聚氯乙烯树脂生产中乙炔工段防火防爆安全技术措施探讨

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  聚氯乙烯树脂生产中乙炔工段防火防爆安全技术措施探讨

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   作者：蓝柳恒 石剑云

   摘要：采用电石法工艺路线生产聚氯乙烯树脂，因工艺过程存在易燃易爆物质乙炔，防火防爆尤为重要。依据国家法律法规、国家或行业规范、标准，结合实际进行研究，提出防火防爆安全技术措施，对聚氯乙烯树脂生产乙炔工段防火防爆有一定的指导作用。

   1 乙炔工段工艺流程

   乙炔工段工艺流程图见图1

   

   图1 乙炔工段工艺流程图

   桶装或袋装电石经过破碎机破碎后，由皮带机送到电石大贮斗内，再从电石大贮斗放入加料斗，经计量后借电石吊斗、电动葫芦、电磁振动器连续加入乙炔发生器。电石水解产生的粗乙炔气由乙炔发生器顶部逸出，经喷淋预冷器、正水封进入冷却塔和乙炔气柜。来自发生器经冷却后的乙炔气，进入乙炔压缩机加压，然后经清净塔除去粗乙炔气中的PH3、H2S等杂质，再经中和塔、冷凝器等除去酸和水分。精制后的精乙炔气送往氯乙烯合成转化工序。

   2 乙炔易燃易爆性分析

   乙炔工段主要存在易燃易爆物质乙炔。

   乙炔的沸点为-83.6℃，凝固点-85℃，在常温常压下比空气略轻、溶于水和有机溶剂的无色可燃气体；工业生产的乙炔含有磷、硫等杂质时带有刺激性臭味，性质活泼；乙炔纯度、操作压力和温度越高，越容易爆炸，在高温、高压下具有强烈的爆炸能力；乙炔爆炸极限范围很宽，在空气中为2.5%~82%（其中7%~13%最易爆炸，最适宜的混合比为13%），在纯氧中为2.3%~93%（其中30%最易爆炸），属于快速爆炸混合物，其爆炸延滞时间只有0.017s，一旦遇到火源，即可发生火灾爆炸事故。

   乙炔与游离氯易反应生成氯乙炔，此物质很不稳定，遇光、振动等就能发生爆炸。乙炔还可以和铜、银发生反应生成不稳定具有爆炸性的乙炔铜、乙炔银。

   3 乙炔防火防爆安全技术措施

   乙炔工段是具有爆炸危险的生产工艺过程，生产装置、设备应具有承受超压性能和完善的生产控制手段，应设置可靠的温度、压力、流量、液面等工艺参数的控制仪表和控制系统，对工艺参数控制要求严格的工艺应设置双系列控制仪表和控制系统；还应设置必要的超温、超压报警、影视、泄压、抑制爆炸装置和防止高低压窜气（液）、紧急安全排放装置。

   （1）乙炔生产厂房应为一、二级耐火建筑，建筑物应用钢筋混凝土框架结构。储存电石的仓库、粉碎电石岗位的建筑应按照《建筑设计防火规范》的有关规定设计采取必要的防爆、泄压措施；厂房最好为单层结构，若必须设计成多层时，乙炔发生器应放在顶层；厂房地面采用不发火地面，门窗向外开启；生产厂房、乙炔发生器操作台均应设置安全出口。

   （2）电石中的含硫、磷量和发气量应经检测符合要求方可投入生产。

   （3）有电石粉尘产生的房间，墙壁、地面均应光滑平整，便于清扫；粉碎室应安装吸尘设备，除去电石粉尘。

   （4）贮存电石时，严防电石被雨水淋湿、受潮，要轻拿轻放；电石库、电石碎间、中间电石库，应设在干燥地点，这些部位的通风帽、门窗孔洞应设雨水侵入设施；开启装电石的桶或袋时，操作者应使用不发生火花的工具，勿使用铁、铜、银制工具。

   （5）乙炔爆炸危险的房间之间应设置隔离墙、隔离门、隔离墙耐火极限应不低于1.5h，隔离门耐火极限应不低于0.6h；无爆炸危险的房间不应与有爆炸危险的房间直接相通，应用耐火极限不低于3.5h的防火墙隔开。

   （6）有爆炸危险地点的电气设备需防爆，如电动葫芦、乙炔压缩机等。

   （7）投料时，加料量应严格控制，切忌加料过多过快，在贮料斗中加装电石前，加料斗顶盖可能撞击打出火花的部位均应用铝皮、橡胶皮覆盖。若贮料斗活门被大块电石卡住，应用木锤轻轻敲打使其松脱。经常检查活门是否严密，使活门与底座接触面具有一定的弹性，保持良好的密封状态。电石粒度也要严格控制，防止卡住活门，电石粒度一般控制在50mm左右。加料贮斗用氮气保压，采用连续通氮的方式并保持贮斗的干燥，避免乙炔气生成和聚集。

   （8）乙炔发生器上应安装液位计、温度计、压力表、安全阀或防爆片等安全设施；对乙炔发生器及其附属设备应选用有关部门鉴定的合格产品，并在开车间仔细检查其中的压力计、液位计、阀门等是否灵敏好用，检查电气设备及自动锁装置是否完好，检查转换用惰性气体的含氧量是否小于3%，全部达到指标后方可开车。当乙炔发生器停用或乙炔输送管道内温度低于16℃，应用热水冲洗以消除水合晶体堵塞管道现象以及消除静电。定期对乙炔发生器检修时，先用氮气进行置换，再用水冲洗，勿将照明灯具拉入发生器内。

   （9）乙炔气柜上应安装泄压装置、液位指示装置；气柜进口管道应安装阻火器或水封等安全设施，防止发生事故时火源从管道窜入气柜。气柜主要起缓冲作用，应将气柜高度与发生器的电磁振荡器进行联锁自控，以提高气柜的缓冲效率，保证加料系统出现故障时，能在短时间内保证清净系统，乃至氯乙烯合成系统在连续操作。

   （10）水环泵出口、冷凝器出口应安装泄压装置，当发生事故时压力从泄压装置排出，以便最大限度地保护设备。

   （11）要用氮气或惰性气体等保护气体置换的设备和管道，排放气体中含氧必须小于3%；需要冷却的部位，应保证足够的冷却水量；为防止有爆炸性的乙炔铜、乙炔汞、乙炔银等生成，凡与乙炔接触的设备、管道、管件、阀门、仪表等严禁使用铜、银（包括铜焊、银焊）、汞等材质，万不得已时，应将含铜、汞、银量控制在安全范围之内。

   （12）乙炔发生系统应设置正水封、逆水封和安全水封。正水封在乙炔发生器通往乙炔贮罐或生产车间的管道上，正水封起到单向逆阀的作用，当发生系统和清净系统有一部分发生事故时，起到安全隔离的效果。逆水封应装在从乙炔气柜返回乙炔发生器的管道上，正常生产时，逆水封不起作用，当发生器故障设备内压力低时，气柜内乙炔气可经逆水封自动进入发生器，以保持其正压，防止系统产生负压而抽入空气，形成爆炸性混合气体。安全水封应装在乙炔发生器放空管上，起到安全阀和溢流管的作用，防止乙炔发生器压力过高发生爆炸。

   （13）严格控制排渣速度，防止形成负压；渣坑应设在室外通风良好的地方，四周10m内禁止火源。排渣堵塞时可用水冲洗疏通，切忌用金属工具通凿，以防撞击或摩擦引起火花。

   （14）选用次氯酸钠为清净剂净化乙炔时，应将次氯酸钠中有效氯含量控制在0.1%以下，以防止乙炔与游离氯反应生成氯乙炔引起爆炸。

   （15）次氯酸钠配置桶液面应控制在一定高度，以防止清净塔乙炔气经管道倒窜入配置桶，与氯气反应引起文丘里反应器爆炸。

   （16）乙炔经压缩机压缩后，才可装贮罐和输送，压缩机出口温度不超过35℃，最高压力不超过2.5MPa；压缩机应安装在一、二级耐火等级的建筑里，且单独建造。

   （17）乙炔在管道中的流速过高会产生静电，选择合适的管径使流速小于8m/s；同时输送乙炔的管道设止回阀，管道和设备应有完善的静电接地设施，防静电接地线单独接地，接地电阻不大于100Ω。

   （18）乙炔发生器内反应温度控制在85±5℃；压力不允许超过147kPa，尽可能控制在较低压力下操作，但压力太低时，在压缩机入口有形成负压抽入空气的危险，一般压力控制在80~133kPa。液位的控制则以保证电石加料管插入液面下，以防止乙炔气大量逸入加料贮斗。

   （19）从乙炔发生器出来的粗乙炔气中含有PH3，PH3与空气接触会自燃，从而引起乙炔的爆炸。因此，在工艺上设置安全装置清净塔除去PH3。

   （20）发生器、乙炔压缩机等设备，必须采用适用于乙炔的防爆型电气设备或仪表；当受条件限制，需采用不适用于乙炔的或非防爆型电气设备或仪表时，应将其布置在单独的电气设备间内或室外。

   （21）乙炔厂房属第Ⅱ防雷建筑物，防雷接地线要单独接地，接地电阻不大于10Ω。

   （22）乙炔气柜区必须装有防雷装置，且在30m范围内电气设备应按Ⅰ级区域场所防爆要求设计，还应设有消防车道和消防设施。

   （23）所有的乙炔放空管应设有阻火器，有向管道内加氮气或惰性气体等保护气体的措施。

   （24）在乙炔生产区域设有手动火灾报警按钮，最大行走距离不超过60m；在装置区域内，按规定设置便携式干粉灭火器。

   （25）乙炔生产各个操作岗位在安全疏散通道应保持畅通无阻，并备有事故照明灯。

   （26）氮气或惰性气体保护系统必须保持有效，且与工艺系统接口处应装有止逆阀。

   （27）系统开车前，应用氮气或惰性气体等保护气体吹扫整个系统，使全系统内的氧含量低于3%。

   4 结束语

   本文针对聚氯乙烯树脂生产乙炔工段，依据国家法律法规、国家或行业标准、规范，结合笔者的工作经验并进行研究，提出乙炔防火防爆安全技术措施。只要把这些安全技术措施落实到从系统设计、施工到投产使用的整个系统中，就可大大地提高系统的安全性，提高生产系统的生产效率和安全度，有效地防止事故的发生。

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实在是要分啊！！顶吧！没办法

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