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一氧化碳《氣體應(yīng)用大全》

2019-7-23 9:38:35

一氧化碳CO

1.別名·英文名

Carbon monoxide．

2.一氧化碳用途

燃料，還原劑，有機(jī)合成的原料，用于制備羰基金屬、光氣、硫氧化碳、芳香族醛、甲酸、苯六酚、氯化鋁、甲醇，用于氫化甲酰化作用，用于制備合烴(合成汽油)、合醇(羧酸、乙醇、醛、酮及碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，鋅白顏料，氧化鋁成膜，標(biāo)準(zhǔn)氣，校正氣，在線儀表標(biāo)準(zhǔn)氣。

3.一氧化碳制法

(1)碳?xì)浠衔餁怏w(天然氣、丙烷、煉油廠氣)經(jīng)過(guò)活性碳層脫硫后與水蒸氣及CO₂混合，然后通過(guò)裝滿鎳催化劑的反應(yīng)管(溫度780℃)時(shí)，產(chǎn)生一氧化碳。

CH₄+H₂O→CO+3H₂

CH₄+2H₂O—→CO₂+4H₂

因?yàn)樵谠蠚庵杏蠧O₂，優(yōu)先進(jìn)行前一個(gè)反應(yīng)。經(jīng)過(guò)脫水及吸收除掉CO₂之后從分離塔的塔底和塔頂分別得到CO和H₂。CO純度可達(dá)98.6%。

(2)CO₂與燒紅的煤相互作用。

(3)焦碳或煤的不完全燃燒。

(4)水煤氣或煤氣中分離出。

(5)蟻酸與濃硫酸作用。

4.一氧化碳理化性質(zhì)

分子量： 28.0104

熔點(diǎn)(三相點(diǎn)15.3kPa)： -205.1℃

沸點(diǎn)(101.325kPa)： -191.5℃

液體密度(-191.5℃，101.325kPa)： 789kg/m³

氣體密度(0℃，101.325kPa)： 1.2504kg/m³

相對(duì)密度(氣體，空氣=1，101.325kPa)：0.967

比容：(21.1℃，101.325kPa)：0.8615m³/kg

氣液容積比：(15℃，100kPa)： 674L/L

臨界溫度： -140.2℃

臨界壓力： 3499kPa

臨界密度： 301kg/m³

壓縮系數(shù)：

溫度 (℃)	壓縮系數(shù)
溫度 (℃)	100kPa	1000kPa	5000kPa	10000kPa
15 50	0.9996 0.9998	0.9959 0.9988	0.9848 0.9981	0.9845 1.0070

熔化熱(-205.01℃，15.36kPa)： 29.9kJ/kg

氣化熱(-191.53℃，101.325kPa)： 215.2kJ/kg

比熱容(氣體，25℃，101.325kPa)： Cp=1043J/(kg·K)

Cv=742J/(kg·K)

比熱比(氣體，25℃，101.325kPa)： Cp/Cv=1.404

蒸氣壓(-203.43℃)： 20.00kPa

(-180℃)： 305kPa

(140℃)： 3500kPa

粘度(101.325kPa，0℃)：0.01662mPa·S

表面張力(-193℃)： 9.8mN/m

導(dǎo)熱系數(shù)(101.325kPa，0℃)：0.02303W/(m·K)

折射率(氣體，0℃，101.325kPa)： 1.0003342

空氣中可燃范圍(20℃，101.325kPa)： 12.5%～74%

空氣中最低燃點(diǎn)(101.325kPa)： 630℃

最易引燃濃度： 30%

產(chǎn)生最大爆炸壓力的濃度： 35.2%

最大爆炸壓力： 6.3kg/cm³

毒性級(jí)別： 2

易燃性級(jí)別： 4

易爆性級(jí)別： 0

火災(zāi)危險(xiǎn)度：極大

一氧化碳在常溫常壓下為無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)刺激性的窒息性氣體。空氣中可燃，燃燒時(shí)發(fā)出藍(lán)色火焰。與空氣混合形成爆炸性混合物。與酸、堿和水不起反應(yīng)。在高溫高壓下，與鐵鉻鎳等金屬反應(yīng)生成羰基金屬，與氯結(jié)合形成光氣，與羰基金屬結(jié)合形成羰基金屬化合物。一氧化碳具有還原作用，在室溫下有錳及銅的氧化物混合存在時(shí)，一氧化碳可氧化成CO₂，有一種防毒面具就是利用這種原理的。

一氧化碳是有毒氣體，它是在沒(méi)有任何刺激的情況下進(jìn)入人體慢慢引起中毒。這時(shí)，人不僅感覺(jué)不到而且還有某種快感，所以它更是危險(xiǎn)可怕的氣體。它微溶于水，易溶于鹽酸、氨水和氯化亞銅溶液，也溶于乙酸乙酯、三氯甲烷、乙酸等有機(jī)溶劑。

一氧化碳在水中的溶解度如下所示。

溫度(℃)	0	20	40	60
吸收系數(shù)	0.03516	0.02266	0.01647	0.01197

一氧化碳與一些物質(zhì)混合接觸時(shí)的危險(xiǎn)性如下表所示。

混合接觸危險(xiǎn)物質(zhì)名稱	化學(xué)式	危險(xiǎn)等級(jí)	摘要
氯酸鈉鉀鈉三氧化二鐵五氟化溴氧(液體) 三氟化氮氧化銀二氧化氯氟氧化銫三氟化溴過(guò)氧化二氟甲酰	NaClO₃ K Na Fe₂O₃ BrF₅ O₂ NF₃ Ag₂O C1O₂ F₂ Cs₂O BrF₃ C₂F₂O₄	A A A A B A A A A A A	有生成爆炸性混合物的可能性有生成爆炸性混合物的可能性有生成爆炸性混合物的可能性有激烈著火的危險(xiǎn)性有生成爆炸性混合物的可能性有爆炸性反應(yīng)的危險(xiǎn)性由于還原作用有放熱(300℃)的危險(xiǎn)性有爆炸的危險(xiǎn)性有爆炸性反應(yīng)的危險(xiǎn)性加熱有著火的危險(xiǎn)性超過(guò)30℃，有爆炸的危險(xiǎn)性有爆炸的危險(xiǎn)性

5.一氧化碳毒性

一氧化碳對(duì)人作用如下。

濃度ppm	作用
100 400～500 600～700 1000～1200 1500～2000 4000	可耐受2～3小時(shí) 在1小時(shí)內(nèi)還表現(xiàn)不出明顯的作用 1小時(shí)后才顯出作用 1小時(shí)后產(chǎn)生不快感但無(wú)危險(xiǎn) 在1小時(shí)內(nèi)構(gòu)成危險(xiǎn) 在1小時(shí)內(nèi)致死

最高容許濃度： 20mg/m³

眾所周知，一氧化碳是與人們的日常生活密切相關(guān)的有毒氣體。它對(duì)人體的毒害作用機(jī)理大致如下。

一氧化碳對(duì)血紅蛋白(Hb)的親和力比氧大240倍，而碳氧血紅蛋白的離解速度又比氧合血紅蛋白小3500倍。因此，一氧化碳被吸人體內(nèi)后，迅速與血紅蛋白結(jié)合成碳氧血紅蛋白，即一氧化碳置換了血液中的氧。另外，血液中碳氧血紅蛋白的大量存在影響氧合血紅蛋白的解離作用，使其解離困難。這樣，一氧化碳破壞了血液的輸氧作用，造成組織缺氧，引起窒息，并導(dǎo)致一系列的中毒癥狀。

一氧化碳急性中毒，根據(jù)臨床表現(xiàn)可分為輕度、中度和重度三級(jí)。

輕度中毒表現(xiàn)為頭暈、眼花、劇烈頭痛、耳鳴、顳部壓迫感和搏動(dòng)感，尚有惡心、嘔吐、心悸、四肢無(wú)力，但無(wú)昏迷。脫離中毒現(xiàn)場(chǎng)，吸入新鮮空氣或進(jìn)行適當(dāng)治療之后，癥狀可迅速消失。

中度中毒除上述癥狀外，還表現(xiàn)為初期多汗、煩躁、步態(tài)不穩(wěn)、皮膚和粘膜蒼白，并隨著中毒加重而出現(xiàn)櫻桃紅色，以面頰前胸及大腿內(nèi)側(cè)最為明顯，意識(shí)朦朧甚至昏迷。如能及時(shí)搶救，可很快蘇醒，一般無(wú)明顯并發(fā)癥和續(xù)發(fā)癥。

重度中毒除具有一部分或全部中度中毒的癥狀外，患者可迅速進(jìn)入不同程度的昏迷狀態(tài)，時(shí)間可持續(xù)數(shù)小時(shí)至幾晝夜，往往出現(xiàn)牙關(guān)緊閉、強(qiáng)直性全身痙攣、大小便失禁和病理反射。常伴發(fā)中毒性腦病、心肌炎、吸人性肺炎、肺水腫及電解質(zhì)紊亂等。另外，可出現(xiàn)間腦損傷的一系列體征，如體溫升高、出汗、白細(xì)胞增多、血糖升高、糖尿、蛋白尿等，還可出現(xiàn)血中乳酸增高及乳酸脫氫酶活性增高等生化改變。腦電波異常，重癥時(shí)表現(xiàn)為波幅變低。

有的重癥患者在蘇醒之后，經(jīng)過(guò)一段“清醒期”又出現(xiàn)一系列神經(jīng)系統(tǒng)嚴(yán)重受損的表現(xiàn)，稱為“急性一氧化碳中毒神經(jīng)系統(tǒng)續(xù)發(fā)癥”，其程度與昏迷的深度有密切關(guān)系。

一氧化碳的慢性中毒比急性中毒更可怕。慢性中毒時(shí)即使是低濃度也會(huì)產(chǎn)生后遺癥而造成不幸的后果。一氧化碳中毒最不幸的后遺癥是喪失記憶力、癡呆癥及麻痹性障礙。

吸入一氧化碳?xì)怏w中毒的患者應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)移至空氣新鮮通風(fēng)良好之處，安置休息并保持溫暖舒適。如果患者處于昏迷狀態(tài)時(shí)應(yīng)立即送醫(yī)院診治。如果呼吸微弱或停止時(shí)要立即進(jìn)行人工呼吸和輸氧，呼吸開(kāi)始恢復(fù)后，打開(kāi)一個(gè)亞硝酸戊酯藥管嗅聞15～30秒。每隔2～3分鐘嗅聞一次，用藥量以不超過(guò)兩個(gè)藥管為限。然后就醫(yī)進(jìn)一步診治。

千萬(wàn)要注意，對(duì)人事不省或呼吸停止者不能輕易地放棄搶救，在醫(yī)生到來(lái)之前盡可能爭(zhēng)取時(shí)間進(jìn)行搶救。

6.一氧化碳安全防護(hù)

工作時(shí)須穿戴防護(hù)用品，進(jìn)入CO濃度較高的場(chǎng)所時(shí)，須戴送風(fēng)式防毒面具，而且要有專人監(jiān)護(hù)。工作場(chǎng)所要通風(fēng)，并定期檢查室內(nèi)一氧化碳濃度。貯氣鋼瓶要存放在陰涼通風(fēng)良好之處，要遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直射，在搬運(yùn)中嚴(yán)防碰撞。設(shè)備管道可用肥皂液檢漏。

當(dāng)壓力低于34個(gè)大氣壓時(shí)，～氧化碳的腐蝕性可以忽略，可以使用通用金屬材料。但是在更高的壓力下一氧化碳對(duì)有些金屬材料的腐蝕性不能忽略，而且在高壓下一氧化碳與鐵、鈷、鎳、錳、鉻和金作用生成不穩(wěn)定的高毒性金屬羰基化合物。在高壓可以用的金屬材料有銅、銅合金、鋁合金、銀、低碳不銹鋼等。在高溫可用銅、銅合金和銀。塑性材料可以用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯。碳鋼在小于10000kPa時(shí)可以使用。

當(dāng)一氧化碳著火時(shí)首先要關(guān)閉鋼瓶的閥門(mén)以切斷氣體來(lái)源。滅火可以使用干粉、二氧化碳、泡沫和霧狀水。當(dāng)一氧化碳大量泄漏時(shí)，要用聚乙烯罩或尼龍軟管套在泄漏部位，把氣體導(dǎo)入燃燒室或煤氣爐燃燒。微量泄漏時(shí)，加強(qiáng)通風(fēng)使其濃度在爆炸范圍以下；或者把漏氣的容器移到空曠之處，任其在大氣中漏完。

廢氣的處理方法有：

(1)用氯化亞銅等吸收液吸收。

(2)直接導(dǎo)入燃燒室或煤氣爐燃燒。

(3)用惰性氣體稀釋至50ppm以下，然后從安全的地方慢慢排放。

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