PVC生产工艺合成工段混合脱水系统爆炸事故分析及安全防范技术措施探讨
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摘要：本文对本企业合成工段混合脱水系统典型事故案例进行研究，提出有效的安全防范技术措施，对防止此类事故发生有一定的帮助。
一、工艺流程
电石法聚氯乙烯生产工艺中，合成工段混合脱水系统工艺流程图见图1。
从乙炔装置送来的精乙炔气，经乙炔预冷器预冷和砂封后，与氯化氢装置送来的干燥氯化氢气体通过流量计调节配比，在混合器充分混合后，进入串联的石墨冷凝器，用盐水间接冷却。混合气中水分一部分以盐酸形式排出，部分则夹带于气体中进入串联的酸雾过滤器，由氟硅油玻璃棉捕集分离。然后该气体经预热器预热，再进入转化系统。
二、典型事故案例
2005年5月26日凌晨7：04分，树脂分厂聚氯乙烯混合器因系统急剧升温，紧急切断阀未动作，混合器发生爆炸起火，造成多人受伤。此次事故由于离子膜电解槽冷却水循环水池排污阀被人打开，致使离子膜电解槽无冷却水，部分电解槽工艺连锁跳闸后氯气系统波动，从而使氯化氢气体中含有大量的游离氯，在氯乙烯车间混合器与乙炔发生剧烈反应后造成混合器爆炸着火。
三、易燃易爆物质性质分析
合成工段混合脱水系统存在易燃易爆物质乙炔，还可能存在氯乙炔等物质（还可能含有极少量的氢气，其对系统影响不大）。
乙炔：乙炔性质活泼，在高温、高压下具有强烈的爆炸能力。乙炔与空气能在很宽的范围内，即2.3～81％（其中7～13％最易爆炸，最适宜的混合比为13％）形成爆炸混合物。它属于快速爆炸混合物，其爆炸延滞时间只有0.017s。
氯乙炔：氯化氢与乙炔反应生成氯乙炔，此物质很不稳定，遇光、振动等就能发生爆炸。
四、爆炸事故原因分析
PVC电石法工艺路线已经趋于成熟，导致混合脱水系统发生爆炸的原因，可能有两个：
1.超负荷生产导致混合气体在管道流速过大，以至产生大量的静电荷，在静电接地装置失灵的情况下，当气体流经管道截面积突变较大的部位时，有可能产生静电火花，从而点燃了易燃易爆的乙炔气体，在密闭的管道或容器内就有爆炸的可能。
2.氯化氢合成中的氢气和氯气如配比不当或压力波动时，会使氯化氢气中含有过量的游离氯，它与乙炔气在混合器中进行混合即产生剧烈反应生成氯乙炔，并放出大量热量，促使混合气体瞬间膨胀，从而在混合脱水系统的混合器、石墨冷凝器、酸雾过滤器等薄弱环节处爆炸。
五、 安全技术防范措施
针对以上导致发生爆炸的2种原因，提出以下安全技术防范措施：
1.在混合器前各设置氢气缓冲罐和氯化氢缓冲罐，并安装自控调节阀门，以控制气体流量和流速，防止由于流速突变且过大时产生过多的静电荷。
2.在氯化氢合成工段采用自动调节氯、氢比例替代看炉内火焰颜色的人工操作法和间歇式化学分析法，准确地控制氯化氢含游离氯量，防止氯化氢含游离氯量过高。
3.在混合器前安装事故阀，当合成工段混合脱水系统发生事故时，事故阀自动关闭，将合成工段混合脱水系统与乙炔系统完全隔离。
4.在氯化氢总管出口处安装游离氯自动测定仪、游离氯自动报警装置，并将游离氯自动测定仪与乙炔气事故阀联锁。当游离氯过高时，乙炔气事故阀自动关闭。
5.在混合器、石墨冷凝器、酸雾过滤器及其之间的管道上安装温度自动测定仪测定管道或容器内的混合气气相温度（还可以安装温度自动报警装置），并将温度自动测定仪与乙炔气事故阀联锁。当气相温度过高时，乙炔气事故阀自动关闭。
6.在混合器、管道的某些部位等安装超压爆破膜和排空等安全装置，当发生爆炸事故时，压力自动排空，防止容器和管道被破坏。
六、结束语
目前、国内乙炔电石法工艺路线生产聚氯乙烯技术比较成熟。据统计，合成工段混合脱水系统发生爆炸事故最为频繁，这主要是由于目前对氯化氢含游离氯量仍采用看炉内火焰颜色的人工操作方法和间歇式化学分析方法，在氯、氢比例突然失调的情况下，操作工难以做到准确、及时地调节，这是发生事故的直接原因。只要保证氯化氢游离氯不过高，一般合成工段混合脱水系统都能避免发生爆炸事故。
参考文献
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