复杂反应 串联反应A→P→S 平行反应A→P
A→S
两者关系：Q'r
=
1（c -H
）
r
ρ——反应物密度，kg/m3；
c——反应物浓度，mol/m3；
比反应热是与安全相关的具有重要实用价值的参数，无须 放大，可直接用于实际工艺中。
反应焓的典型值
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反应类型 中和反应（HCl） 中和反应（H2SO4） 重氮化反应 磺化反应 胺化反应 环氧化 聚合反应（苯乙烯） 加氢反应（烯烃） 加氢反应（硝基类） 硝化反应
3天后的温度
T = 90℃+0.2℃/h×（24h×3）=104.4℃
升高至200℃需要
（200-90）÷0.2÷24=23天
安全！？
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实际结果：
周一上午容器发生爆炸！ 为什么？ 应该怎么推算？ 应该怎么办？
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范特霍夫定律：
d
ln K dT
=
r Hm RT 2
温度增加10K，反应速率加倍！