实验室安全 警钟长鸣

2018年12月28日 反应釜设备 483 views

12月26日上午9:30左右,北京某高校环境工程实验室内进行垃圾渗滤液污水处理科研试验时发生爆炸引发火灾。上午10:20,火情得到控制,经初步核实,共有3名参与实验的研究生在事故中不幸遇难。事故原因相关部门仍在调查中。

此次事故让人无比痛心与惋惜,在我们感慨三个年轻的生命逝去的同时,这场事故又再一次为我们敲响了实验室安全的警钟。

公安消防部队的李志红统计了发生在实验室的100起典型事故发现, 实验室最常见事故是的爆炸和火灾,主要由易燃气体和液体引起,而由爆炸物引起的相对来说比较少。易燃气体易燃固体腐蚀性物质事故、氧化性物质有机过氧化物等5类危险品引起的事故共71起

因此,了解和预防爆炸是实验室安全的重中之重。爆炸通常可以可分为物理性爆炸和化学性爆炸。

物理性爆炸:物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸;

化学性爆炸:由于物质发生极迅速的化学反应,产生高温、高压而引起的爆炸。

实验室易发生物理性爆炸的仪器:高压气瓶、水热反应釜和管式炉等。

物料性爆炸案例及分析

1、封管事故

国内某高校同学李某在进行实验时,往玻璃封管内加入氨水20mL,硫酸亚铁1g ,原料4g,加热温度160℃。当事人在观察油浴温度时,封管突然发生爆炸,整个反应体系被完全炸碎。当事人额头受伤,幸亏当时戴防护眼睛,才使双眼没有受到伤害。

事故分析:实验室常用的耐高压封管建议安全使用压力一般不超过6个大气压,而26%浓度的氨水(实验室常用的氨水浓度29%左右)在110℃的饱和c就达到10个大气压以上。实验时没有计算氨水饱和蒸汽压。

气瓶爆炸死亡事故

 2、水热反应釜爆炸

2004年,国内某高校逸夫科技楼水热反应釜爆炸事故

事故分析:水热反应绝对禁止使用马弗炉,马弗炉最高使用温度都是700℃以上,弗炉的热电偶是电位差计的原理,很多是以室温作为零点补偿,在低温使用时显示温度和实际使用温度并不一致,实验室的马弗炉往往没有定期校正,造成温度误差更大,有可能显示温度和实际温度相差几十度。几十度的温差不仅会造成做的水热反应没有任何科学价值,还会造成危险。水热反应应该使用专用防爆烘箱。

预防物理性爆炸的注意事项:

水热反应时:

1、尽量选有气压表和减压阀的水热反应釜在专用防爆烘箱中进行。当使用简易反应釜时,应该考虑不同的情况。使用聚四氟乙烯内衬,最高使用温度≤230℃,长时间使用温度≤200℃,体系压力≤3Mpa,升降温速率≤5℃/min 。当使用PPL对位聚苯内衬,最高使用温度≤280℃,长时间使用温度≤250℃,体系压力≤3Mpa,升降温速率:≤5℃/min 

2、反应体系不能是产生气体和爆炸的反应体系。

3、水热反应时,物料填充度不要超过80%。物料填充度主要是考虑溶液受热膨胀时体积的变化,减少物料填充度并不会明显减低反应时体系的压力,故不能减少物料填充度而提高反应温度。并且反应体系压力要依照反应体系根据克拉帕隆-克劳休斯方程计算反应气压,最大压力不超过3Mpa。

4.考虑到内衬老化,烘箱显示温度和实际温度的差异,和未知反应等因素,体系实际使用温度预留部分安全值,一般建议值在20℃以上。

使用管式炉时:当两端堵住加热时,气腔内的气体因为受热膨胀。理想气体定律:PV=NRT,当加热为1000℃时,腔内的气压为三个大气压以上,而管式炉本身不耐压,因此发生爆炸。密闭的反应体系非常容易产生高压而造成爆炸,在设计密闭的反应体系的试验时,要考虑反应会不会产生大量的热,反应物体积变化等种种因素。如配制溶液时,错将水往浓硫酸里倒,或者配制浓的氢氧化钠时未等冷却就将瓶塞塞住摇动都会发生爆炸。减压蒸馏时,若使用平底烧瓶或锥瓶做蒸馏瓶或接收瓶,因其平底处不能承受较大的负压而发生爆炸。

2015年4月5日12时40分许,某高校化工学院实验室发生一起气瓶爆炸死亡事故,造成1人死亡,4人受伤。直接经济损失约200万元人民币。

事故分析:气瓶装有甲烷、氧气、氮气的混合气体,气瓶内甲烷含量达到爆炸极限范围,开启气瓶阀门时,气流快速流出引起的摩擦热能或静电,导致瓶内气体反应爆炸,是事故发生直接原因。实验人员在实验时操作不当,是导致事故发生间接原因。

2015年12月18日,国内另一高校某博士后进行催化加氢实验,氢气钢瓶爆炸造成一名实验人员死亡钢瓶原长度大概一米,爆炸后只剩上半部大概40公分。

关于气瓶,气体性质和年检的规定:

气瓶的安全使用:

1,气瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源的地方,易燃气体气瓶与明火距离不小于5米;氢气瓶最好隔离;易燃气体气瓶和助燃气体相隔10米以上。

2,气瓶搬运要轻要稳,放置要牢靠;各种气压表不得混用;

3,氧气瓶严禁油污,注意输气管无油污,有油污容易爆炸。乙炔不能使用铜管,否则会生产乙炔铜,容易爆炸。

4,气瓶内气体不可用尽,以防空气倒灌,如氢气罐被空气倒灌,生成混合易炸混合气体。一般要预留0.05 MPa 以上,最好是0.2MPa 以上,如果不小心用完,严禁在实验室存储。

5,开启气门时应站在气压表的一侧,不准将头或身体对准气瓶总阀,以防万一阀门或气压表冲出伤人。

6,氢气等可燃气体使用前要检查纯度和设备密封性。

 其它安全事项:

1,可燃气体与空气混合,当两者比例达到爆炸极限时,受到热源(如电火花)的诱发,就会引起爆炸。

使用可燃性气体时,要防止气体逸出,室内通风要良好。

2,操作大量可燃性气体时,严禁同时使用明火,还要防止发生电火花及其它撞击火花。

3,有些药品如叠氮铝、乙炔银、乙炔铜、高氯酸盐、过氧化物等受震和受热都易引起爆炸,使用要特别小心。

4,严禁将强氧化剂和强还原剂放在一起。

久藏的乙醚使用前应除去其中可能产生的过氧化物。5,容易引起爆炸的实验,应有防爆措施。

这起事故的发生说明在高校的实验室中,还有很多安全隐患,按照操作规范流程做实验,时刻注意实验室中反常的先兆是避免实验事故的有效方法。实验室安全,警钟长鸣!

标签:

发表评论

发表评论:

PHONE