溶解乙炔生产工艺与安全溶解乙炔生产工艺与安全
溶解乙炔是将气体乙炔加压后溶解在丙
酮中,以便于储存与运输的一种生产工艺.由
于乙炔是一种易燃易爆且有微毒的气体,而
且在整个生产过程中产生的副产品及净化
剂,溶剂等也相应的具有易燃易爆性,腐蚀
性和毒性等,都严重地威胁着安全生产,因
此,很有必要在关注其生产所获利润的同时,
更加重视其生产过程安全性,尤其是近年来
一
些个体溶解乙炔厂如雨后春笋般的蓬勃发
展,都很有必要从安全角度将长期生产溶解
乙炔的实践经验予以总结,将溶解乙炔生产
的工艺技术操作与安全紧密联系起来,使大
家少走弯路,以提高生立溶解乙炔的整体水
平.
一
,电石法溶解乙炔生产工艺流程简图及安全工艺控制指标备
=,溶解乙炔生产过程中的不安因素
由溶解乙炔生产的工艺流程简图可知,
溶解乙炔生产过程可简化为粗乙炔发生,净
化,压缩干燥和充灌四个工序,这四个工序
所在的不安全因素主要有易燃易爆有毒有腐
蚀性物质多,易烫伤,易窒息和易堵塞.
电石法生产溶解乙炔过程中所产生的乙
炔气,在常温下是气态,它自身就具备因自
燃点低,最小点火能低,传播力强和易分解
爆炸特性.
另外电石中含有硫,磷,砷,硅等杂质,
这些杂质在电石与水反应生成乙炔气的同
烷都是易燃物质,他们同乙炔一样,与空气,
氧气等混合可形成爆炸性混合物,一旦遇上
时,也与水反应成硫化氢,磷化氢,砷化氢,火源,静电,摩擦等点火源就会发生爆炸,其
甲硅烷.而硫化氢,磷化氢,砷化氢,甲硅自燃温度和爆炸极限如下:
几种易燃易爆物质自燃温度和爆炸极限表
物质名称乙炔硫化氢磷化氢砷化氢甲硅烷
自然温度暴露于空气中
3C52601oo室温
:()(在空气中)能自然
I爆炸极限
2.5一一10O4—464,S一1OOI(%)(在空气中)
溶解乙炔生产过程中发生的燃烧爆炸事故举
不胜举,如在某企业发生的因乙炔泄漏,检修
工在拉破损的保温层的铁丝网时,摩擦而造
成乙炔着火;在乙炔发生系统,因电石粒度大,造成乙发生器翻板阀堵塞,致使乙炔与游离氯反应而发生爆炸;乙炔充气速度太快,未冷却而升温造成的爆炸事故等等都充分说明了它的易燃易爆特性.因此,在溶解乙炔生产过程中,必须掌握它的易燃易爆的特性,才能确保安全生产.
不论是电石法生产溶解乙炔过程中所产
生的乙炔气及其杂质,还是净化剂,中和剂, 溶剂等都是有毒有腐蚀性物质,例如乙炔,丙酮属微毒物,硫化氢是强烈的神经性毒物,磷化氢是剧毒物,砷化氢属高毒类;次钠,烧碱, 硫酸等为腐蚀性物质,次钠分解所产生的氯
气属高毒类窒息性气体,这些毒物轻者对人
的眼睛,呼吸系统粘膜立生刺激作用,重者可造成昏迷,肺水肿,甚至死亡.所以,对于有
毒物采取有效的个体防护措蓬,如佩戴氧气
呼吸器,防毒面具,防毒口罩等,对于酸碱腐
蚀性物质采用穿戴防酸碱服,玻璃面罩,防酸碱手套等措施,就显得尤为重要.
电石法生产溶解乙炔造成烫伤的原因之
一
是电石中混入的角铁,大块矽铁等导致排
渣不畅,操作者须用铁管通排渣口,容易接触
80~C左右高温的电石渣液,造成烫伤事故. 再者如果渣池周围无安全防护栏杆,如
有人在渣池上行走,或晚间光线不好,都会失脚掉入渣池内而造成烫伤事故.
在溶解乙炔生产系统进行检修,抢修时,
必须对系统进行置换,一般情况下,我们都采用惰性气体一氮气作为置换介质.氮气也是
一
种窒息性气体,如果大量吸入纯度氮气,短
时间内可使人窒息死亡,因此.在进入通过氮气的乙炔发生器,气柜等设备之前,必须进行通风置换,严格执行进入容器内的八个必须, 确保氧含量在18,21%之间,方能进行作
业.
例如某企业一职工在清洗沉析槽时,先
通氮气置换,然后冲洗,他想看看槽底是否冲干净了,于是就把头伸入人孔,结果造成窒息死亡.
电石法生产溶解乙炔易在乙炔发生系统
和充灌系统发生堵塞现象.对于密闭式乙炔
发生器,对电石的颗粒要求较高,颗粒太大, 易堵塞翻板阀,而造成粗乙炔气外泄,如果硫,磷含量太高,因磷化氢的自燃温度较低, 则乙炔极易自燃.某企业就发生过因电石的
颗粒太大,堵塞翻板阀而造成乙炔气外泄自燃的事故.
在充灌系统,因充装的管径很小,一般是
20mm,所以,当冷却温度达到16”C时,乙炔与水易生成固体的水和晶体,堵塞管道而造成事故.因此冷却温度应在16?以上,但不
能高于4O?.
三,电石法生产溶解乙炔的安全操作注
意事项
要想确保溶解Z.炔整个生产过程的安
全,就必须严格控制安全工艺指标.并:严格执行操作规程,才能在生产实际中确保安全生产.下面重点从以下几个方面阐述:
1,乙炔发生系统:
(1)严格控制电石粒度,确保电石加料
安全.
不同的发生器对电石力度的要求不同,
例如,摇篮式乙炔发生器,粒度以8—50mm 为宜;耙式搅拌乙炔发生器,粒度以30—
50mm为宜.一般情况下,电石粒度越小,电
石与水接触面积越大,水解速度也越快.但电石粒度不宜过小,过小则水解速度过快,使反应热不宜移走,发生局部过热丽引起乙炔温度升高丽造成爆炸.
粒度过大,则电石反应缓慢,在发生器底
部排渣时易夹带未水解电石,其次,粒度太大,易堵塞翻板阀,造成乙炔泄漏,如果磷化氢含量达200ppm,IO0”C时乙炔即可自燃.
(2)操作压力6一lOkPa,操作温度为70
—
75?.
因乙炔分解爆炸的临界值为0.
147MPa,在此压力下,温度超过580?即会
发生分解爆炸,在此压力以下,一般不会发生分解爆炸,所以,发生器压力应以低压为宜. 一
般对生产能力在1000—20m3/h乙炔气的
装置,压力控制在6—1Okpa为宜.
乙炔发生器的乙炔温度一般控制在70
--
75?,不得超过90”C,温度太低,不利于
电石水解反应速度的提高,造成渣浆含电量增加,电石消耗大;温度太高,反应加剧,甚
至失控,易造成乙炔聚合(84—96”C)放热最终引起爆炸.
(3)严格控制乙炔气柜高度在20—75
的范围内.
乙炔气柜对发生和清静系统可起到缓冲
作用,特别是加料系统出现故障(如电石颗粒大)时,能在短时间内保持清静系统连续操作.
若气柜高度控制太低,万一加料系统出
现故障,来不及缓冲,可造成气柜抽瘪;但若气柜高度控制太高,会发生气体泄漏,严重的发生气柜翻倒,造成大量乙炔泄漏,遇静电, 明火等发生着火,爆炸事故.
(4)冷却塔的出口温度:16?<t<35?. 若温度太高,乙炔进入用次钠作为净化
剂的清净塔时,易生成氯乙炔,在可能发生爆炸事故,也会使净化效果不好.
若温度低于16?,会形成乙炔水和晶
体,造成管道堵塞.
2,乙炔净化系统:
(1)对用次钠做净化剂的生产工艺,要严
格控制次氯酸钠有效氯的含量,一般要求在0.05—0.12之间.如果有效氯含量在0. 05%以下,清静效果会很差;如果有效氯含量在15以上,无论气相,液相均易发生氯与
乙炔的激烈反应而爆炸.
(2)保持清净塔的液面高度在2/3处.
液面太低,易使乙炔气窜入循环泵,使泵
压降低,影响净化液循环丽降低净化效果.还
可能增加有效氯空间的积聚,与乙炔反应发生爆炸.
液面太高,会引起系统压力波动,甚至液封,使乙气不能通过,造成憋压.
3,乙炔干燥系统:
(一)压缩机终压?2.5MPa
纯乙炔气分解的最小点火能与压力成反比,压力增加,最小点火能则迅速减小,当压力由1MPa增到2.5MPa时,则最小点火能
降低15倍,为0.2mJ,这个能量相当于一般易燃气体在空气中的最小点火能,极易发生燃爆.因此,乙炔压力来禁超过2.5MPa,以
防发生爆炸.
(2)干燥后乙炔气体中含水应?lg/m3.
若含水量太大.将使乙炔气中的水份带
到乙炔气瓶内,并溶于丙酮中,影响乙炔在丙酮中的溶解度.而水份一旦进入气瓶,就很难释放出来,从而大大降低乙炔瓶的充气量.同时,当温度?16?时,可能生成乙炔水合物晶体,堵塞气瓶,降低气瓶的使用寿命.
4,充灌温度<4O?,压力?2.5MPa
乙炔溶于丙酮中是放热反应,经测定.
1Kg乙炔溶于丙酮时,可放离544KJ热量, 如不冷却,充装6.5Kg乙炔时.气瓶温度可
达9O?,会导致乙炔分解爆炸.因此.在充
灌排设置冷却水管可以及时移走溶解热,防
止乙炔气瓶温升过高引起分解爆炸.根据乙
炔在丙酮中的溶解度随着温度的降低而升高的原理,还有利于提高乙炔在丙酮中的溶解
度和溶解速度,缩短充装时间.用冷却水喷淋乙炔气瓶还可以导除静电.
如前所述,乙炔充装超压,会引起高压乙
炔分解或产生”液压”而引起瓶体爆炸
(2)必须严格控制高压(?2.5MPa)乙
炔管流速?4m/s.
因乙炔经过加压后,分解爆炸的最小点
火能急剧减小,若充装流速过快,乙炔气流易与管壁磨擦产生静电火花或冲击波而引起乙炔分解爆炸.
(3)必须严格控制乙炔,丙酮的充装量.
一
般情况下,40L的气瓶乙炔的充装量
为5—7Kg,丙酮的充装量为14Kg.
乙炔充装量不足,将给用户造成较大的
经济损失;但如果过量,则会使乙炔瓶时,造
成内部乙炔分解爆炸.若丙酮量不足,又不按时补加,则会造成降低乙炔瓶的抗回火性能, 或充装乙炔后压力高,致使充装乙炔量不足,
乙炔瓶的安全性能差.
综上所述,虽然溶解乙炔的整个生产过
程相对来说比较简单,但因乙炔客观上存在的不安全因素,要求我们在整个生产操作过程中必须严把安全关,才能保证溶解乙炔产品的安全稳定生产,也才能保证国家财产和人民生命财产的安全.。