過(guò)氧化苯甲?；馂?zāi)危險(xiǎn)性研究

方少華，俞哲文，顧琮鈺，王 鵬

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源和化工產(chǎn)品的需求急速增長(zhǎng)，危險(xiǎn)化學(xué)品的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，成為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中不可或缺的原料，其儲(chǔ)運(yùn)安全性問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，火災(zāi)事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響著人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)[1]。過(guò)氧化苯甲酰(benzoyl peroxide,BPO)化學(xué)式為C14H10O4，相對(duì)分子質(zhì)量為242，白色或淡黃色細(xì)炷，微有苦杏仁氣味，屬于危險(xiǎn)貨物分類(lèi)中的5.2有機(jī)過(guò)氧化物，是一種強(qiáng)氧化劑，極不穩(wěn)定，易燃燒，當(dāng)撞擊、受熱、摩擦?xí)r能爆炸。本文通過(guò)研究過(guò)氧化苯甲酰的火災(zāi)危險(xiǎn)性，分析過(guò)氧化苯甲酰與常見(jiàn)物質(zhì)的混合物對(duì)不同種類(lèi)引火源的敏感程度，為其火災(zāi)原因調(diào)查和安全儲(chǔ)運(yùn)工作提供理論支撐。

1 試驗(yàn)

1.1 設(shè)備與材料

試驗(yàn)設(shè)備：角向磨光機(jī)SIM-YT04-100A，220 V，450 W，10 000 r·min-1；白熾燈燈泡，220 V，200 W；油汀式電暖器，220 V，2 kW；小太陽(yáng)取暖器，220 V，200 W；標(biāo)尺，量程為250 cm；天平，精度為0.01 g。試驗(yàn)用材料、純度及用途如表1所示，其中，過(guò)氧化苯甲酰為研究對(duì)象，其他為混存物質(zhì)。

1.2 過(guò)氧化苯甲酰與混存物質(zhì)混合

準(zhǔn)確稱(chēng)量過(guò)氧化苯甲酰與混存物質(zhì)各0.5 g，在陶瓷圓盤(pán)中緩慢均勻混合，以過(guò)氧化苯甲酰和鋸末混合為例，見(jiàn)圖1。其中可燃物中的包裝物和紡織品的尺寸為4 cm×4 cm，置于圓形的鋼片(以便收集燃燒殘留物)上，然后將過(guò)氧化苯甲酰粉末均勻撒在裁剪后的材料中央，以過(guò)氧化苯甲酰和瓦楞紙接觸為例，見(jiàn)圖2。

1.3 試驗(yàn)方法

選取生活中常見(jiàn)的煙頭、機(jī)械火花、白熾燈、電暖器和小太陽(yáng)取暖器作為引火源，其中煙頭和機(jī)械火花屬于弱火源，白熾燈、電暖器和小太陽(yáng)取暖器屬于電熱器具。先進(jìn)行5種引火源條件下混存物質(zhì)以及純品過(guò)氧化苯甲酰的空白對(duì)照試驗(yàn)，再對(duì)不同引火源條件下過(guò)氧化苯甲酰與各種混存物質(zhì)的混合樣品進(jìn)行引燃模擬試驗(yàn)。操作方法如下：(1)煙頭，將燃著的煙頭與樣品接觸，觀察并記錄現(xiàn)象。(2)機(jī)械火花，將樣品水平放于地面，用角向磨光機(jī)摩擦鋼片，產(chǎn)生機(jī)械火花，調(diào)整角度使火花豎直落到樣品上。(3)白熾燈，將樣品放置于水平桌面上，白熾燈泡放置于樣品正上方約1 cm處，接通白熾燈電源，觀察并記錄現(xiàn)象，最長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間為1 h。(4)電暖器，將樣品水平放置于電暖器上方，接通電源，觀察并記錄現(xiàn)象，最長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間為1 h。(5)小太陽(yáng)取暖器，將樣品水平放置于取暖器前方約5 cm處，接通電源，觀察并記錄現(xiàn)象，最長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間為1 h。

表1 材料名稱(chēng)、純度及生產(chǎn)廠家

圖1 過(guò)氧化苯甲酰和鋸末

圖2 過(guò)氧化苯甲酰和瓦楞紙

2 結(jié)果與討論

2.1 混存物質(zhì)與純過(guò)氧化苯甲酰的空白引燃試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)多次重復(fù)性試驗(yàn)，煙頭和機(jī)械火花可以瞬間引燃純品過(guò)氧化苯甲酰，有火焰產(chǎn)生并冒出大量白煙，白熾燈泡、電暖器、小太陽(yáng)取暖器則無(wú)法引燃純品過(guò)氧化苯甲酰；用煙頭引燃編織袋、化纖和棉時(shí)，編織袋和化纖燒洞變形[2]，棉發(fā)生陰燃，但不蔓延，其他混存物質(zhì)在這5種引火源條件下，沒(méi)有明顯的試驗(yàn)現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，在該試驗(yàn)條件下，所有混存物質(zhì)均不能被這5種引火源引燃。

2.2 過(guò)氧化苯甲?；旌蠘悠返囊荚囼?yàn)

經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，在5種引火源條件下，過(guò)氧化苯甲酰混合樣品的引燃試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，用電暖器或小太陽(yáng)取暖器作為引火源時(shí)，所有過(guò)氧化苯甲?；旌蠘悠肪幢灰?，試驗(yàn)結(jié)果未在表格中列出。

表2 過(guò)氧化苯甲?；旌蠘悠芬荚囼?yàn)結(jié)果

由表2的試驗(yàn)現(xiàn)象可知：在煙頭或機(jī)械火花作為引火源的條件下，過(guò)氧化苯甲酰與除報(bào)紙、瓦楞紙、編織袋、塑料泡沫、棉、羊毛、化纖、鋸末之外的其他試驗(yàn)樣品的混合物被瞬間引燃，產(chǎn)生大量有刺激性氣味的白煙。檸檬酸、甲基硫菌靈、二氧化氯固體制劑、苯甲酸鈉和活性炭與過(guò)氧化苯甲酰的混合樣品在被白熾燈照射15～30 min后被引燃，冒出大量有刺激性氣味的白煙，其他試驗(yàn)樣品在受到白熾燈照射作用1 h后，均不發(fā)生燃燒。煙頭引燃試驗(yàn)樣品前后形態(tài)如圖3～5所示。

在煙頭或機(jī)械火花作為引火源的條件下，當(dāng)甲基硫菌靈、檸檬酸、山梨酸鉀、檸檬酸亞錫二鈉等具有還原性的物質(zhì)作為混存物質(zhì)時(shí)，過(guò)氧化苯甲酰與上述物質(zhì)的混合物均被瞬間引燃，這說(shuō)明過(guò)氧化苯甲酰具有較強(qiáng)的助燃性(氧化性)；當(dāng)漂白粉、偏重亞硫酸鈉、二氧化氯固體制劑等本身不可燃的氧化性固體作為混存物質(zhì)時(shí)，過(guò)氧化苯甲酰與上述物質(zhì)的混合物也能被瞬間引燃，這說(shuō)明過(guò)氧化苯甲酰具有較強(qiáng)的可燃性；當(dāng)活性炭、淀粉、蔗糖等粉末狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為疏松的物質(zhì)作為混存物質(zhì)時(shí)，過(guò)氧化苯甲酰與上述物質(zhì)的混合物均被瞬間引燃，但當(dāng)報(bào)紙、瓦楞紙、塑料泡沫、棉、羊毛等片狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為緊密的可燃物作為混存物質(zhì)時(shí)，只是過(guò)氧化苯甲酰被引燃，上述物質(zhì)沒(méi)有被引燃，這說(shuō)明過(guò)氧化苯甲酰燃燒太快，在發(fā)生燃燒時(shí)周?chē)鷾囟冗_(dá)不到這些物質(zhì)的燃點(diǎn)，只是自身被引燃，而無(wú)法引燃這些燃點(diǎn)較高的物質(zhì)，從而可以得出過(guò)氧化苯甲酰具有較弱的引燃性。

(a)煙頭引燃前 (b)煙頭引燃后

圖4 塑料泡沫和BPO煙頭引燃試驗(yàn)圖

圖5 報(bào)紙和BPO煙頭引燃試驗(yàn)圖

在白熾燈作為引火源的條件下，當(dāng)檸檬酸、甲基硫菌靈、苯甲酸鈉、二氧化氯固體制劑以及活性炭作為混存物質(zhì)時(shí)，過(guò)氧化苯甲酰與上述物質(zhì)的混合物能夠被引燃。白熾燈將電能轉(zhuǎn)化為光能，電流通過(guò)燈絲產(chǎn)生熱量，熱量的集聚使燈絲溫度達(dá)到2 000 ℃以上，燈絲就會(huì)處于白熾狀態(tài)，但白熾燈一般有82%以上的能量會(huì)轉(zhuǎn)化成熱能，因此白熾燈是一種發(fā)熱量高的燈具，在相同電壓和相同環(huán)境條件下，白熾燈功率越大，其發(fā)熱量越多，溫度越容易升高[3]。檸檬酸粉體、甲基硫菌靈粉體或苯甲酸鈉[4]與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱或氧化劑接觸，可引起爆炸，由于過(guò)氧化苯甲酰具有一定的氧化性以及白熾燈的高熱作用，所以上述物質(zhì)作為混存物質(zhì)時(shí)混合物被引燃；二氧化氯固體制劑的氧化性比漂白粉和偏重亞硫酸鈉強(qiáng)且對(duì)溫度比較敏感，隨著溫度的上升，可能會(huì)引起燃燒[5]，從之前的結(jié)論得出過(guò)氧化苯甲酰具有較強(qiáng)的可燃性，所以在白熾燈照射下混合物被引燃；活性炭因其為黑色的粉末狀物質(zhì)，在白熾燈照射時(shí)能夠吸收大量的熱量，從而使混合物被引燃。

在電暖器或小太陽(yáng)取暖器作為引火源的條件下，任何試驗(yàn)樣品作為混存物質(zhì)時(shí)與過(guò)氧化苯甲酰的混合物均不能被引燃。試驗(yàn)選用的油汀式電暖器雖然功率達(dá)到2 kW，但是其散熱效果好，使用較為安全，一般情況下其表面溫度是非常低的[6]，就算觸及到人體的肌膚也不會(huì)造成灼傷，電暖器頂部多個(gè)金屬散熱片相隔一定距離，因此蓄熱能力差，而小太陽(yáng)取暖器功率只有200 W，相比于電暖器功率更低、蓄熱能力更差，在這兩種引火源條件下過(guò)氧化苯甲酰與試驗(yàn)樣品的混合物很難被引燃。

當(dāng)食用油作為混存物質(zhì)時(shí)，上述5種引火源均不能引燃食用油和過(guò)氧化苯甲酰的混合物，但煙頭和機(jī)械火花能夠瞬間引燃純品的過(guò)氧化苯甲酰，這說(shuō)明食用油作為液態(tài)物質(zhì)對(duì)過(guò)氧化苯甲酰具有保護(hù)作用，過(guò)氧化苯甲酰和食用油混存時(shí)具有較高的安全性。

3 結(jié)論與建議

由上述試驗(yàn)結(jié)果分析可知：過(guò)氧化苯甲酰對(duì)火源十分敏感，甚至弱火源都能夠?qū)⑵渌查g引燃；過(guò)氧化苯甲酰具有較強(qiáng)的助燃性、可燃性和一定的引燃性。

過(guò)氧化苯甲酰在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，要嚴(yán)防與各類(lèi)可燃物、還原劑及其他防腐劑等物質(zhì)混存，禁止使用纖維類(lèi)材料作為包裝物，必要時(shí)可以使用水、食用油等液體對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，廠房倉(cāng)庫(kù)區(qū)域內(nèi)要嚴(yán)格禁煙、禁止施工作業(yè)，杜絕一切明火及機(jī)械火花的產(chǎn)生，避免使用白熾燈等強(qiáng)輻射燈具作為照明器具。

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