淺析溶解乙炔生產(chǎn)設(shè)備的安全性

1、淺析溶解乙炔生產(chǎn)設(shè)備的安全性 根據(jù)國家安全生產(chǎn)許可證條例、危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)安全生產(chǎn)許可證實施辦法等規(guī)定，危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)必須取得安全生產(chǎn)許可證；而要取得安全生產(chǎn)許可證，企業(yè)首先要進行安全評價。在對乙炔生產(chǎn)企業(yè)進行安全評價過程中，不同評價機構(gòu)在對乙炔生產(chǎn)設(shè)備進行評判時，提出了不同的觀點。最近，本委員會秘書處也經(jīng)常接到會員單位咨詢這方面問題的電話。那么，怎樣的乙炔生產(chǎn)設(shè)備是安全的？對具體設(shè)備的安全“評判”，我們只能表述一些對國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的認識，以及從我國溶解乙炔行業(yè)的實際情況出發(fā)談一些我們的觀點，僅供參考。一、乙炔發(fā)生器溶解乙炔廠（站）生產(chǎn)用的發(fā)生器，產(chǎn)量一般在40200m3/h之間，按結(jié)構(gòu)

2、區(qū)分有敞開式與密閉式兩大類。1. 敞開式發(fā)生器該類發(fā)生器是上世紀(jì)80年代中、后期從日本引進后仿造的。目前，使用中的該類發(fā)生器形式上大同小異，如有的發(fā)生器上裝了洗滌塔（或者說洗滌塔有高、低之分），有的內(nèi)部柵板能翻轉(zhuǎn)等等，但基本結(jié)構(gòu)都是相同的。敞開式發(fā)生器的優(yōu)點是，操作簡單、易掌握，能使用大塊電石，比較安全（不易出大事故），投資較低等；缺點是，勞動強度較大，加料環(huán)境較差，加料無法與氣柜聯(lián)鎖。敞開式發(fā)生器的操作要點是，保證投料口的安全（其實，所有乙炔發(fā)生器的投料口都要確保操作安全）。因為在電石入水時，有極少量的乙炔溢出水面，如果這些乙炔積聚在投料口附近，一旦有點火源（靜電、摩擦、火花等）存在，就會產(chǎn)

3、生燃燒。但由于積聚的乙炔量有限，一般不會造成重大事故。在仿造日本敞開式乙炔發(fā)生器的使用初期，由于對其性能不太熟悉，操作管理水平又低，加上設(shè)備本身也存在一定的缺陷，故幾乎所有使用該類設(shè)備的單位都遇到過加料口燃燒的問題。隨著對該設(shè)備認識程度的不斷提高，又在加料口采取了一些改進措施（如加料口采用不銹鋼制作或碳鋼加襯鋁板，避免電石與鐵板碰撞時產(chǎn)生火花；在加料口下部加一氮氣口，在投料時用少量氮氣進行吹掃，使投料口乙炔濃度達不到燃燒范圍；加電石一般不采用鐵器工具；盡可能選用含硫、磷雜質(zhì)低的電石等），經(jīng)過十余年的摸索改進，現(xiàn)在已很少有類似的事故發(fā)生。而發(fā)生器敞開式的結(jié)構(gòu)，也保證了其基本上不會出大事故，相對來

4、說還是比較安全的。目前在我國乙炔行業(yè)內(nèi)，使用敞開式發(fā)生器的廠家占多數(shù)。另外，有的敞開式發(fā)生器還存在超壓及液位上升不能控制的問題。其實，解決這一問題的辦法很簡單，只需增加一個安全水封。在密閉式發(fā)生器中也存在相同問題，而解決的方法也是增加一個安全水封。2. 密閉式發(fā)生器在我國，生產(chǎn)溶解乙炔已有近70年的歷史。上世紀(jì)80年代以前，我國乙炔生產(chǎn)企業(yè)使用的發(fā)生器基本都是密閉式的。解放初期，使用較為普遍的是用手拉傳動裝置加料的密閉式發(fā)生器。該類發(fā)生器產(chǎn)量較小，一般為1020m3/h。目前，還有個別廠家在使用該類發(fā)生器。后來漸漸改成螺旋式加料，再演變成振動加料器加料（加料單貯斗和雙貯斗形式），發(fā)生器本體內(nèi)有

5、擺式（現(xiàn)已很少）、檔板式（可翻轉(zhuǎn)與不可翻轉(zhuǎn)式）及攪拌式（最佳形式，但很少）等。在上個世紀(jì)80年代中、后期，我國引進了瑞典aga公司生產(chǎn)的裝置，仿制aga式發(fā)生器的使用量有所增加，但采用副反應(yīng)器的較少，自動控制一般也僅保留了氣柜與加料器的聯(lián)鎖。密閉式發(fā)生器的優(yōu)點是，勞動強度較低，操作環(huán)境相對較好，加料速度能與氣柜高、低聯(lián)鎖；缺點是，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較大，操作要求較高，設(shè)備密封性能要求高，電石料斗要襯膠等。密閉式發(fā)生器的操作要點：保證加料斗的氮氣置換充分，避免產(chǎn)生乙炔空氣的混合氣。一旦加料斗的氮氣置換不徹底，即會引起爆炸，國內(nèi)已發(fā)生多起加料燃燒爆炸事故。電石顆粒不宜過大，一般控制在80mm以下，

6、過大易造成加料器堵塞。3. 雙擠式中壓乙炔發(fā)生器該發(fā)生器是上世紀(jì)80年代根據(jù)前蘇聯(lián)50年代干式乙炔發(fā)生器改制的。該發(fā)生器實際上并不適宜推廣使用，因為在仿制設(shè)計時，由于要節(jié)省制作成本、減小體積，故把原有干式乙炔發(fā)生器為保證安全而考慮的因素幾乎全盤省略，存在極大不安全隱患。因此，設(shè)計院在選用乙炔發(fā)生器時已基本上不考慮該類型設(shè)備。雙擠式中壓乙炔發(fā)生器主要特點是，投資少、占地面積小及建設(shè)周期短，但它的生產(chǎn)能力小、產(chǎn)品純度低、勞動強度大、電石單耗高及勞動環(huán)境極差。更主要的是，雙擠式中壓乙炔發(fā)生器的不安全因素太多：這類發(fā)生器在電石水解時，由于有部分電石得不到水的冷卻（這是發(fā)生器結(jié)構(gòu)所決定的），所以電石表面

7、往往會產(chǎn)生局部過熱。另由于操作壓力大于0.05mpa，操作狀態(tài)常處于爆炸的臨界狀態(tài)，打開發(fā)氣室門取出加料框次數(shù)頻繁，開啟過程又不用氮氣置換，故發(fā)氣室內(nèi)基本都是空氣乙炔爆炸性的混合氣體，十分危險。此類發(fā)生器一般沒有溫度指示和控制裝置，發(fā)氣室內(nèi)的反應(yīng)溫度無法控制。作為中壓設(shè)備，它的設(shè)計、試驗壓力和爆破片等都不符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“jb/t 8856-2001溶解乙炔設(shè)備”的要求等。雙擠式中壓乙炔發(fā)生器的各種危害已被大家所共識，所以在新建溶解乙炔廠設(shè)備選型時，已基本不考慮選擇該類型設(shè)備；已有的該類型發(fā)生器也已大部分被更新；尚存的極少部分，應(yīng)該要求其限期必須更換。二、凈化裝置在乙炔凈化裝置中，固體凈化法由于種

8、種原因已被淘汰。液體凈化法一般有4種工藝，即三氯化鐵、次氯酸鈉、氯水和硫酸法。對于選用不同凈化劑凈化設(shè)備的比較及選擇，在我委員會2003年年會論文集的乙炔凈化裝置運行過程中常見問題的防范及處理中已有詳細敘述，在此不再贅述。但，另有兩點需補充：1.次氯酸鈉凈化法選用二塔還是三塔流程問題。我們認為均可選用，主要看處理能力需要多大。有文章提出，二塔流程控制酸濃度比較先進，采用射流泵控制，更安全等等。其實該項技術(shù)上海吳淞化工廠早在上世紀(jì)70年代初就已應(yīng)用在三塔流程中，而且當(dāng)時還加了ph值控制（次氯酸鈉凈化安全保障的重要因素）的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，比現(xiàn)在二塔流程控制系統(tǒng)使用得更先進，只是相應(yīng)的投資要增加。應(yīng)該

9、說二塔流程無非在三塔流程中取消了1個酸塔，而二塔流程中所能達到的任何工藝指標(biāo)，在三塔流程中均能做到。相反，三塔流程中具有的某些功能，二塔流程卻不可能實現(xiàn)。2.關(guān)于硫酸法凈化裝置。目前部分溶解乙炔生產(chǎn)廠家使用的 “鼓泡式硫酸凈化裝置”，與仿制aga技術(shù)生產(chǎn)的硫酸凈化裝置無法相比。仿制aga技術(shù)生產(chǎn)的硫酸凈化裝置，采用的是低壓填料塔，氣液兩相逆向在填料表面接觸，增加了傳質(zhì)效果。同時，液體（硫酸）被循環(huán)帶出塔外，便于熱量平衡處理（冷卻）。它的工藝路線及操作注意事項均在乙炔凈化裝置運行過程中常見問題的防范及處理中有介紹。而“鼓泡式硫酸凈化裝置”至少存在以下幾點不足：凈化能力太?。涸撗b置的凈化能力小是這

10、種設(shè)備的先天不足。整套設(shè)備其實就是一只水封器，它的傳質(zhì)過程全靠氣泡表面與液體（酸或堿）接觸完成。液體層越高，氣泡越大，接觸表面積越??；而液體層太低，氣、液兩相接觸時間又太短?？傊?，該設(shè)備的傳質(zhì)過程是無法與塔設(shè)備相比的。因此，它的處理能力很小。整套裝置是中壓設(shè)備：由于硫酸比重接近1.8，所以低壓乙炔發(fā)生器出來的乙炔氣是無法穿越該裝置的硫酸層的，必須采用增加乙炔壓力的辦法來完成，使凈化裝置成為了中壓設(shè)備。也就是說，整套設(shè)備必須按照壓力容器來設(shè)計、制造。酸槽內(nèi)的熱量移出困難：硫酸凈化是一個放熱過程，有一個熱量平衡的要求。在“鼓泡式硫酸凈化裝置”的硫酸槽內(nèi)雖然增加了冷卻管，但由于硫酸是不循環(huán)流動的，故

11、它只能進行靜態(tài)熱交換。因此，它的冷卻面積是遠遠不夠的，而時間稍長，設(shè)備內(nèi)部就會產(chǎn)生局部過熱，有聚合物產(chǎn)生；隨著時間增加，聚合物可以充滿整個酸槽?？傊?，該裝置不適宜作為溶解乙炔生產(chǎn)工藝中的凈化裝備，因為它不能連續(xù)運轉(zhuǎn)。在正常生產(chǎn)時，該裝置只能在一段時間內(nèi)處理較少的氣量。三、乙炔壓縮機乙炔壓縮機有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) jb/t 9103.1乙炔壓縮機技術(shù)條件，無須用其他標(biāo)準(zhǔn)去對照。在實際使用中，乙炔生產(chǎn)企業(yè)壓縮機不符合規(guī)定要求的主要有以下幾種情況：1.膜式壓縮機：在早期推廣溶解乙炔瓶時，由于沒有乙炔壓縮機的制造標(biāo)準(zhǔn)，以及“中壓雙擠式發(fā)生器”的使用，故較多廠家選用了膜式壓縮機。該壓縮機的各項性能指標(biāo)，與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

12、 jb/t 9103.1乙炔壓縮機技術(shù)條件相差甚遠。在乙炔專業(yè)壓縮機的不斷投放市場及“中壓雙擠式發(fā)生器”的逐漸被淘汰后，膜式壓縮機的使用量已逐年減少，但仍有不少單位在使用?？紤]到歷史原因，該類設(shè)備應(yīng)給它一個整改期限。2.壓縮機的防負壓和超高壓限壓保護裝置：該裝置是溶解乙炔生產(chǎn)中一個非常重要的安全保護裝置，即：當(dāng)壓縮機吸入壓力低于所設(shè)定的最低壓力時，能自動停機；當(dāng)壓縮機排出壓力達到所設(shè)定的最高壓力時，能自動停機。在目前使用的乙炔壓縮機中，有相當(dāng)數(shù)量的壓縮機沒有安裝防負壓和超高壓限壓保護裝置，或者在使用過程中損壞后沒有修復(fù)，甚至將其拆除。這是非常危險的！在實際操作中，已發(fā)生過多次爆炸事故，應(yīng)引起高

13、度重視，并限期整改。四、高壓乙炔干燥器對于乙炔高壓干燥器，分子篩高壓乙炔干燥器是最安全、干燥效果最好的首選設(shè)備。由于價格等原因，目前還是無水氯化鈣干燥器的使用率較高。兩者的優(yōu)勢及操作要點、安全性能比較等，在2003年本委員會年會論文集中的“再談分子篩高壓乙炔干燥器的工作原理及使用中應(yīng)注意的一些問題”已有詳細的介紹。五、充灌系統(tǒng)及附件溶解乙炔充灌系統(tǒng)及附件，目前存在的問題主要是，有些生產(chǎn)廠家沒有按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計和制造。尤其是乙炔專用閥門、阻火器、軟管等，必須按照gb50031-91乙炔站設(shè)計規(guī)范、gb17266-1998溶解乙炔氣瓶充裝站技術(shù)條件、jb/t8856-2001溶解乙炔設(shè)備等要求進行設(shè)計和制造。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對乙炔高壓附件提出了最低要求，即必