?? 化學(xué)合成生產(chǎn)工藝復(fù)雜，包括回流、蒸餾、冷凍、酸化、堿化、壓濾等工藝過(guò)程，常有高溫、高壓、負(fù)壓，并大量使用易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)物品。
??????? 許多化學(xué)單元反應(yīng)有燃燒爆炸危險(xiǎn)，反應(yīng)中產(chǎn)生的中間體或副產(chǎn)品也大多易燃易爆，有些反應(yīng)還使用活性鎳、鈀炭等極易自燃的物質(zhì)作為催化劑。所以化學(xué)合成生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)性較大。
??? 一、備料
??????? 在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，易燃易爆、劇毒、腐蝕、強(qiáng)氧化劑、遇水燃燒等危險(xiǎn)化學(xué)物品的存量原則上不得超過(guò)一天用量。
??????? 性質(zhì)相抵觸的原料應(yīng)定點(diǎn)分開存放，彼此不得混淆。根據(jù)原料的理化性質(zhì)制訂配料安全操作法。配料時(shí)應(yīng)保證做到品名、規(guī)格、數(shù)量準(zhǔn)確，并應(yīng)做好復(fù)核，作好記錄，以免配比失誤，引起反應(yīng)異常而發(fā)生火災(zāi)等危險(xiǎn)。
??? 二、投料
??? 一般有三種方式，各有不同的防火要求，但都應(yīng)正確掌握投料的先后順序。
??? 1、壓入投料。氣體原料的投料大多采用壓入法。壓料時(shí)必須控制壓力。由氣體鋼瓶供氣時(shí)，應(yīng)該通過(guò)減壓閥減壓后經(jīng)緩沖罐向反應(yīng)器輸入氣體，其壓力與容器內(nèi)的氣體壓力產(chǎn)差值不得超過(guò)1.5kg/cm2，以防止氣體流速過(guò)快，在出口處形成強(qiáng)烈噴射而產(chǎn)生靜電。在壓入易燃?xì)怏w前，應(yīng)先用氮?dú)獾榷栊詺怏w驅(qū)凈反應(yīng)器及管道內(nèi)的空氣。反應(yīng)器、壓料管、放置氣體鋼瓶的平臺(tái)或磅秤應(yīng)該接地。
??????? 液體原料的投料可采用高位槽，讓液體利用自重流入反應(yīng)器。此法壓力不大，流速不快，比較安全。但是當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)部有壓力時(shí)，必須加壓投料，如系易燃液體，應(yīng)用惰性氣體送壓，不得采用壓縮空氣，以防形成爆炸性混合物。壓送管路上應(yīng)裝逆止閥，以防物料倒灌。輸送過(guò)程中要注意流速，防止產(chǎn)生靜電。如果用泵輸送，宜采用易燃液體的專用泵，如磁力泵、Y型液態(tài)烴泵，蒸氣往復(fù)泵等。如果用普通的離心泵和齒輪泵，則必須用有色金屬制造葉輪，以防葉輪與鐵殼相碰而產(chǎn)生火花。陶瓷泵或玻璃泵因?qū)щ姴涣?，易產(chǎn)生靜電，不得用于輸送易燃液體。加壓投料裝置的出口最好呈喇叭形，這樣可降低出口處的流速，防止物料迅猛噴射，產(chǎn)生靜電，并應(yīng)有良好的接地。
??? 2、負(fù)壓抽料。粉末或小顆粒物料投料不宜采用壓縮空氣壓送，以免粉塵飛揚(yáng)。若采用負(fù)壓抽料，相對(duì)說(shuō)來(lái)比較安全。抽料時(shí)，設(shè)備接真空系統(tǒng)，反應(yīng)器到真空管路入口處應(yīng)有過(guò)濾網(wǎng)或水洗器，以防止粉塵抽入真空管道內(nèi)。吸料管道如為絕緣體，則內(nèi)外壁均應(yīng)有螺旋狀銅襯繞，銅絲網(wǎng)和反應(yīng)器均應(yīng)接地。使用導(dǎo)電體管道，可省去銅絲網(wǎng)，但仍需接地。如果反應(yīng)器內(nèi)有低沸點(diǎn)的易燃液體存在，則不宜采用負(fù)壓抽料法。液體原料一般可以用負(fù)壓抽料法投料，整個(gè)抽吸系統(tǒng)都應(yīng)接地。抽料時(shí)應(yīng)將進(jìn)料管伸入反應(yīng)器底部靠壁，管徑要大，流速要慢，初速最好控制在1米/秒以內(nèi)，因開始輸送時(shí)，易燃液體前方存在易燃液體蒸氣和空氣的混合物，遇靜電火花會(huì)發(fā)生爆炸。嚴(yán)禁在液面上噴射液料，以免產(chǎn)生靜電。
??????? 易燃液體用抽吸法投料時(shí)，液體溫度至少應(yīng)比沸點(diǎn)低30℃。液溫高時(shí)應(yīng)先降溫再抽料，以防液體大量汽化損失，造成配比不準(zhǔn)、反應(yīng)異常而產(chǎn)生火災(zāi)危險(xiǎn)。
??? 3、人工投料。易燃、有毒的液體原料不宜采用人工傾倒法投料。
??????? 固體物料除用吸入法投料外，大多采用人工投料。投料順序應(yīng)符合防爆要求，原則上是低溫投料，投料全部結(jié)束后再加熱。如果原料配比中有水，在不影響反應(yīng)的前提下，應(yīng)該先投水，后投固體，最后加入易燃液體。如果無(wú)水，則應(yīng)先投固體物料，后加液體物料，以免投料時(shí)有易燃液體蒸氣逸出。在向有易燃液體的反應(yīng)器內(nèi)投入固體物料時(shí)，如果固體物料盛放在合成纖維或塑料薄膜制成的袋內(nèi)，則不能向反應(yīng)器直接投料，以防摩擦產(chǎn)生靜電火花而發(fā)生危險(xiǎn)。應(yīng)先將物料倒入木桶內(nèi)，再?gòu)哪就爸械谷敕磻?yīng)器，釜口殘粉嚴(yán)禁用尼龍布等高電阻、低吸水率的合成纖維抹布揩擦，以防產(chǎn)生靜電火花。
??? 三、化學(xué)反應(yīng)單元操作
??????? 化學(xué)合成的反應(yīng)種類較多，包括氧化、氯化、硝化、重氮化、加成、水解、酸化、堿化等。但是就單元操作而論，不外乎加熱、加壓、回流、蒸餾、冷卻、負(fù)壓、攪拌等，現(xiàn)將其防火要求分述如下。
??? 1、加熱
??????? 溫度是化工生產(chǎn)中主要的工藝參數(shù)之一。加熱是控制溫度的重要手段，其操作的關(guān)鍵是按規(guī)定嚴(yán)格控制溫度的范圍和升溫速度。溫度過(guò)高會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速度加快，若是放熱反應(yīng)，則放熱量增加，一旦散熱不及時(shí)，溫度失控，發(fā)生沖料，甚至?xí)鹑紵捅?。升溫速度過(guò)快不僅難以控制反應(yīng)溫度，而且還會(huì)損壞設(shè)備。例如，升溫過(guò)快會(huì)使帶有襯里的及各種加熱爐、反應(yīng)爐等設(shè)備損壞。
??????? 化工生產(chǎn)中的加熱方式有直接火加熱（包括煙道氣加熱）、蒸汽或熱水加熱、載體加熱及電加熱。加熱溫度在100℃以下的，常用熱水或蒸汽加熱；100~140℃用蒸汽加熱器；超過(guò)140℃則用加熱爐直接加熱或用熱載體加熱；超過(guò)250℃時(shí)，一般用電加熱。
??? 用高壓蒸汽加熱時(shí)，對(duì)設(shè)備耐壓要求高，須嚴(yán)防泄漏或與物料混合，避免造成事故。使用熱載體加熱時(shí)，要防止熱載體循環(huán)系統(tǒng)堵塞，熱油噴出，釀成事故。使用電加熱時(shí)，電氣設(shè)備要符合防爆要求。
??????? 直接火加熱危險(xiǎn)性最大，溫度不易控制，可能造成局部過(guò)熱燒壞設(shè)備，引起易燃物質(zhì)的分解爆炸。當(dāng)加熱溫度接近或超過(guò)物料的自燃點(diǎn)時(shí)，應(yīng)采用惰性氣體保護(hù)。若加熱溫度接近物料分解溫度，此生產(chǎn)工藝稱為危險(xiǎn)工藝，必須設(shè)法改進(jìn)工藝條件，如采用負(fù)壓或加壓操作。
??? 2、冷卻
??????? 在化工生產(chǎn)中，反應(yīng)物料冷卻至大氣溫度以上時(shí)，可以用空氣或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)；冷卻溫度在15℃以上，可以用地下水或冷水；冷卻溫度在0~15℃之間，可以用冷凍鹽水。還可以借助某種沸點(diǎn)較低的介質(zhì)的蒸發(fā)從需冷卻的物料中取得熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻。
??????? 常用的介質(zhì)有氟里昂、液氨等，此時(shí)物料被冷卻的溫度可達(dá)-15℃左右。更低溫度的冷卻，屬于冷凍的范圍。如石油氣、裂解氣的分離采用深度冷凍，介質(zhì)需冷卻至-100℃以下。冷卻操作時(shí)冷卻不能中斷，否則會(huì)造成積熱，系統(tǒng)溫度、壓力驟增，引起爆炸。開車時(shí)，應(yīng)先通入冷卻；停車時(shí)，應(yīng)先停加物料，后停冷卻系統(tǒng)。有些凝固點(diǎn)較高的物料，遇冷易變得粘稠或凝固，在冷卻時(shí)要注意控制溫度，防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。
??? 3、加壓
??????? 凡操作壓力超過(guò)大氣壓的都屬于加壓操作。加壓操作所使用的設(shè)備要符合壓力窗口的要求。加壓系統(tǒng)不得泄漏，否則在加壓下物料會(huì)高速噴出，產(chǎn)生靜電而引起火災(zāi)爆炸事故。所用的各種儀表及安全設(shè)施（如爆破泄壓片、緊急排放管等）必須齊全完好。負(fù)壓操作即低于大氣壓的操作。負(fù)壓系統(tǒng)的設(shè)備，必須符合強(qiáng)度要求，以防在負(fù)壓下把設(shè)備抽癟。負(fù)壓系統(tǒng)必須有良好的密封，否則一旦空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，會(huì)與設(shè)備內(nèi)有機(jī)物料形成爆炸性混合物，易引起爆炸。當(dāng)需要恢復(fù)常壓時(shí)，應(yīng)待溫度降低后，緩緩放進(jìn)空氣或充入氮?dú)猓ㄗh最好采用充入氮?dú)舛栊詺怏w，以防自燃或爆炸。
??? 4、冷凍
??????? 化工生產(chǎn)過(guò)程中，常會(huì)遇到氣體的液化、低溫分離以及物料的輸送、儲(chǔ)藏等，需將物料降到比0℃更低的溫度，這就需要進(jìn)行冷凍。冷凍操作其實(shí)質(zhì)是利用冷凍劑不斷地從被冷凍物體吸收熱量，并傳給高瀑物質(zhì)（水或空氣），以使被冷凍物體溫度降低。制冷劑自身通過(guò)壓縮-冷卻-蒸發(fā)（或節(jié)流、膨脹）循環(huán)過(guò)程，反復(fù)使用。工業(yè)上常用的致冷劑有液氨、氟里昂。對(duì)于制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路，應(yīng)注意耐壓等級(jí)和氣密性，防止泄漏。此外還應(yīng)注意低溫部分的材質(zhì)選擇。
??? 5、物料輸送
??????? 在化工生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要將各種原料、中間休、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方。由于所輸送物料的形態(tài)不同（塊狀、粉狀、液體、氣體），所采用的輸送方式也各異，但不論采取何種形式的輸送，保證它們的安全運(yùn)行都是十分重要的。
??? 固體塊狀和粉狀物料的輸送一般多采用皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送器、刮板輸送機(jī)、鏈子輸送機(jī)、斗式提升機(jī)以及氣流輸送等多種方式。這類輸送設(shè)備除了其本身會(huì)發(fā)生故障外，還會(huì)造成人身傷害。因此除要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的常規(guī)維護(hù)外，還應(yīng)對(duì)齒輪、皮帶、鏈條等部位采取防護(hù)措施。
??????? 氣流輸送分為吸送式或壓送式。氣流輸送系統(tǒng)除設(shè)備本身會(huì)產(chǎn)生故障之外，最大的問(wèn)題是系統(tǒng)的堵塞和由靜電引起的粉塵爆炸。粉料氣流系統(tǒng)應(yīng)保持良好的嚴(yán)密性，其管道材料應(yīng)選擇導(dǎo)電性材料并有良好的接地。如果采用絕緣材料管道，則管外應(yīng)采取接地措施；不應(yīng)超過(guò)該物料允許的流速。粉料不要堆積管內(nèi)，要及時(shí)清理管壁。用各種類輸送可燃液體時(shí)，其管內(nèi)流速不應(yīng)超過(guò)安全速度。
??????? 在化工廠生產(chǎn)中，也有用壓縮空氣為動(dòng)力來(lái)輸送一些酸堿等有腐蝕性液體的，這些設(shè)備也屬于壓力容器，要有足夠的強(qiáng)度。在輸送有爆炸性或燃燒性物料時(shí)，要采用氮?dú)?、二氧化碳等惰性氣體代替空氣，以防造成燃燒或爆炸。
??? 6、熔融
??????? 在化工生產(chǎn)中常常將某些固體物料（如苛性鈉、苛性鉀、萘、磺酸等）熔融之后進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。堿熔過(guò)程中的堿屑或堿液飛濺到皮膚上或眼睛里會(huì)造成灼傷。堿融物和磺酸鹽中若含有無(wú)機(jī)鹽等雜質(zhì)，應(yīng)盡量除掉，否則這些無(wú)機(jī)鹽因不熔融會(huì)造成局部過(guò)熱、燒焦，致使熔融物噴出，容易造成燒傷。熔融過(guò)程一般在150~350℃下進(jìn)行，為防止局部過(guò)熱，必須不間斷地?cái)嚢琛?br /> ??? 7、干燥
??????? 在化工生產(chǎn)中將固體和液體分離的操作方法是過(guò)濾，要進(jìn)一步除去固體中液體的方法是干燥。干燥操作有常壓和減壓，也有連續(xù)與間斷之分。用來(lái)干燥的介質(zhì)有空氣、煙道氣等。此外還有升華干燥（冷凍干燥）、高頻干燥和紅外干燥。干燥過(guò)程要嚴(yán)格控制溫度，防止局部過(guò)熱造成物料分解爆炸。在干燥過(guò)程中散發(fā)出來(lái)的易燃易爆氣體或粉塵，不應(yīng)與明火和高溫表面接觸，防止?jié)舛冗^(guò)高而發(fā)生燃爆。在氣流干燥中應(yīng)有防靜電措施，在滾筒干燥中應(yīng)適當(dāng)調(diào)正利刀與筒壁的間隙，防止產(chǎn)生火花（其防火要求下面將作詳述）。
??? 8、蒸發(fā)與蒸餾
??????? 蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中所含溶劑不斷氣化，以提高溶液中溶質(zhì)的濃度，或使溶質(zhì)析出的物理過(guò)程。蒸發(fā)按其操作壓力不同可分為常壓、加壓和減壓蒸發(fā)。按蒸發(fā)所需熱量的利用次數(shù)不同可分為單效和多效蒸發(fā)。
??????? 凡蒸發(fā)的溶液皆具有一定的特性。如溶質(zhì)在濃縮過(guò)程中可能有結(jié)晶、沉淀和污垢生成，這些都能導(dǎo)致傳熱效率的降低，并產(chǎn)生局部過(guò)熱，促使物料分解、燃燒和爆炸。因此要控制蒸發(fā)溫度。為防止熱敏性物質(zhì)的分解，可采用真空蒸發(fā)的方法，降低蒸發(fā)溫度，或采用高效蒸發(fā)器，增加蒸發(fā)面積，減少停留時(shí)間。
??????? 對(duì)具有腐蝕性的溶液，要合理選擇蒸發(fā)器的材質(zhì)。蒸餾是借液體混合物各組分揮發(fā)度的不同，使其分離為純組分的操作。蒸餾操作可分為間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾。按壓力分為常壓、減壓和加壓（高壓）蒸餾。此外還有特殊蒸餾---水蒸汽蒸餾、萃取蒸餾、恒沸蒸餾和分子蒸餾。
??????? 在安全技術(shù)上，對(duì)不同的物料應(yīng)選擇正確的蒸餾方法和設(shè)備。在處理難于揮發(fā)的物料時(shí)（常壓下沸點(diǎn)在150℃以上）應(yīng)采用真空蒸餾，這樣可以降低蒸餾溫度，防止物料在高溫下分解、變質(zhì)或聚合。在處理中等揮發(fā)性物料（沸點(diǎn)為100℃左右）時(shí)，采用常壓蒸餾。對(duì)于沸點(diǎn)低于30℃的物料，則應(yīng)采用加壓蒸餾。水蒸汽蒸餾通常用于在常壓下沸點(diǎn)較高，或在沸點(diǎn)時(shí)容易分解的物質(zhì)的蒸餾。也常用于高沸點(diǎn)物料與不揮發(fā)雜質(zhì)的分離，但只限于所得到的產(chǎn)品完全不溶于水。萃取蒸餾與恒沸蒸餾主要用于分離由沸點(diǎn)極接近或恒沸組成的各組分難以用普通蒸餾方法分離的混合物。
??????? 分子蒸餾是一種相當(dāng)于絕對(duì)真空下進(jìn)行的一種真空蒸餾。在這種條件下，分子間的相互吸引力減少，物質(zhì)的揮發(fā)度提高，使液體混合物中難以分離的組分容易分開。由于分子蒸餾降低了蒸餾溫度，所以可以防止或減少有機(jī)物的分解。
??? 9、回流
??????? 加熱回流含有易燃液體的物料時(shí)，回流系統(tǒng)內(nèi)充滿了易燃液體的蒸氣，危險(xiǎn)性較大。關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制加熱溫度和保證冷凝器冷卻效果。其次，回流容器的充滿系數(shù)：反應(yīng)器為70%左右，球形玻璃瓶為50~60%，裝載系數(shù)絕對(duì)不能超過(guò)90%，否則易沖料。
??? 10、酸化或堿化
??????? 用酸、堿調(diào)節(jié)酸堿度，一般不增加燃燒危險(xiǎn)性。但是有的物質(zhì)遇酸會(huì)發(fā)生反應(yīng)，而出現(xiàn)火災(zāi)危險(xiǎn)。例如鉀硼氫或鈉硼氫在堿性條件下很穩(wěn)定，但在酸性條件下會(huì)迅速分解有，放出大量氫氣，同時(shí)產(chǎn)生高熱，燃燒爆炸的危險(xiǎn)性極大。又如無(wú)水重氮化合物遇酸有爆炸危險(xiǎn)。所以酸化時(shí)要小心，加酸或加堿不可搞錯(cuò)。硝酸、硫酸的危險(xiǎn)懷比鹽酸大，因此除工藝上有特殊要求外，一般宜采用鹽酸調(diào)節(jié)酸堿度。如果工藝要求用硫酸酸化，則應(yīng)率先稀釋硫酸，因?yàn)闈饬蛩岬难趸詮?qiáng)，遇水會(huì)放出熱量，很不安全。
??????? 堿化的危險(xiǎn)性比酸化小，只要控制加堿速度，注意溫度變化，一般比較安全。
??? 11、攪拌
??????? 攪拌速度快，物料與器壁、物料與攪拌器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度也快。如果器壁或攪拌器是絕緣體（如搪玻璃），或雖非絕緣體但接地不良，則不可忽視產(chǎn)生靜電的危險(xiǎn)。一般容積大于300升，攪拌速度在60轉(zhuǎn)/分以上，物料與攪拌器和器壁的相對(duì)而言運(yùn)動(dòng)速度可超過(guò)1米/秒。如果物料的電阻率在1012歐姆.厘米左右（例如苯的電阻為4.2*1012歐姆.厘米），則靜電容易積聚和放電，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)存在易燃液體和空氣的爆炸性混合物時(shí)，火災(zāi)危險(xiǎn)性特別大。
??????? 為了防止這種危險(xiǎn)，首先應(yīng)該了解物料的性質(zhì)和電阻率，如果物料易燃易爆，應(yīng)該控制攪拌轉(zhuǎn)速。反應(yīng)器直徑越大，攪拌速度應(yīng)該越慢。1000升以下的反應(yīng)器，攪拌轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在60轉(zhuǎn)/分以內(nèi)；1000升以上，轉(zhuǎn)速還應(yīng)減慢，否則應(yīng)灌充惰性氣體或改變工藝條件。例如，加入電解質(zhì)水溶液等將物料電阻率降低到約1010歐姆.厘米以下。
??????? 其次，應(yīng)避免攪拌軸的填料盒漏油，因?yàn)樘盍虾兄械挠吐┤敕磻?yīng)器會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。例如硝化反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)有濃硝酸，如有潤(rùn)滑油漏入，則油在濃硝酸的作用下氧化發(fā)熱，使反應(yīng)物料溫度升高，發(fā)生沖料或燃燒爆炸，不能掉以輕心。
??????? 對(duì)危險(xiǎn)易燃物料不得中途停止攪拌，因?yàn)閿嚢柰Ｖ箷r(shí)，物料得不到充分混勻，反應(yīng)不良，且大量積聚，當(dāng)攪拌恢復(fù)時(shí)，大量未反應(yīng)的物料迅速混合，反應(yīng)激烈，往往造成沖料有燃燒爆炸危險(xiǎn)。因此操作規(guī)程應(yīng)規(guī)定：如因故障而導(dǎo)致攪拌停止時(shí)，應(yīng)立即停止加料，迅速冷卻；恢復(fù)攪拌時(shí)，必須待溫度平穩(wěn)，反應(yīng)正常后方可繼續(xù)加料，恢復(fù)正常操作。
??????? 攪拌器應(yīng)定期維修，嚴(yán)防因腐蝕等原因而斷落，造成物料混合不勻，影響反應(yīng)進(jìn)程，可能導(dǎo)致突然反應(yīng)而發(fā)生猛烈沖料，甚至爆炸起火。攪拌器應(yīng)靈活，以防止軋死，并應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以防止因變形而與反應(yīng)器器壁摩擦造成事故。