2.与燃爆危险性有关的物理参数化学品的燃爆危险性可以使用化学品的一些物理参数来评估,如爆炸(浓度)极限、闪点、燃点、自燃点。具体化学品的爆炸(浓度)极限、闪点、燃点、自燃点可以从《化学品安全技术说明书》( Material safety data sheet,MSDS)中查到。
爆炸(浓度)极限(Concentration explosive limit)是指可燃物质(可燃气体、蒸气或粉尘)与空气(氧气)形成预混气体,遇火源发生爆炸的浓度范围。在此极限以外,化学品不可能发生燃爆。爆炸(浓度)极限是气态化学品燃爆危险性的重要评价指标,不同化学品的爆炸(浓度)极限范围差别很大。氢气的爆炸(体积浓度)极限为4%~75%、一氧化碳的爆炸(体积浓度)极限为12.5%~74.2%、氨的爆炸(体积浓度)极限为 15.5%~27%、环氧乙烷的爆炸(体积浓度)极限为3%~80%。化学品的爆炸(浓度)极限下限越低,爆炸(度)极限范围越宽,该化学品在气态的燃爆危险性越大。
闪点(Flash point),是指在规定的实验条件下,使用某种点火源造成液体汽化而着火的最小温度。当液体表面产生足够的蒸气与空气混合形成可燃性气体遇火源产生短暂的火光时发生的一闪即灭的现象称为闪燃,闪燃的最小温度称为闪点。闪点是液态化学品燃爆危险性的重要评价指标,与化学品的挥发性/蒸气压有密切关系,液态化学品只有在闪点以上温度才会发生爆燃,各种化学品的闪点有很大差异并与其纯度有关。汽油的闪点为-58~10℃,煤油的闪点为30~70℃,苯的闪点为 -11 ℃,乙醚的闪点为 -45 ℃,乙醛的闪点为 -38 ℃,乙醇的闪点为 12 ℃,丁醇的闪点为35℃,氯苯的闪点为 28℃。
燃点(Ignition point)又称“着火点”是指可燃物质与明火接触,当发生的火焰能开始并持续燃着,且燃烧时间不少于5s。在低于燃点温度时,可燃物质不能以足够的速度持续产生蒸气维持燃烧过程。例如,黄磷的燃点为60℃,磷的燃点为 260 ℃,硫黄的燃点为255 ℃,环氧树脂的燃点为 530~540 ℃,聚四氟乙烯的燃点为670 ℃,尼龙的燃点为 500 ℃,聚苯乙烯的燃点为450~500 ℃,聚苯烯的燃点为420 ℃,橡胶的燃点为350℃。燃点越低,可燃物质的着火燃烧危险性越大。
自燃是指可燃物在常温常压大气环境中,与空气中的氧气发生化学反应而自行发热,从而引起可燃物自行燃烧的现象。自燃点是指在规定条件下可燃物质发生自燃的最小温度。日常环境中压力、氧浓度、催化剂的存在都会影响液体和气体可燃物的自燃点,压力越高自燃点越低,环境中氧浓度越高自燃点越低,活性催化剂存在能降低自燃点,钝性催化剂能提高自燃点。熔融后状态、挥发物数量、固体粒度都会影响固体可燃物的自燃点。熔融后成为液体或气体、挥发出的可燃物越多自燃点越低,固体颗粒越细(比表面积就越大)自燃点越低。值得注意的是,可燃物质的闪点、燃点和自燃点没有对应关系,石油产品的油品越轻,闪点与燃点越低,而自燃点却越高。
3.易发生自燃的化学物质
可燃物质的自燃可以分成可燃物在空气中的自燃、活性物质遇水的自燃、强氧化性物质与可燃物(或还原性物质)的混合接触自燃三大类。
在空气中自燃的物质根据其发热自燃的初始原因不同可以分成氧化放热自燃、分解放热自燃、聚合放热自燃、吸附放热自燃和发酵放热自燃等类型。常见由于氧化放热引起自燃的物质有黄磷(亦称白磷)、气态磷化氢(PH)和液态磷化氢(PH)三乙基铝[(C,H,)A1],二乙基氣化铝[(CH,),A1C1]、碱金属和碱土金属(钾、钠、铍、镁、锌、镉、锑、铋、硼等元素)的低级烷基化合物等;常见由于分解放热自燃的物质有硝酸纤维素酯或硝化纤维素、硝化甘油等;常见由于聚合放热自燃的物质有甲基丙烯酸酯类、乙酸乙烯酯、丙烯腈、异戊二烯、液态氰化氢、苯乙烯、乙烯基乙炔、丙烯酸酯类等单体。常见由于吸附放热自燃的物质有活性炭,还原镍,还原铁、镁、铝、锆、锌、锰、锡及其合金粉末等。
遇水自燃的物质在化学实验室中应用很广,常见的有碱金属及碱土金属,如钾、钠、锂、钙、锶、钡、钾钠合金、钾汞齐、钠汞齐等;金属氢化物,如氢化锂(LiH)、氢化钠(NaH)、四氢化锂铝(LiAH)、氢化钙(CaH,)、氢化铝(AIH;)、氢化铝钠(NaAIH)等;硼氢化合物,如二(亦称乙硼,BH)、十硼氢(BH)、硼氢化钾(KBH )、硼氢化钠(NaBH)等;金属磷化物,如磷化钙(CaP,)、磷化铝(AIP)、磷化锌(包括ZnP和 ZnP,)、磷化钠(包括 NaP,NaP;和 NaP,)等;金属碳化物:如碳化钙(CaC,)、碳化钠(NaC,)、碳化钾(KC)、碳化铝(ALC;)、碳化锰(MnC)等;金属粉末,如锌粉、镁铝粉、镁粉、铝粉、钡粉、锆粉等;其他活性物质,如硅化镁(MgSi)氰化钠(NaCN)、低亚硫酸钠(Na,S,0)、乙基钠(C,HNa)硫化钠(NaS )、乙基黄原酸钠(C,HOCSSNa)等。
强氧化性物质与可燃物或还原性物质接触引起的自燃在化学实验室较为常见,涉及的物质种类很多。强氧化性物质主物和高氧化态、具有强氧化性或含有过氧基、易分解并放出氧和热量的无机酸及其酸盐。常见的强氧化性有机过氧化物,如过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化二叔丁醇等;常见的强氧化性无机酸,如高氯酸盐、高锰酸盐、硝酸盐等。