前 言

聚氯乙烯（PVC）树脂是用途广泛的合成材料之一。进入21世纪，随着国际原油价格的不断上涨和国内对PVC树脂需求的快速增长，电石法PVC树脂凭借较乙烯法PVC树脂较强的成本优势，已成为国内PVC生产厂家的首选工艺。目前，电石法PVC产量已占国内PVC总产量的60％以上。乙炔在生产过程中存在电石、乙炔等易燃易爆化学危险品，加之生产工艺条件苛刻，装置及控制技术要求严格，使其生产过程事故具有突发性、灾害性的特点，因此有必要对乙炔生产的火灾危险性进行认真剖析并提出具体的解决方案。

1 乙炔生产工艺流程简介

目前，国内电石法PVC生产厂家的乙炔发生装置按电石与水接触方式的不同，主要分为湿式、干式两种。湿式法是把电石投入大量的水中进行反应，绝大部分反应热被水吸收，反应后的渣呈泥浆状。该法易操作，安全性能好，乙炔的质量也好，但用水量大，电石渣呈浆状，给电石渣的后处理带来很多不便，且乙炔溶解在水中损失量大。干式法是将少量水加入到电石中使电石发生分解反应，反应放出的热量通过水分的蒸发带出，反应后的渣呈干燥粉末状态。该法与湿式法相比，最大的优点是省水，适宜缺水地区；电石渣呈干粉状，装运和应用都比较方便，但是这种方法设备较为复杂，操作不方便，乙炔气中杂质也较多。由于历史沿革，国内大部分电石法PVC生产厂家采用湿式法生产乙炔。湿式法乙炔生产工艺流程如图1所示。

                   工业水         工业水                   次氯酸钠

 

 

                                      电石渣                                 碱液

                       图1 湿式法乙炔生产工艺流程示意图

 

2 乙炔生产中的火灾危险性分析

2.1 主要危险介质分析

乙炔生产中主要危险介质为电石和乙炔。

2.1.1电石的危险特性^[1]

(1)干燥时化学性质稳定，不发生燃烧。

(2)遇水或湿气能迅速产生高度易燃的乙炔气体，在空气中达到一定的浓度时，可发生爆炸。遇酸类物质能发生剧烈反应。

(3)电石粉尘能与空气中的氧起发热反应而燃烧。

2.1.2 乙炔的危险特性

(1)爆炸极限宽。乙炔在空气中的爆炸极限为2.5％～82％（体积分数），是各类危险品中爆炸极限最宽的一种。乙炔属甲类可燃气体（按GB50160《石油化工企业设计防火规范》）。

(2)点火能量低。乙炔与空气的混合气体，在常压下其浓度为7.73％时，最小点火能量是0.02mJ。乙炔的点火源有许多种，形式也多种多样，除常见的机械能、热能、电能、光能以外，化学反应过程中的氧化、聚合、分解产生的化学能，也会引起乙炔燃烧、爆炸。

(3)发生分解爆炸。常压下乙炔一般不会分解，加压乙炔则极易分解，纯乙炔在635℃下会发生分解，但由于杂质的催化作用，乙炔开始分解爆炸的温度会明显下降。

(4)生成危险性金属炔化物。乙炔和固体银接触后，在银的表面会生成乙炔银，乙炔银具有炸药的全部特性，在金属炔化物中，它的爆炸威力最大。乙炔和固体铜长期接触也会生成极易爆炸的乙炔铜。

(5)与氧化剂接触会猛烈反应。乙炔与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。

2.2 生产过程危险性分析

2.2.1 生产过程中可能形成爆炸性混合物

(1)乙炔流经的管道、设备在投产前没有用氮气等惰性气体置换，使其内的空气与乙炔混合，形成爆炸性混合物。

(2)乙炔流经的设备、管道形成负压时，空气渗入其中与乙炔混合，形成爆炸性混合物。

(3)乙炔从设备、管道漏出，与周围的空气混合，形成爆炸性混合物。

(4)乙炔发生器排渣时，控制不当，将未反应的电石排出，电石继续反应放出乙炔气，与周围的空气混合，形成爆炸性混合物。

(5)乙炔发生器加料速度过快、过多、粒度过细，都会造成反应过分剧烈，当热量不能及时移出、乙炔不能及时排出时，会使发生器内的温度、压力升高，出现局部过热，引起燃烧爆炸。

(6)提高反应温度，可以加快电石水解速度，提高乙炔发生器的生产能力；同时，乙炔在渣浆中的溶解度随着温度升高而减少，可以减少乙炔的损失。但是，温度过高，乙炔发生分解的可能性增加，增大了火灾危险性。