氯化氫與乙炔混合爆炸原因及預(yù)防措施 

      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。2005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**，雖未造**員傷亡，但也造成了巨大損失。那么，造成這起事故的原因又是什么呢?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(zāi)危險性

　　(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(zāi)危險性氯乙烯生產(chǎn)工藝過程的火災(zāi)危險性主要來自于原料的危險性：

　　①氫氣在標準狀態(tài)下，氫氣是一種無色無臭無味的非常易燃的氣體，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，能與許多金屬和非金屬直接化合。氫在鋼制設(shè)備中被吸附會引起“氫脆”，導(dǎo)致工藝設(shè)備的損壞;液氫可使低碳鋼以及大多數(shù)鐵合金變脆。

　　②氯氣通常情況下，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，有強烈刺激臭，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%時吸入人體即能嚴重中毒。

　　③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、明火有著火爆炸危險。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(yīng)。閃點-17.78℃(閉杯);自燃點305℃;爆炸極限2.5%～82%;*大爆炸壓力1.3MPa;氣化熱828.986kJ/kg;燃燒熱值1300.420kJ/mol(25℃);*小引燃能量0.019mJ;臨界溫度35.5℃;臨界壓力6249.726kPa;

　　④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4～27.7%，自燃點為472℃，與空氣混合濃度在10%時的*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，*后失去知覺。

　　2.爆炸原因分析

　　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**易燃易爆危險品，且生產(chǎn)崗位附近還有大量的儲存，屬于典型的甲類易燃易爆生產(chǎn)和重大火災(zāi)危險源。從現(xiàn)場勘察和人員詢問調(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?根據(jù)**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(yīng)當迅速同時以*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(yīng)當迅速以*快的速度首先關(guān)閉氯氣閥門，再關(guān)閉氫氣閥門。

　　根據(jù)當時的現(xiàn)場分析，比照前兩次停電事故的情況，事故的直接原因只能是遭遇突然停電時，現(xiàn)場操作工只有1人在場，由于該操作工驚慌，在慌忙關(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，并迅速與乙炔混合。加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(yīng)當采取的消防**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(yīng)當采取如下**措施。

　　(1)嚴格控制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(yīng)嚴格控制溫度外，氯化氫與精乙炔的比例必須準確，如果乙炔的含量過高，多余的乙炔會與混合器中的氯化高汞反應(yīng)，生成易爆的乙炔汞。所以一般要求氯化氫應(yīng)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，易與乙炔生成氯乙烯而放熱，會引起著火或造成設(shè)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(yīng)經(jīng)常取樣分析。如氧含量大于5%，即須采取調(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(yīng)放入回收設(shè)備。

　　(2)嚴格控制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1.05~1.1︰1，這些指標都要嚴格控制，不得突破。在生產(chǎn)過程中因遇停電等造成緊急停車事故時，必須嚴格關(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(yīng)當迅速同時以*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(yīng)當迅速以*快的速度首先關(guān)閉氯氣閥門，再關(guān)閉氫氣閥門，二者順序**不可顛倒。

　　(3)實行嚴格的**聯(lián)鎖控制措施

　　所謂**聯(lián)鎖，就是利用機械和電氣控制原理，依次接通各個儀器及設(shè)備，并使之發(fā)生聯(lián)系，以達到**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)節(jié)控制，對保證防火**十分重要。根據(jù)有關(guān)**操作規(guī)程，下列情況的生產(chǎn)工藝，必須采取**聯(lián)鎖控制的措施：

　　(1)同時或依次排放兩種液體或氣體時;

　　(2)在反應(yīng)終止需要惰性氣體保護時;

　　(3)打開設(shè)備前需要預(yù)先解除壓力或降低溫度時;

　　(4)當兩種或多個部件、設(shè)備、機器由于操作錯誤容易引起火災(zāi)事故時;

　　(5)當工藝控制參數(shù)達到某極限值需開啟處理裝置時;

　　(6)某危險區(qū)域或部位禁止人員入內(nèi)時。

　　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)，屬于同時或依次排放兩種氣體的情況和當兩種或多個部件、設(shè)備、機器由于操作錯誤容易引起火災(zāi)事故的情況，所以，該生產(chǎn)工藝應(yīng)當采取**聯(lián)鎖的控制措施，以保證操作更加**可靠。

（鄭端文焦鳳龍 蘇龍生）

注：《氯化氫與乙炔混合爆炸原因及預(yù)防措施 》轉(zhuǎn)自 慧聰網(wǎng)