咨询电话：关于RTO废气治理领域丙烯腈的探讨
在较多的精细化工行业客户哪里，我们在设计RTO治理系统的过程中，经常会遇到客户提问：丙烯腈能进RTO焚烧吗？
作为精细化工行业RTO废气治理的探索者，YIHEAC通过本篇文章对丙烯腈的特性、危害及治理方案做个研究和综合概述，仅供大家参考和交流。
大家都知道，丙烯腈是有机合成工业中的重要单体，它是用于制造腈纶纤维、丁腈橡胶、塑料、染料、增塑剂、药品及粘合剂等的原料，同时可用作许多生产过程的反应介质。
丙烯腈是一种无色易流动液体，英文名称Acrylonitrile，化学式为CH2CHCN，它的摩尔量为53.07，液体密度是0.8060×103kg/m3，气体密度为1.8kg/m3，在常压下熔点、沸点、燃点分别为-82℃、78.5℃、481℃，它稍溶于水，易溶于一般有机溶剂，它能与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸极限为3～17％，它水解生成丙烯酸，还原生成丙腈，易聚合也能与醋酸乙烯、氯乙烯单体共聚，主要用于制聚丙烯腈、丁腈橡胶和其它合成树脂等，也用作涂料、防氧化剂、染料、表面活性剂的原料。丙烯腈主要存在于生产像ABS、AS树脂和合成橡胶车间、生产涂料、防氧化剂、染料的工厂，生产合成纤维及其原料的工厂。
由于生产和使用丙烯腈时，可因为设备密封不严或其它的因素而污染空气，丙烯腈以蒸气状态存在于空气中。丙烯腈属高毒物，其毒性作用类似氢氰酸，主要是由于吸入丙烯腈蒸气或皮肤接触而引起的中毒。人对丙烯腈比较敏感，在1g/m3的浓度范围时可在1～2个小时使人致死，在35～220mg/m3，除使嗅觉粘膜受到刺激外还可能出现头痛、胸痛、兴奋和引起恐惧感等。
丙烯腈的燃烧分析如下：
（1）丙烯腈完全燃烧的化学方程式如下：
2CH2=CHCN+10O2=6CO2+2NO2+3H2O
不充分燃烧可能还会产生HCN，但是HCN在850℃几乎全都分解，它的分解方程式如下：
HCN+5/4O2=1/2H2O+1/2N2+CO2
温度过高，超过1100℃时，N2会被进一步氧化成NOx造成光化学二次污染。
（2） HCN燃烧过程中，若废气中水的体积分数达到3%以上，温度升高至600℃以上，则可能会有NH3产生，在710℃是NH3浓度达到最 大，继续升温，浓度有随之减少，当温度达到820℃以上时不再观察到有NH3产生。在此温度范围内，NO的变化规律与NH3相似，温度达到650℃以后NO浓度急剧上升，在730℃时达到最 大，继而下降，直至820℃又随温度升高而逐渐上升。相较于上述两种气体，N2O的生成几乎被完全抑制，这可能是由于发生了以下反应：
HCN+H2O→NH3+CO
2NH3+5/2O2→2NO+3H2O
从上式可以看出，NH3主要被氧化成NO，大大降低了N2O的排放量。冬季输送废气的管道常常因为废气中夹带的饱和水凝结而被堵塞，增加了燃烧能耗。因此废气在进行预处理时应考虑除湿除雾，必要时可以增加废气加热器。
所以通过以上分析可以知道，RTO处理系统对丙烯腈的氧化处理是可以做到完全除尽的，但是需要注意以下几个要点：
（4） 应保证丙烯腈在稳定的850℃温度下足够的停留时间；
（5） 废气氧化过程具备充足的氧气；
（6） 需要有超温排放措施，以防止偶发的情况下温度升高增加出口氮氧化物的浓度；
由此可见，尽管如此，RTO系统在进行日常维护时，维护人员也应该注意个人防毒的防护，RTO内部停机启炉时一定要进行洁净气体的置换。系统设计时需要充分考虑丙烯腈这种物质的剧毒特性，由于燃烧过程极其复杂，在进行RTO系统设计时，更需要关注温度的控制，以及每种可能产生的剧毒副产物的控制，以保证丙烯腈废气可以被充分氧化，废气达标排放，设备安 全稳定运行，使企业的收益最 大化。
参考文献：
1， 姚虎卿，化工辞典，第五版，化学工业出版社，2013.6；
2， 陈安民，石油化工过程节能方法和技术[M]，中国石化出版社1994；
3， 上海科技情报研究所：《化工污染及其防 治》上海科技出版社，1976；
4， 杭世平等, 空气中有害物质的测定方法，中国预防医学中心卫生研究所，人民卫生出版社，1986年1月2版。
丙烯腈危险特性表
标识 | 中文名：丙烯腈；乙烯基氰 | 英文名： Acrylonitrile；Cyanoethylene | 危规号：32162 |
分子式： C3H3N | 分子量：53.06 | UN号：1093 | |
危险性类别：第2.2类 不燃气体 | CAS号：107-13-1 | ||
理化性质 | 外观与性状：无色液体，有桃仁气味 | ||
溶解性：微溶于水易溶于多数有机溶剂。 | |||
熔点/℃：-83.6 | 临界温度/℃：263 | 相对密度（水=1）：0.81 | |
沸点/℃：77.3 | 临界压力/MPa：3.5 | 相对密度（空气=1）：1.83 | |
最小引燃能量/mJ：无资料 | 饱和蒸汽压/kPa： | 燃烧热/（kJ·mol-1）：1757.7 | |
饱和蒸气压(KPa) | 辛醇/水分配系数的对数值：-0.92(计算值) | ||
燃烧爆炸 危险性 | 燃烧性：易燃 | 闪点/℃：-5 | 聚合危害：聚合 |
引燃温度/℃：480 | 爆炸极限/%：无意义 | 稳定性：稳定 | |
爆炸物质级别、组别： | 避免接触条件：光照、受热 | 爆炸极限(V%):2.8-28 | |
最 大爆炸压力（MPa）无资料 | 燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、氰化氢 | ||
禁配物：强氧化剂、碱类、酸类。 | |||
危险特性：易燃其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。在火场高温下能发生聚合放热使容器破裂。 | |||
灭火方法：消防人员必须穿特殊防护服在掩蔽处操作。灭火剂抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效但须用水保持火场容器冷却。 | |||
毒性 | 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收 急性毒性：无资料 | ||
健康危害 | 本品在体内析出氰根，抑制呼吸酶；对呼吸中枢有直接麻醉作用。急性中毒表现与氢氰酸相似。急性中毒：以中枢神经系统症状为主，伴有上呼吸道和眼部刺激症状。轻度中毒有头晕、头痛、乏力、上腹部不适、恶心、呕吐、胸闷、手足麻木、意识蒙胧及口唇紫绀等。眼结膜及鼻、咽部充血。重者除上述症状加重外，出现四肢阵发性强直抽搐、昏迷。液体污染皮肤，可致皮炎，局部出现红斑、丘疹或水疱。慢性中毒：尚无定论。长期接触，部分工人出现神衰综合征，低血压等。对肝脏影响未肯定 | ||
急救 | 皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用流动清水或5%硫代硫酸钠溶液彻底冲洗至少20分钟。就医。眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入：迅速脱 离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸（勿用口对口）和胸外心脏按压术。给吸入亚硝酸异戊酯，就医。食入：饮足量温水，催吐。用1:5000高锰酸钾或5%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医。 | ||
防护 | 工程控制：严加密闭，提供充分的局部排风和全 面通风。尽可能机械化、自动化。提供安 全淋浴和洗眼设备。 呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，必须佩戴自吸过滤式防毒面具（全 面罩）。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器。 眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。 身体防护：穿连衣式胶布防毒衣。 手防护：戴橡胶耐油手套。 其它防护：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕彻底清洗。单独存放被毒物污 染的衣服洗后备用。车间应配备急救设备及药品。作业人员应学会自救互救。 | ||
泄漏处理 | 迅速撤离泄漏污染区人员至安 全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。喷雾状水或泡沫冷却和稀释蒸汽、保护现场人员。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 | ||
储运 | 储存注意事项：通常商品加有稳定剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过26℃。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放，切忌混储。不宜大量储存或久存。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。应严格执行极毒物品"五双"管理制度。 运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。夏季建议早晚运输。运输时所用的槽（罐）车应有接地链，槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。 | ||
