廣西某化工廠采用電石法工藝路線生產聚氯乙烯，在合成工段混合脫水系統經常發生爆炸事故。本文對合成工段混合脫水系統典型事故案例進行研究，提出有效的安全防范技術措施，對防止此類事故發生有一定的幫助。

　　1 工藝流程

　　電石法聚氯乙烯生產工藝中，合成工段混合脫水系統工藝流程圖見圖1。



　　圖1 合成工段混合脫水系統工藝流程圖

　　從乙炔裝置送來的精乙炔氣，經乙炔預冷器預冷和砂封后，與氯化氫裝置送來的干燥氯化氫氣體通過流量計調節配比，在混合器充分混合后，進入串聯的石墨冷凝器，用鹽水間接冷卻。混合氣中水分一部分以鹽酸形式排出，部分則夾帶于氣體中進入串聯的酸霧過濾器，由氟硅油玻璃棉捕集分離。然后該氣體經預熱器預熱，再進入轉化系統。

　　2 典型事故案例

　　2003年10月12日，該廠氯化氫合成爐崗位由于操作不當，氯化氫含有較高的游離氯，引起混合脫水系統的混合器等設備爆炸而造成緊急停車。經分析，氯化氫合成爐的原料氯氣和氫氣壓力波動，造成氯化氫含游離氯高，游離氯和乙炔氣劇烈反應生成不穩定的氯乙炔，并放出大量的熱量，促使混合脫水系統的薄弱環節爆炸。

　　3 易燃易爆物質性質分析

　　合成工段混合脫水系統存在易燃易爆物質乙炔，還可能存在氯乙炔等物質（還可能含有極少量的氫氣，其對系統影響不大）。

　　乙炔：乙炔性質活潑，在高溫、高壓下具有強烈的爆炸能力。乙炔與空氣能在很寬的范圍內，即2.3％～81％（其中7％～13％最易爆炸，最適宜的混合比為13％）形成爆炸混合物。它屬于快速爆炸混合物，其爆炸延滯時間只有0.017s。

　　氯乙炔：氯化氫與乙炔反應生成氯乙炔，此物質很不穩定，遇光、振動等就能發生爆炸。

　　4 爆炸事故原因分析

　　電石法工藝路線已經趨于成熟，導致混合脫水系統發生爆炸的原因，可能有兩個：

　　4.1 超負荷生產導致混合氣體在管道流速過大，以至產生大量的靜電荷，在靜電接地裝置失靈的情況下，當氣體流經管道截面積突變較大的部位時，有可能產生靜電火花，從而點燃了易燃易爆的乙炔氣體，在密閉的管道或容器內就有爆炸的可能。

　　4.2 氯化氫合成中的氫氣和氯氣如配比不當或壓力波動時，會使氯化氫氣中含有過量的游離氯，它與乙炔氣在混合器中進行混合即產生劇烈反應生成氯乙炔，并放出大量熱量，促使混合氣體瞬間膨脹，從而在混合脫水系統的混合器、石墨冷凝器、酸霧過濾器等薄弱環節處爆炸。

　　5 安全技術防范措施

　　針對以上導致發生爆炸的2種原因，提出以下安全技術防范措施：

　　5.1 在混合器前各設置氫氣緩沖罐和氯化氫緩沖罐，并安裝自控調節閥門，以控制氣體流量和流速，防止由于流速突變且過大時產生過多的靜電荷。

　　5.2 在氯化氫合成工段采用自動調節氯、氫比例替代看爐內火焰顏色的人工操作法和間歇式化學分析法，準確地控制氯化氫含游離氯量，防止氯化氫含游離氯量過高。

　　5.3 在混合器前安裝事故閥，當合成工段混合脫水系統發生事故時，事故閥自動關閉，將合成工段混合脫水系統與乙炔系統完全隔離。

　　5.4 在氯化氫總管出口處安裝游離氯自動測定儀、游離氯自動報警裝置，并將游離氯自動測定儀與乙炔氣事故閥聯鎖。當游離氯過高時，乙炔氣事故閥自動關閉。

　　5.5在混合器、石墨冷凝器、酸霧過濾器及其之間的管道上安裝溫度自動測定儀測定管道或容器內的混合氣氣相溫度（還可以安裝溫度自動報警裝置），并將溫度自動測定儀與乙炔氣事故閥聯鎖。當氣相溫度過高時，乙炔氣事故閥自動關閉。

　　5.6 在混合器、管道的某些部位等安裝超壓爆破膜和排空等安全裝置，當發生爆炸事故時，壓力自動排空，防止容器和管道被破壞。

　　6 結束語

　　目前、國內乙炔電石法工藝路線生產聚氯乙烯技術比較成熟。據統計，合成工段混合脫水系統發生爆炸事故最為頻繁，這主要是由于目前對氯化氫含游離氯量仍采用看爐內火焰顏色的人工操作方法和間歇式化學分析方法，在氯、氫比例突然失調的情況下，操作工難以做到準確、及時地調節，這是發生事故的直接原因。只要保證氯化氫游離氯不過高，一般合成工段混合脫水系統都能避免發生爆炸事故。

作者：藍柳恒