物性、物化原理与安全

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1、第二章 物性、物化原理与安全,第一节 化学物质及其危险概述第二节 易燃物质的性质和特征第三节 毒性物质的性质和特征第四节 反应物质的性质和特征第五节 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第七节 化工操作原理与安全,第一节 化学物质及其危险概述,1.爆炸品 2.压缩气体和液化气体3.易燃液体 4.易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品5氧化剂和有机过氧化物 6有害物品和有毒感染性物品7放射性物品 8腐蚀品,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和标志（GB 13690一92)，将危险化学品分为八大类。,第一节 化学物质及其危险概述,1. 爆炸品 指在

2、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；,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和标志（GB 13690一92)，将危险化学品分为八大类。,以及仅产生热、光、 音响、烟雾等一种或几种作用的烟火物品。,还包括无整体爆 炸危险,但具有燃烧、抛射及较小爆炸危险的物品；,爆炸品按其性质分为五项：（1）整体爆炸物品：全部装药能在瞬间发生爆炸反应，具有整体爆炸危险的爆炸品。由于该项物品的爆炸反应极其迅速，因而具有很大的爆炸威力，在运输过程中，一旦被引爆，其破坏作用极大，故危险性也最大。如雷管、火冒、水雷、地雷、苦味

3、酸、梯恩梯等。（2）抛射爆炸物品：具有抛射危险，但无整体爆炸危险的爆炸品。该项物品在爆炸反应时放出大量的气体和热量，从而产生巨大的推动力，导致抛射现象的发生。在运输过程中，一旦被引爆，也具有很大的破坏作用，故危险性也很大。如：武器弹药、炮用发射药、炮用宣传弹等。,（3）燃烧爆炸物品：具有燃烧危险和较小爆炸或较小抛射危险，或两者兼有，但无整体爆炸危险的爆炸品。如速燃导火索、点火引信、无烟火药、信号弹药等。（4）一般爆炸物品：无重大危险的爆炸品，包括在运输中万一被点着或引发，仅出现小的危险，其影响主要限于包装件本身，且抛射的碎片不大、射程也不远的物质和物品。外部的火焰不会引起包装件中全部货物的瞬间

4、爆炸。如安全导火索、空中照明弹、烟花、爆竹、鞭炮及响墩等。（5）不敏感爆炸物品：有整体爆炸危险，但非常不敏感的爆炸品。在正常的运输条件下，该项物质被引发或由燃烧转为爆炸的可能性极小。如：铵油炸药、铵沥蜡炸药等。,5,2压缩气体和液化气体,常温下是气体，经加压或降温后，变成液体称为液化气体，未变成液体的气体称为压缩气体。溶解气体是指储器内压缩气体溶解在溶剂中的气体。 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

5、的液化气体或加压溶解气体。,为了便于储运和使用，将气体用加压法压缩贮存于钢瓶内。它们具有易燃、易爆、助燃、剧毒等性质，在受热、撞击等作用下，易引起爆炸燃烧或中毒事故。,按其物理性能可分为三类：易燃气体：极易燃烧，与空气能形成爆炸混合物，如一氧化碳、氢气、甲烷、乙炔、丙烯等。不燃气体：性质稳定，不易与其它物质发生反应，不会引起燃烧，无毒，但对人体有窒息性，如氮气、二氧化碳等。有毒气体：毒性强，侵人人体引起中毒甚至死亡，如氯气、光气、二氧化硫、氨、硫化氢等。,2压缩气体和液化气体,3易燃液体,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。,易燃液体按其闪

6、点分为3类： (1)闪点低于-18的低闪点液体，如丙酮-20、 乙醛-40、乙醚-45; (2)闪点在-1823的中闪点液体,如乙醇14、 甲苯1、乙苯15； (3)闪点在2361的高闪点液体，如丁醇35、 醋酸38。,4易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品,本类物品易于引起和促成火灾，按其燃烧特性本类物品分为三项。 易燃固体：分为一级易燃固体和二级易燃固体；如红磷、三硫化磷等属于一级易燃固体；硫磺、镁条、 萘等属于二级易燃固体。 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。分为一级自燃物品和二级自燃物品；如黄磷、金属钙粉等属一级自燃物品；油纸、油布及其制品等属于二级自燃物

7、品。 遇湿易燃物品：是指遇水或受潮时发生剧烈化学反、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。分为一级遇湿易燃物品和二级遇湿易燃物品。如金属钠、钾、镁粉、碳化钙等属于一级遇湿易燃物品。锌灰、氢化钡等属于二级遇湿易燃物品。 ,5氧化剂和有机过氧化物,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。氧化剂本身不燃烧，但由于富氧可以助燃，能够强化可燃物的燃烧。,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。,如过氧化钾、氯酸钾、高锰酸钾等。,如过氧化氢二叔丁基异丙苯等。,指进入肌体并累积

8、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。,6有害物品和有毒感染性物品,7放射性物品,凡具有自发放出射线特征的物质。射线种类很多，主要有-射线、-射线、-射线三种。,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。,8腐蚀品,腐蚀品按化学性质可分为酸性腐蚀品、碱性腐蚀品及其他腐蚀品3类。,13,（1）酸性腐蚀品：分为一级酸性腐蚀品与二级酸性腐蚀品；如硫酸、盐酸、硝酸等属一级酸

9、性腐蚀物品，磷酸、冰醋酸等属二级腐蚀物品。（2）碱性腐蚀品：分为一级碱性腐蚀品与二级碱性腐蚀品；如氢氧化钠、氢氧化钾等属一级碱性腐蚀物品，氨水、生石灰等属二级碱性腐蚀物品。（3）其他腐蚀品：分为一级其他腐蚀品与二级其他腐蚀品。如甲醛溶液、蒽等属于一级其他腐蚀物品，氯化铜、汞等属于二级腐蚀物品。,二、化学物质的危险性,1物理危险 (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。,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。,(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。,(3)易燃性危险,指

10、闪点在2155的液体物质或制剂具有的特征。 包括大多数溶剂和许多石油馏分。,1物理危险,极度易燃性,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。例如乙醚、甲酸乙酯、乙醛、氢气、甲烷、一氧化碳、液化石油气等。,高度易燃性,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。包括与火源短暂接触就能起火，火源移去后仍能继续燃烧的固体物质或制剂；闪点低于21的液体物质或制剂；通常压力下空气中的易燃气体。,易燃性,2生物危险,(1)毒性危险 毒性危险可造成急性或慢性中毒甚至致死，应用试验动物的半致死剂量表征。 有机化合物的毒性与其成分、结构和性质有密切关系。,二、化学物质的危险性,

11、腐蚀性物质能够严重损伤活性细胞组织的一类物质。一般腐蚀性物质除具有生物危险外，还能损伤金属、木材等其他物质。,2生物危险,二、化学物质的危险性,(2)腐蚀性和刺激性危险,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。,在化工中最具代表性的腐蚀性物质有：酸和酸酐；碱；卤素和含卤盐； 卤代烃、卤代有机酸、酯和盐；以及其他腐蚀性物质，如多硫化氢、2-氯-苯甲醛、肼和过氧化氢等。,2生物危险,二、化学物质的危险性,(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。日常生活中的导癌物质： 发霉的花生含黄曲霉素 腌制的食品含亚硝

12、酸盐 多次使用的高温油含苯并芘 含残留农药的蔬菜和水果,致变性是指一些物质或制剂能引起生物体细胞的遗传信息和遗传物质发生突然改变的一种作用。遗传物质的突变（染色体畸变或基因突变）对大多数生物个体往往是有害的；躯体细胞突变，则会诱发癌变。常见的具有突变作用的物质有：亚硝胺类、苯并芘、甲醛、苯、砷、铅、黄曲霉素B1等。,2生物危险,二、化学物质的危险性,(3)致癌性和致变性危险,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。,二、化学物质的危险性,第二节 易燃物质的性质和特性,2着火点 蒸气和空气的混合物在

13、开口容器中可以点燃并持续燃烧的最低温度。,一、易燃物质的性质,1闪点 在101.3kPa大气压下，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5s的最低温度。,3.自燃温度 物质无火源自动起火并持续燃烧的温度。,4.蒸汽相对密度 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，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。,一、易燃物质的性质,5.熔点 在101.3kPa大气压下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。,7分子式 在缺少物性信息的情

14、况下，物质的分子式可以提供物质火险的线索。例如，组成只有C和H的烃类物质是可燃的，甚至是易燃的。如果是低沸点烃类，即可认为具有火险。,6沸点 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。,一、易燃物质的性质,8爆炸范围 也称爆炸极限或燃烧极限，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。,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。燃 烧产物，包括水，都假定为气态。,一、易燃物质的性质,9蒸发潜热 单位质量的液体完全汽化所需要的热量。,浓度范围用爆炸下限和爆炸上

15、限来表示。一般用可燃蒸气或气体在空气中的体积分数表示。可燃气体爆炸范围一般是在常温、常压下测定的。,二、易燃物质的类别和火险等级,全美消防协会(NFPA)把易燃物质划分为以下五类： 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。,1.易燃物质的类别,美国科学院把易燃物质的火险划分为五个等级 ： 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。,2.易燃物质的火险等级,二、易燃物质的类别和火险等级,三、物质易燃性评估,气体 主要指标是爆炸极限和自燃点。气体的爆炸极限范围大，爆炸下限越低，其火灾爆炸危险性越大，气体的自燃点越高，其火灾爆炸危险性越小。,