双氧水的气相、凝固相爆炸

发表时间:2025-10-17 16:53

过氧化氢溶液上方的蒸气,在一定条件下也可发生爆炸性的分解。这种分解与温度、压力有关。

达到或超过150℃时,铝或其他金属都可引爆过氧化氢。150℃或接近这一温度,是过氧化氢的爆炸温度。

常压下,气相中过氧化氢含量达到39.9%(26%摩尔分数,对应的双氧水浓度为73%)时,静电、火花、活性催化剂都可使之爆炸。

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图中横坐标为气相过氧化氢的含量(摩尔分数),纵坐标为压力(kPa)。不管压力如何变化,只要气相含量小于26%(摩尔分数),也是安全的。

生产质量分数小于70%的过氧化氢时,是远离双氧水气相爆炸极限的。下图中阴影部分为爆炸危险区。只要控制过氧化氢的温度小于110℃,含量小于73%就不会进入危险区。

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凝聚相”指的是物质处于液态或固态(而非气态),双氧水的凝聚相爆炸,就是指液态的双氧水自身发生急剧的化学分解,导致爆炸。例如,中化集团聊城鲁西双氧水新材料科技有限公司“5·1”重大爆炸着火事故。

含量高于45%的过氧化氢与有机物混合时,有爆炸危险,一些有机物和碱类,特别是它们被重金属污染后与过氧化氢混合,能发生强烈反应,甚至爆炸。

当过氧化氢与有机物互溶时,表面上看不到明显反应却形成了易爆混合物,如过氧化氢与醇类、有机酸的混合物。有些有机物虽不溶于过氧化,却能在过氧化氢溶液中形胶体或悬浮物,如油类。这些混合物也是易爆的。

1g 过氧化氢分解只释放1.60kJ的能量,而1g乙醇与过氧化氢按化学计量比配成的混合物具有6.364kJ的能量。高浓度过氧化氢与有机物的混合物,在爆炸威力上可与高爆炸药相比,又比其敏感得多。仅通过一个阀门的关闭,就能引爆70%过氧化氢与乙二醇的混合液。

在双氧水生产过程中,氧化液就是蒽醌有机溶剂与双氧水的混合,还有萃取液和萃余液的混合相,这是否始终存在凝聚相爆炸的风险。

预防这类事故有两点很重要:

一是杜绝过氧化氢的均相和非均相分解,也就是不能在这些体系混入催化过氧化氢分解的任何物质,不要让这些体系存放于内壁粗糙、材质不适合、有污染的容器中;

二是在储存有这些体系的场合,严格杜绝任何形式的可产生引燃能量的机会,也不要在没有可靠防范措施的情况下加热或浓缩这些体系。

一些过氧化氢的有机溶液与过氧化氢截然不同,对机械打击、冲击是相当敏感的。过氧化氢与甲醇混合于玻璃瓶中,从1m高处落到水泥地面上就会爆炸。甲醇、乙醇、丙三醇与高浓度过氧化氢混合,可用火点燃。当溶液量很少时,溶液燃烧伴有哨声;而大量溶液着火后随即爆炸。当混有其他物质时发生更为迅速,可引起骤然分解,进而燃烧或爆炸。这种溶液处于高温就更加危险,在130℃以上时,能自行闪光或爆炸。当有机物与过氧化氢的比例处于化学计量比时,溶液具有最大的爆炸危险性。

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