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一種黃色的油狀透明液體,這種液體可因震動而爆炸,屬化學危險品。同時硝化甘油也可用做心絞痛的緩解藥物。

1 硝化甘油 -化學品名稱

化學品中文名稱: 硝化甘油 

化學品英文名稱: nitroglycerine   

中文名稱2: 三硝酸甘油酯   

硝化甘油硝化甘油

英文名稱2: glyceryl trinitrate   

技術說明書編碼: 15   CAS No.: 55-63-0   

化學式: C3H5N3O9   

分子量: 227.09   

密度:1.6 g/cm³ (15°C)   

TNT當量:1.50   

自燃溫度:50 - 60 °C 時分解   

爆速:7700 m/s   

外觀:無色或黃色澄清油狀液體   

摩爾質量:227.0872 g/mol

2 硝化甘油 -對人的影響

一、健康危害侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。
健康危害:少量吸收即可引起劇烈的搏動性頭痛,常有噁心、心悸,有時有嘔吐和腹痛,面部發熱、潮紅;較大量產生低血壓、抑鬱、精神錯亂,偶見譫妄、高鐵血紅蛋白血症和紫紺。飲酒後,上述癥狀加劇,並可發生躁狂。本品易經皮膚吸收,就防止皮膚接觸。慢性影響:可有頭痛、疲乏等不適。

二、毒理學資料及環境行為
急性毒性:LD50105mg/kg(大鼠經口);115mg/kg(小鼠經口)
刺激性:家兔經皮:500mg(24小時),輕度刺激。
致突變性:微生物致突變:鼠傷寒沙門氏菌2500nmol/皿。微料體誘變:鼠傷寒沙門氏菌50μg/皿。
生殖毒性:大鼠腹腔最低中毒劑量(TDL0)11mg/kg(孕7~17天),致植入前的死亡率升高,致死胎。
致癌性:大鼠經口最低中毒劑量(TDL0):36500mg/kg(2年),連續,疑致腫瘤劑,致肝腫瘤。
危險特性:凍結的硝化甘油感度比液體的要高,處於半凍結狀態時,機械感度更高。故受暴冷暴熱、撞擊、摩擦,遇明火、高熱時,均有引起爆炸的危險。與強酸接觸能發生強烈反應,引起燃燒或爆炸。
燃燒(分解)產物:氧化氮、二氧化碳、一氧化碳。

3 硝化甘油 -應急處理處置方法

一、泄漏應急處理
迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護服。不要直接接觸泄漏物。避免震動、撞擊和摩擦儘可能切斷泄漏源,防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄漏:用鋸末或類似材料混合吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。
大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容;使用無火花工具收集回收或運至廢物處理場所處置。

 二、防護措施
呼吸系統防護:可能接觸其蒸氣時,應該佩戴過濾式防毒面具(半面罩)。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護:戴安全防護眼鏡。
身體防護:穿防靜電工作服。
手防護:戴防化學品手套。
其它:工作現場禁止吸煙、進食、飲水。工作畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。

三、急救措施
皮膚接觸:立即脫去被污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。就醫。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:飲足量溫水,催吐、洗胃、導泄。就醫。 滅火方法:消防人員須戴好防毒面具,在安全距離以外,在上風向滅火。
滅火劑:霧狀水、泡沫。禁止用砂土壓蓋。

4 硝化甘油 -硝化甘油熱分解

硝化甘油在氣相、液相內進行的熱分解。在140℃、低裝填密度條件下,硝化甘油熱分解曲線是降速的,大約經過400分鐘全部分解。液相硝化甘油初始熱分解階段加速趨勢不明顯。當氣相分解產物積聚達到某一臨界壓力值時,會出現劇烈的加速熱分解現象。在到達臨界壓力以前,分解產物的壓力按近似P1/2(P表示熱分解氣體產物在反應器中的壓力)規律上升,而到達臨界壓力值后,分解產物的壓力則按近似P2的規律增長。N2O4的存在和增多可以引起硝化甘油熱分解過程的急劇加速。工業硝化甘油常含水和硝酸,少量的水會加快硝化甘油的熱分解。水量增加,影響也增加。但過量水反而會減慢熱分解。硝酸對硝化甘油熱分解的影響比水小。硝酸會加快硝化甘油的水解過程。若水蒸氣、一氧化氮和二氧化氮以一定比例在反應環境中共存,熱分解會加速。

5 硝化甘油 -硝化甘油生產

基本工藝流程包括硝化、分離、洗滌(安定處理)和接料(貯存)等4個主要部分。 
(1)硝化
這是硝化甘油生產的主要工藝過程。甘油以硝硫混酸作為硝化劑,在硝化器中進行酯化反應(俗稱硝化)。反應式為:C3H5(OH)3+3HNO3--C3H5(ONO2)3+3H2O+Q 

在硝化反應的同時,還伴有磺化、氧化、水解等副反應,這些副反應直接影響到生產的安全。特別能加速酸性硝化甘油的分解,直至造成爆炸事故,歷史上這樣的教訓已發生不少。副反應傾向的大與小,主要取決定於廢酸的組成。在實際生產中,常通過控制合理的混酸成分(硝酸佔49%,硫酸佔51%)和硝化係數(混酸與甘油的質量比為5:1)來減少副反應和避免事故的發生。
 
另外硝化過程是一放熱過程,反應速度快,放熱也快。因此必須採取有效的傳熱方式,迅速散發反應放出的熱,並通過劇烈攪拌反應物,使熱量均勻分散,避免由於局部過熱而導致硝化甘油分解、爆炸。 
 
(2)分離
硝化反應完成後,硝化甘油與廢酸處於乳化狀態,應使兩相迅速分離,才能及時將酸性硝化甘油進行安定處理。 

(3)洗滌
從廢酸中分離出來的硝化甘油含有10%左右的酸類雜質,通過預洗(冷水洗滌)、溫水洗滌和鹼洗3個過程,除去硝化甘油中的酸類雜質,並使硝化甘由呈微鹼性,以達到安定要求。困此洗滌也稱安定處理。 

(4)接料
接受洗滌排出的硝化甘油,並貯存於接料槽中,等待分析結果。分析合格后,按生產需要,輸送到使用工房。 

(5)輸送
輸送硝化甘油在各工藝過程中都存在。硝化甘油在輸送過程中是較危險的。現採用水噴射器使硝化甘油和水形成乳化液后再輸送,則比較安全。乳化完全時,具有不易起爆和傳爆的特點。 

(6)廢酸後分離
經分離後排出的廢酸中仍會有少量硝化甘油及甘油二硝酸酯等低級硝酸酯,後者可以繼續反應生成少量硝化甘油。在後分離過程中,這些硝化甘油被分離出來漂浮在廢酸面上。為了回收這部分硝化甘油和提高廢酸的安定性一般應設置廢酸後分離工序。 

硝化甘油具有很高的機械感度,對於機械衝擊、摩擦和震動都很敏感。在常溫下只要有2J/cm2的機械衝擊力作用於硝化甘油即可引起爆炸。 

為預防上述類似機械原因引起的生產事故,除了從設計、施工、安裝等方面通過周密考慮進行預防外,在生產工房內,不許存放起爆物品以及與生產無關的用具。進入生產工房的人員不得穿硬底鞋和攜帶硬質物件。生產使用的工具應是軟質的,操作時應注意輕放,在有硝化甘油的物件上嚴禁敲擊。檢修殘存有硝化甘油的設備管道時,必須將硝化甘油徹底處理乾淨後方可進行檢修。用位差輸送硝化甘油時,管道坡度一般應不大於3%。輸送硝化甘油前、后應用溫水沖洗管道。為了預防傳爆,在管道上最好安裝爆轟隔斷器,或用橡膠、塑料軟管進行輸送。如採用噴射器乳化輸送時,應防止空氣進入噴射器內,以免因氣泡受絕熱壓縮膨脹而造成危險。 

硝化甘油在60℃以上熱分解開始顯著,當受到200℃以上的高溫作用時,便會立即急速分解而爆炸。特別是酸性硝化甘油熱分解的危險性更大。例如焊接未處理乾淨的硝化甘油設備、管道;用蒸汽直接熔化凍結的硝化甘油廢酸管道以及在硝化器內發生的局部過熱分解等,都會引起爆炸。
以上就是工業制硝化甘油的方法。 
 

6 硝化甘油 -諾貝爾與硝化甘油

硝化甘油阿爾佛雷德•諾貝爾
阿爾佛雷德•諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel)於1833年10月21日出生於瑞典首都斯德哥爾摩一個發明家的家庭里,只讀過一年正規小學。他自幼勤學好問,到處訪求名師指導,曾在美國和歐洲一些國家學習,他在18歲時便對科學、文學和哲學具有一定的修養。除俄文和瑞典文以外,他還通曉英文、法文和德文。從1852年開始,他在老諾貝爾的工廠里工作,漸漸在技術上嶄露頭角。

義大利化學家索布雷羅(Ascanio So brero,l8l2~1888)l847年在報告他的研究成果時說,用硝酸和硫酸處理甘油,得到一種黃色的油狀透明液體,即硝化甘油,「這種液體可因震動而爆炸,將來能做何用途,只有將來的實驗能告訴我們。」西寧教授在聖彼得堡做錘擊硝化甘油發生爆炸實驗給諾貝爾看,並說,如能想出切實的辦法使它爆炸,它將在軍事上大有用處。這引起了年輕諾貝爾的極大興趣。從此以後,諾貝爾對此念念不忘,決心要完成這一發明。

諾貝爾經過長期思考和實踐,認識到要使硝化甘油爆炸,必須把它加熱到爆炸點(170~180℃)或以重力衝擊。尋求一種安全的引爆裝置正是諾貝爾為自己確定的課題。1862年5月,隨著一聲劇響,水溝水花四濺,地動山搖,他第一次發現了引爆硝化甘油的原理。用少量的一般火藥導致硝化甘油猛烈爆炸就是諾貝爾發明的「引爆物」。為此,1864年他在瑞典第一次獲得了硝化甘油的引爆裝置-雷管的專利權,完成了他的第一項重大發明。1868年2月,瑞典科學會授予諾貝爾父子金質獎章,獎勵老諾貝爾用硝化甘油製造炸藥的長期努力,獎勵阿爾佛雷德•諾貝爾首次使硝化甘油成為可以用於工業的炸藥。

在當時,大批量生產硝化甘油充滿了風險。諾貝爾著手改進生產工藝,力求做到安全生產。由於多次的爆炸事故,使諾貝爾極為悲傷、特別是1864年9月3日在瑞典首都斯德哥爾摩諾貝爾家住宅附近實驗室的硝化甘油爆炸事故,使從事實驗的5個人全部死於非命,其中包括諾貝爾最年輕的弟弟盧得衛,他的父親也受了重傷。然而諾貝爾仍勇往直前,決不畏縮。他發明了用冷水管散熱生產硝化甘油的冷卻法,並設計了相應的機器,初步掃除了大批量生產的障礙。

新的「炸油」在爆破工程上可以節約大量的人力,很快地得到普遍應用。加上阿爾佛雷德•諾貝爾為了推廣他的發明,親自到各處去進行實驗,使他的名聲遠揚各國,要求供貨的地方也越來越多。但由於當時人們對炸藥的危險性十分無知,在長途運輸中,各地相繼發生了嚴重的液體硝化甘油爆炸事故,報警的信函湧向諾貝爾。他首先趕到銷售量最大的美國加利福尼亞州,設法就地製造,以免長途運輸帶來的危險,又排除來自各方面的干擾,集中精力研究硝化甘油的安全運輸方法。1867年他把產於德國北部的多孔的硅藻土與硝化甘油混合製成了兩種固體炸藥:1號和2號猛炸藥。這種安全烈性炸藥很快獲得了英、法、德國的專利權,並在開礦、築路、開掘隧道等施工中應用。但這種炸藥的爆炸力只是硝化甘油的四分之三。

硅藻土猛炸藥問世以後,猛炸藥應用於工業上的障礙掃除了。幾乎與此同時,諾貝爾也看到了它的不足之處,即不但爆炸力不如硝化甘油,而且猛炸藥受潮或受壓時,硝化甘油仍有慘出的危險。於是諾貝爾開始試驗研製一種兼有硝化甘油的爆炸威力,又有猛炸藥的安全性能的新品種。功夫不負有心人,經過無數次的失敗后,1875年堅結的腔質炸藥和柔軟可塑性極好的膠質炸藥相繼問世。它的爆炸效力高,價錢也比較便宜。它比純硝化甘油有更大的爆炸力,而又具有更大的穩定性,點燃不會爆炸,浸水不會受潮。膠質炸藥很快在瑞士、法國、義大利的爆破工程中被廣泛採用。

硝化甘油阿爾佛雷德•諾貝爾
諾貝爾是一個永不滿足的人,他又以極大的熱情投入槍炮用無煙火藥的研製工作。他以自已的廣博知識和豐富經驗,於1888年改變賽璐璐的配方,以硝化甘油代替其中的樟腦,製成顆粒狀無煙火藥。他把這種燃燒速度快而又無殘渣的火藥用作槍炮的發射炸藥。這就是混合無煙炸藥。

除了炸藥和火器技術外,諾貝爾在化學領明專利權。他因此也變成了百萬富翁。他希望他的發明能促進人類生產的發展,但事與願違,炸藥被用於戰爭,他在一些人心目中成了「販賣死亡的商人」。

阿爾佛雷德•諾貝爾晚年患心臟病,又受風濕病的折磨。好像命運故意跟這位大發明家開玩笑一樣,他經常服用的擴張血管的藥物,就是與他一生事業休戚相關的硝化甘油。他製造硝化甘油,是為了炸開礦山和鐵路的脈胳;他服用硝化甘油,則是為了「炸」通他輸血阻塞的脈胳。1896年12月10日,他在法國桑雷穆的別墅里逝世。

諾貝爾一生都很勤奮,有著無窮的創造力,他把自己的全部精力獻給了科學事業,創造了巨大的物質財富,促進了人類文明。他在去世前一年(1895年)留下遺囑,將價值瑞典幣30餘億克朗的財產的一部分(共920萬美元)作為基金,以利息(每年約20萬美元)作為獎金,每年頒發給在物理、化學、生物、醫學和文學方面有貢獻的人,以及有效地促進國際親善、廢除或裁減常備軍、對促進和平事業有貢獻的人。1968年又增設經濟學獎。受獎人不受國籍限制.這就是自1901年開始,每年在諾貝爾逝世日(即12月10日)頌發的舉世聞名的諾貝爾獎。

7 硝化甘油 -相關詞條

阿爾佛雷德•諾貝爾   諾貝爾獎   炸藥

8 硝化甘油 -參考資料

中國應急分析網http://www.ceas.org.cn/
安全第一網http://www.safe001.com/

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