簡述遇水放出易燃氣體的物質或混合物的種類及其儲存安全

張金進,閆俠,梁峻,劉韋光,鄭日有

(1.廣州特種機電設備檢測研究院,廣東 廣州 510180;2.國家防爆設備質量檢驗檢測中心(廣東),廣東 廣州 510760)

遇水放出易燃氣體的物質或混合物,是指與水接觸發生反應后,可能發生自燃或釋放出易燃氣體的數量達到標準值的固態或液態物質或混合物。最為人所知的就是金屬鈉,鈉與水能發生劇烈反應,并放出可燃的氫氣及熱量。

遇水放出易燃氣體的物質或混合物作為危險化學品的一個種類,使用的企業從字面上看可能會覺得它的危險性并不高,發生事故的危害也不大。但事實上,由于很多遇水放出易燃氣體的物質或混合物本身還具有其他危險,如鋇合金是遇水放出易燃氣體的物質或混合物,同時也是自燃固體。代森錳是遇水放出易燃氣體的物質或混合物,同時也是危害水生環境物質。磷化鎂是遇水放出易燃氣體的物質或混合物,同時也是急性毒性物質。所以這類物質或混合物在使用、運輸、儲存、廢物處理的過程中,如果操作不當很可能引起火災、爆炸以及人員急性中毒的事故。

1 遇水放出易燃氣體的物質或混合物的分類類別

國際上,聯合國頒布的《全球化學品統一分類和標簽制度》(GHS),將遇水放出易燃氣體的物質和混合物分為類別1、類別2和類別3三個類別,分類標準的試驗方法則是根據《聯合國關于危險貨物運輸的建議書:試驗和標準手冊》。在國內,參照GHS(第四修訂版)制定的GB 30000.13—2013 《化學品分類和標簽規范 第13部分:遇水放出易燃氣體的物質和混合物》,同樣將遇水放出易燃氣體的物質和混合物分為類別1、類別2和類別3三個類別。

1.1 遇水放出易燃氣體的物質或混合物類別1

根據GB 30000.13遇水放出易燃氣體的物質或混合物類別1的判定標準為,在環境溫度下,任何物質或混合物遇水起劇烈反應,并且其生成的氣體一般有自燃傾向,或在環境溫度下容易與水有反應,產生易燃氣體的速率大于或等于10 L·min-1·kg-1[1]。國務院頒布的《危險化學品目錄》(2015版)里,屬于類別1的物質或混合物共有58種[2],常見的物質和混合物見表1。

表1 常見類別1的物質或混合物

1.2 遇水放出易燃氣體的物質或混合物類別2

根據GB 30000.13遇水放出易燃氣體的物質或混合物類別2的判定標準為,在環境溫度下,任何物質或混合物遇水容易起反應,產生易燃氣體的最大速率大于或等于20 L·h-1·kg-1,而且與類別1的判定標準不相符[1]。國務院頒布的《危險化學品目錄》(2015版)里,屬于類別2的物質或混合物共有19種[2],常見的物質和混合物見表2。

表2 常見類別2的物質或混合物

1.3 遇水放出易燃氣體的物質或混合物類別3

根據GB 30000.13遇水放出易燃氣體的物質或混合物類別3的判定標準為,在環境溫度下,任何物質或混合物遇水容易起反應,產生易燃氣體的最大速率大于或等于1 L·h-1·kg-1,而且與類別1和類別2的判定標準不相符[1]。國務院頒布的《危險化學品目錄》(2015版)里,屬于類別3的物質或混合物共有7種[2],如表3所示。

表3 屬于類別3的物質或混合物

2 遇水放出易燃氣體的物質或混合物的用途

遇水放出易燃氣體的物質或混合物的用途非常地廣泛,不管是在實驗室里,還是在農業、工業等領域都有其重要的作用。

2.1 實驗室的應用

遇水放出易燃氣體的物質或混合物在有機化學合成反應中起著非常重要的作用。例如,硼氫化鈉、氫化鋁鋰等作為還原劑,常用于碳碳雙鍵的還原、羰基的還原、羧基的還原[3];鉀汞齊、烷基鋰等作為化學合成化合物中重要的中間體[4-5];氫化鈉、氫化鉀、堿金屬等強堿,常用于有機化學反應中的去質子化反應;碳化鈣用于制備乙炔等。

2.2 農業上的應用

農業上遇水放出易燃氣體的物質或混合物主要作為農藥的主要化學物質。例如,代森錳是廣譜的殺菌劑,應用范圍廣泛。主要用于蔬菜和果樹,可防治各種炭疽病、霜霉病、黑星病、疫病等[6]。被國家禁止使用的農藥磷化鎂,曾被用來作為防治儲存糧食害蟲的藥物[7]。

2.3 工業上的應用

工業上遇水放出易燃氣體的物質或混合物的用途涉及很多方面,例如,氮化鋰在電池固體電極材料的應用[8];以金屬鋰或鋰合金為負極材料的鋰電池、以金屬鈉為負極材料的鈉電池;鋰、鋁、鎂、鈹等合金作為汽車、飛機的材料等。

3 遇水放出易燃氣體的物質或混合物儲存安全

根據GB 15603—1995 《常用化學危險品貯存通則》,危險化學品的貯存方式有3種,分別為隔離貯存、隔開貯存和分離貯存[9]。

隔離貯存:同一區域或者同一房間內,不同的物料之間分開一定距離,非禁忌物料間用通道保持空間的貯存方式。

隔開貯存:同一區域或者同一建筑內,用隔板或墻,將其與禁忌物料分離開的貯存方式。分離貯存:不同的建筑物或者遠離所有建筑的外部區域內的貯存方式。

3.1 儲存基本要求

由于遇水放出易燃氣體的物質或混合物都是Lewis強堿,屬于強還原劑,所以儲存時必須與氧化劑、酸類物質分離存放。并且應儲存在陰涼、通風、干燥的地方。大量的遇水放出易燃氣體的物質或混合物的儲存,應有專門的庫房進行存放,不能露天儲存。庫房應使用防爆型的照明燈具,并且禁止使用易產生火花的機械設備和工具。還需配備有泄露應急處理實施和合適的收容材料。根據實際放出的危險氣體的情況,在存放物品的庫房里的合適位置,安裝可燃氣體和有毒氣體濃度監測探頭及報警裝置。少量的遇水放出易燃氣體的物質或混合物則應該存放在專門的試劑柜里。

某些遇水放出易燃氣體的物質或混合物由于性質非常活潑,暴露在空氣中就會與空氣中的水汽起反應或是被空氣氧化,并放出熱量。所以必須封存在無水且不與其反應的介質中,例如,活潑金屬類物質一般都采用液體石蠟或煤油為保存介質,金屬鋰用固體石蠟密封保存;金屬氫化物半分散于油中儲存;甲基溴化鎂、苯基溴化鎂浸泡在乙醚里儲存等。

3.2 安全檢查

遇水放出易燃氣體的物質或混合物的安全管理中,一定要制定相關的庫房物品檢查制度,定期對存放的物品進行檢查。如檢查有無包裝破損、滲漏、吸潮等,電石入庫時要檢查容器設備是否完好,對未充氮氣的鐵桶應放氣,發現溫度較高時更應放氣。金屬氫化物一般不加穩定劑,但包裝封口要嚴密,如果發現封口破損,應及時修補或串倒。電石類的碳化物,如果發現已經受潮,應選擇安全的地點及時放出具有惡臭氣味的乙炔氣體,再用熔化的瀝青和濃硅酸鈉糊毛頭紙封閉,防止吸水變質。每次進行檢查都要如實記錄,及時發現并消除事故隱患。

3.3 應急處理

3.3.1 火災應急處理

遇水放出易燃氣體的物質或混合物一旦有火災,要依據遇水放出易燃氣體的物質或混合物的數量和性質來處理。當數量少時,可以用大量的水進行撲滅。而當數量較多時,絕對禁止用水、泡沫、酸堿等濕性滅火劑撲救。通常采取得措施如下[10]:

(1)首先要清楚知道起火物質或混合物的名稱和數量;與其他物品是否混存;發生火災的范圍以及火勢蔓延的途徑等。

(2)如果著火的遇水放出易燃氣體的物質或混合物質量只有50 g以內,則無論是否與其他物品混存,都可以使用大量的泡沫或水來澆滅。可能泡沫或水開始接觸著火的物質或混合物時,短時間會使火勢增大,但當少量物質或混合物燃燒完后,火勢很快就會減小直至熄滅。

(3)當遇水放出易燃氣體的物質或混合物數量較多,而且在不與其他物品混合存放時,嚴禁使用泡沫、酸堿、水等濕性滅火劑滅火,但應使用鹵代烷烴、二氧化碳、干粉等滅火劑滅火,但堿和堿土金屬(如鉀、鈉、鋁、鎂等)用后兩種滅火劑無效。如果發生火災的是電石、保險粉、金屬鈉等固體物質或混合物,則應該使用水泥(最常用)、蛭石、硅藻土、干粉、干砂等進行撲滅。需要注意的是金屬銫的火災,不能用石墨干粉和干砂,而是需要使用干燥氯化鈉粉末、碳酸鈉干粉、碳酸鈣干粉。對遇水放出易燃氣體的物質中的粉塵如鎂粉鋁粉等,禁止噴射加壓的滅火劑,防止金屬粉塵與空氣混合后形成粉塵云,進而造成爆炸的危險。

3.3.2 中毒應急處理

當發生遇水放出易燃氣體的物質或混合物中毒時,要根據中毒的方式迅速地做出急救。通常中毒方式與急救措施如下[11]:

(1)呼吸道(吸入)中毒:發生中毒時的癥狀多為頭疼、頭暈、氣悶、流涕、喉癢、咳嗽等。當出現以上癥狀時,輕度中毒者要馬上到有新鮮空氣的地方。呼吸困難者要馬上吸氧,或者進行人工呼吸。在對中毒人員進行人工呼吸之前,要先解開其上衣,但又不能讓其受涼。中毒人員恢復正常呼吸后才能停止人工呼吸,并立即送醫治療。

(2)消化道(口服)中毒:發生中毒后,可以馬上進行催吐,方法是用手指刺激咽喉,或者注射0.5 mL 1%的阿樸嗎啡。還可以使用生甘草五錢、大黃一兩、當歸三兩,用水煮服用,有催瀉的作用。如果中毒的是一六〇五、一〇五九等油溶性毒品,嚴禁使用液體石蠟、蓖麻油等油質催瀉劑。中毒人員進行催吐后,應該臥床休息。并且要注意保持體溫,可以喝熱茶水,并立即送醫治療。

(3)皮膚(接觸)中毒:皮膚中毒或灼傷時,馬上用大量清水沖洗后,再用肥皂水洗干凈,最后涂一層硼酸軟膏或氧化鋅藥膏用來保護皮膚,情況嚴重的應立即送醫治療。

(4)物質或混合物進入眼睛時,必須馬上用大量低濃度的醫用氯化鈉(食鹽)溶液或清水沖洗10～15 min,并立即送醫治療。

4 結語

隨著社會經濟的快速地發展,為滿足輕工、化工、醫藥等行業的生產需要,將會有越來越多的遇水放出易燃氣體的物質或混合物被人工合成出來,我們應該對這類危險化學品加以重視。

企業或學校應當建立好遇水放出易燃氣體的物質或混合物的檔案,在使用、儲存場所張貼好相應的危險化學品安全技術說明書及警示標志,并正確配備足夠的消防器材及防護用品。在使用場所還要有詳細的遇水放出易燃氣體的物質或混合物的使用操作規程。要每半年定期進行一次相關的事故應急演練,使相關人員當事故真正發生時能從容應對。還要定期對相關人員進行有關遇水放出易燃氣體的物質或混合物方面的教育培訓。使每個相關人員具備這類危險化學品的基礎知識,做到規范地去使用和正確的儲存,減少相關事故的發生。真正做到“以人為本,堅持安全發展”的工作方針。