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摘要:乙炔是一种危险化学品,在《常用危险化学品分类及标志》中被列为易燃气体,根据《建筑设计防火规范》,乙炔的火灾危险性属于甲类。乙炔的爆炸极限范围较宽,为2.1%~80.0%,其点火能仅为0.02MJ。其化学性质活性,极易燃烧和爆炸,与氧化剂接触肢剧烈反应,能与铜、银、汞等的化合物生成爆炸性物质。乙炔的化学性质决定了其生产及使用中存在着易燃、易爆等固有危险性,基于此,本文论述了电石法生产乙炔的工艺特点及主要危险有害因素。
关键词:电石法;乙炔;危险有害因素
乙炔的生产工艺按原料的不同大致可分为电石法及烃裂解法。其中,电石法作为国内外较为传统的乙炔生产技术,具有产出乙炔杂质少、设备简单、生产操作相对安全、运行稳定等优点。电石法生产乙炔我国在20世纪70年代开始使用,当前电石法生产乙炔占我国国内乙炔总产量的90%以上。
一、乙炔简介
乙炔俗称风煤和电石气,分子式C2H2,是炔烃化合物系列中体积最小的一员,主要作工业用途,特别是烧焊金属方面。乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。纯乙炔为无色芳香气味的易燃气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢而有毒,且带有特殊的臭味。因而工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中,使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入,以便贮存和运输。
二、主要技术简介
电石法生产乙炔,通常采用电石入水式乙炔发生器生产,并且发生器设有氮气吹扫装置,产生的粗乙炔气经安全水封(防止气体回流)通过乙炔气柜缓冲后,依次进入净化器(一清塔、二清塔)和中和塔,去除乙炔气中的杂质,净化后的乙炔经压缩机加压,进入油水分离器及干燥机,进一步清除乙炔气中的杂质及水分,即获得满足纯度要求的乙炔。最后,通过乙炔汇流排将乙炔充入装有丙酮的钢瓶中,从而得到溶解乙炔气。
三、电石法生产乙炔过程中的危险有害因素
电石法生产乙炔的主要危险有害因素是火灾爆炸、中毒窒息、腐蚀和化学烧伤、机械伤害、电伤害、高空坠落、物体撞击、起重伤害、粉尘、噪音和振动、车辆伤害、淹溺等。
1、火灾和爆炸
l)电石库火灾爆炸危险性。电石库属于甲类火灾危险库房。电石遇水分解产生乙炔,乙炔可与空气形成爆炸性混合物。电石库进水是引起火灾爆炸的主要危险因素。因此需严加注意。如在雨天搬运电石,大雨时电石库基础不够高进水,库房顶部漏水,相对湿度过大,以及库房火灾用水灭火等都可能引起火灾爆炸事故。
2)发生间火灾爆炸危险性。乙炔发生嚣电石加料口是乙炔站生产中容易发生火灾爆炸等恶性事故的部位,其主要原因包括:添加电石时,由于电石间产生摩擦热、电石与器壁的摩擦碰撞、电石中磷含量高、电石吊斗和金属碰撞或电动葫芦电线打火等,容易引起火灾,如空间乙炔浓度达到爆炸极限,从而会引起爆炸。
3)净化间、压缩间火灾爆炸危险性。若乙炔气柜中的乙炔气量过低,发生器的产气量补充不足,在压缩机或吸气等作用下,可形成负压,使空气进入气拒,形成爆炸性的混合气体,极易引起火灾爆炸事故。另外,若乙炔气柜管道堵塞或发生器产气量过快,将会有大量的乙炔气体储存在气柜内,可能造成物理爆炸。
2、中毒窒息。在生产乙炔的过程中,普遍存在电石、乙炔、丙酮、次氯酸钠、氢氧化钠等化学物质,可能对人体造成危害。若不设置通风设施、通风设施不良、不采取防护措施时,容易发生中毒事故。在设备检修中,一些设备残留的乙炔等有毒气体没有得到有效的置换,人员一旦进入易造成中毒事故。
3、化学烧伤和腐蚀。生产过程中涉及的腐蚀性物质包括净化过程中的次氯酸钠和氢氧化钠等,属于第8类腐蚀产物,若不采取有效的预防措施,很可能在维修、加料或搬运中发生化学烧伤及腐蚀事故。氢氯化钙是电石渣的主要成分,但它也具有一定的腐蚀性,应注意加强渣池等部位的防腐措施。
4、机械伤害。生产过程中涉及到压缩机、泵等机械设备,如防护措施不到位,或防护存在一定缺陷,或在事故和检修等的情况下有可能发生机械伤害。
5、电伤害
1)触电伤害。电气伤害是指电能作用于人体所造成的伤害。触电伤害是电气伤害事故中最常见的,造成电伤害的危险源有带电部件裸露、漏电、电火花等。
2)静电伤害
伤害方式:在有爆炸、火灾危险的场所,静电放电火花可能成为电击点火源,引起爆炸、火灾事故;静电电击对人体有刺激作用,可能引起二次事故,如坠落、摔倒等。
伤害途径:因来自气体及其中固体微粒的动能或人体动能产生的静电火花、静电力、静电场场强的作用引起。
产生静电危害的主要原因为:静电接地和跨接装置不完善;测量操作不规范;设备缺乏检修、维护;人体静电防护不符合要求等。
6、高处坠落。根据《高处作业分级》规定,凡高于基准面2m以上(含2米),有可能坠落的高处进行的作业均为高处作业。
在平台运行过程中,由于护栏设计不良、防护失效或操作不慎,可能会造成高处坠落伤亡事故。
7、物体打击。物体打击事故通常是两人或两人以上在多工位或立体交叉作业的过程中配合不当而引起的,不仅伤害了自己还常危及他人。如在设备检修或巡检时,操作人员从高处随意向下任意投掷物体;或在检修中工器具脱落飞出;或在检修中物体受到打击后边角飞出。旋转机械设备的其他部件由于安装不稳定可能飞出,从而对操作人员或周围人员造成伤害。平台上的工具、零件、废弃物、杂物等由于摆放不合理,可能会从高处坠落伤人,造成物体打击伤害事故。
8、噪音和振动。在生产过程中产生噪声的设备有机泵、压缩机等,这些噪声都是机械噪声,此外,输送介质在管道中高速流动而产生气动噪声。噪音对人的危害有很多方面,噪音使人耳聋,并可能引起其他疾病。噪声还会降低劳动生产率,在噪声的刺激下,人们的注意力不易集中,工作容易出错,不仅影响工作进度,还会降低工作质量,易造成工伤事故。《工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素》中规定:工人作业场所噪声容许标准为85dB(A)。
生产装置中基础设备产生机械振动,电机产生电磁振动,输送气体及液体的管道产生液体动态振动。振动过大不仅会造成设备损坏,还会对人体造成振动伤害,长期接触高强度的生产振动,在一定条件下可引起振动病,振动病是一种以末梢循环和末梢神经障碍为主的全身性疾病。
9、粉尘危害。电石库、渣池、发生工序中会产生一定数量的电石粉尘,如果不采取有效的防护措施或失效,将对操作人员造成粉尘危害。长期吸入可能导致肺部疾病,表现为消瘦、易疲劳、呼吸困难、咳嗽、咳痰等。进入眼内,可发生局灶性坏死、角膜色素沉着、晶体膜改变和玻璃体混浊。对鼻、口、性器官粘膜有刺激性,甚至产生溃疡,可引起痤疮、湿疹、皮炎。
10、车辆伤害。车辆伤害是指机动车辆在行驶过程中引起的人体伤害或因运载物倾翻等事故。若车速过快,车辆的技术状况不佳,如制动失灵、转向失灵、灯光音响信号损坏失灵、安全标志不全、道路设计不合理、转角处无反光镜等,易导致车辆伤害,从而造成人员伤亡或财产损失。
原材料和产品进厂、出厂使用汽车运输,当车辆进出厂内作业区时,若管理不善,警示标志不明显,人员忽视且观察不力等,均会造成人员伤亡及财产损失。
11、淹溺伤害。渣池、清水池、消防水池较深,进行人工清理、检修、维护时,人员不慎坠入,从而造成淹溺伤害。
12、起重伤害。在乙炔生产过程中,使用电动葫芦将电石向发生器加料,若操作不当或意外事件会造成起重伤害。
参考文献:
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