威海市振泓化機對化學反應的危險性評價及對應安全技術措施2

  二、還原反應

 化學反應中反應物質失去電子(或電子偏近)的反應，稱之為還原反應。還原反應種類很多。雖然多數還原反應的反應過程比較緩和，但是許多還原反應會產生氫氣或使用氫氣，從而使防火防爆問題突出；另外有些反應使用的還原劑和催化劑有很大的燃燒爆炸危險性。下面振泓就不同情況作一介紹。

 1．利用初生態氫還原利用鐵粉、鋅粉等金屬在酸、堿作用下生成初生態氫起還原作用，例如：

 硝基苯在鹽酸溶液中被鐵粉還原成苯胺。

鐵粉和鋅粉在潮濕空氣中遇酸性氣體時可能引起自燃，在儲存時應特別注意。

反應時酸、堿的濃度要控制適宜，濃度過高或過低均使產生初生態氫的量不穩定，使反應難以控制。反應溫度也不易過高，否則容易突然產生大量氫氣而造成沖料。反應過程中應注意攪拌效果，以防止鐵粉、鋅粉下沉。一旦溫度過高，底部金屬顆粒翔動，將產生大量氫氣而造成沖料。反應結束后，反應釜內殘渣中仍有鐵粉、鋅粉在繼續作用，不斷放出氫氣，很不安全，應放入室外儲槽中，加冷水稀釋，槽上加蓋并設排氣管以導出氫氣。待金屬粉消耗殆盡，再加堿中和。若急于中和，則容易產生大量氫氣并生成大量的熱，會導致燃燒爆炸。

2．在催化劑作用下加氫有機合成工業和油脂化學工業中，常用雷內鎳(Raney—Ni)、鈀炭等為催化劑使氫活化，然后加入有機物質分子中起還原反應，例如苯在催化作用下，經加氫生成環己烷：

催化劑雷內鎳和鈀炭在空氣中吸潮后有自燃的危險。鈀炭更易自燃，平時不能暴露在空氣中，而要浸在酒精中。反應前必須用氮氣置換反應器的全部空氣，經測定證實含氧量降低到符合要求后，方可通入氫氣。反應結束后應先用氮氣把氫氣置換掉，并以氮封保存。

 此外，無論是利用初生態氫還原，還是用催化加氫，都是在氫氣存在下，并在加熱加壓條件下進行。氫氣的爆炸極限為4％一75％，如果操作失誤或設備泄漏，都極易引起爆炸，操作中要嚴格控制溫度、壓力和流量。廠房的電氣設備必須符合防爆要求，且應采用輕質屋頂，開設天窗或風帽，使氫氣易于飄逸，尾氣排放管要高出房頂并設阻火器。

 高溫高壓下的氫對金屬有滲碳作用，易造成氫腐蝕，所以對反應釜和管道的選材要符合要求。對反應釜和管道要定期檢測，以防事故。

3．使用其他還原劑還原常用還原劑中火災性大的有硼氫類、四氫化鋰鋁、氫化鈉、保險粉(連二亞硫酸鈉Na2S2O4)、異丙醇鋁等。   

 常用的硼氫類還原劑為鉀硼氫和鈉硼氫。鉀硼氫通常溶解在液堿中比較安全，它們都是遇水燃燒物質，在潮濕的空氣中能自燃，遇水和酸即分解放出大量的氫，同時產生大量的熱，可使氫氣燃爆。所以應儲于密閉容器，置于干燥處。在生產中，調節酸、堿度時要特別注意防止加酸過多、過快。四氫化鋰鋁有良好的還原性，但遇潮濕空氣、水和酸極易燃，應浸沒在煤油中儲存。使用時應先將反應器用氮氣置換干凈，并在氮氣保護下投料和反應。反應熱應由油類冷卻劑取走，不應用水，防止水漏入反應器內，發生爆炸。

用氫化鍋作還原劑與水、酸的反應與四氫化鋰鋁相似，它與甲醇、乙醇等反應也相當激烈，有燃燒爆炸的危險。

保險粉是一種還原效果不錯且較為安全的還原劑。它遇水發熱，在潮濕的空氣中能分解析出黃色的硫磺蒸氣，硫磺蒸氣自燃點低，易自燃。使用時應在不斷攪拌下，將保險粉緩緩溶于冷水中，待溶解后再投入反應器與物料反應。

 異丙醇鋁常用于高級醇的還原，反應較溫和。但在制備異丙醇鋁時須加熱回流，將產生大量氫氣和異丙醇蒸氣，如果鋁片或催化劑三氯化鋁的質量不佳，反應就不正常，往往先是不反應，溫度升高后又突然反應，引起沖料，增加了燃燒爆炸的危險性。

采用危險性小而還原性強的新型還原劑對安全生產很有意義，例如用硫化納代替鐵粉還原，可以避免氫氣產生，同時也消除了鐵泥堆積問題。

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