气体分离设备商务网行业书库一氧化碳


一氧化碳CO
1.别名·英文名
Carbon monoxide．
2.用途
燃料，还原剂，有机合成的原料，用于制备羰基金属、光气、硫氧化碳、芳香族醛、甲酸、苯六酚、氯化铝、甲醇，用于氢化甲酰化作用，用于制备合烃(合成汽油)、合醇(羧酸、乙醇、醛、酮及碳氢化合物的混合物)，锌白颜料，氧化铝成膜，标准气，校正气，在线仪表标准气。
3.制法
(1)碳氢化合物气体(天然气、丙烷、炼油厂气)经过活性碳层脱硫后与水蒸气及CO₂混合，然后通过装满镍催化剂的反应管(温度780℃)时，产生一氧化碳。
CH₄+H₂O→CO+3H₂
CH₄+2H₂O—→CO₂+4H₂
因为在原料气中有CO₂，优先进行前一个反应。经过脱水及吸收除掉CO₂之后从分离塔的塔底和塔顶分别得到CO和H₂。CO纯度可达98.6%。
(2)CO₂与烧红的煤相互作用。
(3)焦碳或煤的不完全燃烧。
(4)水煤气或煤气中分离出。
(5)蚁酸与浓硫酸作用。
4.理化性质
分子量： 28.0104
熔点(三相点15.3kPa)： -205.1℃
沸点(101.325kPa)： -191.5℃
液体密度(-191.5℃，101.325kPa)： 789kg/m³
气体密度(0℃，101.325kPa)： 1.2504kg/m³
相对密度(气体，空气=1，101.325kPa)：0.967
比容：(21.1℃，101.325kPa)：0.8615m³/kg
气液容积比：(15℃，100kPa)： 674L/L
临界温度： -140.2℃
临界压力： 3499kPa
临界密度： 301kg/m³
压缩系数：

温度 (℃) 压缩系数 100kPa 1000kPa 5000kPa 10000kPa 15 50 0.9996 0.9998 0.9959 0.9988 0.9848 0.9981 0.9845 1.0070

熔化热(-205.01℃，15.36kPa)： 29.9kJ/kg
气化热(-191.53℃，101.325kPa)： 215.2kJ/kg
比热容(气体，25℃，101.325kPa)： Cp=1043J/(kg·K)
Cv=742J/(kg·K)
比热比(气体，25℃，101.325kPa)： Cp/Cv=1.404
蒸气压(-203.43℃)： 20.00kPa
(-180℃)： 305kPa
(140℃)： 3500kPa
粘度(101.325kPa，0℃)：0.01662mPa·S
表面张力(-193℃)： 9.8mN/m
导热系数(101.325kPa，0℃)：0.02303W/(m·K)
折射率(气体，0℃，101.325kPa)： 1.0003342
空气中可燃范围(20℃，101.325kPa)： 12.5%～74%
空气中最低燃点(101.325kPa)： 630℃
最易引燃浓度： 30%
产生最大爆炸压力的浓度： 35.2%
最大爆炸压力： 6.3kg/cm³
毒性级别： 2
易燃性级别： 4
易爆性级别： 0
火灾危险度：极大
一氧化碳在常温常压下为无色、无臭、无味、无刺激性的窒息性气体。空气中可燃，燃烧时发出蓝色火焰。与空气混合形成爆炸性混合物。与酸、碱和水不起反应。在高温高压下，与铁铬镍等金属反应生成羰基金属，与氯结合形成光气，与羰基金属结合形成羰基金属化合物。一氧化碳具有还原作用，在室温下有锰及铜的氧化物混合存在时，一氧化碳可氧化成CO₂，有一种防毒面具就是利用这种原理的。
一氧化碳是有毒气体，它是在没有任何刺激的情况下进入人体慢慢引起中毒。这时，人不仅感觉不到而且还有某种快感，所以它更是危险可怕的气体。它微溶于水，易溶于盐酸、氨水和氯化亚铜溶液，也溶于乙酸乙酯、三氯甲烷、乙酸等有机溶剂。
一氧化碳在水中的溶解度如下所示。

温度(℃) 0 20 40 60 吸收系数 0.03516 0.02266 0.01647 0.01197

一氧化碳与一些物质混合接触时的危险性如下表所示。

混合接触危险物质名称 化学式 危险等级 摘要 氯酸钠 钾 钠 三氧化二铁 五氟化溴 氧(液体) 三氟化氮 氧化银 二氧化氯 氟 氧化铯 三氟化溴 过氧化二氟甲酰 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 有激烈着火的危险性 有生成爆炸性混合物的可能性 有爆炸性反应的危险性 由于还原作用有放热(300℃)的危险性 有爆炸的危险性 有爆炸性反应的危险性 加热有着火的危险性 超过30℃，有爆炸的危险性 有爆炸的危险性

5.毒性
一氧化碳对人作用如下。

浓度ppm 作用 100 400～500 600～700 1000～1200 1500～2000 4000 可耐受2～3小时 在1小时内还表现不出明显的作用 1小时后才显出作用 1小时后产生不快感但无危险 在1小时内构成危险 在1小时内致死

最高容许浓度： 20mg/m³
众所周知，一氧化碳是与人们的日常生活密切相关的有毒气体。它对人体的毒害作用机理大致如下。
一氧化碳对血红蛋白(Hb)的亲和力比氧大240倍，而碳氧血红蛋白的离解速度又比氧合血红蛋白小3500倍。因此，一氧化碳被吸人体内后，迅速与血红蛋白结合成碳氧血红蛋白，即一氧化碳置换了血液中的氧。另外，血液中碳氧血红蛋白的大量存在影响氧合血红蛋白的解离作用，使其解离困难。这样，一氧化碳破坏了血液的输氧作用，造成组织缺氧，引起窒息，并导致一系列的中毒症状。
一氧化碳急性中毒，根据临床表现可分为轻度、中度和重度三级。
轻度中毒表现为头晕、眼花、剧烈头痛、耳鸣、颞部压迫感和搏动感，尚有恶心、呕吐、心悸、四肢无力，但无昏迷。脱离中毒现场，吸入新鲜空气或进行适当治疗之后，症状可迅速消失。
中度中毒除上述症状外，还表现为初期多汗、烦躁、步态不稳、皮肤和粘膜苍白，并随着中毒加重而出现樱桃红色，以面颊前胸及大腿内侧最为明显，意识朦胧甚至昏迷。如能及时抢救，可很快苏醒，一般无明显并发症和续发症。
重度中毒除具有一部分或全部中度中毒的症状外，患者可迅速进入不同程度的昏迷状态，时间可持续数小时至几昼夜，往往出现牙关紧闭、强直性全身痉挛、大小便失禁和病理反射。常伴发中毒性脑病、心肌炎、吸人性肺炎、肺水肿及电解质紊乱等。另外，可出现间脑损伤的一系列体征，如体温升高、出汗、白细胞增多、血糖升高、糖尿、蛋白尿等，还可出现血中乳酸增高及乳酸脱氢酶活性增高等生化改变。脑电波异常，重症时表现为波幅变低。
有的重症患者在苏醒之后，经过一段“清醒期”又出现一系列神经系统严重受损的表现，称为“急性一氧化碳中毒神经系统续发症”，其程度与昏迷的深度有密切关系。
一氧化碳的慢性中毒比急性中毒更可怕。慢性中毒时即使是低浓度也会产生后遗症而造成不幸的后果。一氧化碳中毒最不幸的后遗症是丧失记忆力、痴呆症及麻痹性障碍。
吸入一氧化碳气体中毒的患者应及时转移至空气新鲜通风良好之处，安置休息并保持温暖舒适。如果患者处于昏迷状态时应立即送医院诊治。如果呼吸微弱或停止时要立即进行人工呼吸和输氧，呼吸开始恢复后，打开一个亚硝酸戊酯药管嗅闻15～30秒。每隔2～3分钟嗅闻一次，用药量以不超过两个药管为限。然后就医进一步诊治。
千万要注意，对人事不省或呼吸停止者不能轻易地放弃抢救，在医生到来之前尽可能争取时间进行抢救。
6.安全防护
工作时须穿戴防护用品，进入CO浓度较高的场所时，须戴送风式防毒面具，而且要有专人监护。工作场所要通风，并定期检查室内一氧化碳浓度。贮气钢瓶要存放在阴凉通风良好之处，要远离火源，避免阳光直射，在搬运中严防碰撞。设备管道可用肥皂液检漏。
当压力低于34个大气压时，～氧化碳的腐蚀性可以忽略，可以使用通用金属材料。但是在更高的压力下一氧化碳对有些金属材料的腐蚀性不能忽略，而且在高压下一氧化碳与铁、钴、镍、锰、铬和金作用生成不稳定的高毒性金属羰基化合物。在高压可以用的金属材料有铜、铜合金、铝合金、银、低碳不锈钢等。在高温可用铜、铜合金和银。塑性材料可以用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯。碳钢在小于10000kPa时可以使用。
当一氧化碳着火时首先要关闭钢瓶的阀门以切断气体来源。灭火可以使用干粉、二氧化碳、泡沫和雾状水。当一氧化碳大量泄漏时，要用聚乙烯罩或尼龙软管套在泄漏部位，把气体导入燃烧室或煤气炉燃烧。微量泄漏时，加强通风使其浓度在爆炸范围以下；或者把漏气的容器移到空旷之处，任其在大气中漏完。
废气的处理方法有：
(1)用氯化亚铜等吸收液吸收。
(2)直接导入燃烧室或煤气炉燃烧。
(3)用惰性气体稀释至50ppm以下，然后从安全的地方慢慢排放。