梯恩梯生产安全

　　safety in the manufacture of trinitro-toluene  梯恩梯是三硝基甲苯的简称，为目前军事上和工业上用量最大的猛炸药之一。

　　生产梯恩梯的主要原料为甲苯、硝酸、硫酸和亚硫酸钠。其反应分为三段，反应式为：

　　梯恩梯生产一般利用连续硝化，使用多台(10～12台)硝化机，含硝化物与混酸逆向流动，硝化强度逐渐提高。硫酸浓度：一段硝化为70％～76％，二段硝化为80％～89％，三段硝化为89％～95％。硝酸用量一段为105％、二段为115％、三段为185％的理论用量。硝化温度一段不大于55℃，二段不大于85℃，三段不大于115℃。

　　甲苯经硝化后所得产品为粗制梯恩梯，其中含有杂质(如不对称三硝基甲苯、二硝基甲苯及梯恩梯氧化产物)，凝固点较低，需通过精制除去杂质，目前广泛采用亚硫酸钠精制方法。亚硫酸钠能与大部分杂质反应生成可溶于水的磺酸钠盐，因而可通过水洗除去。精制梯恩梯经过干燥、制片得成品。

　　其生产流程如图5—24所示。

图5—24  梯恩梯生产工艺流程

　　1．硝化  梯恩梯生产中的硝化过程是放热反应，同时又伴有氧化和水合作用，总的热效应很大。为了保证硝化反应的正常进行，必须控制一定的温度，把多余的热量通过强烈的机械搅拌和冷却蛇管中的冷却剂导走。一段硝化用的原料甲苯是一级易燃液体，其蒸气能与空气混合形成爆炸性气体，爆炸极限为1．27％～7％，硝化过程中生成的半成品一硝基甲苯具有可燃性，二硝基甲苯和粗制梯恩梯具有可燃性和爆炸性。如果硝化过中发生高温，容易引起硝化器内着火、喷料和爆炸。

　　(1)造成硝化高温的原因

　　①生产过程不正常，工艺条件控制和加料比例不合适，导致反应异常。

　　②冷却蛇管渗漏进水。

　　③冷却水供应不足或突然停水。

　　④搅拌器脱落或突然停电造成搅拌停止。

　　(2)硝化过程中可能着火的原因

　　①硝化器(包括分离器，下同)内反应剧烈，搅拌不良，硝化物局部过热分解而引起着火。

　　②硝化器内掉进棉纱、破布、纸张、橡胶手套及机器润滑油等有机物与混酸中的硝酸发生强烈的氧化反应而着火。

　　③硝化器内的物料冒出机外时，硝酸与可燃的有机物相遇而引起着火。

　　④硝化过程中停水、停电时处理不当也会造成器内温度升高着火。

　　⑤硝化器搅拌轴安装时与水封套之间的空隙太小或偏心，运转时摩擦、撞击产生火花或高温。这种情况，如在一段硝化则会引起器内甲苯着火，在二、三段硝化则会使水封套内积聚的硝化物分解着火，甚至可能波及到器内。

　　(3)防止硝化产生高温和着火的措施

　　①严格按工艺条件控制物料加入量和比例，做到均衡生产。

　　②要防止蛇管渗漏，定期试压，检查蛇管质量，保证处于良好状态。

　　③保证冷却水的供应。硝化工房用的冷却水除应设有环状供水网和2个入口水源外，还应设置专用的高位水槽，其容量至少可供30分钟冷却用水量。

　　④保证搅拌的可靠性。搅拌的目的是为了使物料混合均匀，促进硝化反应的顺利进行，以防止局部过热，发生分解爆炸。因此硝化工房的供电应设置备用电源。备用电源要来自不同的供电单位，并能自动合闸。为确保在任何情况下正常供电，还应安装汽油或柴油发电机，遇到供电发生故障停电时，该发电机能自动起动并自动合闸供电。发电机的容量要能够满足全部硝化器搅拌运转以及工房照明和其他机械用电的需要。还应对硝化器的搅拌和加料设置自动连锁装置，一旦发生搅拌机停转、搅拌桨叶片脱落等情况时，能立即报警，并自动停止加料和加强冷却。

　　⑤所有硝化器应安装有自动调节温度及温度超过上限规定时发出信号的仪器，并能自动停止进料和加强冷却。

　　⑥三段硝化器温度超过135℃时，能立即打开事故放料阀，将机内物料全部放入盛满水的安全水池，同时打开压缩空气阀门，送入安全水池进行搅拌。这套事故联动装置应能自动、手动和遥控操作。

　　⑦严防棉纱、润滑油等有机物掉入硝化器内，周围不得有这类有机物存在。

　　⑧正确安装硝化器搅拌轴，加强检查，防止摩擦产生火花或发热。

　　此外，梯恩梯与强碱物质接触时反应很快，其反应产物极易爆炸：梯恩梯受到机械冲击时也可能爆炸。因此必须严禁梯恩梯与碱性物质特别是强碱性物质接触，严禁梯恩梯受到冲击和挤压。

　　2．精制  梯恩梯与碱作用能生成敏感的红色或棕色梯恩梯金属衍生物，这种物质在80～160℃的范围内就会发火，受冲击极易爆炸，受热或日光照射容易发生分解。因此，应避免与碱接触，成品也不许带有碱性。而亚硫酸钠则带有弱碱性，故精制工艺采用亚硫酸钠处理粗制梯恩梯时，必须充分重视这一点。亚硫酸钠与粗制梯恩梯中的杂质反应生成能溶于水的磺酸钠盐随母液一起除去。精制母液(即红水)中一般含有4％～7％的二硝基甲苯磺酸钠盐及少量的其他硝基化合物，经浓缩干燥后是一种极不安定的易于燃烧、爆炸的混合物。试验表明：精制母液加热至85℃时，30分钟开始分解，116℃着火，标准落锤试验的冲击感度为12％～20％。；因此精制过程中须采取下列措施。

　　(1)严格控制精制温度，在保证梯恩梯处于熔融状态与亚硫酸钠顺利进行反应的前提下，尽可能降低精制温度，一般79～82℃为宜。洗涤和酸化时的温度可控制在80～90℃，以保证洗涤效果。洗涤后的梯恩梯不准带碱性，要加入硫酸，酸化至呈微酸性。

　　(2)精制的主要设备及管线的夹套保温，应采用85～95℃的热水，以保证加热均匀，并且温度不致过高。

　　(3)精制机等搅拌轴上的水封盒应经常保持有水，起到密封作用，并经常检查轴上和水封盒内有无凝结的梯恩梯及母液等，防止搅拌运转时摩擦、撞击引起着火或爆炸。

　　(4)临时停工时，应特别注意保温用的蒸汽压力不得超过规定，并经常检查设备，内母液的温度，防止出现蒸干及分解现象。

　　(5)严禁在工房内存放碳酸钠、氢氧化钠等碱性物质，更不准这些物质与梯恩梯接触。固体亚硫酸钠和浓度高的亚硫酸钠溶液也不宜与梯恩梯接触。

　　(6)输送液态梯恩梯和精制母液的管道，安装时要保证有较大的坡度，使物料能流净而不积存，管道的旋塞、阀门等要设计合理，没有“死角”，防止少量的梯恩梯或精制母液长期积存，而造成着火、爆炸的危险。

　　3．干燥、制片和包装

　　(1)液态梯恩梯的干燥，主要是通过蒸汽列管或夹套间接加热，将其中含有的少量水分蒸发。根据工艺和安全要求，干燥温度应尽量控制在较低范围，其危险温度为135℃；同时，为保证干燥器内温度均匀，不致产生局部过热和分解，应进行强烈搅拌。但不允许采用机械搅拌，必须采用空气搅拌，并可将空气预热至80～90℃，以提高干燥效果。预热空气要经过过滤，防止带入砂石和机油等杂质，以免影响梯恩梯的冲击感度；干燥器内要严格控制梯思梯液面高度，正常生产时梯恩梯液面应高出蒸汽加热管上部50～100mm。否则，空气鼓泡搅拌时会把液态梯恩梯溅在高温蒸汽管上，时间一长会引起着爆炸事故。

　　(2)导除制片过程中产生的静电。制片机的刮刀在刮下辊子表面上冷却凝固的梯恩梯薄层时，刮刀与药片、药片与药片的摩擦都会产生静电，导致火灾或爆炸，因此工房内全部设备和管线特别是制片机、刮刀上及下方接受药片处都要有良好的导除静电的接地装

置，接地电阻应小于4Ω。同时工房内空气湿度要保持在75％以上。

　　(3)除防止局部高温及导除静电外，还应采取以下安全措施。

　　①在工房内严禁存放和使用碱类物质，更不准碱与梯恩梯接触。

　　②应使用有色金属工具，操作中要防止摩擦撞击梯恩梯。调整或更换制片机刮刀时，应特别注意要先用85℃的热水清洗调节螺栓螺纹上的梯恩梯。洗净后再拆卸，以防引起爆炸。

　　③防止梯恩梯包装时混入金属等杂质，如螺栓等。

　　④工房内的电气设备和照明灯具以及排风机应采用防爆型，并须定期清理积垢。

　　⑤干燥器盖下应装自动水喷淋灭火装置。

　　⑥在工房内除安装消火栓等一般消防器材外，还应安装自动水喷淋灭火装置，该装置并能手动控制。

　　　　　　　　　　　　　　　　——摘自《安全工程大辞典》（化学工业出版社）