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硝化过程危险性分析
1)硝化生产中的高反应热，温度不易控制硝化反应一般在较低温度下便会发生，易于放热，反应不易控制。硝化过程中，引入一个硝基，可释放出152.4～153.2kJ／mol的热量。在生产操作过程中，若投料速度过快、搅拌中途停止、冷却水供应不足会导致反应温度过高，导致爆炸事故。某化工厂在硝化罐里硝化蒽醌时，由于温度计失灵，加上操作失误导致冷却水中断，引起硝化罐爆炸。事后模拟试验表明：当罐内温度上升到170˚C时，便发生爆炸。此外，混酸中的硫酸被反应生成水稀释时，还将产生相当于反应热7.5％～10％的稀释热。
混酸制备时，混酸锅会产生大量混合热，使温度可达90˚C或更高，它甚至会导致硝酸分解，产生大量二氧化氮和水；如果存在部分硝基物，还可能引起硝基物爆炸。
2)反应组分分布和接触不均匀，可能产生局部过热
大多数硝化反应在非均相中进行，反应组分的分布与接触不易均匀，而引起局部过热导致危险出现。尤其在间歇硝化的反应开始阶段，停止搅拌或由于搅拌叶片脱落，搅拌失效是非常危险的，因为这时两相很快分层，大量活泼的硝化剂在酸相中积累，引起局部过热；一旦搅拌再次开动，就会突然引发激烈的反应，瞬间可释放过多的热量，引起爆炸事故。天津某化工厂硝化釜搅拌机停转，10min后，拟用机械搅拌，刚一合闸，便发生爆炸，造成主体厂房倒塌，周围建筑遭到不同程度损坏，2人砸死，8人受伤的惨痛事故。
3)硝化反应容易产生副反应和过度反应
许多硝化反应具有链式反应和平行反应的特点，其中深度氧化占主导地位，同时还伴有磺化、水解等副反应，直接影响到生产的安全。氧化反应出现时放出大量氧化氮气体的褐色蒸气，以及混合物的温度迅速升高而引起硝化混合物从设备中喷出，发生爆炸事故。芳香族的硝化反应常发生生成硝基酚的氧化副反应，硝基酚及其盐类性质不稳定，极易燃烧、爆炸。在蒸馏硝基化合物(如硝基甲苯)时，所得到的热残渣能发生爆炸，这是由于热残渣与空气中氧相互作用的结果。
4)水和硝酸盐混合产生热量
混酸中进入水会促使硝酸大量分解和蒸发，不仅强烈腐蚀设备，而且还会造成爆炸。当水通过蛇形管和设备外壳的泄漏部分渗入硝化物质时，会引起液态物料温度和气压急剧上升，反应进行很快，可分解产生气体物质而发生爆炸。
5)硝化剂具有强氧化性和腐蚀性
常用的硝化剂如浓硝酸、发烟硫酸、混酸具有强氧化性和腐蚀性，硝酸盐又是氧化剂。它们与油脂、有机化合物尤其是不饱和有机化合物接触，能引起燃烧或爆炸。有案例表明：在1，5—二苯氧基蒽醌的硝化装置开车时，因设备和管道预先用有机溶剂洗净，当混酸加入计量槽时，与残留的有机溶剂剧烈反应发生了爆炸。在其他硝化装置中也有硝酸与醋酐、甘油、丙酮、甲醇和其他有机溶剂的意外混合会导致类似的爆炸事故。
6)硝化产物具有爆炸性
脂肪族硝基化合物闪点较低，属易燃液体；芳香族硝基化合物中的苯及其同系列硝基化合物属于可燃液体或可燃固体；二硝基和多硝基化合物性质极不稳定，受热、摩擦或强烈撞击时可能发生分解爆炸，具有很大的破坏力。它们爆炸的难易程度为：O—硝基化合物最敏感，N—硝基化合物次之，C—硝基化合物再次之。在常温下，只要有2J／cm2的机械冲击作用在硝酸甘油上的能量会引起爆炸。干燥的硝化棉能自燃，受到火焰作用能立即着火，大量燃烧有可能发生爆轰。
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发表于 2025-7-7 14:24
