氯化氫與乙炔混合爆炸原因及預防措施
用氫氣與氯氣氯化合成氯化氫，并與乙炔氣混合生產氯乙烯，是聚氯乙烯生產的一個重要生產工序。2005年夏，河北某樹脂廠由于突然停電，使該工序的乙炔混合器及相關管道發生了爆炸，由于時至中午，現場人員**，雖未造**員傷亡，但也造成了巨大損失。那么，造成這起事故的原因又是什么呢?筆者試圖對其作一分析，以便相同生產借鑒。
1.氯乙烯的生產工藝過程及其火災危險性
(1)氯乙烯的生產工藝過程氯乙烯的生產工藝過程如圖1所示。電石←水氫氣↘↓(精乙炔)合成→(氯化氫)→混合→(粗氯乙烯)→精制(精氯乙烯)氯氣↗圖1氯乙烯的生產工藝過程
(2)氯乙烯生產工藝過程的火災危險性氯乙烯生產工藝過程的火災危險性主要來自于原料的危險性：
①氫氣在標準狀態下，氫氣是一種無色無臭無味的非常易燃的氣體，爆炸極限4%~75%。遇氟氣、氯氣不需引燃源引燃就能夠發生猛烈的爆炸。氫在常溫下較不活潑，不溶于水。高溫下變的高度活潑，能與許多金屬和非金屬直接化合。氫在鋼制設備中被吸附會引起“氫脆”，導致工藝設備的損壞;液氫可使低碳鋼以及大多數鐵合金變脆。
②氯氣通常情況下，氯氣是通過電解食鹽或食鹽水的方法制得的黃綠色有毒液化氣體，有強烈刺激臭，毒性猛烈，具有腐蝕性和極強的氧化性。液氯本身不燃，但在日光或燈光下與其他易燃氣體混合時，即可起火和爆炸。金屬在氯氣中能夠燃燒，氯氣與氫氣混合后在陽光下即可發生猛烈爆炸;松節油在氯氣中能自燃;氯氣與乙炔氣混合時不需引火源即可爆炸，氯與氮化合時，還可形成更易爆炸的氯化氮。空氣中的含量達到0.1%時吸入人體即能嚴重中毒。
③乙炔乙塊又稱電石氣，是無色無臭氣體，含有硫化物、磷化物時有蒜樣氣味。極易起火爆炸。微溶于水及乙醇，溶于丙酮、氯仿和苯。遇高熱、明火有著火爆炸危險。與銅、汞和銀能形成爆炸性混合物。遇氟和氯能發生爆炸反應。閃點-17.78℃(閉杯);自燃點305℃;爆炸極限2.5%～82%;*大爆炸壓力1.3MPa;氣化熱828.986kJ/kg;燃燒熱值1300.420kJ/mol(25℃);*小引燃能量0.019mJ;臨界溫度35.5℃;臨界壓力6249.726kPa;
④氯乙烯常溫下氯乙烯為為無色氣體，在標準狀態下是一種無色有乙醚香味的氣體，冷凝點為-13.9℃，臨界溫度142℃，臨界壓力5.6MPa，比空氣重2.17倍，易燃，與空氣混合物的爆炸極限為4～27.7%，自燃點為472℃，與空氣混合濃度在10%時的*大爆炸壓力為0.68MPa。氯乙烯有毒，對人有麻醉作用，當濃度在1%時有麻感覺，達5%以上時，即可現出頭暈、渾身無力、神志不清、呼吸由急變微，*后失去知覺。
2.爆炸原因分析
通過以上分析可以看出，該生產過程從原料、半成品到產品，都屬于**易燃易爆危險品，且生產崗位附近還有大量的儲存，屬于典型的甲類易燃易爆生產和重大火災危險源。從現場勘察和人員詢問調查得知，該爆炸事故之前也曾經發生過2次突然停電事故，但均未造成爆炸。那么這次為什么發生了爆炸呢?根據**操作規程和操作人員介紹，正確的操作程序是：在生產過程中如遇緊急停車事故時，若現場有2名操作工同時在場，則2名操作工應當迅速同時以*快的速度關閉氯氣和氫氣閥門;若只有1名操作工在場，則該操作工應當迅速以*快的速度首先關閉氯氣閥門，再關閉氫氣閥門。
根據當時的現場分析，比照前兩次停電事故的情況，事故的直接原因只能是遭遇突然停電時，現場操作工只有1人在場，由于該操作工驚慌，在慌忙關閉進料閥門時錯先關閉了氫氣閥門才去關閉氯氣閥門，而此時管道內的剩余氯氣就會直接進入乙炔混合器，并迅速與乙炔混合。加之乙炔氣的還原性極強，氯氣的氧化性也極強，兩者相遇不需要引燃源引燃即可爆炸，進而使乙炔混合器及相關管道發生爆炸，造成了巨大的經濟損失。
3.應當采取的消防**措施
為防止類似事故的再次發生，用氫氣與氯氣氯化合成氯化氫，并與乙炔氣混合生產氯乙烯的生產企業，應當采取如下**措施。
(1)嚴格控制氯化氫與乙炔的比例和氯化氫中游離氯及氧的含量
由氯化氫與精乙炔合成氯乙烯時，在混合操作中，除應嚴格控制溫度外，氯化氫與精乙炔的比例必須準確，如果乙炔的含量過高，多余的乙炔會與混合器中的氯化高汞反應，生成易爆的乙炔汞。所以一般要求氯化氫應比精乙炔多5-10%。在合成過程中，若氯化氫中的游離氯含量較高，易與乙炔生成氯乙烯而放熱，會引起著火或造成設備爆炸;若本工序的轉化率較差，常會使分餾放空尾氣中的乙炔含量超過20%，這時氯化氫中微量氧的含量就相對增加，會與乙炔形成爆炸性混合物，故應經常取樣分析。如氧含量大于5%，即須采取調換催化劑或降低流量等措施。加壓精餾時，尾氣中的氯乙烯應放入回收設備。
(2)嚴格控制氯化氫合成的工藝指標和操作程序
在氯化氫合成的正常生產操作中，隔膜電解槽的氯氣系統壓力為160kPa，氫氣系統的壓力為70kPa;離子膜電解槽，氯氣系統的壓力為152kPa，氫氣系統的壓力為75kPa;氫氣與氯氣的配比為1.05~1.1︰1，這些指標都要嚴格控制，不得突破。在生產過程中因遇停電等造成緊急停車事故時，必須嚴格關閉閥門的程序。當現場有2名操作工同時在場時，2名操作工應當迅速同時以*快的速度分別關閉氯氣和氫氣閥門;若現場只有1名操作工在場時，該操作工應當迅速以*快的速度首先關閉氯氣閥門，再關閉氫氣閥門，二者順序**不可顛倒。
(3)實行嚴格的**聯鎖控制措施
所謂**聯鎖，就是利用機械和電氣控制原理，依次接通各個儀器及設備，并使之發生聯系，以達到**生產的目的。在化工生產中，對壓力、溫度、流量、液位、閥門等連續變化的參數進行聯鎖和自動調節控制，對保證防火**十分重要。根據有關**操作規程，下列情況的生產工藝，必須采取**聯鎖控制的措施：
(1)同時或依次排放兩種液體或氣體時;
(2)在反應終止需要惰性氣體保護時;
(3)打開設備前需要預先解除壓力或降低溫度時;
(4)當兩種或多個部件、設備、機器由于操作錯誤容易引起火災事故時;
(5)當工藝控制參數達到某極限值需開啟處理裝置時;
(6)某危險區域或部位禁止人員入內時。
用氫氣與氯氣氯化合成氯化氫，并與乙炔氣混合生產氯乙烯的生產，屬于同時或依次排放兩種氣體的情況和當兩種或多個部件、設備、機器由于操作錯誤容易引起火災事故的情況，所以，該生產工藝應當采取**聯鎖的控制措施，以保證操作更加**可靠。
（鄭端文焦鳳龍 蘇龍生）
注：《氯化氫與乙炔混合爆炸原因及預防措施
