乙炔生产的危险性分析及安全措施*

姚 泳，李 娜

(1 连云港润众制药有限公司，江苏 连云港 222000； 2 江苏海洋大学环境与化学工程学院，江苏 连云港 222000)

乙炔重要的化工原料，由于其爆炸极限很宽，极易发生爆炸[1]，因此乙炔生产中的事故发生率较高。本文以某公司溶解乙炔生产工艺为例，对工艺流程中各单元、环节进行危险性分析，针对存在问题提出安全对策，降低乙炔生产事故发生率。

1 乙炔的生产工艺过程

在我国，乙炔的生产方法主要有两种，电石法和天然气法，采用电石法生产乙炔，虽然能耗大，但工艺流程简单，易操作，得到的乙炔纯度也高，所以电石法是我国目前生产乙炔采用的主要方法。

将粉碎后的电石和水加入发生器中，电石与水反应产生乙炔气，反应温度一般控制在70 ℃左右。生产的粗制乙炔气经过冷却至小于40 ℃，储存在储气柜中。储气柜内的乙炔通入清净器，在清净器中通过清净剂次氯酸钠，除去硫化氢、磷化氢等杂质进入中和塔，用碱液进行中和，然后进入乙炔压缩机，成为精制乙炔[2]。精制乙炔利用高压分离器和高压干燥器(氯化钙干燥器)将伴随在气体中的润滑油和水分除掉水分后，最大压力压缩到2.5 MPa。加压后的乙炔，再送达乙炔充装台，通过回火阻止器充装至乙炔瓶中，检验后出厂。图1为溶解乙炔的生产工艺流程图。

图1 溶解乙炔的生产工艺流程图Fig.1 Process flow diagram of dissolved acetylene

2 溶解乙炔生产过程危险性分析

2.1 乙炔制取危险性分析

乙炔制取的主要原料是电石，乙炔发生器是生产乙炔的主要设备，必须选用有关部门鉴定合格定点企业生产的产品，否则如发生乙炔泄漏极有可能发生火灾、爆炸事故。

在乙炔的生产过程中严禁使用含铜的材料和水银温度计，防止生成有爆炸危险性的乙炔酮、乙炔汞。生产前应用惰性气体置换设备和管道中气体，排放气体中含氧量应小于3%，否则极有可能发生爆炸。在加料时，加料速度不能过快，否则生产的乙炔会急剧增加，会出现乙炔不能及时送走的状况，从而导致乙炔发生器内的压力增高，形成超压，导致乙炔从安全水封中排放而发生事故，严重时，发生器有发生爆炸的危险[3]。此外，乙炔发生水封也必须符合相关标准的要求，因为乙炔发生水封可以起到阻火作用或防止空气进入，如水封不符合要求有可能发生回火、进入空气等而发生事故。

2.2 粗制乙炔的储存和净化危险性分析

乙炔储存的设备是乙炔储气柜，气柜气体进出口有安全水封，储气柜周边严禁明火，气柜本体必须有良好的接地装置，同时应安装独立的避雷针，防止雷击和静电。乙炔净化过程主要要防止设备、管道发生泄漏而引起事故。

乙炔气柜过高，易造成气柜滑轮脱轨，发生乙炔泄漏，有发生燃烧爆炸的危险。乙炔气柜过低，气柜有抽瘪的危险，气柜抽瘪，水进入压缩机，造成液击。乙炔气柜过低，加大投电石时，发生器压力升高后，安全水封冲破，溢流管内大量电石渣冲出，发生器液位降低，有带入空气的可能，一旦带入空气，在充装时，有发生爆炸的危险。

2.3 压缩机的危险性分析

乙炔压缩机属于高温、高压类型的设备，在压缩机运行前，应该用符合相关要求的氮气吹扫整个系统，使系统的空气中的氧气含量小于3%，同时要确保压缩系统的密封要求，防止乙炔外溢发生事故。乙炔压缩机应有良好的润滑和冷却系统，防止温度过高而发生事故。乙炔压缩应有可靠的安全阀，防止压力过高发生爆炸。乙炔压缩机运行时，更换安全阀、压力表等安全附件时，有带入空气，发生爆炸的危险。在乙炔压缩过程中，当乙炔的压力在不断升高的情况下，在高压段非常容易产生局部过热的现象从而导致分解爆炸[4]。

干燥剂要定期补充，并在规定的范围内。更换、补充干燥剂前后必须用氮气置换，并采用不发火工具，以免产生火花而发生事故。压缩机运转过程中存在机械伤害的危险。电气设施防护不当，有触电的危险。

2.4 充装过程危险性分析

充装前应对气瓶外观、瓶内溶剂、充填物等进行详细检查，瓶内溶剂不足需补加，无剩余压力必须进行了气体洗涤，初次充装的乙炔瓶应采用乙炔气置换。充装温度过低或超量充装会给储存、使用造成瓶体、管路爆裂危险。

充装时，乙炔工作压力为0.02～0.15 MPa时，管道流速不大于8 m/s，工作压力2.5 MPa以下时其最大流速为4 m/s。充装时，溶解乙炔瓶内的温度应在40 ℃以下，超温会引起压力升高，有可能发生充装软管爆裂，进而引发火灾爆炸事故。溶解乙炔在充装的过程中，当乙炔压力的不断升高到一定程度时，非常容易引起局部过热而导致分解爆炸。

乙炔、丙酮属甲类火灾危险性，如空气中的浓度达到一定的爆炸极限，遇点火源或高热等引发条件，极有可能发生火灾、爆炸，另外静电也是一种潜在危险，电气设备、线路如不符合防爆要求，也有可能发生火灾爆炸[5]。

2.5 电石和丙酮危险性分析

电石对皮肤会产生的损害作用，如果与皮肤接触会使皮肤瘙痒，引发一些炎症，严重的会导致“鸟眼”样溃疡和黑皮病等。当皮肤被电石灼伤时的表现为，皮肤的创面时间不好转并造成慢性溃疡型，接触的人员会有排汗较少、牙釉质受损并且龋齿发病增多的现象[6]。电石为第4.3类遇湿易燃物品，禁止与水接触，包装要严密，切勿受潮，应储存于高干燥清洁的仓库内，库房绝对不能漏雨，否则有引起燃烧，发生火灾的危险。

丙酮为第3.1类低闪点易燃液体，闪点-20 ℃。丙酮的爆炸极限大约在2.5%～13.0%之间，其蒸汽与空气混合易形成爆炸性的混合物质，当遇到明火、或与高热物接触时非常容易产生燃烧爆炸。所以丙酮储存时应该储存在阴凉、干燥通风的仓库间[7]。并远离火种、热源，防止静电积聚，防止容器和包装损坏。

3 安全生产对策措施及建议

3.1 乙炔安全措施

乙炔易燃易爆，作业场所严禁烟火。作业、检修应使用不发火花的工具。不准使用铁器敲击，防止敲击设备、管道时产生火花。禁止乙炔和强酸物质、强氧化剂、卤素物质等接触。乙炔系统着火可用雾状水、泡沫、二氧化碳灭火器灭火，禁止使用四氯化碳灭火器灭火。

操作人员吸入高浓度乙炔气，应迅速脱离现场至空气新鲜处，注意保暖，当出现呼吸困难的情况时要立刻给输氧，呼吸停止时立刻进行人工呼吸，进行心跳复苏，送医院及时治疗。

3.2 电石安全措施

电石质量应符合GB 10665-2004《碳化钙》的质量指标，电石库房应保持干燥通风，要有防止雨水与地面水等侵入的措施。 电石包装桶要防止吸湿受潮后产生乙炔。电石桶搬运时应轻装轻卸，雨天搬运必须要有可靠的遮雨设备。在开启桶盖时，禁止用气焊或钢凿的方法，使用任何工具都不该产生火花。开桶时作业人员头脸部不应对准桶口，要轻轻开启桶盖，防止桶内电石受潮后产生乙炔，受撞击、震荡而炸开桶盖，伤及人员。电石桶里的电石应该倒在规定的地方，并且应该倒干净，防止出现意外。电石禁止与醇类、酸混放。电石着火禁止用水、泡沫灭火器灭火。作业人员应穿工作服，戴防护手套，佩带防尘口罩[8]。

3.3 丙酮安全对策措施

丙酮随用随购，购入后立即送入丙酮储槽内。丙酮存放时应该与其他物质分开存放，尤其是氧化物质，应做好密封工作。搬运丙酮时应该注意要轻拿轻放，尽量避免把包装弄坏，从而对人身造成不必要的伤害。管道应该要做好防静电工作，所以应该设置好接地装置，同时管道里的液体的流速不能大于 3 m/s，从而产生事故隐患[9]。当丙酮着火时，应该采用抗溶性的泡沫灭火器，不能直接用水灭火。当要与高浓度的丙酮接触时，必须配戴防护性的手套、安全防护眼镜，当空气中丙酮的浓度超标时，应当佩戴防毒口罩。当皮肤与丙酮接触时，应当立刻把弄脏的衣服脱掉，并立即用流动的清水冲洗。当吸进人体时，要立刻逃到空气清新的地方，紧急情况时候要送到医院检查，及时治疗。

3.4 电石加料安全对策措施

电石加料斗内装载的电石不能太满，防止吊斗在提升中发生晃动，电石坠落伤人。吊料口应有明显醒目的安全标志。吊料时，人员不准站立在吊料口处，防止吊斗脱落发生恶性事故。加料槽应始终保持干燥。电石推入落料管中，动作应轻缓，防止发生撞击火花。连接活门钢缆应经常调节，确保活门严密不漏气加电石前应及时开启引风机，引风机应有一定的抽力，及时将加料管内逸出的乙炔气抽掉。电石的粒度应该受到严格的把关，尤其是电石粉末和小颗粒的电石一定不可集中使用，从而防止发生意外。

3.5 乙炔压缩充装安全对策措施

压缩机的吸气压力不得低于0.5 kPa，终端最高排气压力不得高于2.5 MPa。其各级排气的温度一律不得高于90 ℃，经过冷却后的乙炔气体的温度也必须要低于35 ℃。

定期检查压缩机的润滑油和冷却水的供给量，压缩机运转时，不得中断润滑油和冷却水供给。定期排放压缩机后的气液分离器内的油水，排放时动作要轻缓。定期要对干燥后乙炔气体的含水量进行检查，不能够超过1 g(水)/m3。定期对高压干燥器内的废液进行排放，无水氯化钙也要及时的进行补充或者更换。补充、更换干燥剂时，应将干燥器与乙炔系统切断，作业前后用氮气置换。压缩机在投入使用时，应该把乙炔气体来置换氮气，一直到乙炔的纯度大于98%，才能够并到乙炔系统里面。装填无水氯化钙干燥剂时，应尽量将干燥器填满。

乙炔气瓶在充装前，一定要安排专门的工作人员逐只对乙炔气瓶进行认真的全面的检查，同时对气瓶内的丙酮损耗进行挨个检查，确定其损耗量，从而能够确定丙酮的补加量。丙酮的补加也必须严格按相关的标准进行补加。在补加丙酮的时候，一定要用氮气来加压，并且要按照规定严格地控制加压氮气的压力小于0.5 MPa[10]。

4 结 论

通过乙炔生产过程危险性分析可知，乙炔生产工艺过程中乙炔发生作业、乙炔压缩作业、乙炔充装作业以及电石和丙酮等危险化学品使用环节具有不同程度的危险性。在生产过程中，必须建立完善的安全生产规章制度和严格的操作规程，加强安全管理，对关键生产装置和重点危险部位，必须制定事故的紧急措施和事故预案，并在实践中不断完善。