氯化氢与乙炔混合爆炸原因及预防措施(正式)

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氯化氢与乙炔混合爆炸原因及预防措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.

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文件编号：KG-AO-9210-88 氯化氢与乙炔混合爆炸原因及预防

措施(正式)

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用氢气与氯气氯化合成氯化氢，并与乙炔气混合生产氯乙烯，是聚氯乙烯生产的一个重要生产工序。20xx年夏，河北某树脂厂由于突然停电，使该工序的乙炔混合器及相关管道发生了爆炸，由于时至中午，现场人员稀少，虽未造成人员伤亡，但也造成了巨大损失。那么，造成这起事故的原因又是什么呢?笔者试图对其作一分析，以便相同生产借鉴。

1.氯乙烯的生产工艺过程及其火灾危险性

(1)氯乙烯的生产工艺过程氯乙烯的生产工艺过程如图1所示。电石←水氢气↘↓(精乙炔)合成→(氯化氢)→混合→(粗氯乙烯)→精制(精氯乙烯)氯气↗图1氯乙烯的生产工艺过程

(2)氯乙烯生产工艺过程的火灾危险性氯乙烯生

产工艺过程的火灾危险性主要来自于原料的危险性：

①氢气在标准状态下，氢气是一种无色无臭无味的非常易燃的气体，爆炸极限4%~75%。遇氟气、氯气不需引燃源引燃就能够发生猛烈的爆炸。氢在常温下较不活泼，不溶于水。高温下变的高度活泼，能与许多金属和非金属直接化合。氢在钢制设备中被吸附会引起“氢脆”，导致工艺设备的损坏;液氢可使低碳钢以及大多数铁合金变脆。

②氯气通常情况下，氯气是通过电解食盐或食盐水的方法制得的黄绿色有毒液化气体，有强烈刺激臭，毒性猛烈，具有腐蚀性和极强的氧化性。液氯本身不燃，但在日光或灯光下与其他易燃气体混合时，即可起火和爆炸。金属在氯气中能够燃烧，氯气与氢气混合后在阳光下即可发生猛烈爆炸;松节油在氯气中能自燃;氯气与乙炔气混合时不需引火源即可爆炸，氯与氮化合时，还可形成更易爆炸的氯化氮。空气中的含量达到0.1%时吸入人体即能严重中毒。

③乙炔乙块又称电石气，是无色无臭气体，含有

硫化物、磷化物时有蒜样气味。极易起火爆炸。微溶于水及乙醇，溶于丙酮、氯仿和苯。遇高热、明火有着火爆炸危险。与铜、汞和银能形成爆炸性混合物。遇氟和氯能发生爆炸反应。闪点-17.78℃(闭杯);自燃点305℃;爆炸极限2.5%～82%;最大爆炸压力1.3MPa;气化热828.986kJ/kg;燃烧热值1300.420kJ/mol(25℃);最小引燃能量0.019mJ;临界温度35.5℃;临界压力6249.726kPa;

④氯乙烯常温下氯乙烯为为无色气体，在标准状态下是一种无色有乙醚香味的气体，冷凝点为-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.6MPa，比空气重2.17倍，易燃，与空气混合物的爆炸极限为4～27.7%，自燃点为472℃，与空气混合浓度在10%时的最大爆炸压力为0.68MPa。氯乙烯有毒，对人有麻醉作用，当浓度在1%时有麻感觉，达5%以上时，即可现出头晕、浑身无力、神志不清、呼吸由急变微，最后失去知觉。

2.爆炸原因分析

通过以上分析可以看出，该生产过程从原料、半

成品到产品，都属于一级易燃易爆危险品，且生产岗位附近还有大量的储存，属于典型的甲类易燃易爆生产和重大火灾危险源。从现场勘察和人员询问调查得知，该爆炸事故之前也曾经发生过2次突然停电事故，但均未造成爆炸。那么这次为什么发生了爆炸呢?根据安全操作规程和操作人员介绍，正确的操作程序是：在生产过程中如遇紧急停车事故时，若现场有2名操作工同时在场，则2名操作工应当迅速同时以最快的速度关闭氯气和氢气阀门;若只有1名操作工在场，则该操作工应当迅速以最快的速度首先关闭氯气阀门，再关闭氢气阀门。

根据当时的现场分析，比照前两次停电事故的情况，事故的直接原因只能是遭遇突然停电时，现场操作工只有1人在场，由于该操作工惊慌，在慌忙关闭进料阀门时错先关闭了氢气阀门才去关闭氯气阀门，而此时管道内的剩余氯气就会直接进入乙炔混合器，并迅速与乙炔混合。加之乙炔气的还原性极强，氯气的氧化性也极强，两者相遇不需要引燃源引燃即可爆

炸，进而使乙炔混合器及相关管道发生爆炸，造成了巨大的经济损失。 3.应当采取的消防安全措施为防止类似事故的再次发生，用氢气与氯气氯化合成氯化氢，并与乙炔气混合生产氯乙烯的生产企业，应当采取如下安全措施。

(1)严格控制氯化氢与乙炔的比例和氯化氢中游离氯及氧的含量

由氯化氢与精乙炔合成氯乙烯时，在混合操作中，除应严格控制温度外，氯化氢与精乙炔的比例必须准确，如果乙炔的含量过高，多余的乙炔会与混合器中的氯化高汞反应，生成易爆的乙炔汞。所以一般要求氯化氢应比精乙炔多5-10%。在合成过程中，若氯化氢中的游离氯含量较高，易与乙炔生成氯乙烯而放热，会引起着火或造成设备爆炸;若本工序的转化率较差，常会使分馏放空尾气中的乙炔含量超过20%，这时氯化氢中微量氧的含量就相对增加，会与乙炔形成爆炸性混合物，故应经常取样分析。如氧含量大于5%，即须采取调换催化剂或降低流量等措施。加压精馏时，

尾气中的氯乙烯应放入回收设备。

(2)严格控制氯化氢合成的工艺指标和操作程序

在氯化氢合成的正常生产操作中，隔膜电解槽的氯气系统压力为160kPa，氢气系统的压力为70kPa;离子膜电解槽，氯气系统的压力为152kPa，氢气系统的压力为75kPa;氢气与氯气的配比为1.05~1.1︰1，这些指标都要严格控制，不得突破。在生产过程中因遇停电等造成紧急停车事故时，必须严格关闭阀门的程序。当现场有2名操作工同时在场时，2名操作工应当迅速同时以最快的速度分别关闭氯气和氢气阀门;若现场只有1名操作工在场时，该操作工应当迅速以最快的速度首先关闭氯气阀门，再关闭氢气阀门，二者顺序绝对不可颠倒。

(3)实行严格的安全联锁控制措施

所谓安全联锁，就是利用机械和电气控制原理，依次接通各个仪器及设备，并使之发生联系，以达到安全生产的目的。在化工生产中，对压力、温度、流量、液位、阀门等连续变化的参数进行联锁和自动调