氯化氫與乙炔混合爆炸原因及預防

1、安全技術(shù)氯化氫與乙炔混合爆炸原因及預防 用氫氣與氯氣氯化合成氯化氫，并與乙炔氣混合生產(chǎn)氯乙烯，是聚氯乙烯生產(chǎn)的一個重要生產(chǎn)工序。2021年夏，河北某樹脂廠由于突然停電，使該工序的乙炔混合器及相關(guān)管道發(fā)生了爆炸，由于時至中午，現(xiàn)場人員稀有，雖未造成人員傷亡，但也造成了巨大損失。那么，造成這起事故的緣由又是什么呢?筆者試圖對其作一分析，以便相同生產(chǎn)借鑒。 1.氯乙烯的生產(chǎn)工藝過程及其火災危急性 (1)氯乙烯的生產(chǎn)工藝過程氯乙烯的生產(chǎn)工藝過程如圖1所示。電石水氫氣(精乙炔)合成(氯化氫)混合(粗氯乙烯)精制(精氯乙烯)氯氣圖1氯乙烯的生產(chǎn)工藝過程 (2)氯乙烯生產(chǎn)工藝過程的火災危急性氯乙烯生產(chǎn)工藝過

2、程的火災危急性主要來自于原料的危急性： 氫氣在標準狀態(tài)下，氫氣是一種無色無臭無味的特別易燃的氣體，爆炸極限4%75%。遇氟氣、氯氣不需引燃源引燃就能夠發(fā)生猛烈的爆炸。氫在常溫下較不活潑，不溶于水。高溫下變的高度活潑，能與很多金屬和非金屬直接化合。氫在鋼制設備中被吸附會引起"氫脆'，導致工藝設備的損壞;液氫可使低碳鋼以及大多數(shù)鐵合金變脆。 氯氣通常狀況下，氯氣是通過電解食鹽或食鹽水的方法制得的黃綠色有毒液化氣體，有劇烈刺激臭，毒性猛烈，具有腐蝕性和極強的氧化性。液氯本身不燃，但在日光或燈光下與其他易燃氣體混合時，即可起火和爆炸。金屬在氯氣中能夠燃燒，氯氣與氫氣混合后在陽光下即可

3、發(fā)生猛烈爆炸;松節(jié)油在氯氣中能自燃;氯氣與乙炔氣混合時不需引火源即可爆炸，氯與氮化合時，還可形成更易爆炸的氯化氮。空氣中的含量達到0.1%時吸入人體即能嚴峻中毒。 乙炔乙塊又稱電石氣，是無色無臭氣體，含有硫化物、磷化物時有蒜樣氣味。極易起火爆炸。微溶于水及乙醇，溶于丙酮、氯仿和苯。遇高熱、明火有著火爆炸危急。與銅、汞和銀能形成爆炸性混合物。遇氟和氯能發(fā)生爆炸反應。閃點-17.78(閉杯);自燃點305;爆炸極限2.5%82%;最大爆炸壓力1.3MPa;氣化熱828.986kJ/kg;燃燒熱值1300.420kJ/mol(25);最小引燃能量0.019mJ;臨界溫度35.5;臨界壓力6249.7

4、26kPa; 氯乙烯常溫下氯乙烯為為無色氣體，在標準狀態(tài)下是一種無色有乙醚香味的氣體，冷凝點為-13.9，臨界溫度142，臨界壓力5.6MPa，比空氣重2.17倍，易燃，與空氣混合物的爆炸極限為427.7%，自燃點為472，與空氣混合濃度在10%時的最大爆炸壓力為0.68MPa。氯乙烯有毒，對人有麻醉作用，當濃度在1%時有麻感覺，達5%以上時，即可現(xiàn)出頭暈、渾身無力、神志不清、呼吸由急變微，最終失去知覺。 2.爆炸緣由分析 通過以上分析可以看出，該生產(chǎn)過程從原料、半成品到產(chǎn)品，都屬于一級易燃易爆危急品，且生產(chǎn)崗位四周還有大量的儲存，屬于典型的甲類易燃易爆生產(chǎn)和重大火災危急源。從現(xiàn)場勘察和人員詢

5、問調(diào)查得知，該爆炸事故之前也曾經(jīng)發(fā)生過2次突然停電事故，但均未造成爆炸。那么這次為什么發(fā)生了爆炸呢?依據(jù)平安操作規(guī)程和操作人員介紹，正確的操作程序是：在生產(chǎn)過程中如遇緊急停車事故時，若現(xiàn)場有2名操作工同時在場，則2名操作工應當快速同時以最快的速度關(guān)閉氯氣和氫氣閥門;若只有1名操作工在場，則該操作工應當快速以最快的速度首先關(guān)閉氯氣閥門，再關(guān)閉氫氣閥門。 依據(jù)當時的現(xiàn)場分析，比照前兩次停電事故的狀況，事故的直接緣由只能是遭受突然停電時，現(xiàn)場操作工只有1人在場，由于該操作工慌張，在慌張關(guān)閉進料閥門時錯先關(guān)閉了氫氣閥門才去關(guān)閉氯氣閥門，而此時管道內(nèi)的剩余氯氣就會直接進入乙炔混合器，并快速與乙炔混合。加

6、之乙炔氣的還原性極強，氯氣的氧化性也極強，兩者相遇不需要引燃源引燃即可爆炸，進而使乙炔混合器及相關(guān)管道發(fā)生爆炸，造成了巨大的經(jīng)濟損失。 3.應當實行的消防平安措施 為防止類似事故的再次發(fā)生，用氫氣與氯氣氯化合成氯化氫，并與乙炔氣混合生產(chǎn)氯乙烯的生產(chǎn)企業(yè)，應當實行如下平安措施。 (1)嚴格掌握氯化氫與乙炔的比例和氯化氫中游離氯及氧的含量 由氯化氫與精乙炔合成氯乙烯時，在混合操作中，除應嚴格掌握溫度外，氯化氫與精乙炔的比例必需精確，假如乙炔的含量過高，多余的乙炔會與混合器中的氯化高汞反應，生成易爆的乙炔汞。所以一般要求氯化氫應比精乙炔多5-10%。在合成過程中，若氯化氫中的游離氯含量較高，易與乙炔

7、生成氯乙烯而放熱，會引起著火或造成設備爆炸;若本工序的轉(zhuǎn)化率較差，常會使分餾放空尾氣中的乙炔含量超過20%，這時氯化氫中微量氧的含量就相對增加，會與乙炔形成爆炸性混合物，故應常常取樣分析。如氧含量大于5%，即須實行調(diào)換催化劑或降低流量等措施。加壓精餾時，尾氣中的氯乙烯應放入回收設備。 (2)嚴格掌握氯化氫合成的工藝指標和操作程序 在氯化氫合成的正常生產(chǎn)操作中，隔膜電解槽的氯氣系統(tǒng)壓力為160kPa，氫氣系統(tǒng)的壓力為70kPa;離子膜電解槽，氯氣系統(tǒng)的壓力為152kPa，氫氣系統(tǒng)的壓力為75kPa;氫氣與氯氣的配比為1.051.11，這些指標都要嚴格掌握，不得突破。在生產(chǎn)過程中因遇停電等造成緊急

8、停車事故時，必需嚴格關(guān)閉閥門的程序。當現(xiàn)場有2名操作工同時在場時，2名操作工應當快速同時以最快的速度分別關(guān)閉氯氣和氫氣閥門;若現(xiàn)場只有1名操作工在場時，該操作工應當快速以最快的速度首先關(guān)閉氯氣閥門，再關(guān)閉氫氣閥門，二者挨次肯定不行顛倒。 (3)實行嚴格的平安聯(lián)鎖掌握措施 所謂平安聯(lián)鎖，就是利用機械和電氣掌握原理，依次接通各個儀器及設備，并使之發(fā)生聯(lián)系，以達到平安生產(chǎn)的目的。在化工生產(chǎn)中，對壓力、溫度、流量、液位、閥門等連續(xù)變化的參數(shù)進行聯(lián)鎖和自動調(diào)整掌握，對保證防火平安非常重要。依據(jù)有關(guān)平安操作規(guī)程，下列狀況的生產(chǎn)工藝，必需實行平安聯(lián)鎖掌握的措施： (1)同時或依次排放兩種液體或氣體時; (2)在反應終止需要惰性氣體愛護時; (3)打開設備前需要預先解除壓力或降低溫度時; (4)當兩種或多個部件、設備、機器由于操作錯誤簡單引起火災事故時; (5)當工藝掌握參數(shù)達到某極限值需開啟處理裝置時; (6)某危急區(qū)域或部位禁止