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化工生产的主要有害物质有哪些

下面介绍化工生产过程中主要有毒有害物质的理化性质及其危害。

1 一氧化碳

通常状态下,一氧化碳是一种无色、无味、无臭、无刺激性的气体,标准状况下的相对密度为0.967(空气密度为1)。一氧化碳燃烧时火焰呈淡蓝色,是一种易燃易爆气体,其爆炸极限为12.5%~75%,是合成氨生产中所有有毒气体中最危险的一种。人吸入一氧化碳能引起中毒,亦称煤气中毒。一氧化碳通过呼吸进入肺部,在肺中经气体交换进入血液循环,与血红蛋白结合成难解离的碳氧血红蛋白,由于碳氧血红蛋白难以解离,使血液流动减慢,正常的生理功能受损而使人中毒。中毒症状:轻则晕倒,重则休克,严重者死亡。

2 二氧化碳

二氧化碳又称碳酸气,常温常压下无色、无臭、略带有酸味,标准状况下的相对密度为1.529(空气密度为1),沸点为-78.5℃,溶于水。二氧化碳比空气重,所以易沉积于设备、容器的底部,以及窨井、地沟、地窖等低洼、不通风的场所。二氧化碳能被液化,液体二氧化碳再经蒸发吸热而凝固,亦称干冰。皮肤接触干冰,可发生局部冻伤。大气中含有约0.04%的二氧化碳。一般情况下,二氧化碳是无毒的,但高浓度的二氧化碳对人体有毒性作用,导致呼吸中枢系统麻痹。其毒性作用有两方面,一是高浓度二氧化碳使空气中氧含量降低而导致抗体缺氧窒息,甚至死亡,二是高浓度二氧化碳本身有刺激和麻痹作用。通常两种作用同时发生。

3 硫化氢

标准状况下,硫化氢是一种无色、低浓度时具有臭鸡蛋气味的气体,相对密度为1.189(空气密度为1),能溶于水,0℃时在水中的溶解度为0.06 g。硫化氢是一种易燃易爆气体,燃烧时火焰呈淡蓝色,与空气混合的爆炸极限为4.3%~44.5%。物质腐烂时能产生硫化氢,常积聚在阴沟、低洼处。硫化氢是一种神经性毒物,经呼吸道吸入人体引起中毒。在以天然气为原料的合成氨厂里,硫化氢存在于天然气中,生产车间并无高浓度的硫化氢。在以煤为原料的合成氨厂里,硫化氢存在于工业煤气中。硫化氢不仅对人体有毒害作用,在合成氨生产流程中,还会使后工序的催化剂中毒,所以,天然气或工业煤气都要进行脱硫后才能进入工序生产。

4 氨气

氨气是一种具有强烈刺激性和特殊臭味的无色气体,标准状况下的相对密度为0.597(空气密度为1);沸点为-33.4℃,熔点为-77.7℃;极易溶于水,20℃时,1体积水可溶解800体积的氨气。氨气的水溶液可称为氨水,呈碱性。氨气是一种可燃烧的气体,燃烧时火焰呈黄绿色。氨气在空气中混合后的爆炸极限为15.5%~27%,在此范围内,若遇到火花或明火立即爆炸。

氨气在大气下冷却至-33.4℃,则液化成液氨。在工业生产中因系统压力提高,故液化温度也相应提高。液氨在减压的情况下汽化,并吸收大量的热,因此,常作为制冷剂。利用这一性质,在合成氨系统设置氨冷器,用自产的液氨去冷却分离循环气中的氨气,同时将氨气用水泥回收成液氨,循环使用。

氨气对人体有毒,同时能灼伤皮肤和眼睛。氨气通过呼吸道进入体内,刺激和灼伤呼吸系统引起中毒,严重时,可引起心脏和中枢神经痉挛。长期接触低浓度的氨气,能引起慢性咽炎、鼻炎、支气管炎、结膜炎等症状。

5 氮气

氮气是空气的主要成分之一,含量为78.93%,也是合成氨的主要原料之一。氮气是一种无色、无味、化学性质稳定的气体,沸点为-195.6℃。氮气本身没有毒性,但当环境中氮气含量增高时,会使氧气含量降低,从而引起呼吸困难而窒息,严重时会因缺氧而死亡,所以高浓度的氮气是一种危害性很大的气体。由于氮气的化学稳定性好,故在进行容器管道检修时,常用作其中易燃易爆气体的置换气体。

空气中氧含量约为21%,其余大部分是氮气。当氧含量下降至18%时,人就会感觉不适,下降至16%,会发生窒息症状。

6 煤气

煤气是以煤、焦、液态氢和气体氢为原料,经汽化或转化而制得合成气的总称,这种合成气主要用于合成氨和甲醇。无论采用哪种路线,都得到以含氢和一氧化碳为主的半水煤气或水煤气(统称合成气)。半水煤气为合成氨的原料气,一般气体成分按(CO+H )/N 为3.0~3.2 控制,故半水煤气的大体成分为H (50%~55%)、CO(18%~20%)、CH (0.3%)、CO (6.6%)、N (22%~23%)、O (0.2%)。因其中H 和CO含量均较高,故半水煤气是一种易燃易爆气体,也是一种对人体有毒的气体。半水煤气在空气中的爆炸极限为6.9%~69.5%。前面所讲的一氧化碳中毒,实际上就是煤气中毒,其中毒症状和急救方法与一氧化碳相同。

7 天然气

天然气的主要成分是甲烷和少量的其他烃类物质及硫化物。因会有少量的硫化物,故天然气往往有一定的气味。标准状况下,天然气的相对密度为 0.555(空气密度为 1),熔点为-182.5℃,沸点为-161.5℃,是一种易燃易爆的气体,与空气混合的爆炸极限为 5%~15%。天然气中的硫化物对人体有一定的毒害作用。纯的甲烷对人体是没有毒性的,但甲烷在空气中含量增高时会使氧含量降低,从而导致缺氧窒息。若发生天然气窒息症状,其急救方法与氮气的相同。

8 甲醇

甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,相对分子质量为32.04,沸点为64.7℃。因在干馏木材中首次被发现,故甲醇又称“木醇”或“木精”。人经口中毒最低剂量按体重约为100 mg/kg,经口摄入(0.3~1)g/kg可致死。甲醇用于制造甲醛和农药等,并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。其成品通常由一氧化碳与氢气反应制得。甲醇的毒性对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道黏膜和视力。工业酒精中大约含有4%的甲醇,饮用后会产生甲醇中毒,甲醇的致命剂量大约是70 mL。在甲醇生产工厂,中国有关部门规定,空气中甲醇的短时间接触容许浓度(Permissible Concentration-Short Term Exposure Limit,PC-STEL)为50 mg/m 、时间加权平均容许浓度(Permissible Concentration-Time Weighted Average,PC TWA)为25 mg/m ,在有甲醇气体的现场工作必须戴防毒面具,工厂废水要处理后才能排放,允许含量小于200 mg/L。

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