有机溶剂使用及化工蒸馏过程中_化工蒸馏安全操作

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有机溶剂使用及化工蒸馏过程中的注意事项及安全对策

一、有机溶剂使用过程中的安全对策

在化学工业有机合成行业中，绝大部分的化学反应都是在溶剂中进行的。溶剂是一个重要的媒介，它可以使参加反应的各种物质分子得以均匀分布，增加分子间碰撞接触机会，加速反应的进程。溶剂可以传导热量，通过它可以向反应物质提供热量，促进反应的进行；通过它也可以将反应放出的热量传出，保证反应的安全。溶剂的选择还可以直接影响反应的速度、反应的方向、反应的完全程度以及反应产物 的构型等等。因此，正确地选择和使用溶剂，满足生产工艺的要求，对实现有机合成的经济目标和安全目标具有十分重要的意义。

（一）有机溶剂主要危险

1、大多为易燃物质，遇引火源容易发生火灾；

2、大多具有较低的闪点和极低的引燃能量，在常温或较低的操作温度条件下也极易被点燃；

3、大多具有较宽的爆炸极限范围，与空气混合后很容易发生火灾、爆炸；

4、大多具有较低的沸点，因此具有较强的挥发性，易散发可燃性气体，形成燃烧、爆炸的基本条件；

5、大多具有较低的介电常数或较高的电阻率，这些溶剂在流动中容易产生静电积聚，当静电荷积聚到一定的程度则会产生放电、发火，引发火灾、爆炸。

6、大多对人体具有较高的毒害性，当发生泄漏、流失或火灾爆炸扩散后还会导致严重中毒事故；

7、少数溶剂如乙醚、异丙醇、四氢呋喃、二氧六环等，在保存中接触空气会生成过氧化物，在使用升温时会自行发生爆炸。

（二）有机溶剂使用过程中的主要安全对策措施

1、科学优化工艺

在研制试验阶段和工艺设计阶段，必须考虑对溶剂安全性进行选择和优化试验。尽可能选用不燃或不易燃的有机溶剂代替易燃溶剂；尽可能选用高沸点溶剂代替低沸点溶剂；尽可能选用电阻率较小的溶剂代替电阻率大的溶剂；尽可能选用无毒或毒性较小的溶剂代替剧毒或毒性较大的溶剂；最大限度的降低易燃溶剂使用量。通过前期安全试验工作，从本质上消除或降低溶剂的危险、危害性。

2、做到密闭生产

对生产设备、储存容器应尽可能做好密闭工作，尽量避免敞口操作，杜绝滴漏跑冒，减少可燃、有毒溶剂挥发气体散发造成作业场所内火灾、爆炸、中毒的危险。对于带压或减压设备，在投产前、检修后以及运行中都应检查密闭性和耐压程度，既要防止内部的可燃、有毒物质气体向外界泄漏，又要防止外部空气进入设备容器内部，形成爆炸性气体混合物并达到爆炸极限，造成更大危险。

3、加强通风换气

（1）为保证易燃、易爆、有毒溶剂泄漏的气体在生产环境中不超过爆炸、中毒的危险浓度，化工生产装置应尽可能采用露天、敞开或半敞开的布置方式。对于设置在厂房内的化工生产装置，必须采用通风换气措施。

（2）通风换气应达到规定的技术要求，对于易燃、易爆物质气体，在车间内浓度一般应低于爆炸下限值的25%；对有毒物质气体，不应超过国家标准规定的工作场所有害物质最高容许浓度。

（3）通风换气方式一般宜采用自然通风，当自然通风不能满足要求时，应采取机械通风措施（例如制药厂的GMP厂房）。对有火灾、爆炸、有毒危险的厂房，通风气体不得循环使用，送风、排风设备应分开独立设置风机室。送风设施的进风口位置应设在室外空气比较洁净的地方，排风口宜设在建筑高处排放。

（4）部分生产设备由于短时间投料、放料等需要，存在着作业人员暴露于易燃、有毒溶剂气体的操作，需要设置管道通风系统和局部吸风罩，对作业人员起到保护作用。设计时应考虑到布局位置适宜，风量足够并设有闸板阀控制防止不同岗位有害气体串流。设计时还应充分考虑到通风管道内的不同物质气体混合是否会引起燃烧、爆炸或其他可能的危险，如果存在，则应单独设置通风系统，不得互相连通。值得着重指出的是厂房内的反应设备或储存容器排出的浓度较高的易燃、有毒气体是不应该排入通风系统的，应单独引入回收、净化处理装置，经处理达标后再引至屋顶以上高空排放。

4、惰性气体保护

由于大多数可燃有机溶剂的沸点较低，常温或反应温度条件下都有较大的挥发性，与空气混合容易形成爆炸型混合物并达到爆炸极限。因此，向储存容器和反应装置中持续的冲入惰性气体（氮气、氩气、二氧化碳、水蒸气等），可以降低容器和装置内氧气的含量，避免达到爆炸极限，消除爆炸的危险。惰性气体置换措施适用于低闪点、易产生静电类有机溶剂的生产设备、储存容器的微正压保护；易燃有机溶 剂的管道输送和压滤作业；投产前、动火前、检修后对涉及 易燃有机溶剂化工设备的置换处理；当有机溶剂发生火灾事故时也可用惰性气体进行隔离、灭火。

5、消除、控制引火源。

为了防止火灾和爆炸，消除、控制引火源是切断燃烧三要素的一个重要措施。引火源主要有明火、高温表面、摩擦和撞击、电气火花、静电火花、化学反应放热、雷击等。当易燃溶剂使用中存在上述引火源时会引燃溶剂形成火灾、爆炸。因此，必须特别注意消除和控制以下可能产生引火源的情况。（1）带入明火：

①禁止在有易燃、易爆有机溶剂的生产、储存场所吸烟、动火，严格控制机动车尾气、非防爆通讯工具等移动明火源。

②厂区内散发明火的施工或其他活动与使用甲类火灾危险性有机溶剂的生产储存场所必须保持30米的防火安全距离。

③生产储存现场动火作业必须将易燃溶剂清除干净移出现场，并以水清洗容器和设备并用水灌满。动火地点应用不燃物挡风板隔离，防止火星四处飞溅，特别是高空动火作业还应考虑下风向可能影响的范围。

（2）高温表面：

使用高温导热油和熔盐加热设备的热载体和设备高温外表面也可能引燃有机溶剂。因此上述设备的周围要避免存放有机溶剂和其他可燃物质。

（3）易自燃物品：

①易自燃物品在空气（或其他氧化剂）中易发生氧化，放出热量而自行燃烧。常见的如黄磷、镍催化剂、固体甲醇在化工生产中，利用自动控制技术对压力、温度、流量、液位等连续变化的参数进行连锁控制和自动调节,确保工艺过程始终处于安全的状态。（3）设置安全保险装置：

易燃有机溶剂的储罐必须配备液位计，排空管应配备呼吸阀和阻火器。高危罐区必须设置高液位报警和进料自动切断装置，或采用氮气置换保护措施等。

当火灾事故正在发生，又不能排除险情时，安全保险装置应能紧急自动切断重要的阀门，局部断电，开启自动灭火装置（水喷淋、蒸汽灭火或惰性气体灭火等）。以上提出的对策只能作为化工生产企业参考，实践中还应结合各自的生产实际来具体考虑和应用。

二、化工蒸馏安全操作

化工蒸馏，是根据液体混合物各组分挥发度的不同，使其分离为纯组分的操作，用来产品的提纯和回收或原料的精制。液体混合物各组分的沸点是不相同的，蒸馏分离是以其沸点为依据的，蒸馏时采用加热方式通过加热载体完成传热过程，使得分离的两种（或以上）物质在汽、液相上产生变化，沸点低的物质，首先从溶液中变成气态，成为蒸汽。溶液中其含量随着加热过程而逐渐减少，进入汽相的物质经过 冷凝变成该物质的液体，此过程完成了能量的转换和相的变化。

（一）蒸馏过程风险

1、需从溶液中分离的，往往是有机的溶剂，其具有燃爆性能，在加热产生其蒸汽过程中，气态易燃物一旦泄漏，与空气混合组成易燃易爆的混合气体，气体向外喷射过程中，产生静电放电而引爆气体混合物，产生空间爆炸，空间爆炸的能量、热源又可引发蒸馏装置中物质的燃烧和爆炸，导致次生灾害的发生。

2、蒸馏分离，物质急剧升温、浓缩，甚至变稠、结焦、固化、安全运行困难，引发火灾、爆炸事故。

3、蒸馏过程液体挥发成气态，系统中压力增大，如排气不畅，蒸汽冷却介质不足，会导致蒸馏系统压力升高，造成冲料甚至爆炸。

4、如溶液蒸馏中组分不清（有些组分起初时含量极低，不易辨识，但多次循环套用，其含量因累积原因而增高），在操作失误（如蒸干、蒸馏温度超指标、挂壁等）时，引发分解爆炸，尤其对那些用苯、二甲苯等作清洗剂洗涤油漆容器后的溶剂进行蒸馏，其成份中有硝基，在一定的温度下分解爆炸的威力达到“爆震”级；当残留物中含有热敏性、燃烧爆炸性物质时，则火灾爆炸危险性更大。

5、在负压蒸馏中，蒸馏结束必须透空，如采用空气透真空，高温液体或气体，一旦接触空气会产生燃烧、爆炸。

6、蒸馏是溶液浓缩过程，溶液中的介质随着溶剂的减少，粘滞力增加，凝固，堵塞管道、阀门，造成系统阻力大而发生爆炸事故。

7、蒸馏中高速流动的烃类物料会产生静电，引发火灾。

8、工艺中的明火成为蒸馏爆炸的引火源，在一部分加热蒸馏中，采用炉灶或电热加热，有的是内部或外部加热盘管加热，在蒸馏过程中，有引发火灾、爆炸的可能。

（二）蒸馏过程的安全控制

1、根据物料性质，选用不同的蒸馏方法和蒸馏设备。选用蒸馏方法时，从操作压力及操作过程加以考虑。

在处理难以挥发的物料（在常压下沸点150℃以上）时应采用真空蒸馏。这样可以降低蒸馏温度，防止物料在高温下变质、分解、聚合和局部过热。在处理中等挥发性物料时（在常压下沸点为100℃左右），采用常压蒸馏较为适宜（如采用真空蒸馏反而会增加冷却的困难）。常压下沸点低于30℃的物料，则应采用高压蒸馏，但应注意系统密闭。

2、根据蒸馏方法和物料品种不同，选用不同的加热介质。常压蒸馏中易燃液体的蒸馏不能采用明火，而应采用水蒸气或过热水蒸气加热。

蒸馏腐蚀性液体，应防止塔壁、塔盘腐蚀，造成易燃液体或蒸气逸出，遇明火或灼热的炉壁而产生燃烧。蒸馏自燃点很低的液体，应注意蒸馏系统的密闭，防止因高温泄漏遇空气自燃。对于高温的蒸馏系统，应防止冷却水突然漏入塔内，如果漏入，水迅速汽化，塔内压力突然增高而将物料冲出或发生爆炸，在开始蒸馏前，应将塔内和蒸气管道内的冷凝水放空，然后再开车。

3、冷却系统的冷却水或冷冻盐水不能中断，如中断，未冷凝的易燃蒸气逸出使局部吸收系统温度升高，或窜出后遇明火而引燃。为防止冷却系统中断而不能发现，冷却系统的温度报警、连锁；在冷却器的最上部安装防爆膜（在加压蒸馏中，视情况可安装安全阀），在超压时自动泄压（泄爆）。

4、蒸馏硝基类溶剂或聚合类溶剂时，采用真空蒸馏，降低温度，但是在蒸馏时，严防蒸干，具体方法：蒸馏釜设置液位计，且有低液位报警，釜内设温度超标报警。蒸馏釜应根据实际情况安装自动泄爆装置。蒸馏结束时，绝对禁止直接打开透气阀放空气透真空，而应采用充氮气透真空；在硝基溶剂蒸馏釜上安装大面积的防爆膜；在放蒸馏残液时，应做好静电消除措施，不允许直接飞溅排放，产生冲击力而使静电放电引发火灾、爆炸事故；高温残液排放时，要防止接触空气自燃； 苯乙烯等易聚合的物料，在高温时聚合，应采用阻聚剂防止其聚合，这些蒸馏釜上尽量采用防爆膜泄爆，不应采用安全阀，防止聚合物堵塞安全阀的排气通道。真空蒸馏使用的真空泵应安装单向阀，防止突然停车时空气流入设备内。

5、加压蒸馏时，应设置双道安全泄放装置；自动泄爆措施和手放排放措施；系统的排气管应通至厂房外，管道上安装阻火器，安全阀的出口管、防爆膜的泄爆口均应引至室外，防止在安全阀、防爆膜动作时，高速气体（带有易燃液体的液滴）喷出，造成静电放电而引发空间爆炸。

6、蒸馏岗位应设置蒸气灭火设施，泡沫灭火系统，其控制阀应安在便于操作的地方，保证装置一旦出现火情能迅速、及时、有效地扑灭。

7、电气按照相应的防爆等级安装；大型搅拌器的电动机带有油泵，其电机也必须是防爆型，否则在易燃蒸气泄漏时，因油泵电机不防爆而引发火灾、爆炸事故。

8、采用内盘管或蛇管加热的蒸馏装置，其蛇管或盘管应置于液面以下，防止加热管露出液面后，高温表面上积聚的残渣被烤而引燃。

9、用于蒸馏中测量温度的热电偶套管，应伸入液面以下，防止气、液温差而使蒸馏温度控制不当。