溶解乙炔生產(chǎn)從電石進(jìn)廠到產(chǎn)品出廠存在諸多不安全因素,不同的崗位危險(xiǎn)危害特性既有相同點(diǎn)又有不同點(diǎn),應(yīng)采取相應(yīng)措施加以預(yù)防。
1.電石搬運(yùn)、破碎過程。由于搬運(yùn)、破碎是暴露在空氣中進(jìn)行的,若電石遇水、受潮等影響或加料斗內(nèi)乙炔置換不干凈,在搬運(yùn)、破碎電石過程中會(huì)發(fā)生撞擊和摩擦等點(diǎn)火能,只要桶內(nèi)乙炔含量達(dá)到爆炸極限范圍,發(fā)生事故是必然的。因此在搬運(yùn)、破碎前,應(yīng)檢查電石桶內(nèi)是否有乙炔,存在乙炔應(yīng)先通過自然通風(fēng)或氮?dú)庵脫Q清除它,搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕裝輕卸,防止點(diǎn)火源的產(chǎn)生。此外,電石破碎時(shí)會(huì)產(chǎn)生粉塵和噪聲,對人體有害,應(yīng)設(shè)置除塵裝置清除粉塵,作業(yè)人員須戴防塵口罩和耳塞加以防護(hù)。
2.乙炔發(fā)生過程。在乙炔發(fā)生器投料時(shí),易發(fā)生電石相互撞擊和與器壁撞擊產(chǎn)生火花。敞口式發(fā)生器加料是暴露在大氣中進(jìn)行,通風(fēng)不好存在乙炔,作業(yè)頻繁,燃爆的可能性很大。采用全密封加料桶情況較好,但加料前后氮?dú)鈱α隙反祾卟桓蓛艋蛄隙访芊庑圆钣行孤餐瑯訒?huì)發(fā)生爆炸。所以對敞口式發(fā)生器而言,通風(fēng)裝置保持良好非常重要,加料時(shí)應(yīng)避免電石相互撞擊。密閉式料斗加料前必須用純度大于98%的氮?dú)鈱λ鼜氐字脫Q排除空氣,局部用測氧儀對料斗內(nèi)的氧含量進(jìn)行檢測,看是否符合安全要求;加料結(jié)束后,還應(yīng)用氮對料斗進(jìn)行吹掃排除乙炔氣。掃吹用氮必須經(jīng)過減壓(低于0.05MPa),否則的話,壓力過高、流速過快,容易產(chǎn)生沖擊能和靜電,也會(huì)發(fā)生爆炸。料斗泄漏不密封,應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換。
發(fā)生器操作溫度最好控制在70℃左右,不得超過90℃,冷卻塔出口溫度應(yīng)低于35℃(硫酸凈化法要求更低)。因?yàn)闇囟冗^高,乙炔中的水含量增大,會(huì)增加冷卻塔的負(fù)荷,且溫度過高,反應(yīng)加劇,甚至失控,易造成聚合放熱,最終引起爆炸,對安全也不利;溫度過低,電石乳液的乙炔量增多,且有可能在排渣時(shí)夾帶未完全水解的電石進(jìn)入渣池,渣池表面乙炔與空氣混合易出現(xiàn)燃爆。低壓乙炔發(fā)生器工作壓力應(yīng)控制在4~7KPa間,壓力過高造成水封失封,會(huì)排放出大量乙炔氣;壓力過低,則會(huì)造成壓縮機(jī)入口為負(fù)壓,空氣易侵入系統(tǒng),可能構(gòu)成乙炔空氣混合氣體。此外,發(fā)生器液面高低,對溫度、壓力都會(huì)產(chǎn)生很大影響。
3.乙炔凈化過程。根據(jù)乙炔凈化所采用的凈化劑種類不同,生產(chǎn)操作時(shí)的要求也有所區(qū)別。常見的凈化工藝有濃硫酸法和次氯酸鈉法。濃硫酸凈化法,安全措施主要是控制工藝溫度,要求在5~35℃間。溫度過低,硫酸流動(dòng)性差,凈化塔壓差會(huì)增大,導(dǎo)致壓縮機(jī)進(jìn)口壓力過低;冷卻水溫度過高,濃硫酸吸水發(fā)熱,導(dǎo)致塔內(nèi)溫度過高,輕者會(huì)造成設(shè)備、填料、泵、管道損壞,重者會(huì)造成燃爆事故。次氯酸鈉凈化法,最主要的是控制有效氯的含量,要求進(jìn)入塔頂部的有效氯含量不得大于0.1%。如果有效氯含量在2.5%以上,無論氣相、液相均易發(fā)生游離氯與乙炔的激烈反應(yīng)而爆炸。其次,中和塔中氫氧化鈉含量應(yīng)控制在5~12%間,含量過低,乙炔氣呈酸性,會(huì)腐蝕凈化塔后的乙炔管道和乙炔壓縮機(jī)。乙炔凈化劑和堿液應(yīng)及時(shí)更換和補(bǔ)充。若乙炔氣中夾帶電石污泡沫雜質(zhì),會(huì)與酸反應(yīng)積聚粘結(jié)狀化合物,堿液中Na2CO3、Na2SO4含量達(dá)到一定程度,都會(huì)堵塞設(shè)備和管道,影響生產(chǎn)。更換、補(bǔ)充凈化劑、液堿,都必須通過安全補(bǔ)液器加入塔內(nèi),防止空氣侵入。作業(yè)人員更換、配制凈化劑、液堿,應(yīng)按規(guī)定佩戴防毒面具、防腐手套等,因?yàn)闈饬蛩?、次氯酸鈉、氫氧化鈉對人體有強(qiáng)烈的刺激性和腐蝕性。
4.乙炔壓縮干燥過程。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的高壓乙炔的最大危險(xiǎn)是,即使乙炔在純的狀態(tài)下(即無空氣或氧氣助燃劑),如有點(diǎn)火源也會(huì)發(fā)生火災(zāi),引起爆炸,乙炔分解成碳和氫,這樣的爆炸叫做分解爆炸。爆炸反應(yīng)的一個(gè)特性,那就是限制性,要防止分解爆炸,就要消除二個(gè)條件中的一個(gè)。高壓乙炔爆炸的限制條件,有溫度、壓力、能量、容器的大小、器壁和種類、雜質(zhì)等。當(dāng)高壓乙炔溫度達(dá)到200℃以上,即開始聚合反應(yīng),并放熱,若熱量不能及時(shí)導(dǎo)出,氣體溫度繼續(xù)升高,反應(yīng)加速,很快可以達(dá)到分解爆炸溫度發(fā)生爆炸。乙炔不凈化,PH3、H2S念量高,發(fā)生分解爆炸的溫度更低、點(diǎn)火能更小。為此《往復(fù)活塞乙炔壓縮機(jī)技術(shù)條件》要求壓縮機(jī)各級排氣溫度不得超過90℃,同時(shí)考慮干燥充瓶時(shí)的要求,冷卻后的乙炔溫度應(yīng)低于40℃。因此操作壓縮機(jī)絕對不得出現(xiàn)中斷潤滑油和冷卻水供給現(xiàn)象。中斷潤滑油不僅會(huì)造成機(jī)器損壞,更危險(xiǎn)的是容易發(fā)生撞擊產(chǎn)生激發(fā)能引起爆炸。同時(shí),乙炔分解爆炸的最小點(diǎn)火能隨壓力增高而下降,當(dāng)壓力增加到2.5MPa時(shí),則最小分解點(diǎn)火能僅為0.2mJ,所以國家標(biāo)準(zhǔn)GB13591《溶解乙炔充裝規(guī)定》規(guī)定乙炔壓縮充裝壓力最高不得超過2.5MPa。乙炔分解爆炸發(fā)生的可能性還與設(shè)備容器大小、管道內(nèi)徑、長度有很大關(guān)系,容器、管道越大,分解爆炸越容易發(fā)生,管道越長危險(xiǎn)性增大,同時(shí)會(huì)引起分解爆炸傳播,形成爆轟。因此除了在建站、設(shè)計(jì)時(shí)做好工藝設(shè)備選型外,平時(shí)操作時(shí)更換乙炔干燥器干燥劑時(shí),要特別注意填滿填實(shí)干燥容器,避免留下空容積。此外,高壓乙炔在低于16℃的情況下,若乙炔含水量過高,能造成乙炔水合晶體,堵塞阻火器、閥門和氣瓶,造成超壓。含水量過高,充入氣瓶內(nèi),降低乙炔的溶解度,影響乙炔瓶使用性能和安全性能。所以干燥后乙炔氣體中含水量應(yīng)控制在小于1g/m3。