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氯化氢与乙炔混合爆炸原因及预防措施冷却系统

2022-07-06 12:33:10

氯化氢与乙炔混合爆炸原因及预防措施

氯化氢与乙炔混合爆炸原因及预防措施 2011: 用氢气与氯气氯化合成氯化氢,并与乙炔气混合生产氯乙烯,是聚氯乙烯生产的一个重要生产工序。2005年夏,河北某树脂厂由于突然停电,使该工序的乙炔混合器及相关管道发生了爆炸,由于时至中午,现场人员稀少,虽未造成人员伤亡,但也造成了巨大损失。那么,造成这起事故的原因又是什么呢?笔者试图对其作一分析,以便相同生产借鉴。

1.氯乙烯的生产工艺过程及其火灾危险性

(1)氯乙烯的生产工艺过程氯乙烯的生产工艺过程如图1所示。电石←水氢气↘↓(精乙炔)合成→(氯化氢)→混合→(粗氯乙烯)→精制(精氯乙烯)氯气↗图1氯乙烯的生产工艺过程

(2)氯乙烯生产工艺过程的火灾危险性氯乙烯生产工艺过程的火灾危险性主要来自于原料的危险性:

①氢气在标准状态下,氢气是一种无色无臭无味的非常易燃的气体,爆炸极限4%~75%。遇氟气、氯气不需引燃源引燃就能够发生猛烈的爆炸。氢在常温下较不活泼,不溶于水。高温下变的高度活泼,能与许多金属和非金属直接化合。氢在钢制设备中被吸附会引起“氢脆”,导致工艺设备的损坏;液氢可使低碳钢以及大多数铁合金变脆。

②氯气通常情况下,氯气是通过电解食盐或食盐水的方法制得的黄绿色有毒液化气体,有强烈刺激臭,毒性猛烈,具有腐蚀性和极强的氧化性。液氯本身不燃,但在日光或灯光下与其他易燃气体混合时,即可起火和爆炸。金属在氯气中能够燃烧,氯气与氢气混合后在阳光下即可发生猛烈爆炸;松节油在氯气中能自燃;氯气与乙炔气混合时不需引火源即可爆炸,氯与氮化合时,还可形成更易爆炸的氯化氮。空气中的含量达到0.1%时吸入人体即能严重中毒。

③乙炔乙块又称电石气,是无色无臭气体,含有硫化物、磷化物时有蒜样气味。极易起火爆炸。微溶于水及乙醇,溶于丙酮、氯仿和苯。遇高热、明火有着火爆炸危险。与铜、汞和银能形成爆炸性混合物。遇氟和氯能发生爆炸反应。闪点-17.78℃(闭杯);自燃点305℃;爆炸极限2.5%~82%;最大爆炸压力1.3MPa;气化热828.986kJ/kg;燃烧热值1300.420kJ/mol(25℃);最小引燃能量0.019mJ;临界温度35.5℃;临界压力6249.726kPa;

④氯乙烯常温下氯乙烯为为无色气体,在标准状态下是一种无色有乙醚香味的气体,冷凝点为-13.9℃,临界温度142℃,临界压力5.6MPa,比空气重2.17倍,易燃,与空气混合物的爆炸极限为4~27.7%,自燃点为472℃,与空气混合浓度在10%时的最大爆炸压力为0.68MPa。氯乙烯有毒,对人有麻醉作用,当浓度在1%时有麻感觉,达5%以上时,即可现出头晕、浑身无力、神志不清、呼吸由急变微,最后失去知觉。

2.爆炸原因分析

通过以上分析可以看出,该生产过程从原料、半成品到产品,都属于一级易燃易爆危险品,且生产岗位附近还有大量的储存,属于典型的甲类易燃易爆生产和重大火灾危险源。从现场勘察和人员询问调查得知,该爆炸事故之前也曾经发生过2次突然停电事故,但均未造成爆炸。那么这次为什么发生了爆炸呢?根据安全操作规程和操作人员介绍,正确的操作程序是:在生产过程中如遇紧急停车事故时,若现场有2名操作工同时在场,则2名操作工应当迅速同时以最快的速度关闭氯气和氢气阀门;若只有1名操作工在场,则该操作工应当迅速以最快的速度首先关闭氯气阀门,再关闭氢气阀门。

根据当时的现场分析,比照前两次停电事故的情况,事故的直接原因只能是遭遇突然停电时,现场操作工只有1人在场,由于该操作工惊慌,在慌忙关闭进料阀门时错先关闭了氢气阀门才去关闭氯气阀门,而此时管道内的剩余氯气就会直接进入乙炔混合器,并迅速与乙炔混合。加之乙炔气的还原性极强,氯气的氧化性也极强,两者相遇不需要引燃源引燃即可爆炸,进而使乙炔混合器及相关管道发生爆炸,造成了巨大的经济损失。

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