乙炔生產(chǎn)中的工藝安全措施研究
朱孔南
摘要:乙炔在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,但其容易爆炸,危險(xiǎn)性很大。本文首先介紹了乙炔的特性,其次簡(jiǎn)要闡述了乙炔的生產(chǎn)方法和工藝并就乙炔爆炸的三種機(jī)制做了介紹,提出了防止乙炔爆炸的技術(shù)對(duì)策和乙炔生產(chǎn)過(guò)程中的安全注意要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞: 乙炔;安全措施;爆炸;電石法
引言:乙炔(ethyne),別名電石氣,是最簡(jiǎn)單的炔烴化合物,在室溫下是一種無(wú)色、極易燃的氣體,主要用于照明、焊接、橡膠合成等。乙炔微溶于水,溶于乙醇、丙酮等,其化學(xué)性質(zhì)很活潑,能起加成、氧化等反應(yīng),在液態(tài)和固態(tài)下或在氣態(tài)和一定壓力下有猛烈爆炸的危險(xiǎn)。
純乙炔為無(wú)色芳香氣味的易燃?xì)怏w,而電石制的乙炔因混有硫化氫、磷化氫、砷化氫而有毒,并且?guī)в刑厥獾某粑?。熔點(diǎn)(118.656kPa)-80.8 ℃,沸點(diǎn)-84 ℃,相對(duì)密度0.6208 (-82/4 ℃),折射率1.00051 ,折光率1.0005 (0 ℃),閃點(diǎn)(開(kāi)杯)-17.78 ℃,自燃點(diǎn)305 ℃。在空氣中爆炸極限2.3%-80%(體積分?jǐn)?shù))。在液態(tài)和固態(tài)下或在氣態(tài)和一定壓力下有猛烈爆炸的危險(xiǎn),受熱、震動(dòng)、電火花等因素都可以引發(fā)爆炸,因此不能在加壓液化后貯存或運(yùn)輸。微溶于水,溶于乙醇、苯、丙酮。在15 ℃和1.5MPa時(shí),乙炔在丙酮中的溶解度為237g/L,溶液是穩(wěn)定的。因此,工業(yè)上是在裝滿石棉等多孔物質(zhì)的鋼瓶中,使多孔物質(zhì)吸收丙酮后將乙炔壓入,以便貯存和運(yùn)輸。為了與其它氣體區(qū)別,乙炔鋼瓶的顏色一般為乳白色,橡膠氣管一般為黑色,乙炔管道的螺紋一般為左旋螺紋。
一、乙炔生產(chǎn)的方法和工藝
目前,社會(huì)上主要采用電石法生產(chǎn)乙炔。其大致流程為:加入生成器的電石會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)生成乙炔氣體,得到的粗乙炔氣體通過(guò)氣液分離后進(jìn)入氣體柜進(jìn)行儲(chǔ)藏。氣體柜中的乙炔除去雜質(zhì)后進(jìn)入壓縮機(jī)。加壓到2.5M Pa的氣體通過(guò)除油和脫水后被送入煤氣消耗單元或乙炔填充站。
二、乙炔爆炸機(jī)理
乙炔的爆炸主要由氧化、分解、化合等反應(yīng)引起。
1.氧化爆炸
乙炔以一定的體積比與空氣或氧氣混合,達(dá)到點(diǎn)火溫度后,引起氧化爆炸。 乙炔爆炸極限范圍很大,且在純氧中爆炸極限范圍更大,此外乙炔的點(diǎn)火能量非常小。
2.分解爆炸
乙炔發(fā)生分解反應(yīng)時(shí)會(huì)釋放出熱量,因此若乙炔此時(shí)是密封或者乙炔壓強(qiáng)達(dá)到臨界值時(shí),就算沒(méi)有助燃劑的存在,也會(huì)發(fā)生爆炸。
3.化合爆炸
乙炔與銅、銀、水銀等金屬或其鹽類長(zhǎng)期接觸時(shí),會(huì)生成乙炔銅(Cu2C2)和乙炔銀(Ag2C2)等爆炸性混合物,當(dāng)受到摩擦、沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。因此,凡供乙炔使用的器材都不能用銀和含銅量70%以上的銅合金制造。
三、防止乙炔爆炸的注意要點(diǎn)
綜合乙炔的爆炸事故事件和爆炸機(jī)理,以下為防止乙炔爆炸做出的技術(shù)對(duì)策。
相關(guān)部門重視
乙炔生產(chǎn)的安全,首先是領(lǐng)導(dǎo)者要重視,相關(guān)負(fù)責(zé)人必須認(rèn)真看待乙炔生產(chǎn)安全的重要性,嚴(yán)格按照安全工作規(guī)則,加強(qiáng)乙炔的物理和化學(xué)性質(zhì)的安全訓(xùn)練和學(xué)習(xí),同時(shí)更好地了解乙炔爆炸的風(fēng)險(xiǎn),為了遏制事故的發(fā)芽,可以合理應(yīng)對(duì)緊急情況。
2.保證工廠建設(shè)的質(zhì)量
工廠的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程必須滿足本質(zhì)的安全要求,在爆炸時(shí)充分發(fā)揮合理設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì),將人力和財(cái)產(chǎn)的損失降到最低。
3.嚴(yán)格控制反應(yīng)物的量和大小
為了有足夠的水分解碳化鈣,以及防止室內(nèi)溫度上升過(guò)高,碳化鈣的量每次添加入時(shí)都不宜超過(guò)100kg。大粒徑的碳化鈣在發(fā)生器內(nèi)不容易完全分解,會(huì)引起過(guò)熱。粒子尺寸小的碳化鈣,反應(yīng)接觸表面積大、反應(yīng)速度高,室內(nèi)氣壓會(huì)急劇上升。這樣就使得一部分乙炔從安全閥排放到大氣中,造成廢棄物和污染。如果沒(méi)有安裝安全閥流向生產(chǎn)站外的排氣管,安全閥發(fā)生故障時(shí),大量的乙炔會(huì)滯留在該站。一旦遇到火星和火焰,在爆炸極限范圍內(nèi)的這種潛在乙炔空氣混合氣體就會(huì)爆炸。 因此,應(yīng)把塊狀電石和電石粉末分離,為了安全和充分利用資源,應(yīng)將大塊的碳化鈣敲擊成適當(dāng)?shù)某叽纭?/p>
四、乙炔生產(chǎn)工藝的安全措施
第一,按照《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,安裝電器和照明設(shè)備,嚴(yán)格管理明火及其他火種。
第二,在乙炔生產(chǎn)相關(guān)場(chǎng)所安裝可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器,使用防爆通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備,安裝去除靜電的儀器,工人禁止穿容易產(chǎn)生靜電的衣服和釘鞋。
第三,在乙炔生產(chǎn)過(guò)程中,工作人員必須攜帶便攜式可燃性氣體檢測(cè)報(bào)警裝置。
第四,進(jìn)入乙炔存在或漏出的密閉空間之前,必須先檢測(cè)乙炔的濃度,確保乙炔濃度低于最低爆炸極限的百分之二十,若沒(méi)達(dá)到,則要先通風(fēng)且每三十分鐘檢測(cè)一次。
第五,發(fā)生器起動(dòng)前要檢查回火防止器的水位等,待一切正常后,才能打開(kāi)進(jìn)水閥送水,或通過(guò)操縱桿讓電石籃下降與水接觸產(chǎn)生乙炔氣,這時(shí)應(yīng)觀察和檢查壓力表、各處接頭及安全閥等是否正常。起動(dòng)后要觀察壓力表的變化情況,壓力表的讀數(shù)可能過(guò)快上升,甚至有氣體從安全閥逸出,或者在起動(dòng)后壓力表的指針仍靜止留在零位。這些都說(shuō)明發(fā)生器的運(yùn)行不正常,必須立即停止發(fā)氣,待檢查并排除故障后,方可重新啟動(dòng)。冬季起動(dòng)時(shí),中壓移動(dòng)式發(fā)生器有時(shí)在起動(dòng)數(shù)分鐘后,壓力表的指針仍靜止不動(dòng),這是由于電石在溫度很低的冷水中分解慢的緣故,而不一定是故障。
第六,乙炔發(fā)生系統(tǒng)檢修前必須采用惰性介質(zhì)進(jìn)行徹底置換,采樣化驗(yàn)合格后方可進(jìn)行檢修。
第七,低壓乙炔發(fā)生器平衡閥應(yīng)完好、標(biāo)志明顯和有防誤操作的措施。
第八,浮筒式氣柜應(yīng)有和極限位置連鎖的報(bào)警裝置,并根據(jù)環(huán)境條件設(shè)置噴淋裝置。
第九,安全裝置均應(yīng)靈敏可靠、完好有效,按規(guī)定進(jìn)行定期檢驗(yàn)、檢查并有記錄。
第十,防雷措施應(yīng)符合要求。
結(jié)語(yǔ):
在當(dāng)今社會(huì)的快速發(fā)展下,安全一直是人們所關(guān)注的問(wèn)題。乙炔屬于危險(xiǎn)化學(xué)品,且易燃、易爆炸,這就使得乙炔在生產(chǎn)中的安全問(wèn)題更加不容忽視。為了相關(guān)工作人員的生命安全,以及企業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展和良好的社會(huì)穩(wěn)定,本文就乙炔生產(chǎn)過(guò)程中以及防止乙炔爆炸所需要的注意事項(xiàng)進(jìn)行了介紹,經(jīng)過(guò)對(duì)乙炔的介紹使大家對(duì)乙炔的特性有一定的了解,之后通過(guò)對(duì)其爆炸的機(jī)理和生產(chǎn)方式進(jìn)行了研究和總結(jié),希望可以為相關(guān)人員、企業(yè)提供一些有用的預(yù)防措施和處理方式。