气瓶安全操作与管理第一章气体概述1.1气体的定义1.2气体的分类按照压缩气体在气瓶内的物理状态和临界温度,将气体分为三大类:①永久气体②液化气体③溶解气体气体是指没有固定的形状和体积,能自动充满任何容器的物质。①永久气体:临界温度<-10℃的气体。如氧气、氮气、氢气、氯气等。永久气体又可分为:不燃无毒气体和不燃有毒气体;可燃无毒气体和可燃有毒气体。第一章气体概述②液化气体:分为高压液化气体和低压液化气体。A.高压液化气体:临界温度在-10℃到70℃之间的气体。可分为:第一章气体概述a.不燃无毒和不燃有毒气体(像二氧化碳、三氟甲烷、氯化氢等);b.可燃无毒和自燃有毒气体(像乙烷、乙烯、磷烷、磷化氢等);c.易分解或聚合的可燃气体(像氟乙烯、乙硼烷等)。③溶解气体:在压力下,溶解于气瓶内溶剂中的气体。在我国溶解气体只有一种就是溶解乙炔。B.低压液化气体:临界温度>70℃的气体。可分为:第一章气体概述a.不燃无毒和不燃有毒酸性腐蚀气体,像R-22(二氟氯甲烷),R-12(二氟二氯甲烷),光气、二氧化氮等;b.可燃无毒和自燃有毒、碱性腐蚀气体,像丙烷、正丁烷、氨气、乙胺、一甲胺等。c.易分解或聚合的可燃气体,像环氧乙烷、氯乙烯等。2.1氧气第二章气体的性质氧气的化学性质特别活泼,能够与除贵重金属(金、银、铂等)及惰性气体以外的所有元素发生氧化反应。而且氧气纯度越高,氧化反应越剧烈,在纯氧中氧化反应异常激烈,同时放出大量的热,产生高温。氧气是一种无色、无味、无臭的永久性气体。分子式O2,相对分子质量31.998。在标准状态下,其密度为1.4289kg/m3,气体相对密度(以空气为1)1.105,熔点-218.4℃,沸点-182.97℃,临界温度为-118.4℃,临界压力为5.97MPa。O2氧气与可燃性气体按一定比例混合,会形成爆鸣性气体,在一定条件下发生爆炸。常见气体的爆炸范围:可燃气体名称分子式常压下的着火温度℃爆炸范围/%在空气中在氧气中下限上限下限上限氢气H25954.075.04.6593.9乙炔C2H22992.380.72.393.0一氧化碳CO65112.574.015.593.9甲烷CH45375.015.05.459.2丙烷C3H84662.29.52.355.0氨(无水)NH365116.025.013.579.02.1氧气第二章气体的性质O2压力高于2.94MPa的压缩氧气与各类油脂接触时,能发生异常激烈的氧化反应,即发生燃烧甚至爆炸,这是因油脂为不饱和碳氢化合物,与纯氧接触后立即发生氧化反应,产生氧化热,因在高温、高压环境下反应速度极快,导致氧化热的聚集,迅速使温度达到燃点从而引起燃烧爆炸。2.1氧气第二章气体的性质氧气与油脂的反应:O2氧气的作用:可用于焊接切割,火焰硬化,火焰去锈,以及玻璃工艺,红宝石制造,石料和混凝土切割。也可用于增加养鱼池水中的含氧量,使鱼类进食量提高。在医疗应用和生命支持应用方面有很重要的用途。最主要的是大量用于冶金、化学工业和军事宇航方面作氧化剂,同时也可用于污水处理方面。氧气的制取:①空气液化分馏法,又称空分或者深冷制氧法②水电解法③变压吸附法④实验室制取法2.1氧气第二章气体的性质O2氧气的危害:氧气虽是人类赖以生存的物质,但当人长时间在高浓度氧环境中吸入纯氧时,会引起氧中毒,得富氧病。2.1氧气急救措施:液氧属于不燃液化气体,但可助燃,遇可燃物时,会引起燃烧爆炸,灭火剂为水和二氧化碳,发生火灾时应用大量的水冷却液氧储罐,防止液氧装置的绝热层受到破坏导致液氧装置爆炸。液氧接触皮肤引起严重灼伤,对细胞组织有严重破坏作用,急救处理方法为轻轻将冻伤面浸泡在冷水中解冻,不要摩擦表面,并请医生诊治。当发生液氧溢漏时,应关闭火源,切断泄露。进入富氧场所,应避免产生火花,以免发生火灾。第二章气体的性质O2分子式N2,相对分子质量28.0164,常温常压下为无色、无味、无臭的气体。标准状态下密度为1.2507kg/m3。临界温度为-146.94℃,临界压力为3.3978MPa。在-195.8℃时,冷凝为无色液体。熔点为209.86℃。液体密度为810(kg/m3),气液比643(与正常沸点下的单位液体体积相等的标准状态下的气体体积)。常温下,氮气的化学性质不活泼,但加热时,能与锂、镁、钨灯元素化合,高温下能与氧和氢化合。2.2氮气第二章气体的性质N2氮气的作用:2.2氮气是氮肥工业的主要原料,在冶金工业中主要作保护气,此外向高炉中喷吹氮气可以改进铁的质量,氮气作为洗涤气和保护气也广泛用于电子工业、化学工业、石油工业和玻璃工业。液氮是一种低温源,可用于食品冷藏和医疗事业。第二章气体的性质N2氮气的危害:氮气虽然无毒、无味,但它是一种能使人或动物窒息的气体,人长期处于氮含量>82%的环境中,有发生缺氧窒息的危险,人处于氮含量>94%的环境中,会因为严重缺氧而在数分钟内死亡。急救措施:如人有窒息症状时,应将其移至空气新鲜处,如已停止呼吸,应进行嘴对嘴人工呼吸,如呼吸困难应及时输氧。如液氮灼伤,参照液氧灼伤处理办法处理。2.2氮气第二章气体的性质N2分子式Ar,属单原子惰性气体。氩在希腊文里面就是懒惰的意思。常温常压下为无色、无味、无臭的气体,相对原子质量39.948,临界温度-122.29℃,临界压力4.898MPa。标准状态下气体密度为1.7838kg/m3,沸点-185.87℃,液体密度1393.9kg/m3,气液比781(与正常沸点下的单位液体体积相等的标准状态下的气体体积)。氩气的化学性质很不活泼,至今未发现真正意义上的化合物。2.3氩气第二章气体的性质Ar氩气的作用:利用氩气的惰性,在金属焊接切割操作中,氩气作为保护性气体,使金属避免被氧化。氩气也可以用于特殊金属的冶炼,氩气的吹炼和保护是提高钢材品质的重要途径。氩气具有高密度和低导热性,充进灯泡中可以延长灯泡寿命和增加亮度,故氩气可用于照明工业和填充各种电器,还可用于激光器和手术用止血喷枪。还可用于气象色谱作载气。2.3氩气第二章气体的性质Ar氩气的危害及急救措施:氩气和氮气一样,属于窒息性气体,可引起急速窒息。储存和使用时,应有足够的通风。一旦发生窒息症状,最初的救护方法和氮气的处理相同。如遇液氩灼伤,与液氧灼伤处理办法相同。2.3氩气第二章气体的性质Ar分子式CO2,相对分子质量44.01。常温常压下二氧化碳是无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。比空气重,标准状态下的密度为1.977kg/m3。临界温度为31.06℃,临界压力7.382MPa,沸点-56.57℃,熔点-78.5℃,1m3气体(15℃,0.101MPa)生成1.56L液体。2.4二氧化碳第二章气体的性质CO2二氧化碳的化学性质:在常温下化学性质稳定,不会分解。但在高温下,它很容易分解成一氧化碳和氧,具有氧化性。二氧化碳具有一切酸性氧化物的化学性质,并能与碱性氧化物或碱起化学反应。液体二氧化碳体积膨胀系数:液体二氧化碳的体积膨胀系数很大,在-5~35℃范围内,满量充装的二氧化碳气瓶,温度每升高1℃,瓶内气体压力相应升高(314~834)kPa,因此,二氧化碳严禁超装。2.4二氧化碳第二章气体的性质CO2二氧化碳的用途:做惰性介质,用于金属保护焊、易燃易爆气体压力容器的置换处理以及灭火等。二氧化碳的性质稳定、不活泼、无毒,具有抗氧化、杀菌灭虫和防腐保鲜的作用,广泛用于食品、蔬菜、果品和粮食的保存。作化工原料,用二氧化碳可合成多种有机和无机化工产品。作制冷剂,利用二氧化碳制冷速度快,操作性能良好的特性,液体二氧化碳和干冰广泛用作制冷剂。做饮料添加剂。2.4二氧化碳第二章气体的性质CO2二氧化碳的危害:由于二氧化碳是一种无色、无臭的气体,密度大于空气,常常聚集于低凹之处。当二氧化碳浓度超过一定限量时,往往会不知不觉的使人、畜及其他动物中毒。其原理是高浓度的二氧化碳本身具有刺激和麻醉作用,会使肌体发生缺氧窒息。急救措施:发现二氧化碳中毒病人时,应迅速使病人脱离中毒环境,转到空气新鲜处,解开患者衣服,辅以人工呼吸,使其尽快吸入氧气,必要时可用高压氧治疗。2.4二氧化碳第二章气体的性质CO2分子式为C3H8,在常温常压下为无色无臭的易燃气体。标准状态下的气体密度为2.005kg/m3,临界温度为96.8℃,临界压力4.26MPa,沸点-42.2℃。在空气中的爆炸极限浓度为2.3%-9.5%。气液比为290(与正常沸点下的单位液体体积相等的标准状态下的气体体积)。2.5丙烷丙烷的作用:具有较高的燃烧热值,可单独作燃料,用作焊接切割用燃气。丙烷还是是重要的化工原料,用以合成多种有机产品,同时也可以作溶剂和制冷剂。第二章气体的性质C3H8丙烷的危害:丙烷液体接触皮肤会造成冻伤,冷蒸汽会损伤皮肤,吸入气体可导致窒息。急救措施:吸入气体的受害者应迅速脱离现场,移至空气新鲜处,若呼吸停止则应进行人工呼吸并请医生。丙烷是易燃气体,如发生火灾,应首先切断气源,采用二氧化碳、干粉或者水进行灭火。如发现丙烷泄漏,应立即关闭火源,并采取措施进行堵漏,并对泄漏出来的气体采取强制通风,以保持气体浓度低于爆炸下限。在所有过程中必须禁止火源,操作过程中避免产生火花。2.5丙烷第二章气体的性质C3H8分子式C2H2,相对分子质量26.038。纯乙炔在常温常压下为无色有酯香味的气体,由电石制得的乙炔,如未经净化,因含有PH3,H2S等杂质而有难闻的臭味。乙炔气在标准状态下的密度为1.1747kg/m3,临界温度35.2℃,临界压力6.242MPa。沸点为-83.4℃。在氧气中的的爆炸极限浓度为2.5%-95%,在空气中的爆炸极限浓度为2.3%-72.3%。气液体积比为520(与正常沸点下的单位液体体积相等的标准状态下的气体体积)。2.6溶解乙炔第二章气体的性质C2H2乙炔气体化学性质:非常活泼,具有氧化、分解、聚合、加成等反应能力。乙炔的作用:乙炔与氧气燃烧时发出强烈的亮光并产生高达3200℃左右的的高温,因此乙炔广泛用于金属的加热及热处理、切割和焊接。在原子吸收分光光度计中,用乙炔作燃料与氧化亚氮进行燃烧。同时在石化生产过程中所需的一些标准气体的配制中,也需要用到高纯度的乙炔。乙炔可作麻醉剂使用。在有机化工领域,乙炔是一种重要的化工原料,从乙炔出发可以合成数千种化学品。利用乙炔在高温下分解成碳和氢,可以用乙炔制备乙炔炭黑。2.6溶解乙炔第二章气体的性质C2H2乙炔的易燃特性:乙炔具有最低点火能低,和氢气一样,仅需要0.019MJ的能量即可点燃;爆炸极限范围大,乙炔浓度在2.5%~100%的范围内都能发生爆炸。故乙炔是一种比较危险的易燃易爆气体。对于乙炔储存地区应注意通风,不管任何地方都应保持乙炔浓度在2.5%以下,在乙炔浓度比较高的地方不能穿带钉子的鞋和化纤衣服,严禁打手机,电气设备采用防爆处理。2.6溶解乙炔第二章气体的性质C2H2乙炔的危害:纯乙炔气体没有毒性,属于窒息性气体,若空气中乙炔浓度达20%以上时,空气中氧含量减少会使人感到呼吸困难或头昏。同时乙炔还有阻碍氧化的作用,使脑缺氧,引起昏迷麻醉。乙炔中杂质(硫化氢、磷化氢)含量较多时,则中毒症状加快。急救措施:发现人员中毒后,应立即将中毒者移至空气新鲜处,若症状持续时,应给予吸氧或人工呼吸,并请医生治疗。如发生火灾,应首先切断气源,采用二氧化碳、干粉或者水进行灭火,同时迅速移出火场中的乙炔钢瓶。如遇乙炔钢瓶泄漏,应进行堵漏处理,或将泄漏钢瓶移到远离火源而且通风的地方。2.6溶解乙炔第二章气体的性质C2H2分子式H2,相对分子质量2.016.常温常压下为无色、无臭、无毒的易燃气体,燃烧时呈微弱的白色火焰。氢气是世界上最轻的物质。标准状态下的气体密度为0.08988kg/m3,临界温度-239.97℃,沸点为-252.78℃,熔点为-259.24℃。液态氢是无色透明的液体,密度为0.070kg/m3。氢在各种液体中的溶解甚微。2.7氢气第二章气体的性质H2氢气的化学性质:氢与氧混合具有爆炸性,在氧气中的爆炸极限为4.65%~93.9%。氢与氟混合