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失控反應

失控反應. Runaway reactions : 對於一些放熱反應而言，如果無法控制其溫度，也就是放熱速率高於 冷卻速率 時，會發生失控反應，結果多半造成火災或爆炸。 批次 (batch) 或半批次製程中 , 加料速度過快 ，也是造成失控反應原因之一。其他可能原因如 攪拌系統故障 ， 原料品質控制不佳 ( 雜質引起額外的放熱反應或有觸媒效應 ) 等 曾經發生過失控反應的化學品 : 包括環氧乙烷，過氧化物，二甲苯，三硝基甲苯，苯胺等. 預防之道. 進行危害分析 hazard analysis ; 增進對反應熱化學的瞭解 ( 溫度，壓力，濃度，雜質等效應 )

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失控反應

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Presentation Transcript

  1. 失控反應 • Runaway reactions: 對於一些放熱反應而言，如果無法控制其溫度，也就是放熱速率高於冷卻速率時，會發生失控反應，結果多半造成火災或爆炸。 • 批次(batch)或半批次製程中, 加料速度過快，也是造成失控反應原因之一。其他可能原因如攪拌系統故障，原料品質控制不佳(雜質引起額外的放熱反應或有觸媒效應)等 • 曾經發生過失控反應的化學品: 包括環氧乙烷，過氧化物，二甲苯，三硝基甲苯，苯胺等

  2. 預防之道 • 進行危害分析hazard analysis; • 增進對反應熱化學的瞭解 (溫度，壓力，濃度，雜質等效應) • 教育訓練: 避免操作錯誤 • 溫度控制系統: 定期校正維修保養 • 加料順序控制: 確定標準程序 • 緊急釋放系統的建立與維護: 災害發生前的最後一道防線

  3. 若干不相容化學品的範例 物質A 物質B 可能發生的現象 氧化劑 可燃物 生成爆炸性混合物 亞氯酸鹽 酸 混觸發火 四氯化碳 鹼金屬 爆炸 硝化物 鹼 生成高靈敏性物質 鹼金屬 水 混觸發火 亞硝胺 酸 混觸發火 乙醚 空氣 生成爆炸性有機過氧化物 乙炔 銅 生成對於打擊及摩擦敏感的銅鹽 濃硝酸 胺類 混觸發火

  4. 危險的反應特性 • 以下12種情況: * 產生熱 * 產生氣體 * 產生毒煙 * 產生易燃氣體 * 揮發出毒性或易燃性氣體 * 產生劇毒產物 * 產生不穩定物質 * 產生超高壓 * 溶出毒性物質 * 釋放出毒性之塵, 霧及粒狀物 * 劇烈聚合反應 • 而綜合效應是: • 產生熱 • 產生激烈反應, 火災或爆炸 • 產生可然氣體或有害氣體 • 產生材料劣化效應

  5. 決定化學性互相反應性之簡易方法 • 取自南區毒災應變諮詢中心簡訊, 2003, 12; p.11 • 首先認識這些化合物:  碳氫化合物型式: alkane 烷類CnH 2n+2 … 較穩定; alkene 烯類, CnH 2n, 有一雙鍵, 較不穩定, 可聚合; alkyene 炔類, CnH 2n-2; 高不穩定性, 易爆炸; aromatics, 芳香族類, CnH 2n-6, 穩定, 具毒性, 部分有致癌性, 燃燒後有黑煙  NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration 發展一套軟體幫助計算不同化合物間的 chemical reactivity

  6. 認識有機化合物

  7. Reactive Chemicals • 資料取自 CEP, March, 2004, p.31-32

  8.  幾個主要的原因包括: 危害評估不夠, 操作程序不當, 標示不佳, 設計不良以致引起人為失誤, 人員訓練不佳等等

  9. Classifications • 取自 CEP, March, 2004, p.34-37; • 圖中 2= dinitrobenzoic acid; 3 = trinitrotoluene; 1 = nitrotoluene

  10. 事故分類 1.反應性/失控爆炸(reactive/runaway reactions) – 指反應偏離正常操作條件, 到達至成失控臨界點後引起的爆炸 2. 火災– 一般性火災 3. 侷限空間可燃性蒸氣/氣體爆炸(confined space flammable vapor phase/gases explosion) – 侷限空劍內可燃性氣體或液體與火源引起的爆炸 4. 非侷限空間可燃性蒸氣/氣體爆炸(unconfined space flammable vapor/gae explosion) – 前述狀況, 但在開放空間內

  11. 事故分類(2) 5. 沸騰液體蒸氣爆炸(BLEVE) – 液體容器因高熱, 引發急劇氣化, 蒸氣壓力上升, 造成容器破裂之爆炸 6. 物理性爆炸(physical explosion) – 壓力上升或容器材料缺陷造成 7. 粉塵爆炸(dust explosion) – 可燃性粉體引起之爆炸 8. 電器爆炸(electrical explosion) – 指非因作業場所可燃性物體所引發之電器設備爆炸 9. 緊急排放(emergency relief) – 異常操作下之壓力排放, 如燃燒塔或破裂盤破裂 10. 洩漏(leak) – 有害物大量洩漏 (徐一量資料 96)

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