常用氣體的性質(zhì)及安全使用
一、氧氣
1.氧氣的性質(zhì)
氧(O2)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0℃,9.8×102Pa)是一種無色、無味、無毒的氣體,密度為1.43 kg/m3(空氣為1.29 kg/m2)。大氣壓下溫度降至-182.96℃時,氧由氣態(tài)變?yōu)樗{(lán)色的液態(tài),在-218.4℃時成為固體。
氧氣不是可燃?xì)怏w,但它是一種化學(xué)性質(zhì)極為活潑的助燃?xì)怏w,能使其他的可燃物質(zhì)發(fā)生劇烈燃燒(氧化),并能同許多元素化合生成氧化物。氧是人類呼吸必需的氣體,在空氣中正常氧含量約為21%,如低于18%則為缺氧。
2.壓縮純氧的危險性
工業(yè)用氣體氧的純度一般分為兩級∶ 一級純度不低于99.2%;二級純度不低于99.5%。
(1)增加氧的純度和壓力會使氧化反應(yīng)顯著地加劇。金屬的燃點隨著氧氣壓力的增高而降低,見表6-3。
(2)乙塊和液化行只有在純氧中燃燒才能達(dá)到最高溫度,因此氣焊和氣割必須選用純度、否則會影響燃燒效率和切割效果。但是值得注意的是濃度易引發(fā)火災(zāi)事故,織物在高濃度氧的環(huán)境下燃燒極快,比在正常氣情況下要快得多,且燒傷傷口不好治愈。高壓氧氣與油脂英粉等易燃物接觸,會引起自燃和爆炸。
(3)使用時、尤其在壓縮狀態(tài)下,必須注意,不要使它與易的物質(zhì)相接物會受到劇烈的氧化而升溫、積熱,發(fā)生自燃,構(gòu)成火災(zāi)或爆炸。特別是氧氣瓶的瓶嘴、氧氣表、氧氣膠管、焊炬、制炬等不可沾染油脂。
(4)氧氣幾乎能與所有可燃性氣體和蒸氣混合而形成爆炸性混合、這種混合物具有較寬的爆炸極限范圍。多孔性有機物質(zhì)(炭、炭、泥炭、羊毛纖維等)浸透了液態(tài)氧(所謂液態(tài)炸藥),在一定的沖擊下,就會產(chǎn)生劇烈爆炸。
3.氧氣使用安全要求
(1)嚴(yán)禁用氧氣作為通風(fēng)換氣的氣體。
(2)嚴(yán)禁用氧氣作為氣動工具動力源。
(3) 氧氣瓶、氧氣管道等器具嚴(yán)禁與油脂接觸。
(4)禁止用氧氣吹掃工作服。
二、乙炔
1. 乙炔的性質(zhì)
是種未飽和的碳?xì)浠衔?,化學(xué)式為 C2H2,結(jié)構(gòu)簡式為HC=CH,具有高的鍵能,化學(xué)性質(zhì)非常活潑,容易發(fā)生加成、聚合代各種反應(yīng)在常溫常壓下,乙炔是一種高熱值的容易燃燒和對炸的氣體。
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度為1.17 kg/m2。純乙炔為無色、無味氣體,工業(yè)乙炔因含有硫化氫(H2S)和磷化氫(H2P)等雜質(zhì),有特殊臭味。乙炔中毒主要是損傷人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
2. 乙炔的危險性
(1)與氫氣、一氧化碳、丙烷、丁烷等相比,乙炔的發(fā)熱量較高(52753J/L)。乙炔與空氣混合燃燒時所產(chǎn)生的火焰溫度為2350℃,而與氧氣混合燃燒的火焰溫度可達(dá)3 000~3300℃。
(2)乙炔與空氣或氧氣混合時易引發(fā)氧化爆炸。乙炔與空氣混合時,爆炸極限為2.2%~81%(指乙炔在混合氣體中占有的體積),自溫度為305℃;而與氧氣混合時,爆炸極限為2.8%~93%,自燃溫度為300℃。
由此可知,乙炔爆炸極限下限低,爆炸極限范圍大,自燃溫度低,在200~300℃時會發(fā)生聚合反應(yīng)并放出熱量,燃燒和回火速度快 (在空氣中燃燒速度4.7m/s,在氧氣中7.5 m/s),與銅或銀及其鹽類長期接觸會生成極易爆炸的乙炔銅、乙炔銀,所以乙炔的危險性比較大。
(3)在一定壓力下,只要溫度合適,乙炔即發(fā)生分解爆炸。當(dāng)乙炔壓力為0.15 MPa、溫度達(dá)580℃時,乙炔便開始分解爆炸。壓為越高,乙炔分解爆炸所需的溫度越低。有關(guān)實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)氣體壓力壓縮到0.18 MPa以上時,乙炔完全分解爆炸。因此,乙炔不能壓縮成氧氣那樣高壓。根據(jù)這一點,國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,乙炔最高工作壓力禁 止超過0.147 MPa(表壓)。
(4)乙炔與銅、銀等金屬或其他鹽類長期接觸,會生成乙炔銅和乙炔銀等爆炸性化合物,當(dāng)受到震動、摩擦、沖擊或加熱時便會發(fā)生爆炸。
(5)乙炔能溶于水,但在丙酮等有機液中溶解度較大。在15℃、0.1 MPa時,1L丙酮能溶解23 L乙炔。當(dāng)壓力為1.42 MPa時,1 L丙酮可溶解約400 L 乙炔。
乙炔溶解在液體中,會大大降低乙炔的爆炸性。利用這一特性,將乙炔溶解于丙酮中而成為"溶解乙炔",可使其1.47MPa 的壓力下仍能安全工作。這大大方便了乙炔的儲存、運送和使用。目前普遍使用的瓶裝乙炔,就是這種溶解乙炔。
(6)乙炔的爆炸性與儲存乙炔的容器形狀、大小有關(guān)。容器直徑越小,越不容易爆炸。將乙炔儲存在毛細(xì)管及微細(xì)小孔中,由于阻力和散熱表面積大,會大大降低煤炸性,即使壓力達(dá)到2.65 MPa也不會爆炸。
3. 乙炔安全使用要求
(1)利用乙快的年性與儲存乙 炔的容器形狀、大小有關(guān)的特性。乙炔瓶內(nèi)裝有多孔科、同時乙炔儲存在毛細(xì)管及微細(xì)小孔中,可大大降低其爆炸性。
(2)禁止使用紫銅、銀或銅含量超過70% 的銅合金制造與乙炔接觸的儀表另外,乙炔燃燒時,嚴(yán)禁用四氯化碳滅火。
(3)在作業(yè)過程中乙炔瓶必須直立使用和存放。嚴(yán)禁將乙炔瓶倒使用,否則,會導(dǎo)致瓶內(nèi)丙酮大量外溢(瓶內(nèi)充裝的丙酮是有限的)而使乙炔不能完全溶解,則很有可能會因此而發(fā)生乙炔分解爆炸。
三、液化石油氣
1. 液化石油氣的性質(zhì)
液化石油氣是油田開發(fā)或煉油廠石油裂解的副產(chǎn)品,其主要成分丙烷(C3Hg)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)和少量的乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)等碳?xì)浠衔?。工業(yè)上使用的液化石油氣、是一種略帶臭味的無色氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,其密度為1.8~2.5 kg/m',比空氣重。
化石油氣在0.8~1.5 MPa的壓力下,由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài),便于裝人瓶內(nèi)儲存和運輸。
中燒時火焰溫度為2800℃,比氧—乙炔焰稍低,切割較。但是切口平整,上切口不塌邊,切口表面氧化很少且消法容易
中燒速度為1.5 m/s,在純氧中燃燒速度為2m/s,達(dá)到燒所需的氧氣量比乙炔大一倍。故氣割時,比使用乙炔耗氧量但比乙炔價格低;比乙炔安全,且不會發(fā)生回火;需用明火點燃次陷。
2. 液化石油氣燃燒爆炸的危險性
1)液化石油氣是易燃、易爆氣體,丙烷與空氣混合時的爆炸極為2.3%~9.5%(指丙烷所占體積),爆炸極限范圍比較窄,而與氣混合時的爆炸極限為3.2% ~64%,見表6-4。
液化石油氣容易揮發(fā),如果從氣瓶中滴漏出來,會擴散成體積為350倍的氣體。閃點低(如組分丙烷揮發(fā)點為-42℃,閃點為-20℃)。
(3)氣態(tài)石油氣比空氣重(約1.5倍),習(xí)慣于向低處流動而滯留積聚。液態(tài)石油氣比汽油輕,能漂浮在水溝的液面上,隨風(fēng)流動并在死角處聚集。
(4)石油氣對普通橡膠導(dǎo)管和襯墊有潤脹和腐蝕作用,能造成膠管和襯墊的穿孔或破裂。
3.液化石油氣使用安全要求
(1)使用和儲存液化石油氣瓶的車間和庫房的下水道排出口,應(yīng)設(shè)置安全水封;電纜溝進出口應(yīng)填裝沙土;暖氣溝進出口應(yīng)砌磚抹灰,防止液化石油氣竄入其中發(fā)生火災(zāi)爆炸。室內(nèi)通風(fēng)孔除設(shè)在高處外,低處也應(yīng)設(shè)有通風(fēng)孔,以利空氣對流。
(2)不得擅自倒出液化石油氣殘液,以防遇火成災(zāi)。
(3)必須采用耐油性強的橡膠,不得隨意更換襯墊和膠管,以防腐蝕漏氣。
(4)點火時應(yīng)先點燃引火物,然后打開氣閥。