溶解乙炔生產(chǎn)技術(shù)及工藝

1、溶解乙炔生產(chǎn)技術(shù)及工藝,溶解乙炔安全員培訓課件,目錄,第一章 乙炔的性質(zhì)第二章 電石法生產(chǎn)溶解乙炔工藝過程第三章 溶解乙炔生產(chǎn)和安全操作第四章 溶解乙炔氣瓶安全管理及使用第五章 溶解乙炔廠（站）安全管理,第一章 乙炔的性質(zhì),乙炔是一種不飽和的碳氫化合物。在常溫常壓下乙炔呈氣態(tài)，比空氣略輕。純乙炔是一種無色的可燃氣體，具有微弱的醚味。用電石制取的工業(yè)乙炔，因含有少量的磷化氫和硫化氫等雜質(zhì)而具有刺鼻的臭味。,乙炔的性質(zhì),一、基本物性

2、參數(shù)分子式：C2H2；結(jié)構(gòu)式；乙炔分子量26.038；標準狀態(tài)下的克分子體積22.223L。密度 乙炔氣體在標準狀態(tài)下的密度為1.17167 乙炔的密度隨溫度的升高而變大，隨壓力的增高而變大 。,,三相點參數(shù) 物質(zhì)的氣、液、固三相處于平衡狀態(tài)時稱為三相點。乙炔的三相點溫度192.6K（-80.55℃）三相點壓力為128KPA。若將純乙炔氣冷卻到-83℃～-84℃以下，在常壓下乙炔并不液化而直接固化，得到雪狀帶彈性的固

3、體乙炔。液體乙炔具有爆炸性，但固體乙炔在通常狀態(tài)下是比較穩(wěn)定的。當在189.13K時，固態(tài)乙炔的密度為0.729g/cm3 。,,臨界點參數(shù) 對瓶裝介質(zhì)的狀態(tài)而言。主要是氣態(tài)和液態(tài)之間的互變。即氣-液相變。在臨界點，氣液不分，介面消失。乙炔的臨界溫度為308.33K(35.18℃)；臨界壓力為6.19kPa；臨界密度為230.85kg/m3。,,粘度 粘度是用來度量流體粘性大小的物理量。粘度大，流體流動時粘性力大，流動性差。 乙炔

4、的粘度隨溫度壓力的升高而變大。導熱系數(shù)乙炔在臨界狀態(tài)下的導熱系數(shù)為212.522J/m.h.k在0℃和760毫米汞柱時，乙炔的導熱系數(shù)66.319J/m.h.k,,熱容量乙炔氣體，在壓力或容積不變的情況下使溫度變化1℃所需的熱量顯著不同，故分為定壓比熱容Cp和定容比熱容Cv。隨溫度或壓力的上升，乙炔的CP和CV值都是增大的。兩者的比值Cp/Cv稱為絕熱指數(shù)，也隨溫度和壓力而變化。,,溶解性乙炔的溶解性是制取溶解乙炔的基礎(chǔ)。溶

5、解乙炔氣瓶就是利用乙炔溶解于丙酮中或二甲基甲酰胺（DMF）中，達到安全儲運和適用乙炔氣的目的。,乙炔溶劑的選擇,能適合作為溶解乙炔的溶劑，要符合下述條件：溶解度大。在15個大氣壓下和常壓下對乙炔的溶解度差值要大，解吸容易。穩(wěn)定性好。長時間反復進行乙炔的溶解和釋放穩(wěn)定性要好，危險性盡可能小。揮發(fā)性小。隨乙炔氣釋放的消耗量盡可能少。價格較便宜。目前被確認為最合適的溶劑是丙酮和DMF。我國采用丙酮作為乙炔的溶劑。,影響溶解度的因素,

6、溶解度（平衡溶解度）是一定溫度下氣液平衡時，一定量溶劑能溶解的最大溶解量。溫度：溫度升高氣體溶解度將低。因為溫度升高，氣體分子動能增大，向外逃逸分子數(shù)增多。從提高溶質(zhì)在溶劑中溶解度來說，采用較低溫度為好。壓力：在低壓下氣體在液體中溶解度與氣相中分壓成正比。故增大氣相中溶質(zhì)壓力，可提高氣體在液體中的溶解度。溶劑：典型的無機化合物，一般不在有機溶劑中溶解，但多數(shù)可溶于水中。典型的有機化合物，一般不溶于水卻易溶于有機溶劑中。乙炔易溶于丙

7、酮、DMF等有機溶劑中，稍溶于水。另外，化學結(jié)構(gòu)相類似的物質(zhì)，彼此容易相互溶解，乙炔在DMF中的溶解度比丙酮大。,溶解熱,氣體（如乙炔）溶于液體（如丙酮）中時，產(chǎn)生的熱效應為溶解熱。乙炔氣溶于丙酮中是一個放熱過程。當壓力為0.1～2.13MPA，溫度為17℃～25℃時，乙炔在丙酮中的平均溶解熱為14.067KJ/MOL。據(jù)此數(shù)據(jù)，對容積40L，丙酮裝量17L，在環(huán)境溫度20℃ 下充裝6.5KG乙炔，可求得乙炔瓶如不冷卻，則溫度可升至90

8、℃。這是一個極為危險的溫度，它可能導致乙炔分解爆炸。這是為什么在充裝乙炔氣時，流速不能太快而且必須冷卻、靜置的根本原因。,乙炔的水合物,乙炔與水接觸時，能生成固體的水合晶體，此晶體為類似雪狀的白色晶體。乙炔水合晶體是由一個乙炔分子和5.75個水分子構(gòu)成，其化學分子式為C2H2·5.75H2O，乙炔水合晶體將會淤積在管子內(nèi)壁，使管子通徑縮小，有時甚至完全堵塞。乙炔水合晶體生成條件取決于乙炔溫度和壓力。產(chǎn)生水合晶體的臨界溫度為+1

9、6℃，即高于此溫度時，無論在任何壓力下，都不會生成水合晶體。 一般認為，乙炔水合晶體只能在壓縮機至高壓干燥器之間的管道內(nèi)產(chǎn)生。如果發(fā)現(xiàn)有水合晶體生成，應立即升溫降壓予以消除。,蒸汽壓,高壓氣態(tài)乙炔的化學性質(zhì)很不穩(wěn)定，高壓液體乙炔更危險，激發(fā)能量很低，稍受振動或沖擊就會發(fā)生爆炸，十九世紀末，美國、法國、德國在常溫30-50atm的條件下輸送液態(tài)乙炔，結(jié)果都導致了災難性的大爆炸，所以在乙炔的生產(chǎn)過程中，一定要避免，防止液態(tài)乙炔的生成，,露

10、點,如果不飽和氣體在總壓及濕度不變的情況下，進行冷卻而達到飽和狀態(tài)時的溫度稱為該氣體的露點 。了解了露點概念就可以計算乙炔氣體中在不同操作條件下水蒸汽的含量，以及哪個濕度下水蒸汽會冷凝，并可計算水蒸汽的冷凝量，乙炔氣在溶解乙炔裝置中經(jīng)壓縮機壓縮，冷卻后水蒸汽的脫除，以及高低壓干燥器水蒸汽的脫除都需要這方面的知識。,乙炔的最小激發(fā)能量,液體乙炔是一種危險的物質(zhì)，受很小激發(fā)能量即可發(fā)生爆炸。 如溫度為-27℃，其液化壓力為12.2atm

11、，其最小激發(fā)能量為0.13焦耳。所謂最小激發(fā)能量，即乙炔達到分解爆炸時由外界提供的最小能量。激發(fā)能量形式、種類很多，如機械能、電能、熱能等。液體乙炔之所以最具有危險性，其根本原因是分子間距小，稍受振動、沖擊、有能量供給，就會發(fā)生爆炸。因此在操作中要格外小心，防止液態(tài)乙炔生成，避免災難性事故發(fā)生。防止液態(tài)乙炔產(chǎn)生的措施：不要超壓特別是環(huán)境溫度較低，且壓力超高時就可能產(chǎn)生液態(tài)乙炔。要求高壓干燥器必須保持在5以上操作。乙炔充灌切忌超壓，超溫

12、，防止在乙炔瓶中產(chǎn)生液體乙炔。瓶內(nèi)產(chǎn)生“液壓”有三種原因瓶內(nèi)溫度上升，乙炔氣充裝過量，丙酮充裝過量，以上三點必須嚴加防止。,乙炔的化學性質(zhì),氧化反應 取代反應 聚合反應和分解爆炸,氧化反應,乙炔性質(zhì)活潑，特別容易被氧化及氧化，氧化時三鍵斷裂生成，如室溫下將乙炔通入高錳酸鉀水溶液中，則高錳酸鉀紫色消失，生成沉淀，并生成氣體。這個反應是檢驗乙炔有無存在的較為靈敏反應之一。 常見的乙炔氧化反應就是乙炔在空氣或氧氣中的燃燒 。乙炔

13、也能與空氣形成爆炸氣體，遇有明火，靜電等引爆源存在時，則會發(fā)生氧化爆炸，氧化爆炸產(chǎn)生的壓力很大，為初始乙炔—空氣混合物壓力的11-13倍。,,,取代反應,在乙炔分子中三鍵碳原子上的氫原子，非?；顫?，我們叫它為活潑氫，它最大特性是易被某些金屬取代，生成乙炔的金屬化和物（稱炔化物）。金屬炔化物在濕潤時較安定，但干燥的炔銅、炔銀、炔汞因撞擊或受熱特別容易發(fā)生爆炸，所以乙炔站所用的所有閥門及管件應采用鋼、可煅鑄鐵或球墨鑄鐵來制造，若用銅合金制

14、造其含量不得超過70%。,聚合反應和分解爆炸,乙炔容易聚合，但反應條件不同時其產(chǎn)物也不同，如乙炔通入含有少量鹽酸的氯化亞銅一氯化銨的水溶液中，在84～96℃時聚合生成乙烯基乙炔 。乙炔聚合時放熱，溫度越高聚合速度越快，熱量的積聚會進一步加速聚合，同時也會發(fā)生分解，其結(jié)果會引起爆炸 。乙炔分解時放出了由碳，氫二種組分組成時的全部能量，因而會引起分解爆炸。,乙炔的爆炸性質(zhì),乙炔的易燃易爆特性乙炔燃爆炸的發(fā)火源乙炔的氧化爆炸乙炔的分

15、解爆炸乙炔的化合爆炸,乙炔的易燃易爆特性,乙炔與其它易燃易爆氣體相比較，它是最危險的一種。這可以從下面六個特性中看出：1.乙炔的自燃點比較低 2.最小點火能最小 3.乙炔的爆炸范圍大 4.乙炔的傳播能力強 5.乙炔能發(fā)生分解爆炸 6.乙炔還具有化合爆炸性,乙炔燃爆炸的發(fā)火源,各種發(fā)火源中，光能對乙炔幾乎沒有影響，其他各種發(fā)火源都能引起乙炔的燃燒和爆炸。人們對明火（如火焰、電火花、電弧等）比較重視并通過管理加以制止，而對一

16、些不明顯而又微小的發(fā)火源（如靜電、摩擦、撞擊、絕熱壓縮）則容易忽視。 1 ．靜電2 ．摩擦與撞擊 3 ．電火花 4 ．絕熱壓縮 5 ．沖擊波,乙炔的氧化爆炸,乙炔氣生產(chǎn)、使用中，乙炔氣從設備管道中泄漏并滯留在一定空間；空氣或氧氣混人設備系統(tǒng)中；電石遇水分解釋放出乙炔氣與空氣混合等；都能形成乙炔與空氣或氧氣混合氣體。乙炔與空氣或氧氣混合，其容積比在爆炸范圍內(nèi)，遇有引爆源，即引起氧化爆炸。,乙炔的分解爆炸,過去常說：“乙炔壓縮就

17、會爆炸”，這種說法并不正確。但是，乙炔氣經(jīng)過壓縮加壓后，危險性確實增大了，這是因為乙炔加壓后容易發(fā)生分解爆炸。 如果乙炔裝置的充氣配管中乙炔發(fā)生分解爆炸，由于火焰?zhèn)鞑ヒ鸨Z。由此造成損壞最大的往往不是發(fā)生分解的地方，而是處于末端部位的配管和設備。,乙炔的化合爆炸,乙炔金屬化合物是一種需要特別注意的發(fā)火源，乙炔中的碳氫原子被金屬置換，生成的碳化物的總稱叫做乙炔化合物。如乙炔銅、乙炔銀等。 乙炔與氯反應，乙炔與氯混合時，在日光作用下就

18、會爆炸。因此，用次氯酸鈉清凈時，要嚴格控制有效氯的含量。當溶液有效氯＞0.15％，特別是pH值小時，容易生成氯乙炔，可能發(fā)生爆炸。另外，當乙炔發(fā)生燃燒時，不能使用四氯化碳滅火器。乙炔與苛性鈉反應，乙炔與苛性鈉反應后，也能生成爆炸性物質(zhì)。,乙炔對人體的影響,純乙炔無毒，但具有窒息性。當空氣中乙炔濃度達到20％以上時，由于空氣中氧含量減少而使人感到呼吸困難或頭昏。當空氣中乙炔濃度達到40％以上時，人會失神，但無局部癥狀。此外，乙炔還有阻礙

19、氧化的作用，使腦缺氧，引起昏迷麻醉，但對與氧化無關(guān)的生理機能沒有影響。對暴露在高濃度乙炔中出現(xiàn)中毒癥狀者，應立即把他轉(zhuǎn)移到空氣新鮮的地方，給予人工呼吸或氧氣吸入。生產(chǎn)和使用乙炔的場所要有良好的通風，空氣中乙炔的濃度應控制在 2 . 5 ％的 1 / 3 以下，這既然是防爆安全指標，用作衛(wèi)生指標對健康無害。電石法生產(chǎn)的乙炔中含有H2S 、PH3 等雜質(zhì)氣體，系極毒無色氣體，對人體有害會引起中毒或使癥狀變化。,謝謝大家,課間休息,第二

20、章電石法生產(chǎn)溶解乙炔工藝過程,工業(yè)生產(chǎn)乙炔的方法 電石法生產(chǎn)溶解乙炔的原輔材料及產(chǎn)品 溶解乙炔生產(chǎn)工藝流程,工業(yè)生產(chǎn)乙炔的方法,電石法 電石法生產(chǎn)乙炔歷史悠久，操作簡單、工藝流程短，產(chǎn)品純度高易于普遍推廣，缺點是電耗大，成本高。甲烷裂解法利用甲烷部分燃燒反應生成一氧化碳和水，同時放出大量熱能，使其余甲烷加熱至反應溫度1500～1600℃ 進行裂解。 烴類裂解法 烴類裂解法有氧化裂解法和高溫水蒸汽裂解法兩種。它可以同時得到乙

21、烯和乙炔等氣體，此法所用的原料是乙烷、液化石油氣、石腦油、煤油、柴油等高碳烴類。,電石法生產(chǎn)溶解乙炔的原輔材料及產(chǎn)品,原料電石和水輔料生產(chǎn)溶解乙炔除原料外還需要許多材料，所謂材料指的是一些不進人產(chǎn)品分子中去的物質(zhì)，但沒有它們就生產(chǎn)不出合格產(chǎn)品，我們把這類物質(zhì)稱之為輔料。包括次氯酸鈉、氫氧化鈉、硫酸、液氯、丙酮、二甲基甲酰胺、無水氯化鈣、硅膠、氮氣等。,溶解乙炔生產(chǎn)工藝流程,溶解乙炔生產(chǎn)工藝流程主要由四個生產(chǎn)工序構(gòu)成即：粗乙炔氣

22、的發(fā)生；粗乙炔氣的凈化；乙炔氣體的壓縮；乙炔氣體的充灌。,工藝流程應滿足以下幾點要求：,發(fā)生器的操作壓力要低 ；由于工業(yè)電石含有各種雜質(zhì)，乙炔氣中的H2S和PH3的危害很大，必須在流程上專門設置凈化工序。應設置氣柜。其容積應由生產(chǎn)能力而定，形式有干式和濕式兩種，但濕式氣柜更有利于安全生產(chǎn)，設置氣柜能穩(wěn)定系統(tǒng)生產(chǎn)操作。壓縮機的設計必須考慮恰當?shù)膲嚎s比，控制排氣溫度，并配置安全閥以防止乙炔氣超壓而發(fā)生分解爆炸。各主要設備都應該設置

23、安全泄壓裝置。各主要設備之廚應設置阻火裝置，低壓部分設各種水封器，高壓部分設阻火器，以防止偶然爆炸、著火事故發(fā)生和事故的蔓延擴大。,工藝流程應滿足以下幾點要求：,乙炔氣在充瓶之前，必須設干燥器將其中的水分除掉，以防止水份充人氣瓶。 為保證裝置正常運行，應設置必要的自動控制和聯(lián)鎖裝置。 乙炔管道及管件的材質(zhì)和直徑必須嚴格遵照，“乙炔站設計規(guī)范”的規(guī)定。 裝置所配的電機及其電器元件必須采用最高防爆等級，選用級防爆電氣設備。所有乙炔

24、設備及管道必須做靜電接地處理，與靜電接地網(wǎng)相接，以及時排除裝置和管道上產(chǎn)生的靜電。,目前我國典型溶解乙炔工藝流程,沈陽院溶解乙炔工藝流程 沈陽市石油化工設計研究院新近設計的二版溶解乙炔工藝流程圖，生產(chǎn)規(guī)模 100米3／小時。該流程吸取了國內(nèi)各溶解乙炔工藝流程的優(yōu)點，并結(jié)合我國實際情況而提出的。采用電石人水式乙炔發(fā)生器（水封式） , 低壓法操作，結(jié)構(gòu)簡單，省去氮氣吹掃，電石破碎等設備，設備結(jié)構(gòu)緊湊、投資少、操作安全、方便。凈化采

25、用以次氯酸鈉為液體清凈劑的濕法凈化裝置，三塔串聯(lián)，連續(xù)操作，凈化效果好，廢次氯酸鈉和渣水返回發(fā)生器循環(huán)使用，不污染環(huán)境。乙炔氣體采用分子篩干燥，無熱再生。充灌采用三級阻火裝置，全系統(tǒng)采用必要的自控，聯(lián)鎖裝置，安全可靠，占地面積少，基建投資省。,,溶解乙炔生產(chǎn)和安全操作,粗乙炔發(fā)生和安全操作粗乙炔凈化和安全操作 乙炔的壓縮與干燥和安全操作 乙炔氣的充裝和安全操作,粗乙炔發(fā)生和安全操作,化學反應方程式 工業(yè)電石由于含有大量的氧化鈣

26、，因此，在與水作用時，還將有氧化鈣與水作用生成熟石灰的反應發(fā)生。其化學反應式如下： 工業(yè)電石含有雜質(zhì)，同時有部分電石已被空氣中的水份所分解；因此，乙炔的實際產(chǎn)量為230～300L/kg 。,保證水過量（一般為電石消耗量的10倍）,電石與水反應時，當水量不足或與熟石灰反應，將生成乙炔和生石灰，其反應式如下：應中生成的氧化鈣構(gòu)成了導熱性能差的外皮。而“殼”內(nèi)電石和氧化鈣中所含的水份繼續(xù)反應并放熱，因而造成反應區(qū)局部過熱，并兼有以下

27、化學反應：,,這種缺水的化學反應使溫度超高，會引起乙炔的聚合和分解，生成碳、氫、二氧化碳及乙炔的聚合物等，有時還可能發(fā)生爆炸。因此，在乙炔的發(fā)生過程中，保證水過量（一般為電石消耗量的10倍）使反應放出熱量能及時散發(fā)出去，控制好反應溫度不超高，這對于乙炔的生成和安全生產(chǎn)都是極其重要的。,電石分解速度,影響電石分解速度的主要因素有電石質(zhì)量、粒度、水溫、電石與水的比例及水中電石渣含量等。若電石質(zhì)量高、粒度小、水溫高、電石與水的比例小及水中電石

28、渣含量少，則電石的分解速度快。,粗乙炔氣中的雜質(zhì),由于電石中含有磷化鈣、硫化鈣、砷化鈣等雜質(zhì)，雜質(zhì)和水會發(fā)生許多副反應：,粗乙炔氣中的雜質(zhì),這些副反應均是放熱反應，且生成各種有害氣體雜質(zhì)，如H2S、NH3、PH3、SiH4、AsH3等。一部分雜質(zhì)混入乙炔氣中，另一部分則溶解在溶液中。由于溶液是堿性的，所以電石中雜質(zhì)和水反應并不十分完全。而且由于硫化氫在水中溶解度大于磷化氫，因此粗乙炔氣中含有較多的磷化氫（幾百PPm ) ，及較少的硫化氫

29、（幾十至數(shù)百PPm）。磷化物也能以P2H4形式存在，它們在空氣中自燃而具有危險性。粗乙炔氣中含有雜質(zhì)的多少，與電石質(zhì)量、發(fā)生器種類及發(fā)生器的工作條件等因素有關(guān)。,發(fā)生工藝與設備,發(fā)生工序工藝流程 采用密閉式發(fā)生器制氣。電石經(jīng)破碎后裝人電石料桶，由電動葫蘆送往發(fā)生器頂部卸入上料斗，再卸人下料斗經(jīng)加料器連續(xù)加入發(fā)生器內(nèi)，電石水解成粗乙炔氣由發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)洗滌器、水封器送人凈化工序或氣柜。水由頂部加人，電石渣由發(fā)生器底部連續(xù)和定期排除

30、。由電動葫蘆將電石加人到敞開式乙炔發(fā)生器。電石與水發(fā)生水解反應。生成的粗乙炔氣由發(fā)生器上部氣體出口洗滌冷卻后，經(jīng)安全水封爪水封器送往氣柜。電石渣由錐形底部排至電石渣池。,乙炔發(fā)生器,敞開式乙炔發(fā)生器 耙式攪拌乙炔發(fā)生器 搖籃式乙炔發(fā)生器雙擠壓式乙炔發(fā)生器雙擠壓式乙炔發(fā)生器,發(fā)生輔助設備,破碎機 洗滌器 安全水封 水槽式（濕式）貯氣罐 低壓水分離器 低壓干燥器 加水桶 水箱,發(fā)生設備安全操作,發(fā)生工序工藝條件確定

31、發(fā)生器的反應溫度 溫度高，水解反應速度快；減小溶液粘度，利于反應進行；溫度高，乙炔損失少；但是，反應溫度也不能過高（如 85 ℃ 以上）。若溫度過高： 一、是渣漿的含固量增加。 二、是溫度高，容易發(fā)生溶液局部過熱，嚴重時會產(chǎn)生乙炔分解爆炸，不利安全生產(chǎn)。 三、是溫度高，乙炔氣體中水含量大，加重了后工序的生產(chǎn)負荷。,電石粒度,電石粒度越小， 電石與水的接觸面積越大，水解速度也越快。 但是，電

32、石粒度也不宜過小，否則水解反應速度過快，使反應熱不易移走，發(fā)生局部過熱而引起乙炔的熱聚和分解，進而使溫度高而發(fā)生爆炸。粒度過大，則電石反應緩慢，在發(fā)生器底部排渣時容易夾帶未水解的電石，使電石消耗定額上升。,操作壓力,乙炔發(fā)生分解爆炸的“臨界值”為 0.147MPa ，在此壓力以下，一般不會發(fā)生分解爆炸。所以，發(fā)生器的操作壓力以低壓為宜。低壓操作時，乙炔在渣水中的溶解損失量也小。,攪拌作用,乙炔發(fā)生器一般都設有攪拌器。在攪拌作用下，電石和

33、水反應生成的可盡快的脫離電石表面，使電石表面不斷更新，從而加速水解反應。同時，攪拌有利熱量傳遞，可防止電石反應區(qū)的局部過熱。,乙炔發(fā)生器液面控制,液面過高氣體分離空間小，易使出口乙炔氣夾帶漿沫，極易堵塞管道和設備。液面過高有向上浸入給料器及料斗的危險。液面過低，則影響加料安全操作，不能保證足夠的反應用水和冷卻用水量。,事故分析與預防,敞口式乙炔發(fā)生器加料口處著火 發(fā)火原因有： 1、電石粒度過小，粉末電石較多；2、投料速度過快、投料

34、過多； 3、加料管被電石渣塞管徑變小，導致卡料； 4、投料口沒有機械抽風裝置或自然抽風管堵塞，乙炔擴散差，投料乙炔含量超標；5、投料口沒有氮氣吹掃裝置或裝置失靈； 6、電石含磷超標或電石硅鐵碰撞、使用鐵器操作等發(fā)火源存在。因此，要采取各項措施防止投料口形成乙炔空氣爆炸性混合氣體，并控制住點火源。,密閉式低壓乙炔發(fā)生器燃爆事故及預防,這種發(fā)生器是我國多年來經(jīng)常使用的一種。這類乙炔發(fā)生器的燃爆事故往往發(fā)生在氮氣置換結(jié)束，上料加料閥

35、打開加料瞬間。事故例一：寧波某廠于 1986年1月23 日上午9 時50分，發(fā)生器回料時發(fā)生著火爆炸，立即通氮氣滅火，但又發(fā)生二次爆炸。造成二人輕傷，發(fā)生廠房玻璃全部震碎，設備無大損壞。事故分析氮氣純度含氧高達40% ，實際成了富氧空氣。用這樣的富氧空氣對乙炔發(fā)生器進行置換或滅火時，在發(fā)生器內(nèi)部與乙炔氣相混合，是極易爆炸的。,事故例二,武漢某廠于 1989年1月25日 13 時 10 分左右，1號發(fā)生器上料斗加料時，加料桶被掀翻，加料

36、口燃爆事故。當滅火時干粉用完后采用氮氣瓶（事后化驗含氧33% ）滅火，導致發(fā)生器料頭爆炸，焊縫炸裂，緊接著發(fā)生器下部排渣口爆炸，手動排污閥曲柄斷裂、筒體被撞擊出凹陷。后來又采用氮氣匯流排對2號發(fā)生器上料頭置換，導致料蓋炸飛打在窗框后墜地，玻璃震碎，電石飛賤，造成二臺發(fā)生器損壞，無人員傷亡。事故的原因是：發(fā)生器上下料斗間卸料閥漏氣，乙炔竄入上料斗，加料時采用不合格氮氣（實為富氧空氣）置換，加上電石中磷、硫含量超標（事后化驗磷化氫為0.14

37、 % ) ，電石、硅、鐵碰撞發(fā)火，導致加料口起火爆炸。采取的處置措施不當導致事故的擴大。,粗乙炔凈化和安全操作,粗乙炔氣凈化必要性 1、乙炔氣中的雜質(zhì) 2、硫、磷雜質(zhì)的危害,硫、磷雜質(zhì)的危害,危及安全和使用 乙炔中的雜質(zhì)，尤以磷化氫最危險。乙炔氣中含有磷化氫200ppm 時，可使乙炔氣的自燃點顯著降低，在100℃ 就能發(fā)生自燃。,硫、磷雜質(zhì)的危害,影響乙炔瓶填料質(zhì)量 未經(jīng)凈化的乙炔氣充入乙炔瓶時，乙炔氣中的雜質(zhì)會與填料起反應，生

38、成某些沉積物。使焊縫質(zhì)量變壞 乙炔氣中磷、硫雜質(zhì)在焊接時可能轉(zhuǎn)移到熔融處的金屬中，而使焊縫質(zhì)量變壞。,硫、磷雜質(zhì)的危害,使分析儀器產(chǎn)生誤差 若將乙炔氣用于儀器分析，由于磷化氫的存在會使分析結(jié)果產(chǎn)生嚴重誤差。 會使催化劑中毒失效將粗乙炔氣用于有機合成工業(yè)，雜質(zhì)會使催化劑中毒、失效。,乙炔凈化的方法,固體凈化法 固體凈化法的固體凈化劑，常以三氯化鐵為氧化劑，氯化汞、氯化銅為催化劑，以硅藻土為載體的固體型清凈劑。

39、當前世界溶解乙炔發(fā)展潮流是以濕法凈化取代干法凈化，其主要原因是干法凈化有如下缺點：1、固體凈化劑在凈化時產(chǎn)生鹽酸和氫氣對設備腐蝕嚴重。 2、固體凈化劑的再生和更換都要頻繁打開凈化器。每次打開凈化器都先要用氮氣置換，凈化劑再生或更換后仍要用氮氣置換，若置換不完全會產(chǎn)生爆炸性混合氣體，威脅安全，并且要損失乙炔氣，消耗氮氣。,,3、由于固體凈化劑上積存有磷，所以可能在更換凈化劑時因與工具接觸而引起著火。4、固體凈化劑再生更換時需手工操

40、作，故凈化劑中有毒物質(zhì)及粉塵直接損害工人的身體健康，勞動強度也大。 5、固體凈化劑的操作費用高。每瓶乙炔氣的凈化費用在人民幣 0.5一1.0 元左右，大約是液體凈化劑的5倍，從而提高最了乙炔氣的成本。 6、固體凈化劑失效后必須制定報廢，但因含有重金屬，棄掉時必須考慮“二次污染”。,液體凈化法,濕法凈化是以液體凈化劑來除去乙炔氣中雜質(zhì)。常用的液體凈化劑有以下幾種： 1、次氯酸鈉溶液； 2、硫酸溶液；

41、 3、氯水溶液； 4、重鉻酸鹽溶液； 5、三氯化鐵酸性溶液。,乙炔凈化工藝過程,固體凈化工藝流程 次氯酸鈉凈化工藝流程 硫酸凈化工藝流程 氯水凈化工藝流程,次氯酸鈉凈化控制要素,有效氯含量 氯酸鈉的清凈效果主要取決于次氯酸鈉中有效氯的含量。有效氯含量在 0.05 ％以下時清凈效果差，而有效氯在0.15％以上時，其中氯易游離出來與乙炔反應生成氯乙炔，遇空氣易著火和爆炸；當有效氯含量大于0

42、.25％時，無論是在氣相或液相，均容易發(fā)生氯與乙炔激烈反應而爆炸，而且陽光都能促進這一爆炸過程；當中和塔換堿又同時排放次氯酸鈉溶液、開車前設備管道內(nèi)空氣未排凈時均容易發(fā)生爆炸。因此，考慮到安全因素又能保證清凈效果，有效氯含量應控制在 0.05％～0.12％范圍內(nèi)。,,次氯酸鈉pH 值 若 pH 值低于 7 即呈酸性，次氯酸鈉氧化能力強，硫磷雜質(zhì)除去的徹底，但反應激烈對安全有威脅。同時乙炔中生成的氯化物含量可能增高，這也影響乙炔質(zhì)量。因

43、此綜合清凈效果和安全這兩方面的因素，pH = 8～9為合適。,,氫氧化鈉含量 氫氧化鈉含量直接影響中和效果。正常生產(chǎn)氫氧化鈉濃度為 5％～15％，濃度再高，比重大、易發(fā)泡，不利于正常操作，濃度太低中和效果差。當堿液中碳酸鈉含量妻 10％時應換堿，否則在該濃度下碳酸鈉溶液在 1℃ 時會結(jié)晶，堵塞管道。,,清凈塔液面高度一般控制在三分之二左右。因為液面超過氣相進口時，會引起系統(tǒng)壓力波動，甚至導致液封，乙炔氣不能通過。液面太低則易使乙炔氣

44、竄入循環(huán)泵，使泵壓降低，影響凈化液循環(huán)而降低清凈效果，液面太低還可能增加有效氯積聚空間，不利于安全。,,乙炔氣壓力與溫度壓力對凈化效果有一定影響，加壓有利于化學吸收操作。凈化塔操作壓力要由發(fā)生器壓力而定。中、低壓凈化均能達到凈化質(zhì)量要求。進人凈化塔的粗乙炔氣體溫度應控制35℃以下，原因有兩方面：一是反應溫度高不安全，易生成氯乙炔，有可能發(fā)生爆炸等事故；二是反應溫度高凈化效果不好。所以，發(fā)生器出來的粗乙炔氣，一定要冷卻降溫至35℃以下

45、，方能進人凈化塔。,,次氯酸鈉循環(huán)法 連續(xù)補充循環(huán)法各工藝參數(shù)恒定，以保證穩(wěn)定的清凈效果，并且便于控制，操作簡單。但是對于中壓清凈裝置，還是使用間隙補充循環(huán)法為好。主要是防止中壓乙炔氣竄入次氯酸鈉配制槽，而發(fā)生危險。,事故分析與預防,事故例一：沈陽市某廠 1988 年 11 月 13 日 10 時許，乙炔發(fā)生器壓力升高造成 V 型壓力計水竄，班長補加色水后約半小時，凈化廠房內(nèi)突然發(fā)生爆炸，廠房倒塌，發(fā)生火災，三層樓的發(fā)生廠房設備嚴重損

46、壞，當場死亡 2 人，重傷 1 人，輕傷 10 余人。事故后分析，由于乙炔發(fā)生器壓力升高，引起冷卻塔和一清塔內(nèi)的乙炔氣體從液封管中進人泵房循環(huán)水槽，再從循環(huán)水槽溢流管溢出擴散到廠房內(nèi)。操作工陳某身穿化纖內(nèi)衣，在室內(nèi)行走起坐，人體帶有靜電，在進人泵房后，當人體接觸金屬時放電引起乙炔爆炸。,事故分析與預防,事故例二：次氯酸鈉貯槽氯乙炔爆炸采用次氯酸鈉凈化時，次氯酸鈉溶液中有相當一部分游離氯存在。當次氯酸鈉溶液在清凈塔工作后借助工藝系統(tǒng)壓力返

47、回貯槽空間時，溶液中溶解一定量乙炔氣必然釋放一部分進入氣相空間。當有效氯含量（應0.10% ）超標，貯槽的排空泄放不良，氯氣和乙炔達到一個相當量時，便使氯乙炔爆炸。南昌某廠乙炔站，曾于 1987 年 7 月 31 日、 1988 年 3 月 11 日先后出現(xiàn)過濃、稀次氯酸鈉溶液貯槽爆炸事故，經(jīng)分析原因采取措施，并改進工藝后已正常運行。,乙炔的壓縮與干燥和安全操作,乙炔氣壓縮 乙炔氣干燥 乙炔壓縮與干燥設備 事故分析與預防,乙炔氣壓

48、縮,乙炔氣經(jīng)壓縮機升壓的作用 1、提高乙炔在丙酮中的溶解度2、滿足使用的要求由于高壓乙炔分解的特性，所以乙炔有其專用壓縮機。溶解乙炔生產(chǎn)中采用容積壓縮機，主要有多級活塞式壓縮機和隔膜式壓縮機（膜片壓縮機）。,乙炔氣干燥,乙炔氣干燥的必要性 丙酮含水量增高有以下危害性： 1、大大降低乙炔在丙酮中溶解度；2、降低瓶體壽命，影響焊接強度 。,乙炔氣干燥方法,工業(yè)上清除氣體中水蒸氣的方法大致有三種，冷凍干燥法、吸收干燥法和吸附干燥法

49、。冷凍干燥法不適用于高壓乙炔氣的干燥，所以，乙炔氣干燥主要采用吸收干燥法和吸附干燥法。,吸收干燥法,一些物質(zhì)對水有特殊的吸收能力，可用來干燥氣體，例如石灰、固堿、無水氯化鈣、濃硫酸、氧化鎂等。無水氯化鈣或帶兩個結(jié)晶水的氯化鈣（CaCl2·2H2O）是溶解乙炔常用的干燥劑。無水氯化鈣能滿足生產(chǎn)工藝要求外，取材容易，價格便宜。,吸附干燥法,“吸附”是氣體和液體中某種成分能被多孔性固體所吸附，并在固體表面上富集的現(xiàn)象。用來吸附氣體

50、或液體組分的多孔性固體稱為吸附劑。吸附劑的種類很多，常用的有硅膠、鋁膠、分子篩等。一般來說，用無水氯化鈣干燥器時，乙炔瓶使用 5～6 年后就需要進行除水處理，而使用分子篩干燥器時，乙炔瓶可使用20年才需除水處理，這是非常經(jīng)濟的。,背壓閥的應用,若使用背壓閥，使壓縮機始終在較高壓力下工作，從而大大增加壓縮機的除水量，使壓縮機后乙炔氣的含水量大為降低。 背壓閥的使用可提高干燥器的工作壓力，保證高壓干燥器在調(diào)定壓力下工作。 背壓閥的使用

51、不僅對吸附干燥有利，對于無水氯化鈣等吸收干燥也同樣有利。,乙炔壓縮與干燥設備,乙炔壓縮機溶解乙炔壓縮機為容積式壓縮機。主要有多級活塞式壓縮機和隔膜式壓縮機（即膜片式壓縮機）。干燥設備 1、高壓乙炔油分離器 2、高壓干燥器,背壓閥,事故分析與預防,事故例一：北京某電石廠于 1986 年 2 月 25 日夜班，班長與同班一名操作工班前飲酒過量，接班后不能上崗而在休息室睡覺，由一名新工人上壓縮機頂崗操作。一個多小時后，發(fā)現(xiàn)干燥器進口閥

52、門漏氣，壓縮機廠房內(nèi)乙炔味很濃，不久又發(fā)出乙炔壓縮機發(fā)生異?，F(xiàn)象，三級安全閥啟動，大量乙炔氣排向室內(nèi)。頂崗工人去 · 請班長處理，此時班長仍酒醉未醒，未能及時處理，導致空間爆炸。炸毀廠房 324m2及廠內(nèi)設備，兩名醉酒工人在休息室被塌落的屋面板壓死，重傷 1 人。經(jīng)調(diào)查，乙炔壓縮機（上海產(chǎn)四級壓縮機）三級閥門的一根彈簧斷裂，造成閥門閉合不嚴，四段高壓乙炔進人三段，其壓力超過三段安全閥動作壓力，高壓乙炔外泄又未引出室外，乙炔排放

53、時流速過快而產(chǎn)生靜電所致。,,事故例二：南京某縣乙炔氣廠于 1986 年 10 月 11日對一號壓縮機檢修。 10 月 23 日下午 4 時， 2 號壓縮機系統(tǒng)及 l 、 2 、 3 組充灌排正處于 0 . 78MPa 下運行。 1 號壓縮機剛檢修完進行單機試車，用空氣為介質(zhì)，壓縮空氣由高壓油分離器出口放空。這時車間主任錯誤決定用壓縮空氣（應使用氮氣），對檢修后 4 、 5 、 6 組充灌排進行試壓檢漏，此時壓縮機出口壓力 0.98MP

54、a 。當操作工按指令開啟充灌臺轉(zhuǎn)換閥門時，只聽一聲巨響， 2 號壓縮機第三只高壓干燥器爆破片突然爆破，噴出煙火，幾乎同時，充灌間第二組充氣軟管破裂起火，附近的乙炔瓶易熔塞熔化起火，迅速延燒到充灌廠房的全部乙炔瓶，燒毀 565 只和 500m2廠房、充灌設備。事故原因：乙炔氣經(jīng)轉(zhuǎn)換閥門（很可能內(nèi)漏）漏人二號系統(tǒng)內(nèi)與試壓檢漏的壓縮空氣混合，當時乙炔氣壓力有 0.98MPa ，所以一開閥門即能引起氧化爆炸，隨后迅速波及全系統(tǒng)（阻火器填料已在

55、拆換管道阻火器時被除掉）。,高壓干燥器燃爆事故,事故例三：牡丹江某廠 1986 年 9 月15日下午 3 點 55 分，正常生產(chǎn)運行中系統(tǒng)壓力為 1.96MPa , 1 號壓縮機配套的高壓干燥器的爆破片突然破裂，膜片飛擊屋頂，大量乙炔噴出燃燒起火，相鄰高壓干燥器爆破片相繼破裂。爆炸的沖擊波，沖破阻火器和止逆閥，沖向充灌排，引起乙炔瓶 162 只起火，燒毀廠房 322m2，損壞乙炔瓶 39 . 8 只，乙炔管道炸開 4 處，最長破口 lm

56、 多長。事故起因是由于爆破片（直徑 290mm薄鋁片制成，限定破壞壓力 3.53MPa ）突然破裂，可能是安裝不良或長期受壓疲勞產(chǎn)生裂紋。干燥器內(nèi)未及時補加干燥劑形成氣態(tài)乙炔空間，誘發(fā)乙炔分解爆炸，防爆膜排氣口未安裝單管直通放空管，乙炔氣泄放在室內(nèi)。,高壓干燥器燃爆事故,事故例四：柳州市某化工廠 1989 年 8 月 20 日 14時18分， 1#干燥器防爆膜突然爆破，一聲巨響，干燥器上方墻角處有一個大火球，操作工緊急停機斷開電源。

57、2.25MPa 高壓乙炔燃爆沖擊波沖破阻火器、第三排支管阻火器（事后拆卸，阻炎器充滿炭黑）。在操作工關(guān)閉第三排總閥，只關(guān)了兩轉(zhuǎn)就聽到一聲悶響，第三排充灌架上多處起火， 68只乙炔瓶易熔塞熔化起火。事故原因是：更換氯化鈣頻繁緊固，使防爆膜局部變形、壁厚減薄、泄爆后高壓乙炔撞擊防爆燈架及放空管而起火；高壓流動氣體情況下急速關(guān)閉閥門可能產(chǎn)生絕熱壓縮。,高壓干燥器燃爆事故,事故例五：南京某乙炔廠 1990 年 9 月 15 日下午 2 時15

58、分，高壓干燥器排污時發(fā)生爆炸，死 1 人，傷 3 人。兩組高壓干燥器裝在壓縮機廠房外露天處，每支排污管直通大氣空間。當天充灌架已充氣靜置、壓縮機停機，系統(tǒng)壓力 1.96MPa ，準備排污后繼續(xù)生產(chǎn)。當一名操作工排污時，一組高壓干燥器突然爆炸，器體破碎，一塊約重 50kg 鋼板飛出 180m 遠處，操作工當場死亡。原因可能是：排污管直通大氣，系統(tǒng)壓力高時排污，乙炔排出流速快產(chǎn)生靜電，另外乙炔未凈化含量較高，乙炔排出與空氣接觸時引起自燃著

59、火爆炸。,乙炔氣的充裝和安全操作,乙炔氣的充裝過程 充裝前檢查乙炔的充裝 事故分析與預防,乙炔充裝過程與設備,乙炔氣的充裝過程 乙炔氣的充裝過程，是乙炔氣在加壓條件下，溶解于分散在乙炔瓶中的丙酮里的過程。乙炔氣的充裝是在充灌臺實現(xiàn)的。經(jīng)壓縮干燥后的高壓乙炔氣，由管道輸送到充灌臺，當打開進氣閥以后，高壓乙炔氣經(jīng)過管道阻火器、進氣閥、止回閥，進入充氣支管內(nèi)，再經(jīng)過充氣角閥 、阻火器、充氣軟管及瓶閥，灌充到乙炔瓶內(nèi)。充氣前，將檢查

60、合格符合充裝要求的乙炔瓶，移到充灌臺充氣排架逐個定位，掛好鏈條掛鉤，然后將乙炔氣瓶的瓶閥與充氣卡具對正螺桿頂牢，打開乙炔瓶閥，先要關(guān)閉充氣支管尾部的卸壓閥，再逐個打開充氣角閥，再開進氣閥。充灌時應使用冷卻水噴淋瓶壁，以移走溶解熱，氣溫高于 30℃ 時要開大冷卻水。冷卻水由給水管經(jīng)截止閥，進人噴淋管道。觀察充氣管道上乙炔壓力表，達到充裝壓力后，關(guān)閉進氣閥及乙炔瓶閥，再打開尾部卸壓閥及截止閥，注意觀察壓力表，如果壓力表指針未回零，說明有的

61、乙炔瓶閥未關(guān)緊，應逐個檢查處理后，方能關(guān)閉充氣角閥，取下夾具，將乙炔瓶移出充灌排架稱重。,,乙炔氣充裝設備 乙炔充裝設備，一般由充氣閥、管道、阻火器、止向閥、充氣軟管、瓶架和冷卻水管等組成。,充裝前檢查,乙炔瓶充裝前，充裝單位專職人員按照 《溶解乙炔充裝規(guī)定》和《溶解乙炔氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》 有關(guān)規(guī)定，對乙炔瓶進行檢查，檢查結(jié)果應填寫在充裝記錄中，并由檢查人簽字。,乙炔瓶充裝失常的主要原因有：,瓶內(nèi)丙酮量沒有達到標準要求，造成丙酮

62、不足或過量，這里除了操作者的原因外，還有計算和稱重誤差等因素的影響。 乙炔純度低、氮氣等不溶性氣體含量高，使雜質(zhì)氣體的分壓上升，使靜置的氣瓶內(nèi)的平衡總壓升高，導致乙炔氣充裝量減少。 丙酮或乙炔中含水量增加，會引起瓶內(nèi)溶劑“假重”，乙炔的溶解系數(shù)下降，致使乙炔充裝量劇減。 乙炔瓶本身質(zhì)量好壞，也會直接影響丙酮和乙炔的充裝。,事故分析與預防,充灌臺是火災爆炸事故的多發(fā)部位，國內(nèi)外都曾發(fā)生過。充灌間的火災爆炸事故，除個別由系統(tǒng)內(nèi)乙炔分解

63、引起的爆炸外，多數(shù)是由乙炔泄漏引起乙炔燃爆，進而引起乙炔瓶和系統(tǒng)著火，往往幾分鐘就擴散蔓延，造成重大經(jīng)濟損失。,事故分析與預防,事故例一：北京某氣瓶廠乙炔站 1986 年 4 月 8 日 12 時 50 分，充灌前裝卡試漏工作。當裝到第五個片子閥時，聽到有漏氣聲，當即關(guān)閉閥門，此時在近處地面產(chǎn)生一個約一尺的火球。瞬間火勢擴大延燒到全部充灌廠房，將現(xiàn)場 800 余只乙炔瓶的易熔塞全部熔化，噴出乙炔氣形成重大火災，燒壞廠房 432及充灌設備

64、，乙炔瓶原地燒壞未發(fā)生破裂爆炸，幸未傷人。事故原因經(jīng)分析是：當開第五個閥時，因充氣軟管與瓶閥聯(lián)接處不嚴，這時系統(tǒng)內(nèi) 1.47MPa 壓力的乙炔氣從不嚴處沖出，壓力高流速快，當時值 4 月天氣，空氣干燥氣溫較高，噴出的乙炔氣產(chǎn)生靜電而引起火災。,事故分析與預防,事故例二：山西榆次某制氧廠 1990 年 9 月 11 日上午 7 時許，夜班充氣已經(jīng)完畢，當時壓力 2 . 40MPa ，準備下架。另在第二排架上已裝好因重量不足準備二次補充的氣

65、瓶。這時正有一臺壓縮機運轉(zhuǎn)，準備采取不停機轉(zhuǎn)換操作的辦法，即同時關(guān)閉第三排閥門和開啟第二排閥門。正在操作進行時，哄的一聲巨響，在第二、三排架間起火，當即十多只乙炔瓶起火，同時隔壁的高壓干燥器發(fā)生爆炸，隨即形成大火，燒了半個多小時，燒毀乙炔瓶 200 多只，高壓干燥器一臺爆裂，有一臺膨脹， 200廠房及內(nèi)部設備燒壞，有 4 人輕傷。事故后分析認為是，充灌臺第四只片子閥處接頭漏氣，產(chǎn)生靜電，引起乙炔著火，進而竄人系統(tǒng)內(nèi)引起高壓干燥器爆炸。,

66、事故分析與預防,事故例三：太原某電石廠 1990 年 8 月 20 日該廠液體凈化裝置投人使用，用合格乙炔氣對原未凈化的 100 多只乙炔瓶置換不合格乙炔氣。 100 多只乙炔瓶放在站臺上同時放空，流速快，排量大，不久即發(fā)生空間爆炸，有 50 多只易熔塞熔化引起著火，有 40 多只被煙火薰黑。,事故分析與預防,事故例四：上海某化學氣體廠 1991 年 5 月 26 日下午巧時 55 分已充氣完畢的三排氣瓶的瓶閥全部關(guān)閉，進氣總閥也全部關(guān)

67、閉，準備把匯流排管子中的乙炔氣回送到氣柜。打開回氣閥，在離回氣閥 10cm 處的管道內(nèi)側(cè)突然破裂，乙炔氣泄漏燃燒，操作回氣閥的工人被燒成重傷。該排未取下的． 60 只乙炔瓶，其中 42 只易熔塞熔化，噴出的乙炔氣體燃燒，造成火災事故。事故原因經(jīng)調(diào)查分析是：當回氣閥門打開后，支管閥門沒有打開，在 2.3MPa 壓力下，回氣閥后補一段管子一瞬間受壓力 2.3MPa ，引起局部破裂（爆破點管壁很薄，系材質(zhì)問題）。乙炔氣從破裂處沖出，流速快產(chǎn)生

68、靜電，導致乙炔氣著火。,溶解乙炔氣瓶安全管理及使用,乙炔氣瓶的影響因素 乙炔瓶 新瓶投入使用前的檢查 乙炔瓶定期檢驗 乙炔瓶的微機管理 溶解乙炔氣瓶的運輸及貯存 溶解乙炔氣瓶的安全使用,乙炔氣瓶的影響因素,乙炔瓶填料的質(zhì)量，是影響乙炔瓶安全性能的首要因素，也是造成乙炔瓶爆炸事故的主要原因。 乙炔瓶內(nèi)存在空隙，是影響乙炔瓶安全性能的一個重要因素。 乙炔瓶的環(huán)境溫度和靜置壓力，也是影響其安全性能的主要外界因素。 乙炔瓶中的