《实验室安全指导手册》第十九章 烷基化反应操作安全注意事项
时间:2019-09-05 15:37:31   点击数:

烷基化反应操作安全注意事项

烷基化反应指的是将有机物分子碳、氮、氧等原子上引入烷基,合成有机化学品的反应。涉及烷基化反应的工艺过程为烷基化工艺,可分为C-烷基化反应、N-烷基化反应、O-烷基化反应。这里针对烷基化反应,提出操作安全注意事项。

第一节 安全检查工作

1.1药品与试剂安全性检查

首先,应充分了解烷基化剂、被烷基化物及所用催化剂等药品与试剂的危险性与活性,查询其各项性能参数,判断是否具有腐蚀性、爆炸性、易燃性、刺激性、毒性、强酸(碱)性与强腐蚀性。例如,有些被烷基化物是甲类液体,闪点低、易燃,危险系数很高,极易发生着火爆炸,应谨慎操作,控制反应温度,避免外力摩擦。部分烷基化剂比被烷基化物的火灾危险性更,要按操作规程操作,以免发生危险。部分烷基化所用的催化剂活性强,有强烈的腐蚀性、分解性,遇水剧烈反应,容易放出大量热量,可引起火灾甚至爆炸,使用时应注意其安装操作和定期更换,避免危险。根据具体情况,充分考虑到药品与试剂的安全性,掌握其使用注意事项,使用时注意严格遵守操作规范。

1.2烷基化反应安全性检查

烷基化反应都是在加热条件下进行,原料、催化剂、烷基化剂等原料加料次序颠倒、加料速度过快或者搅拌中断停止等异常现象容易引起局部剧烈反应,造成跑料,引起火灾或爆炸事故。应特别注意必须控制反应速度烷基化反应釜内温度和压力烷基化反应釜内搅拌速率反应物料的流量及配比等。反应物料的紧急切断系统紧急冷却系统安全泄放系统可燃和有毒气体检测报警装置等。

1.3反应设备安全性检查

1.3.1反应装置

注意检查烷基化反应釜、阀门和不锈钢管道是否存在泄漏、磨损、老化等问题,检查接头处是否松动,确认压力表是否正常,反应前进行气密性检查。反应釜配置的压力表量程应超过反应压力的三分之二以上。检查管路是否有裂纹,是否畅通,是否漏气。注意不得使泄爆口方向与压力表方向同处在一个方向,避免操作人读取压力数值时存在安全隐患。将烷基化反应釜内温度和压力与釜内搅拌、烷基化物料流量、烷基化反应釜冷却水阀形成联锁关系,当烷基化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障时,停止加料并立即停止实验,并进行降温处理。

1.3.2 温度控制与搅拌装置

检查温度控制仪、热电偶、温度计等是否温度指示正常,注意将热电偶插到底部,尽量避免弯折,提高使用寿命。

注意检查磁力搅拌器和磁子是否正常。对于高温氧化反应,普通磁子容易消磁,需要使用特定磁子。

1.3.3 反应压力控制与泄压防爆装置

注意在反应釜管路上加单向阀、安全阀及紧急切断装置。反应釜应安装防爆片,不得让爆破片长期在高于设计压力三分之二下使用,超出疲劳。防爆片方向不可以对着操作者或旁人。

随时观察并注意低压系统压力变化,以避免高压气体窜入低压系统引起物理爆炸。若发现低压系统压力突然升高,而原因不明时,应立即停止反应。经常检查反应装置的运转、密封、润滑情况,如发现撞击、震动、大量泄漏等异常现象,应及时处理,避免高压气体冲击发生着火和爆炸。当反应中产生大量自由基时,或者使用高活性催化剂,烷基化反应将迅速放热,导致压力迅速升高,温度难以控制,产生安全隐患。当反应体系有气体产生,导致压力急剧升高,超出反应釜压力承受范围。注意谨慎选择并严格控制反应温度,避免压力不可控情况发生。

第二节 烷基化反应安全操作注意事项

2.1 药品使用及玻璃仪器操作

使用药品试剂时,注意做好防护措施,佩戴防护眼镜、手套、面罩或口罩等,严格注意避免接触皮肤。对于碎裂瑕疵的玻璃仪器不得抽真空,以防止碎裂。对于常压使用的玻璃仪器,如发现明显的裂痕,可能造成威胁,应丢弃。黏合的玻璃器皿应小心用加热、超声、敲击等方式让其松动,不宜强行拧开或用强力敲开,防止碎裂,造成实验人员受伤。大型玻璃仪器的使用应先检查玻璃以为的完整性,抽真空应事先做好防护措施,防止碎裂引起伤害事故。反应后,应彻底清洗玻璃仪器,不得将残余的催化剂随手乱扔。玻璃仪器存在碎裂爆炸等安全隐患,尤其当烷基化反应剧烈时,必须拉下通风橱,佩戴护目镜,避免直接面对玻璃反应仪器观察实验。例如:三氯化铝是忌湿物品,有强烈的腐蚀性,遇水或水蒸气分解放热,放出氯化氢气体,有时能引起爆炸,若接触可燃物,则易着火;三氯化磷是腐蚀性忌湿液体,遇水或乙醇剧烈分解,放出大量的热和氯化氢气体,有极强的腐蚀性和刺激性,有毒,遇水及酸(主要是硝酸、醋酸)发热、冒烟,有发生起火爆炸的危险。

2.2 高压釜烷基化反应操作

投料时,注意移液管或移液枪不要接触釜口,使得物料损失;物料总体积不得超过反应釜体积的三分之二。投入催化剂后,称量用纸不得随意丢弃,特别是高活性催化剂易引发燃烧等安全事故。

密封反应釜时,依次放入垫片和螺丝,先用手拧螺丝,再用扳手对角、分次地拧紧螺丝,避免受力不均损伤螺丝与釜的密封面,产生漏气隐患。打开反应釜时,依照相同原则,对角、分次地拧松螺丝。注意始终避免釜盖和釜体的密封环发生碰撞,损坏密封面,导致密封不严。

反应开始阶段,由于烷基化反应通常为放热反应,可能导致温度迅速升高,此时注意控制反应温度和压力,釜内的搅拌速率。尤其是大型反应釜,应配置降温系统,及时、快速移走反应产生的热量,避免温度飙升,达到安全目的。

反应过程中,注意观察压力读数时,不可以靠近泄压阀或防爆片端。

反应结束,将反应釜冷却到室温,在通风橱中缓慢打开出气阀门,放掉反应气。注意出气阀门不得对准自己或者旁人。注意不得在未完成降温的情况下,排放气体。如果反应产生有毒有害气体,必须通过气体吸收装置进行处理。

分析完,反应液倒入废液桶,应注意不能与废液桶中其他废液发生剧烈反应,以免引起爆炸或燃烧事故。

及时清洗反应釜,注意避免将水或洗涤液体流入表头或加热装置内,防止表头和电路损坏。注意保护密封面,避免用刷子、钢丝球、去污粉等清洗釜盖和釜体的密封环,避免划痕,防止损坏漏气。清洗干净后,干燥,放置待用。

 

编制人:续晶华

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