1、溶解乙炔生产技术及工艺 溶解乙炔安全员培训课件目录第一章 乙炔的性质第二章 电石法生产溶解乙炔工艺过程第三章 溶解乙炔生产和安全操作第四章 溶解乙炔气瓶安全管理及使用第五章 溶解乙炔厂（站）安全管理第一章 乙炔的性质乙炔是一种不饱和的碳氢化合物。在常温常压下乙炔呈气态，比空气略轻。纯乙炔是一种无色的可燃气体，具有微弱的醚味。用电石制取的工业乙炔，因含有少量的磷化氢和硫化氢等杂质而具有刺鼻的臭味。乙炔的性质一、基本物性参数分子式：C2H2；结构式；乙炔分子量26.038；标准状态下的克分子体积22.223L。密度 乙炔气体在标准状态下的密度为1.17167 乙炔的密度随温度的升高而变大，随压力的
2、增高而变大。三相点参数 物质的气、液、固三相处于平衡状态时称为三相点。乙炔的三相点温度192.6K（-80.55）三相点压力为128KPA。若将纯乙炔气冷却到-83-84以下，在常压下乙炔并不液化而直接固化，得到雪状带弹性的固体乙炔。液体乙炔具有爆炸性，但固体乙炔在通常状态下是比较稳定的。当在189.13K时，固态乙炔的密度为0.729g/cm3。临界点参数 对瓶装介质的状态而言。主要是气态和液态之间的互变。即气-液相变。在临界点，气液不分，介面消失。乙炔的临界温度为308.33K(35.18)；临界压力为6.19kPa；临界密度为230.85kg/m3。粘度 粘度是用来度量流体粘性大小的物理
3、量。粘度大，流体流动时粘性力大，流动性差。乙炔的粘度随温度压力的升高而变大。导热系数乙炔在临界状态下的导热系数为212.522J/m.h.k在0和760毫米汞柱时，乙炔的导热系数66.319J/m.h.k 热容量乙炔气体，在压力或容积不变的情况下使温度变化1所需的热量显著不同，故分为定压比热容Cp和定容比热容Cv。随温度或压力的上升，乙炔的CP和CV值都是增大的。两者的比值Cp/Cv称为绝热指数，也随温度和压力而变化。溶解性乙炔的溶解性是制取溶解乙炔的基础。溶解乙炔气瓶就是利用乙炔溶解于丙酮中或二甲基甲酰胺（DMF）中，达到安全储运和适用乙炔气的目的。乙炔溶剂的选择能适合作为溶解乙炔的溶剂，要
4、符合下述条件：l溶解度大。在15个大气压下和常压下对乙炔的溶解度差值要大，解吸容易。l稳定性好。长时间反复进行乙炔的溶解和释放稳定性要好，危险性尽可能小。l挥发性小。随乙炔气释放的消耗量尽可能少。l价格较便宜。目前被确认为最合适的溶剂是丙酮和DMF。我国采用丙酮作为乙炔的溶剂。影响溶解度的因素溶解度（平衡溶解度）是一定温度下气液平衡时，一定量溶剂能溶解的最大溶解量。温度：温度升高气体溶解度将低。因为温度升高，气体分子动能增大，向外逃逸分子数增多。从提高溶质在溶剂中溶解度来说，采用较低温度为好。压力：在低压下气体在液体中溶解度与气相中分压成正比。故增大气相中溶质压力，可提高气体在液体中的溶解度。
5、溶剂：典型的无机化合物，一般不在有机溶剂中溶解，但多数可溶于水中。典型的有机化合物，一般不溶于水却易溶于有机溶剂中。乙炔易溶于丙酮、DMF等有机溶剂中，稍溶于水。另外，化学结构相类似的物质，彼此容易相互溶解，乙炔在DMF中的溶解度比丙酮大。溶解热气体（如乙炔）溶于液体（如丙酮）中时，产生的热效应为溶解热。乙炔气溶于丙酮中是一个放热过程。当压力为0.12.13MPA，温度为1725时，乙炔在丙酮中的平均溶解热为14.067KJ/MOL。据此数据，对容积40L，丙酮装量17L，在环境温度20 下充装6.5KG乙炔，可求得乙炔瓶如不冷却，则温度可升至90。这是一个极为危险的温度，它可能导致乙炔分解爆
6、炸。这是为什么在充装乙炔气时，流速不能太快而且必须冷却、静置的根本原因。乙炔的水合物乙炔与水接触时，能生成固体的水合晶体，此晶体为类似雪状的白色晶体。乙炔水合晶体是由一个乙炔分子和5.75个水分子构成，其化学分子式为C2H25.75H2O，乙炔水合晶体将会淤积在管子内壁，使管子通径缩小，有时甚至完全堵塞。乙炔水合晶体生成条件取决于乙炔温度和压力。产生水合晶体的临界温度为+16，即高于此温度时，无论在任何压力下，都不会生成水合晶体。一般认为，乙炔水合晶体只能在压缩机至高压干燥器之间的管道内产生。如果发现有水合晶体生成，应立即升温降压予以消除。蒸汽压高压气态乙炔的化学性质很不稳定，高压液体乙炔更危
7、险，激发能量很低，稍受振动或冲击就会发生爆炸，十九世纪末，美国、法国、德国在常温30-50atm的条件下输送液态乙炔，结果都导致了灾难性的大爆炸，所以在乙炔的生产过程中，一定要避免，防止液态乙炔的生成，露点如果不饱和气体在总压及湿度不变的情况下，进行冷却而达到饱和状态时的温度称为该气体的露点。了解了露点概念就可以计算乙炔气体中在不同操作条件下水蒸汽的含量，以及哪个湿度下水蒸汽会冷凝，并可计算水蒸汽的冷凝量，乙炔气在溶解乙炔装置中经压缩机压缩，冷却后水蒸汽的脱除，以及高低压干燥器水蒸汽的脱除都需要这方面的知识。乙炔的最小激发能量液体乙炔是一种危险的物质，受很小激发能量即可发生爆炸。如温度为-27
8、，其液化压力为12.2atm，其最小激发能量为0.13焦耳。所谓最小激发能量，即乙炔达到分解爆炸时由外界提供的最小能量。激发能量形式、种类很多，如机械能、电能、热能等。液体乙炔之所以最具有危险性，其根本原因是分子间距小，稍受振动、冲击、有能量供给，就会发生爆炸。因此在操作中要格外小心，防止液态乙炔生成，避免灾难性事故发生。防止液态乙炔产生的措施：不要超压特别是环境温度较低，且压力超高时就可能产生液态乙炔。要求高压干燥器必须保持在5以上操作。乙炔充灌切忌超压，超温，防止在乙炔瓶中产生液体乙炔。瓶内产生“液压”有三种原因瓶内温度上升，乙炔气充装过量，丙酮充装过量，以上三点必须严加防止。乙炔的化学性
9、质氧化反应氧化反应 取代反应取代反应 聚合反应和分解爆炸聚合反应和分解爆炸 氧化反应乙炔性质活泼，特别容易被氧化及氧化，氧化时三键断裂生成，如室温下将乙炔通入高锰酸钾水溶液中，则高锰酸钾紫色消失，生成沉淀，并生成气体。这个反应是检验乙炔有无存在的较为灵敏反应之一。常见的乙炔氧化反应就是乙炔在空气或氧气中的燃烧。乙炔也能与空气形成爆炸气体，遇有明火，静电等引爆源存在时，则会发生氧化爆炸，氧化爆炸产生的压力很大，为初始乙炔空气混合物压力的11-13倍。2225/22HCCHOCOH OQ422231061010CHCHKMnOH OCOKOHMnO 取代反应取代反应 在乙炔分子中三键碳原子上的氢原
10、子，非常活泼，我们叫它为活泼氢，它最大特性是易被某些金属取代，生成乙炔的金属化和物（称炔化物）。金属炔化物在湿润时较安定，但干燥的炔铜、炔银、炔汞因撞击或受热特别容易发生爆炸，所以乙炔站所用的所有阀门及管件应采用钢、可煅铸铁或球墨铸铁来制造，若用铜合金制造其含量不得超过70%。聚合反应和分解爆炸聚合反应和分解爆炸 乙炔容易聚合，但反应条件不同时其产物也不同，如乙炔通入含有少量盐酸的氯化亚铜一氯化铵的水溶液中，在8496时聚合生成乙烯基乙炔。乙炔聚合时放热，温度越高聚合速度越快，热量的积聚会进一步加速聚合，同时也会发生分解，其结果会引起爆炸。乙炔分解时放出了由碳，氢二种组分组成时的全部能量，因而
11、会引起分解爆炸。乙炔的爆炸性质乙炔的易燃易爆特性乙炔燃爆炸的发火源乙炔的氧化爆炸乙炔的分解爆炸乙炔的化合爆炸乙炔的易燃易爆特性乙炔与其它易燃易爆气体相比较，它是最危险的一种。这可以从下面六个特性中看出：1.乙炔的自燃点比较低 2.最小点火能最小 3.乙炔的爆炸范围大 4.乙炔的传播能力强 5.乙炔能发生分解爆炸 6.乙炔还具有化合爆炸性 乙炔燃爆炸的发火源乙炔燃爆炸的发火源 各种发火源中，光能对乙炔几乎没有影响，其他各种发火源都能引起乙炔的燃烧和爆炸。人们对明火（如火焰、电火花、电弧等）比较重视并通过管理加以制止，而对一些不明显而又微小的发火源（如静电、摩擦、撞击、绝热压缩）则容易忽视。1 静
12、电2 摩擦与撞击 3 电火花 4 绝热压缩 5 冲击波 乙炔的氧化爆炸乙炔的氧化爆炸 乙炔气生产、使用中，乙炔气从设备管道中泄漏并滞留在一定空间；空气或氧气混人设备系统中；电石遇水分解释放出乙炔气与空气混合等；都能形成乙炔与空气或氧气混合气体。乙炔与空气或氧气混合，其容积比在爆炸范围内，遇有引爆源，即引起氧化爆炸。乙炔的分解爆炸乙炔的分解爆炸 过去常说：“乙炔压缩就会爆炸”，这种说法并不正确。但是，乙炔气经过压缩加压后，危险性确实增大了，这是因为乙炔加压后容易发生分解爆炸。如果乙炔装置的充气配管中乙炔发生分解爆炸，由于火焰传播引起爆轰。由此造成损坏最大的往往不是发生分解的地方，而是处于末端部位
13、的配管和设备。乙炔的化合爆炸乙炔的化合爆炸 乙炔金属化合物是一种需要特别注意的发火源，乙炔中的碳氢原子被金属置换，生成的碳化物的总称叫做乙炔化合物。如乙炔铜、乙炔银等。乙炔与氯反应，乙炔与氯混合时，在日光作用下就会爆炸。因此，用次氯酸钠清净时，要严格控制有效氯的含量。当溶液有效氯0.15，特别是pH值小时，容易生成氯乙炔，可能发生爆炸。另外，当乙炔发生燃烧时，不能使用四氯化碳灭火器。乙炔与苛性钠反应，乙炔与苛性钠反应后，也能生成爆炸性物质。乙炔对人体的影响乙炔对人体的影响 纯乙炔无毒，但具有窒息性。当空气中乙炔浓度达到20以上时，由于空气中氧含量减少而使人感到呼吸困难或头昏。当空气中乙炔浓度达
14、到40以上时，人会失神，但无局部症状。此外，乙炔还有阻碍氧化的作用，使脑缺氧，引起昏迷麻醉，但对与氧化无关的生理机能没有影响。对暴露在高浓度乙炔中出现中毒症状者，应立即把他转移到空气新鲜的地方，给予人工呼吸或氧气吸入。生产和使用乙炔的场所要有良好的通风，空气中乙炔的浓度应控制在 2.5 的 1/3 以下，这既然是防爆安全指标，用作卫生指标对健康无害。电石法生产的乙炔中含有H2S、PH3 等杂质气体，系极毒无色气体，对人体有害会引起中毒或使症状变化。谢谢大家课间休息第二章电石法生产溶解乙炔工艺过程第二章电石法生产溶解乙炔工艺过程 工业生产乙炔的方法工业生产乙炔的方法 电石法生产溶解乙炔的原辅材料
15、及产品电石法生产溶解乙炔的原辅材料及产品 溶解乙炔生产工艺流程溶解乙炔生产工艺流程 工业生产乙炔的方法工业生产乙炔的方法电石法电石法 电石法生产乙炔历史悠久，操作简单、工艺流程短，产品纯度高易于普遍推广，缺点是电耗大，成本高。甲烷裂解法甲烷裂解法利用甲烷部分燃烧反应生成一氧化碳和水，同时放出大量热能，使其余甲烷加热至反应温度15001600 进行裂解。烃类裂解法烃类裂解法 烃类裂解法有氧化裂解法和高温水蒸汽裂解法两种。它可以同时得到乙烯和乙炔等气体，此法所用的原料是乙烷、液化石油气、石脑油、煤油、柴油等高碳烃类。电石法生产溶解乙炔的原辅材料及产品电石法生产溶解乙炔的原辅材料及产品 原料电石和水
16、辅料生产溶解乙炔除原料外还需要许多材料，所谓材料指的是一些不进人产品分子中去的物质，但没有它们就生产不出合格产品，我们把这类物质称之为辅料。包括次氯酸钠、氢氧化钠、硫酸、液氯、丙酮、二甲基甲酰胺、无水氯化钙、硅胶、氮气等。溶解乙炔生产工艺流程溶解乙炔生产工艺流程 溶解乙炔生产工艺流程主要由四个生产工序构成即：粗乙炔气的发生；粗乙炔气的净化；乙炔气体的压缩；乙炔气体的充灌。工艺流程应满足以下几点要求：发生器的操作压力要低；由于工业电石含有各种杂质，乙炔气中的H2S和PH3的危害很大，必须在流程上专门设置净化工序。应设置气柜。其容积应由生产能力而定，形式有干式和湿式两种，但湿式气柜更有利于安全生产
17、，设置气柜能稳定系统生产操作。压缩机的设计必须考虑恰当的压缩比，控制排气温度，并配置安全阀以防止乙炔气超压而发生分解爆炸。各主要设备都应该设置安全泄压装置。各主要设备之厨应设置阻火装置，低压部分设各种水封器，高压部分设阻火器，以防止偶然爆炸、着火事故发生和事故的蔓延扩大。工艺流程应满足以下几点要求：乙炔气在充瓶之前，必须设干燥器将其中的水分除掉，以防止水份充人气瓶。为保证装置正常运行，应设置必要的自动控制和联锁装置。乙炔管道及管件的材质和直径必须严格遵照，“乙炔站设计规范”的规定。装置所配的电机及其电器元件必须采用最高防爆等级，选用级防爆电气设备。所有乙炔设备及管道必须做静电接地处理，与静电接
18、地网相接，以及时排除装置和管道上产生的静电。目前我国典型溶解乙炔工艺流程目前我国典型溶解乙炔工艺流程 沈阳院溶解乙炔工艺流程 沈阳市石油化工设计研究院新近设计的二版溶解乙炔工艺流程图，生产规模 100米3小时。该流程吸取了国内各溶解乙炔工艺流程的优点，并结合我国实际情况而提出的。采用电石人水式乙炔发生器（水封式）,低压法操作，结构简单，省去氮气吹扫，电石破碎等设备，设备结构紧凑、投资少、操作安全、方便。净化采用以次氯酸钠为液体清净剂的湿法净化装置，三塔串联，连续操作，净化效果好，废次氯酸钠和渣水返回发生器循环使用，不污染环境。乙炔气体采用分子筛干燥，无热再生。充灌采用三级阻火装置，全系统采用必
19、要的自控，联锁装置，安全可靠，占地面积少，基建投资省。溶解乙炔生产和安全操作溶解乙炔生产和安全操作 粗乙炔发生和安全操作粗乙炔发生和安全操作粗乙炔净化和安全操作粗乙炔净化和安全操作 乙炔的压缩与干燥和安全操作乙炔的压缩与干燥和安全操作 乙炔气的充装和安全操作乙炔气的充装和安全操作 粗乙炔发生和安全操作粗乙炔发生和安全操作化学反应方程式 工业电石由于含有大量的氧化钙，因此，在与水作用时，还将有氧化钙与水作用生成熟石灰的反应发生。其化学反应式如下：工业电石含有杂质，同时有部分电石已被空气中的水份所分解；因此，乙炔的实际产量为230300L/kg。保证水过量（一般为电石消耗量的10倍）电石与水反应时
20、，当水量不足或与熟石灰反应，将生成乙炔和生石灰，其反应式如下：应中生成的氧化钙构成了导热性能差的外皮。而“壳”内电石和氧化钙中所含的水份继续反应并放热，因而造成反应区局部过热，并兼有以下化学反应：这种缺水的化学反应使温度超高，会引起乙炔的聚合和分解，生成碳、氢、二氧化碳及乙炔的聚合物等，有时还可能发生爆炸。因此，在乙炔的发生过程中，保证水过量（一般为电石消耗量的10倍）使反应放出热量能及时散发出去，控制好反应温度不超高，这对于乙炔的生成和安全生产都是极其重要的。电石分解速度影响电石分解速度的主要因素有电石质量、粒度、水温、电石与水的比例及水中电石渣含量等。若电石质量高、粒度小、水温高、电石与水
21、的比例小及水中电石渣含量少，则电石的分解速度快。粗乙炔气中的杂质粗乙炔气中的杂质 由于电石中含有磷化钙、硫化钙、砷化钙等杂质，杂质和水会发生许多副反应：粗乙炔气中的杂质粗乙炔气中的杂质 这些副反应均是放热反应，且生成各种有害气体杂质，如H2S、NH3、PH3、SiH4、AsH3等。一部分杂质混入乙炔气中，另一部分则溶解在溶液中。由于溶液是碱性的，所以电石中杂质和水反应并不十分完全。而且由于硫化氢在水中溶解度大于磷化氢，因此粗乙炔气中含有较多的磷化氢（几百PPm)，及较少的硫化氢（几十至数百PPm）。磷化物也能以P2H4形式存在，它们在空气中自燃而具有危险性。粗乙炔气中含有杂质的多少，与电石质量
22、、发生器种类及发生器的工作条件等因素有关。发生工艺与设备发生工艺与设备 发生工序工艺流程 采用密闭式发生器制气。电石经破碎后装人电石料桶，由电动葫芦送往发生器顶部卸入上料斗，再卸人下料斗经加料器连续加入发生器内，电石水解成粗乙炔气由发生器顶部逸出，经洗涤器、水封器送人净化工序或气柜。水由顶部加人，电石渣由发生器底部连续和定期排除。由电动葫芦将电石加人到敞开式乙炔发生器。电石与水发生水解反应。生成的粗乙炔气由发生器上部气体出口洗涤冷却后，经安全水封爪水封器送往气柜。电石渣由锥形底部排至电石渣池。乙炔发生器乙炔发生器 敞开式乙炔发生器 耙式搅拌乙炔发生器 摇篮式乙炔发生器双挤压式乙炔发生器双挤压式
23、乙炔发生器发生辅助设备发生辅助设备 破碎机 洗涤器 安全水封 水槽式（湿式）贮气罐 低压水分离器 低压干燥器 加水桶 水箱 发生设备安全操作发生设备安全操作 发生工序工艺条件确定发生工序工艺条件确定 发生器的反应温度 温度高，水解反应速度快；减小溶液粘度，利于反应进行；温度高，乙炔损失少；但是，反应温度也不能过高（如 85 以上）。若温度过高：一、是渣浆的含固量增加。二、是温度高，容易发生溶液局部过热，严重时会产生乙炔分解爆炸，不利安全生产。三、是温度高，乙炔气体中水含量大，加重了后工序的生产负荷。电石粒度电石粒度越小，电石与水的接触面积越大，水解速度也越快。但是，电石粒度也不宜过小，否则水解
24、反应速度过快，使反应热不易移走，发生局部过热而引起乙炔的热聚和分解，进而使温度高而发生爆炸。粒度过大，则电石反应缓慢，在发生器底部排渣时容易夹带未水解的电石，使电石消耗定额上升。操作压力 乙炔发生分解爆炸的“临界值”为 0.147MPa，在此压力以下，一般不会发生分解爆炸。所以，发生器的操作压力以低压为宜。低压操作时，乙炔在渣水中的溶解损失量也小。搅拌作用 乙炔发生器一般都设有搅拌器。在搅拌作用下，电石和水反应生成的可尽快的脱离电石表面，使电石表面不断更新，从而加速水解反应。同时，搅拌有利热量传递，可防止电石反应区的局部过热。乙炔发生器液面控制 液面过高气体分离空间小，易使出口乙炔气夹带浆沫，
25、极易堵塞管道和设备。液面过高有向上浸入给料器及料斗的危险。液面过低，则影响加料安全操作，不能保证足够的反应用水和冷却用水量。事故分析与预防事故分析与预防 敞口式乙炔发生器加料口处着火敞口式乙炔发生器加料口处着火 发火原因有：1、电石粒度过小，粉末电石较多；2、投料速度过快、投料过多；3、加料管被电石渣塞管径变小，导致卡料；4、投料口没有机械抽风装置或自然抽风管堵塞，乙炔扩散差，投料乙炔含量超标；5、投料口没有氮气吹扫装置或装置失灵；6、电石含磷超标或电石硅铁碰撞、使用铁器操作等发火源存在。因此，要采取各项措施防止投料口形成乙炔空气爆炸性混合气体，并控制住点火源。密闭式低压乙炔发生器燃爆事故及预
26、防密闭式低压乙炔发生器燃爆事故及预防 这种发生器是我国多年来经常使用的一种。这类乙炔发生器的燃爆事故往往发生在氮气置换结束，上料加料阀打开加料瞬间。事故例一：宁波某厂于 1986年1月23 日上午9 时50分，发生器回料时发生着火爆炸，立即通氮气灭火，但又发生二次爆炸。造成二人轻伤，发生厂房玻璃全部震碎，设备无大损坏。事故分析氮气纯度含氧高达40%，实际成了富氧空气。用这样的富氧空气对乙炔发生器进行置换或灭火时，在发生器内部与乙炔气相混合，是极易爆炸的。事故例二 武汉某厂于 1989年1月25日 13 时 10 分左右，1号发生器上料斗加料时，加料桶被掀翻，加料口燃爆事故。当灭火时干粉用完后采
27、用氮气瓶（事后化验含氧33%）灭火，导致发生器料头爆炸，焊缝炸裂，紧接着发生器下部排渣口爆炸，手动排污阀曲柄断裂、筒体被撞击出凹陷。后来又采用氮气汇流排对2号发生器上料头置换，导致料盖炸飞打在窗框后坠地，玻璃震碎，电石飞贱，造成二台发生器损坏，无人员伤亡。事故的原因是：发生器上下料斗间卸料阀漏气，乙炔窜入上料斗，加料时采用不合格氮气（实为富氧空气）置换，加上电石中磷、硫含量超标（事后化验磷化氢为0.14%)，电石、硅、铁碰撞发火，导致加料口起火爆炸。采取的处置措施不当导致事故的扩大。粗乙炔净化和安全操作粗乙炔净化和安全操作 粗乙炔气净化必要性粗乙炔气净化必要性 1、乙炔气中的杂质、乙炔气中的杂
28、质 2、硫、磷杂质的危害 硫、磷杂质的危害 危及安全和使用 乙炔中的杂质，尤以磷化氢最危险。乙炔气中含有磷化氢200ppm 时，可使乙炔气的自燃点显著降低，在100 就能发生自燃。硫、磷杂质的危害影响乙炔瓶填料质量 未经净化的乙炔气充入乙炔瓶时，乙炔气中的杂质会与填料起反应，生成某些沉积物。使焊缝质量变坏 乙炔气中磷、硫杂质在焊接时可能转移到熔融处的金属中，而使焊缝质量变坏。硫、磷杂质的危害使分析仪器产生误差 若将乙炔气用于仪器分析，由于磷化氢的存在会使分析结果产生严重误差。会使催化剂中毒失效将粗乙炔气用于有机合成工业，杂质会使催化剂中毒、失效。乙炔净化的方法乙炔净化的方法 固体净化法 固体净
29、化法的固体净化剂，常以三氯化铁为氧化剂，氯化汞、氯化铜为催化剂，以硅藻土为载体的固体型清净剂。当前世界溶解乙炔发展潮流是以湿法净化取代干法净化，其主要原因是干法净化有如下缺点：1、固体净化剂在净化时产生盐酸和氢气对设备腐蚀严重。2、固体净化剂的再生和更换都要频繁打开净化器。每次打开净化器都先要用氮气置换，净化剂再生或更换后仍要用氮气置换，若置换不完全会产生爆炸性混合气体，威胁安全，并且要损失乙炔气，消耗氮气。3、由于固体净化剂上积存有磷，所以可能在更换净化剂时因与工具接触而引起着火。4、固体净化剂再生更换时需手工操作，故净化剂中有毒物质及粉尘直接损害工人的身体健康，劳动强度也大。5、固体净化剂
30、的操作费用高。每瓶乙炔气的净化费用在人民币 0.5一1.0 元左右，大约是液体净化剂的5倍，从而提高最了乙炔气的成本。6、固体净化剂失效后必须制定报废，但因含有重金属，弃掉时必须考虑“二次污染”。液体净化法液体净化法 湿法净化是以液体净化剂来除去乙炔气中杂质。常用的液体净化剂有以下几种：1、次氯酸钠溶液；2、硫酸溶液；3、氯水溶液；4、重铬酸盐溶液；5、三氯化铁酸性溶液。乙炔净化工艺过程乙炔净化工艺过程 固体净化工艺流程固体净化工艺流程 次氯酸钠净化工艺流程次氯酸钠净化工艺流程 硫酸净化工艺流程硫酸净化工艺流程 氯水净化工艺流程氯水净化工艺流程 次氯酸钠净化控制要素次氯酸钠净化控制要素有效氯含
31、量 氯酸钠的清净效果主要取决于次氯酸钠中有效氯的含量。有效氯含量在 0.05 以下时清净效果差，而有效氯在0.15以上时，其中氯易游离出来与乙炔反应生成氯乙炔，遇空气易着火和爆炸；当有效氯含量大于0.25时，无论是在气相或液相，均容易发生氯与乙炔激烈反应而爆炸，而且阳光都能促进这一爆炸过程；当中和塔换碱又同时排放次氯酸钠溶液、开车前设备管道内空气未排净时均容易发生爆炸。因此，考虑到安全因素又能保证清净效果，有效氯含量应控制在 0.050.12范围内。次氯酸钠pH 值 若 pH 值低于 7 即呈酸性，次氯酸钠氧化能力强，硫磷杂质除去的彻底，但反应激烈对安全有威胁。同时乙炔中生成的氯化物含量可能增
32、高，这也影响乙炔质量。因此综合清净效果和安全这两方面的因素，pH=89为合适。氢氧化钠含量 氢氧化钠含量直接影响中和效果。正常生产氢氧化钠浓度为 515，浓度再高，比重大、易发泡，不利于正常操作，浓度太低中和效果差。当碱液中碳酸钠含量妻 10时应换碱，否则在该浓度下碳酸钠溶液在 1 时会结晶，堵塞管道。清净塔液面高度一般控制在三分之二左右。因为液面超过气相进口时，会引起系统压力波动，甚至导致液封，乙炔气不能通过。液面太低则易使乙炔气窜入循环泵，使泵压降低，影响净化液循环而降低清净效果，液面太低还可能增加有效氯积聚空间，不利于安全。乙炔气压力与温度压力对净化效果有一定影响，加压有利于化学吸收操作
33、。净化塔操作压力要由发生器压力而定。中、低压净化均能达到净化质量要求。进人净化塔的粗乙炔气体温度应控制35以下，原因有两方面：一是反应温度高不安全，易生成氯乙炔，有可能发生爆炸等事故；二是反应温度高净化效果不好。所以，发生器出来的粗乙炔气，一定要冷却降温至35以下，方能进人净化塔。次氯酸钠循环法 连续补充循环法各工艺参数恒定，以保证稳定的清净效果，并且便于控制，操作简单。但是对于中压清净装置，还是使用间隙补充循环法为好。主要是防止中压乙炔气窜入次氯酸钠配制槽，而发生危险。事故分析与预防事故分析与预防 事故例一：沈阳市某厂 1988 年 11 月 13 日 10 时许，乙炔发生器压力升高造成 V
34、 型压力计水窜，班长补加色水后约半小时，净化厂房内突然发生爆炸，厂房倒塌，发生火灾，三层楼的发生厂房设备严重损坏，当场死亡 2 人，重伤 1 人，轻伤 10 余人。事故后分析，由于乙炔发生器压力升高，引起冷却塔和一清塔内的乙炔气体从液封管中进人泵房循环水槽，再从循环水槽溢流管溢出扩散到厂房内。操作工陈某身穿化纤内衣，在室内行走起坐，人体带有静电，在进人泵房后，当人体接触金属时放电引起乙炔爆炸。事故分析与预防事故分析与预防事故例二：次氯酸钠贮槽氯乙炔爆炸采用次氯酸钠净化时，次氯酸钠溶液中有相当一部分游离氯存在。当次氯酸钠溶液在清净塔工作后借助工艺系统压力返回贮槽空间时，溶液中溶解一定量乙炔气必然
35、释放一部分进入气相空间。当有效氯含量（应0.10%）超标，贮槽的排空泄放不良，氯气和乙炔达到一个相当量时，便使氯乙炔爆炸。南昌某厂乙炔站，曾于 1987 年 7 月 31 日、1988 年 3 月 11 日先后出现过浓、稀次氯酸钠溶液贮槽爆炸事故，经分析原因采取措施，并改进工艺后已正常运行。乙炔的压缩与干燥和安全操作乙炔的压缩与干燥和安全操作 乙炔气压缩乙炔气压缩 乙炔气干燥乙炔气干燥 乙炔压缩与干燥设备乙炔压缩与干燥设备 事故分析与预防事故分析与预防 乙炔气压缩乙炔气压缩乙炔气经压缩机升压的作用乙炔气经压缩机升压的作用 1、提高乙炔在丙酮中的溶解度2、满足使用的要求由于高压乙炔分解的特性，所
36、以乙炔有其专用压缩机。溶解乙炔生产中采用容积压缩机，主要有多级活塞式压缩机和隔膜式压缩机（膜片压缩机）。乙炔气干燥乙炔气干燥 乙炔气干燥的必要性乙炔气干燥的必要性 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、降低瓶体寿命，影响焊接强度。乙炔气干燥方法乙炔气干燥方法 工业上清除气体中水蒸气的方法大致有三种，冷冻干燥法、吸收干燥法和吸附干燥法。冷冻干燥法不适用于高压乙炔气的干燥，所以，乙炔气干燥主要采用吸收干燥法和吸附干燥法。吸收干燥法 一些物质对水有特殊的吸收能力，可用来干燥气体，例如石灰、固碱、无水氯化钙、浓硫酸、氧化镁等。无水氯化钙或带两个结晶水的氯化钙（CaCl22H2
37、O）是溶解乙炔常用的干燥剂。无水氯化钙能满足生产工艺要求外，取材容易，价格便宜。吸附干燥法“吸附”是气体和液体中某种成分能被多孔性固体所吸附，并在固体表面上富集的现象。用来吸附气体或液体组分的多孔性固体称为吸附剂。吸附剂的种类很多，常用的有硅胶、铝胶、分子筛等。一般来说，用无水氯化钙干燥器时，乙炔瓶使用 56 年后就需要进行除水处理，而使用分子筛干燥器时，乙炔瓶可使用20年才需除水处理，这是非常经济的。背压阀的应用 若使用背压阀，使压缩机始终在较高压力下工作，从而大大增加压缩机的除水量，使压缩机后乙炔气的含水量大为降低。背压阀的使用可提高干燥器的工作压力，保证高压干燥器在调定压力下工作。背压阀
38、的使用不仅对吸附干燥有利，对于无水氯化钙等吸收干燥也同样有利。乙炔压缩与干燥设备乙炔压缩与干燥设备 乙炔压缩机乙炔压缩机溶解乙炔压缩机为容积式压缩机。主要有多级活塞式压缩机和隔膜式压缩机（即膜片式压缩机）。干燥设备干燥设备 1、高压乙炔油分离器 2、高压干燥器 背压阀背压阀 事故分析与预防事故分析与预防 事故例一：北京某电石厂于 1986 年 2 月 25 日夜班，班长与同班一名操作工班前饮酒过量，接班后不能上岗而在休息室睡觉，由一名新工人上压缩机顶岗操作。一个多小时后，发现干燥器进口阀门漏气，压缩机厂房内乙炔味很浓，不久又发出乙炔压缩机发生异常现象，三级安全阀启动，大量乙炔气排向室内。顶岗工
39、人去 请班长处理，此时班长仍酒醉未醒，未能及时处理，导致空间爆炸。炸毁厂房 324m2及厂内设备，两名醉酒工人在休息室被塌落的屋面板压死，重伤 1 人。经调查，乙炔压缩机（上海产四级压缩机）三级阀门的一根弹簧断裂，造成阀门闭合不严，四段高压乙炔进人三段，其压力超过三段安全阀动作压力，高压乙炔外泄又未引出室外，乙炔排放时流速过快而产生静电所致。事故例二：南京某县乙炔气厂于 1986 年 10 月 11日对一号压缩机检修。10 月 23 日下午 4 时，2 号压缩机系统及 l、2、3 组充灌排正处于 0.78MPa 下运行。1 号压缩机刚检修完进行单机试车，用空气为介质，压缩空气由高压油分离器出口
40、放空。这时车间主任错误决定用压缩空气（应使用氮气），对检修后 4、5、6 组充灌排进行试压检漏，此时压缩机出口压力 0.98MPa。当操作工按指令开启充灌台转换阀门时，只听一声巨响，2 号压缩机第三只高压干燥器爆破片突然爆破，喷出烟火，几乎同时，充灌间第二组充气软管破裂起火，附近的乙炔瓶易熔塞熔化起火，迅速延烧到充灌厂房的全部乙炔瓶，烧毁 565 只和 500m2厂房、充灌设备。事故原因：乙炔气经转换阀门（很可能内漏）漏人二号系统内与试压检漏的压缩空气混合，当时乙炔气压力有 0.98MPa，所以一开阀门即能引起氧化爆炸，随后迅速波及全系统（阻火器填料已在拆换管道阻火器时被除掉）。高压干燥器燃爆
41、事故高压干燥器燃爆事故 事故例三：牡丹江某厂 1986 年 9 月15日下午 3 点 55 分，正常生产运行中系统压力为 1.96MPa,1 号压缩机配套的高压干燥器的爆破片突然破裂，膜片飞击屋顶，大量乙炔喷出燃烧起火，相邻高压干燥器爆破片相继破裂。爆炸的冲击波，冲破阻火器和止逆阀，冲向充灌排，引起乙炔瓶 162 只起火，烧毁厂房 322m2，损坏乙炔瓶 39.8 只，乙炔管道炸开 4 处，最长破口 lm 多长。事故起因是由于爆破片（直径 290mm薄铝片制成，限定破坏压力 3.53MPa）突然破裂，可能是安装不良或长期受压疲劳产生裂纹。干燥器内未及时补加干燥剂形成气态乙炔空间，诱发乙炔分解爆
42、炸，防爆膜排气口未安装单管直通放空管，乙炔气泄放在室内。高压干燥器燃爆事故高压干燥器燃爆事故事故例四：柳州市某化工厂 1989 年 8 月 20 日 14时18分，1#干燥器防爆膜突然爆破，一声巨响，干燥器上方墙角处有一个大火球，操作工紧急停机断开电源。2.25MPa 高压乙炔燃爆冲击波冲破阻火器、第三排支管阻火器（事后拆卸，阻炎器充满炭黑）。在操作工关闭第三排总阀，只关了两转就听到一声闷响，第三排充灌架上多处起火，68只乙炔瓶易熔塞熔化起火。事故原因是：更换氯化钙频繁紧固，使防爆膜局部变形、壁厚减薄、泄爆后高压乙炔撞击防爆灯架及放空管而起火；高压流动气体情况下急速关闭阀门可能产生绝热压缩。高
43、压干燥器燃爆事故高压干燥器燃爆事故事故例五：南京某乙炔厂 1990 年 9 月 15 日下午 2 时15分，高压干燥器排污时发生爆炸，死 1 人，伤 3 人。两组高压干燥器装在压缩机厂房外露天处，每支排污管直通大气空间。当天充灌架已充气静置、压缩机停机，系统压力 1.96MPa，准备排污后继续生产。当一名操作工排污时，一组高压干燥器突然爆炸，器体破碎，一块约重 50kg 钢板飞出 180m 远处，操作工当场死亡。原因可能是：排污管直通大气，系统压力高时排污，乙炔排出流速快产生静电，另外乙炔未净化含量较高，乙炔排出与空气接触时引起自燃着火爆炸。乙炔气的充装和安全操作乙炔气的充装和安全操作 乙炔气
44、的充装过程乙炔气的充装过程 充装前检查充装前检查乙炔的充装乙炔的充装 事故分析与预防事故分析与预防 乙炔充装过程与设备乙炔充装过程与设备 乙炔气的充装过程乙炔气的充装过程 乙炔气的充装过程，是乙炔气在加压条件下，溶解于分散在乙炔瓶中的丙酮里的过程。乙炔气的充装是在充灌台实现的。经压缩干燥后的高压乙炔气，由管道输送到充灌台，当打开进气阀以后，高压乙炔气经过管道阻火器、进气阀、止回阀，进入充气支管内，再经过充气角阀、阻火器、充气软管及瓶阀，灌充到乙炔瓶内。充气前，将检查合格符合充装要求的乙炔瓶，移到充灌台充气排架逐个定位，挂好链条挂钩，然后将乙炔气瓶的瓶阀与充气卡具对正螺杆顶牢，打开乙炔瓶阀，先要
45、关闭充气支管尾部的卸压阀，再逐个打开充气角阀，再开进气阀。充灌时应使用冷却水喷淋瓶壁，以移走溶解热，气温高于 30 时要开大冷却水。冷却水由给水管经截止阀，进人喷淋管道。观察充气管道上乙炔压力表，达到充装压力后，关闭进气阀及乙炔瓶阀，再打开尾部卸压阀及截止阀，注意观察压力表，如果压力表指针未回零，说明有的乙炔瓶阀未关紧，应逐个检查处理后，方能关闭充气角阀，取下夹具，将乙炔瓶移出充灌排架称重。乙炔气充装设备乙炔气充装设备 乙炔充装设备，一般由充气阀、管道、阻火器、止向阀、充气软管、瓶架和冷却水管等组成。充装前检查充装前检查 乙炔瓶充装前，充装单位专职人员按照 溶解乙炔充装规定和溶解乙炔气瓶安全监
46、察规程 有关规定，对乙炔瓶进行检查，检查结果应填写在充装记录中，并由检查人签字。乙炔瓶充装失常的主要原因有：瓶内丙酮量没有达到标准要求，造成丙酮不足或过量，这里除了操作者的原因外，还有计算和称重误差等因素的影响。乙炔纯度低、氮气等不溶性气体含量高，使杂质气体的分压上升，使静置的气瓶内的平衡总压升高，导致乙炔气充装量减少。丙酮或乙炔中含水量增加，会引起瓶内溶剂“假重”，乙炔的溶解系数下降，致使乙炔充装量剧减。乙炔瓶本身质量好坏，也会直接影响丙酮和乙炔的充装。事故分析与预防事故分析与预防 充灌台是火灾爆炸事故的多发部位，国内外都曾发生过。充灌间的火灾爆炸事故，除个别由系统内乙炔分解引起的爆炸外，多
47、数是由乙炔泄漏引起乙炔燃爆，进而引起乙炔瓶和系统着火，往往几分钟就扩散蔓延，造成重大经济损失。事故分析与预防事故分析与预防事故例一：北京某气瓶厂乙炔站 1986 年 4 月 8 日 12 时 50 分，充灌前装卡试漏工作。当装到第五个片子阀时，听到有漏气声，当即关闭阀门，此时在近处地面产生一个约一尺的火球。瞬间火势扩大延烧到全部充灌厂房，将现场 800 余只乙炔瓶的易熔塞全部熔化，喷出乙炔气形成重大火灾，烧坏厂房 432及充灌设备，乙炔瓶原地烧坏未发生破裂爆炸，幸未伤人。事故原因经分析是：当开第五个阀时，因充气软管与瓶阀联接处不严，这时系统内 1.47MPa 压力的乙炔气从不严处冲出，压力高流
48、速快，当时值 4 月天气，空气干燥气温较高，喷出的乙炔气产生静电而引起火灾。事故分析与预防事故分析与预防事故例二：山西榆次某制氧厂 1990 年 9 月 11 日上午 7 时许，夜班充气已经完毕，当时压力 2.40MPa，准备下架。另在第二排架上已装好因重量不足准备二次补充的气瓶。这时正有一台压缩机运转，准备采取不停机转换操作的办法，即同时关闭第三排阀门和开启第二排阀门。正在操作进行时，哄的一声巨响，在第二、三排架间起火，当即十多只乙炔瓶起火，同时隔壁的高压干燥器发生爆炸，随即形成大火，烧了半个多小时，烧毁乙炔瓶 200 多只，高压干燥器一台爆裂，有一台膨胀，200厂房及内部设备烧坏，有 4
49、人轻伤。事故后分析认为是，充灌台第四只片子阀处接头漏气，产生静电，引起乙炔着火，进而窜人系统内引起高压干燥器爆炸。事故分析与预防事故分析与预防事故例三：太原某电石厂 1990 年 8 月 20 日该厂液体净化装置投人使用，用合格乙炔气对原未净化的 100 多只乙炔瓶置换不合格乙炔气。100 多只乙炔瓶放在站台上同时放空，流速快，排量大，不久即发生空间爆炸，有 50 多只易熔塞熔化引起着火，有 40 多只被烟火薰黑。事故分析与预防事故分析与预防事故例四：上海某化学气体厂 1991 年 5 月 26 日下午巧时 55 分已充气完毕的三排气瓶的瓶阀全部关闭，进气总阀也全部关闭，准备把汇流排管子中的乙
50、炔气回送到气柜。打开回气阀，在离回气阀 10cm 处的管道内侧突然破裂，乙炔气泄漏燃烧，操作回气阀的工人被烧成重伤。该排未取下的 60 只乙炔瓶，其中 42 只易熔塞熔化，喷出的乙炔气体燃烧，造成火灾事故。事故原因经调查分析是：当回气阀门打开后，支管阀门没有打开，在 2.3MPa 压力下，回气阀后补一段管子一瞬间受压力 2.3MPa，引起局部破裂（爆破点管壁很薄，系材质问题）。乙炔气从破裂处冲出，流速快产生静电，导致乙炔气着火。溶解乙炔气瓶安全管理及使用溶解乙炔气瓶安全管理及使用 乙炔气瓶的影响因素乙炔气瓶的影响因素 乙炔瓶乙炔瓶 新瓶投入使用前的检查新瓶投入使用前的检查 乙炔瓶定期检验乙炔瓶
