【知识点】高中数学必做的100个乙醇钠法

Vol.51 No.5 (2020) ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRY 乙醇钠作为强碱性催化剂和乙氧基化剂广泛应用于医药、农药等行业。工业级乙醇钠有液体和固体两种。液体产品为淡黄色或棕褐色，为乙醇溶液，乙醇钠含量约为17.5%～21%；固体产品为白色或微黄色吸湿性粉末，乙醇钠含量约为95%～97%。乙醇钠在空气或水存在下易分解变质，因此最好制备和使用乙醇钠。乙醇钠的制备主要有两种方法：一种是碱法，由无水乙醇和片碱反应生成乙醇钠和水，在反应体系中加入苯并精馏除去苯-乙醇-水三元共沸物；另一种是金属钠法，将金属钠与乙醇反应生成乙醇钠和氢气。与碱法相比，金属钠法具有产品纯度高、工艺简单、无需引入易燃致癌苯等优点。金属钠工艺的生产过程使用和产生危险化学品，在化学设计过程中必须考虑有效的安全措施。1 金属钠法制备乙醇钠工艺的危险性 在氮气保护下，将金属钠放入乙醇钠制备釜中，然后滴入过量的乙醇。到调配储罐，取样分析，混合至所需浓度，最后送至下道工序。反应原理如下： 2Na + 2C 2 H 5 OH → 2C 2 H 5 ONa + H 2 ↑ 反应原料金属钠与水或湿气发生剧烈反应生成氢氧化钠放出氢气，大量放热释放出来的高温会直接引起火灾或爆炸。

如果暴露在空气中，金属钠会自燃、爆炸、溅出熔融材料并引起化学灼伤。反应过程是放热反应。如果乙醇滴速过快，反应温度会急剧升高，造成物料被冲走，造成中毒、火灾、爆炸事故。反应过程伴随着氢气的产生，氢气具有无色、无味、密度低、扩散性强、爆炸极限宽等特点。氢气一旦泄漏，极易与空气形成爆炸性混合物，遇火、雷电、触电会发生爆炸。如果反应系统的排气管不通畅，超压可能引起物理爆炸事故。2 车间布置的安全措施金属钠、金属钠法制备乙醇钠所涉及的乙醇和氢气（副产物）均为甲类原料，故车间应设计为甲类车间。办公室、实验室、控制室、机柜室、变电所等人员密集场所不得与本段设置在同一栋楼内。（1）乙醇钠制备釜及配套设备应布置在厂房顶层靠近外墙的地方，并分隔成一个小房间。（2）车间化学设计乙醇钠生产区与其他反应区的分离金属钠法乙醇钠工艺安全设计姚文乙醇钠制备，刘晓娟，丁迎新，赖良明（浙江天成工程设计有限公司，杭州311000,

关键词：金属钠；乙醇钠；危险; 安全; 湖北荆州人，硕士，工程师，主要从事化工设计。电子邮件： 。28--第51卷2020年第5期，墙体应为防爆墙，当两区需要互通时，应安装防爆门斗。(3)乙醇钠段所在隔室的耐火等级不低于Ⅱ级，泄压比不低于0.25。泄压设施一般采用不燃的轻质泄压墙、轻钢屋顶和便于泄压的门窗等。泄压设施应设置在远离人员密集场所（尤其是控制室和机柜之间）和主要交通的地方。道路，并应靠近有爆炸危险的地方。(4)屋面内表面应平整乙醇钠制备，避免死角，防止氢气积聚。屋顶结构梁最好是上翻梁。(5)车厢外壁上部应设置横梁或排气孔，排气孔应设置在最高点并面向安全区。车厢内的意外通风次数不得少于12次/h。（6）车厢局部设置钢平台时，钢平台应采用格栅板，防止氢气积聚。(7)地面应采用非易燃材料，防止铁物落地时产生火花。(4)屋面内表面应平整，避免死角，防止氢气积聚。屋顶结构梁最好是上翻梁。(5)车厢外壁上部应设置横梁或排气孔，排气孔应设置在最高点并面向安全区。车厢内的意外通风次数不得少于12次/h。（6）车厢局部设置钢平台时，钢平台应采用格栅板，防止氢气积聚。(7)地面应采用非易燃材料，防止铁物落地时产生火花。(4)屋面内表面应平整，避免死角，防止氢气积聚。屋顶结构梁最好是上翻梁。(5)车厢外壁上部应设置横梁或排气孔，排气孔应设置在最高点并面向安全区。车厢内的意外通风次数不得少于12次/h。（6）车厢局部设置钢平台时，钢平台应采用格栅板，防止氢气积聚。(7)地面应采用非易燃材料，防止铁物落地时产生火花。(5)车厢外壁上部应设置横梁或排气孔，排气孔应设置在最高点并面向安全区。车厢内的意外通风次数不得少于12次/h。（6）车厢局部设置钢平台时，钢平台应采用格栅板，防止氢气积聚。(7)地面应采用非易燃材料，防止铁物落地时产生火花。(5)车厢外壁上部应设置横梁或排气孔，排气孔应设置在最高点并面向安全区。车厢内的意外通风次数不得少于12次/h。（6）车厢局部设置钢平台时，钢平台应采用格栅板，防止氢气积聚。(7)地面应采用非易燃材料，防止铁物落地时产生火花。（6）车厢局部设置钢平台时，钢平台应采用格栅板，防止氢气积聚。(7)地面应采用非易燃材料，防止铁物落地时产生火花。（6）车厢局部设置钢平台时，钢平台应采用格栅板，防止氢气积聚。(7)地面应采用非易燃材料，防止铁物落地时产生火花。

(8)地面应平整平整，防止积水，屋面应设置两道以上防水工事防水，屋面开口应尽量减少。（9）固体金属钠应存放在特A 3、4 级仓库的架空层，生产时应立即取用，生产车间不得设临时储藏室。3 工艺设计的安全措施 (1) 工艺设计应考虑尽量减少装置内有害物质的储存，合理设定容器的数量和体积。(2)为防止乙醇钠制备釜、换热器等设备腐蚀穿孔，使水进入反应体系并与金属钠发生剧烈放热反应，反应体系中的热介质和制冷剂应使用导热油，避免使用蒸汽、制冷。盐水和循环水等水性介质。（3）乙醇钠制备釜上应设置惰性气体（如高纯氮气）管道，惰性气体管道应设置止回阀和干燥器。(4) 加入金属钠前，乙醇钠制备釜应彻底干燥，不得留水，并反复更换惰性气体。只有氧含量确定合格后，才能加入金属钠。(5)固体金属钠必须采用密闭加料器，不得直接加料。输送液态金属钠（熔点97.7℃）的管道宜采用电伴热或夹套管伴热，夹套伴热宜选用导热油作为热介质。(6)严格控制乙醇的含水量，防止钠与水反应引起爆炸。(7)严格控制反应过程中乙醇的滴加速度。如有异常应立即停止加料，以防反应失控引起爆炸。(6)严格控制乙醇的含水量，防止钠与水反应引起爆炸。(7)严格控制反应过程中乙醇的滴加速度。如有异常应立即停止加料，以防反应失控引起爆炸。(6)严格控制乙醇的含水量，防止钠与水反应引起爆炸。(7)严格控制反应过程中乙醇的滴加速度。如有异常应立即停止加料，以防反应失控引起爆炸。

（8）乙醇钠制备釜冷却时，应保持惰性气体正常运行，防止釜内形成负压，导致空气进入设备或管道。(9) 乙醇钠制备釜及其冷凝器的排气管末端应安装阻火器，排气管应高于屋顶3.5m，并有防雨雪装置。应提供浸没和碎片阻挡；空管不得穿过无关的房间或技术夹层。管道穿过墙壁或地板时，应安装在套管内。套管的管段不得有焊缝，管道穿过的孔洞应填充阻燃材料。（10）乙醇钠制备釜应安装安全阀，安全阀后的放空管应引至屋顶应急应急接收罐，防止二次爆炸或污染；安全阀的根部应串联一个爆破片，以防止固体颗粒堵塞安全阀。（11）含氢尾气管材、法兰、垫片的选用应符合《加氢站设计规范》（GB 50177-2005）等规范和标准的要求。(12)工艺管道的流量应控制在安全流量内，避免物料在设备管道内流动时产生静电。4 自动化控制的安全措施 (1) 金属钠法制备乙醇钠的反应是放热反应。在自动化设计过程中，应结合技术和设备的专业知识，结合反应安全风险评估报告等技术资料进行HAZOP分析，并提出相应的建议。安防措施。(2)实时监测反应过程的工艺参数主要包括温度、压力、搅拌速度、乙醇滴加速率、配料比、气相氧含量、尾气流量、钠中尾气成分乙醇盐制备釜。HAZOP分析应结合技术和设备的专业知识，结合反应安全风险评估报告等技术资料进行，并提出相应的建议。安防措施。(2)实时监测反应过程的工艺参数主要包括温度、压力、搅拌速度、乙醇滴加速率、配料比、气相氧含量、尾气流量、钠中尾气成分乙醇盐制备釜。HAZOP分析应结合技术和设备的专业知识，结合反应安全风险评估报告等技术资料进行，并提出相应的建议。安防措施。(2)实时监测反应过程的工艺参数主要包括温度、压力、搅拌速度、乙醇滴加速率、配料比、气相氧含量、尾气流量、钠中尾气成分乙醇盐制备釜。

(3)自动控制方案：温度、压力、废气流量、搅拌电流和乙醇滴加速度、配料比、夹套制冷剂进出口截止阀、乙醇钠制备釜应急冷却系统。(4)设置应急冷却系统：乙醇钠制备釜内置盘管，盘管通入冷却介质。当釜内的温度、压力或废气流量达到上限时，启动应急冷却系统，使釜内迅速降温。(5)设置急停系统：当釜内温度超温或超过29--Vol.51 No.5(2020)浙江化工金属钠制备乙醇钠工艺的安全设计姚文,刘晓-胡安，丁迎新，赖良明（浙江立柱工程设计有限公司，浙江杭州311100） 摘要：描述了金属钠制备乙醇钠的危险性。针对其危险性，在化工车间设计中提出了厂房布置、工艺流程、自动化控制、电气等方面的安全措施。乙醇钠；危险; 安全; 压力或搅拌系统故障时自动停止加料和紧急停机。关键词：金属钠；乙醇钠；危险; 安全; 压力或搅拌系统故障时自动停止加料和紧急停机。关键词：金属钠；乙醇钠；危险; 安全; 压力或搅拌系统故障时自动停止加料和紧急停机。

(6)无水乙醇滴加速度和累计加料量采用流量计、调节阀、截止阀联锁方式控制。无水乙醇进料管上设有节流孔，防止仪器出现故障时快速进料造成安全事故。(7)根据反应风险评估、HAZOP分析报告，结合工艺条件，对反应进行SIL分级，并根据分级结果建立相应的安全仪表系统。5 电气安全措施 （1）乙醇钠生产区电气设施、电气仪表、报警器的防爆等级不得低于Exd II ICT4。(2) 乙醇钠制备釜的搅拌系统和冷却系统的电源应根据二次用电负荷。(3)生产设备和工艺管道应设置可靠的静电接地。(4)生产车间的主要出入口应安装静电消除器。（5）生产车间及室外设备（如应急接收罐、屋顶风机）、通风管、风管等应按第二类防雷标准设置防雷措施，并设置防雷带在屋顶上。（6）乙醇钠制备釜所在隔间的上下部分应安装固定式可燃气体检测报警器。@k1@的间隙>3 m；下检测点应高于地板或地板0.3~0.6 m；探测器与事故排风扇联锁，一旦发生事故呼吸机将启动警报。6 其他安全措施 （1）定期检查无水乙醇原料的含水量，定期检查惰性气体的含水量和氧含量。

（2）乙醇钠生产区域应配备复合洗眼带淋浴等应急设施，并尽量避开金属钠输送通道。（3）乙醇钠生产区域应配备干粉灭火器，严禁用水和卤代烃灭火。（4）控制乙醇钠生产区附近车辆通行并设置防火罩。（5）建议操作人员佩戴化学安全护目镜、橡胶耐酸碱手套、防静电工作服。7 结论 金属钠法制备乙醇钠工艺的原料和产品均为易燃易爆产品，反应过程为放热反应。高温、高压、反应过快等都会引起安全事故。因此，根据其工艺特点，确定关键监控工艺参数，合理选择自动控制方案和安全仪表系统，结合具体生产操作过程设计完善的安全措施。参考文献： [1] 袁进奇．醇钾和醇钠市场研究报告[J]. 化工技术市场, 2004, 27 (8) : 39-42.[2] 陈娇玲 . 甲醇钠生产过程中有害有害因素分析及对策[J] . 浙江化工, 2011 , 42 (9) : 14-16.[3] 孙向东, 孙旭东, 张惠波, 等。金属钠制甲醇钠的利用工艺[J]. 化工生产与工艺, 2003, 10 (5) :35-37.[4] 李华珍, 于锡波, 张俊军, 等. 1 乙醇钠的制备方法: CN, 105294399B [P] ] . 2018-01-23.30 - -