?? 化學合成生產(chǎn)工藝復雜，包括回流、蒸餾、冷凍、酸化、堿化、壓濾等工藝過程，常有高溫、高壓、負壓，并大量使用易燃易爆危險化學物品。
??????? 許多化學單元反應有燃燒爆炸危險，反應中產(chǎn)生的中間體或副產(chǎn)品也大多易燃易爆，有些反應還使用活性鎳、鈀炭等極易自燃的物質作為催化劑。所以化學合成生產(chǎn)過程中的危險性較大。
??? 一、備料
??????? 在生產(chǎn)現(xiàn)場，易燃易爆、劇毒、腐蝕、強氧化劑、遇水燃燒等危險化學物品的存量原則上不得超過一天用量。
??????? 性質相抵觸的原料應定點分開存放，彼此不得混淆。根據(jù)原料的理化性質制訂配料安全操作法。配料時應保證做到品名、規(guī)格、數(shù)量準確，并應做好復核，作好記錄，以免配比失誤，引起反應異常而發(fā)生火災等危險。
??? 二、投料
??? 一般有三種方式，各有不同的防火要求，但都應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。壓料時必須控制壓力。由氣體鋼瓶供氣時，應該通過減壓閥減壓后經(jīng)緩沖罐向反應器輸入氣體，其壓力與容器內(nèi)的氣體壓力產(chǎn)差值不得超過1.5kg/cm2，以防止氣體流速過快，在出口處形成強烈噴射而產(chǎn)生靜電。在壓入易燃氣體前，應先用氮氣等惰性氣體驅凈反應器及管道內(nèi)的空氣。反應器、壓料管、放置氣體鋼瓶的平臺或磅秤應該接地。
??????? 液體原料的投料可采用高位槽，讓液體利用自重流入反應器。此法壓力不大，流速不快，比較安全。但是當反應器內(nèi)部有壓力時，必須加壓投料，如系易燃液體，應用惰性氣體送壓，不得采用壓縮空氣，以防形成爆炸性混合物。壓送管路上應裝逆止閥，以防物料倒灌。輸送過程中要注意流速，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。陶瓷泵或玻璃泵因導電不良，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，并應有良好的接地。
??? 2、負壓抽料。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。若采用負壓抽料，相對說來比較安全。抽料時，設備接真空系統(tǒng)，反應器到真空管路入口處應有過濾網(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)外壁均應有螺旋狀銅襯繞，銅絲網(wǎng)和反應器均應接地。使用導電體管道，可省去銅絲網(wǎng)，但仍需接地。如果反應器內(nèi)有低沸點的易燃液體存在，則不宜采用負壓抽料法。液體原料一般可以用負壓抽料法投料，整個抽吸系統(tǒng)都應接地。抽料時應將進料管伸入反應器底部靠壁，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，易燃液體前方存在易燃液體蒸氣和空氣的混合物，遇靜電火花會發(fā)生爆炸。嚴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，液體溫度至少應比沸點低30℃。液溫高時應先降溫再抽料，以防液體大量汽化損失，造成配比不準、反應異常而產(chǎn)生火災危險。
??? 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。投料順序應符合防爆要求，原則上是低溫投料，投料全部結束后再加熱。如果原料配比中有水，在不影響反應的前提下，應該先投水，后投固體，最后加入易燃液體。如果無水，則應先投固體物料，后加液體物料，以免投料時有易燃液體蒸氣逸出。在向有易燃液體的反應器內(nèi)投入固體物料時，如果固體物料盛放在合成纖維或塑料薄膜制成的袋內(nèi)，則不能向反應器直接投料，以防摩擦產(chǎn)生靜電火花而發(fā)生危險。應先將物料倒入木桶內(nèi)，再從木桶中倒入反應器，釜口殘粉嚴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、化學反應單元操作
??????? 化學合成的反應種類較多，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，其操作的關鍵是按規(guī)定嚴格控制溫度的范圍和升溫速度。溫度過高會使化學反應速度加快，若是放熱反應，則放熱量增加，一旦散熱不及時，溫度失控，發(fā)生沖料，甚至會引起燃燒和爆炸。升溫速度過快不僅難以控制反應溫度，而且還會損壞設備。例如，升溫過快會使帶有襯里的及各種加熱爐、反應爐等設備損壞。
??????? 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140℃則用加熱爐直接加熱或用熱載體加熱；超過250℃時，一般用電加熱。
??? 用高壓蒸汽加熱時，對設備耐壓要求高，須嚴防泄漏或與物料混合，避免造成事故。使用熱載體加熱時，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，電氣設備要符合防爆要求。
??????? 直接火加熱危險性最大，溫度不易控制，可能造成局部過熱燒壞設備，引起易燃物質的分解爆炸。當加熱溫度接近或超過物料的自燃點時，應采用惰性氣體保護。若加熱溫度接近物料分解溫度，此生產(chǎn)工藝稱為危險工藝，必須設法改進工藝條件，如采用負壓或加壓操作。
??? 2、冷卻
??????? 在化工生產(chǎn)中，反應物料冷卻至大氣溫度以上時，可以用空氣或循環(huán)水作冷卻介質；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較低的介質的蒸發(fā)從需冷卻的物料中取得熱量來實現(xiàn)冷卻。
??????? 常用的介質有氟里昂、液氨等，此時物料被冷卻的溫度可達-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，介質需冷卻至-100℃以下。冷卻操作時冷卻不能中斷，否則會造成積熱，系統(tǒng)溫度、壓力驟增，引起爆炸。開車時，應先通入冷卻；停車時，應先停加物料，后停冷卻系統(tǒng)。有些凝固點較高的物料，遇冷易變得粘稠或凝固，在冷卻時要注意控制溫度，防止物料卡住攪拌器或堵塞設備及管道。
??? 3、加壓
??????? 凡操作壓力超過大氣壓的都屬于加壓操作。加壓操作所使用的設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高速噴出，產(chǎn)生靜電而引起火災爆炸事故。所用的各種儀表及安全設施（如爆破泄壓片、緊急排放管等）必須齊全完好。負壓操作即低于大氣壓的操作。負壓系統(tǒng)的設備，必須符合強度要求，以防在負壓下把設備抽癟。負壓系統(tǒng)必須有良好的密封，否則一旦空氣進入設備內(nèi)部，會與設備內(nèi)有機物料形成爆炸性混合物，易引起爆炸。當需要恢復常壓時，應待溫度降低后，緩緩放進空氣或充入氮氣，建議最好采用充入氮氣惰性氣體，以防自燃或爆炸。
??? 4、冷凍
??????? 化工生產(chǎn)過程中，常會遇到氣體的液化、低溫分離以及物料的輸送、儲藏等，需將物料降到比0℃更低的溫度，這就需要進行冷凍。冷凍操作其實質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（水或空氣），以使被冷凍物體溫度降低。制冷劑自身通過壓縮-冷卻-蒸發(fā)（或節(jié)流、膨脹）循環(huán)過程，反復使用。工業(yè)上常用的致冷劑有液氨、氟里昂。對于制冷系統(tǒng)的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路，應注意耐壓等級和氣密性，防止泄漏。此外還應注意低溫部分的材質選擇。
??? 5、物料輸送
??????? 在化工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要將各種原料、中間休、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物從一個地方輸送到另一個地方。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、螺旋輸送器、刮板輸送機、鏈子輸送機、斗式提升機以及氣流輸送等多種方式。這類輸送設備除了其本身會發(fā)生故障外，還會造成人身傷害。因此除要加強對機械設備的常規(guī)維護外，還應對齒輪、皮帶、鏈條等部位采取防護措施。
??????? 氣流輸送分為吸送式或壓送式。氣流輸送系統(tǒng)除設備本身會產(chǎn)生故障之外，最大的問題是系統(tǒng)的堵塞和由靜電引起的粉塵爆炸。粉料氣流系統(tǒng)應保持良好的嚴密性，其管道材料應選擇導電性材料并有良好的接地。如果采用絕緣材料管道，則管外應采取接地措施；不應超過該物料允許的流速。粉料不要堆積管內(nèi)，要及時清理管壁。用各種類輸送可燃液體時，其管內(nèi)流速不應超過安全速度。
??????? 在化工廠生產(chǎn)中，也有用壓縮空氣為動力來輸送一些酸堿等有腐蝕性液體的，這些設備也屬于壓力容器，要有足夠的強度。在輸送有爆炸性或燃燒性物料時，要采用氮氣、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）熔融之后進行化學反應。堿熔過程中的堿屑或堿液飛濺到皮膚上或眼睛里會造成灼傷。堿融物和磺酸鹽中若含有無機鹽等雜質，應盡量除掉，否則這些無機鹽因不熔融會造成局部過熱、燒焦，致使熔融物噴出，容易造成燒傷。熔融過程一般在150~350℃下進行，為防止局部過熱，必須不間斷地攪拌。
??? 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濾，要進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。用來干燥的介質有空氣、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。干燥過程要嚴格控制溫度，防止局部過熱造成物料分解爆炸。在干燥過程中散發(fā)出來的易燃易爆氣體或粉塵，不應與明火和高溫表面接觸，防止?jié)舛冗^高而發(fā)生燃爆。在氣流干燥中應有防靜電措施，在滾筒干燥中應適當調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，以提高溶液中溶質的濃度，或使溶質析出的物理過程。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。如溶質在濃縮過程中可能有結晶、沉淀和污垢生成，這些都能導致傳熱效率的降低，并產(chǎn)生局部過熱，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，減少停留時間。
??????? 對具有腐蝕性的溶液，要合理選擇蒸發(fā)器的材質。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。
??????? 在安全技術上，對不同的物料應選擇正確的蒸餾方法和設備。在處理難于揮發(fā)的物料時（常壓下沸點在150℃以上）應采用真空蒸餾，這樣可以降低蒸餾溫度，防止物料在高溫下分解、變質或聚合。在處理中等揮發(fā)性物料（沸點為100℃左右）時，采用常壓蒸餾。對于沸點低于30℃的物料，則應采用加壓蒸餾。水蒸汽蒸餾通常用于在常壓下沸點較高，或在沸點時容易分解的物質的蒸餾。也常用于高沸點物料與不揮發(fā)雜質的分離，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于絕對真空下進行的一種真空蒸餾。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物的分解。
??? 9、回流
??????? 加熱回流含有易燃液體的物料時，回流系統(tǒng)內(nèi)充滿了易燃液體的蒸氣，危險性較大。關鍵是要嚴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)：反應器為70%左右，球形玻璃瓶為50~60%，裝載系數(shù)絕對不能超過90%，否則易沖料。
??? 10、酸化或堿化
??????? 用酸、堿調節(jié)酸堿度，一般不增加燃燒危險性。但是有的物質遇酸會發(fā)生反應，而出現(xiàn)火災危險。例如鉀硼氫或鈉硼氫在堿性條件下很穩(wěn)定，但在酸性條件下會迅速分解有，放出大量氫氣，同時產(chǎn)生高熱，燃燒爆炸的危險性極大。又如無水重氮化合物遇酸有爆炸危險。所以酸化時要小心，加酸或加堿不可搞錯。硝酸、硫酸的危險懷比鹽酸大，因此除工藝上有特殊要求外，一般宜采用鹽酸調節(jié)酸堿度。如果工藝要求用硫酸酸化，則應率先稀釋硫酸，因為濃硫酸的氧化性強，遇水會放出熱量，很不安全。
??????? 堿化的危險性比酸化小，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運動速度也快。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。一般容積大于300升，攪拌速度在60轉/分以上，物料與攪拌器和器壁的相對而言運動速度可超過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，當反應器內(nèi)存在易燃液體和空氣的爆炸性混合物時，火災危險性特別大。
??????? 為了防止這種危險，首先應該了解物料的性質和電阻率，如果物料易燃易爆，應該控制攪拌轉速。反應器直徑越大，攪拌速度應該越慢。1000升以下的反應器，攪拌轉速應控制在60轉/分以內(nèi)；1000升以上，轉速還應減慢，否則應灌充惰性氣體或改變工藝條件。例如，加入電解質水溶液等將物料電阻率降低到約1010歐姆.厘米以下。
??????? 其次，應避免攪拌軸的填料盒漏油，因為填料盒中的油漏入反應器會發(fā)生危險。例如硝化反應時，反應器內(nèi)有濃硝酸，如有潤滑油漏入，則油在濃硝酸的作用下氧化發(fā)熱，使反應物料溫度升高，發(fā)生沖料或燃燒爆炸，不能掉以輕心。
??????? 對危險易燃物料不得中途停止攪拌，因為攪拌停止時，物料得不到充分混勻，反應不良，且大量積聚，當攪拌恢復時，大量未反應的物料迅速混合，反應激烈，往往造成沖料有燃燒爆炸危險。因此操作規(guī)程應規(guī)定：如因故障而導致攪拌停止時，應立即停止加料，迅速冷卻；恢復攪拌時，必須待溫度平穩(wěn)，反應正常后方可繼續(xù)加料，恢復正常操作。
??????? 攪拌器應定期維修，嚴防因腐蝕等原因而斷落，造成物料混合不勻，影響反應進程，可能導致突然反應而發(fā)生猛烈沖料，甚至爆炸起火。攪拌器應靈活，以防止軋死，并應有足夠的機械強度，以防止因變形而與反應器器壁摩擦造成事故。