电石法生产乙炔的安全生产措施

电石法生产乙炔的安全生产措施

徐焘

新疆美克化工股份有限公司  新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州  841000

摘要：在乙炔生产方面所用到的方法较多，如：煤直接抽取法、烃类列解法、电石法等。目前，我国最常用的方法是电石法，在整个生产过程中，还需确定设计内容的全面性，整个工艺流程精准、可靠，在生产过程中具备完善的安全措施，避免引发常规问题及安全事故，也会对现场作业人员生命安全提供良好保障，持续推动后续工作全面开展，提升乙炔生产质量与产量。

关键词：电石法；乙炔生产；安全措施

引言：在乙炔生产方面应用电石头法，建议从工艺设计角度深入探究，注重整体安全性，并对工作人员的作业能力有更高要求，能把各环节中所产生的工艺参数详细记录，通过工作人员对整个工艺流程、原理等全面掌握，依据各项工艺参数设计管道流速、原料储存、安全措施等内容，为乙炔安全生产提供基础保障。

一、电石法生产乙炔的原理与工艺流程

（一）原理

通过电石与水在规定容器内发生水解反应而生成乙炔，整个过程属于放热过程：

CaC2+2H2O→Ca（OH）2+C2H2↑+130kJ/mol

（二）工艺流程

电石破碎→皮带传送→料仓→称重→乙炔发生器→乙炔发生器→正逆水封→乙炔气柜→乙炔压缩机→清净塔→中和塔→除硫、磷等杂质→精乙炔气体。

二、电石法生产乙炔的安全生产措施

（一）参数控制

从乙炔生产工艺流程方面分析，所包括的工作环节较多，各环节中所产生的信息数据极其重要，能为安全生产措施的制定与实施提供可靠依据[1]。对此，在生产作业中还需工作人员能对工艺控制指标进行详细记录，如：某乙炔生产实例中，工作人员就对碳化钙的技术要求进行了细致分析，并掌握发气量（20℃、101.3kPa），优等品≥300，一等品≥280，合格品≥260；乙炔中磷化氢体积分数，优等品≤0.06，一等品≤0.08；粒度（5mm-8mm）的质量分数≥85，筛下物（2.5mm以下）≤5。

再加上电石发气量与CaC2质量分数关系（20℃、101.3kPa）分析，当CaC2为63.14%时，发气量235L.kg-1；当CaC2为68.52%时，发气量255L.kg-1；当CaC2为72.64%时，发气量270L.kg-1；当CaC2为33.89%时，发气量275L.kg-1；当CaC2为75.23%时，发气量280L.kg-1；当CaC2为77.91%时，发气量290L.kg-1；当CaC2为80.60%时，发气量300L.kg-1；当CaC2为81.95%时，发气量305L.kg-1；当CaC2为83.29%时，发气量310L.kg-1；当CaC2为85.17%时，发气量317L.kg-1。

此外，工艺设计参数的记录与反馈也关系到乙炔生产的安全性，该项目中工作人员对反应温度对电石水解反应的影响进行了科学设计。其中，设计反应温度为40℃，电石发气量244L.kg-1，水17.28m，渣浆固体质量分数6.45%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）5.5%；电石发气量275L.kg-1，水18.59m，渣浆固体质量分数5.97%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）5.2%；电石发气量300L.kg-1，水19.44m，渣浆固体质量分数5.72%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）5.0%。

设计反应温度为60℃，电石发气量244L.kg-1，水8.15m，渣浆固体质量分数12.75%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）2.0%；电石发气量275L.kg-1，水8.16m，渣浆固体质量分数12.03%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）1.9%；电石发气量300L.kg-1，水9.10m，渣浆固体质量分数11.46%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）1.8%。

设计反应温度为80℃，电石发气量244L.kg-1，水4.38m，渣浆固体质量分数21.37%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）0.91%；电石发气量275L.kg-1，水4.55m，渣浆固体质量分数20.57%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）0.84%；电石发气量300L.kg-1，水4.77m，渣浆固体质量分数19.89%，渣浆中溶解乙炔总损失率（质量百分百）0.80%。

（二）管道设计

管道设计也会对电石法生产乙炔的安全有一定影响，还需从三个方面探究：

第一，乙炔管道流速的设计。在管道设计中是核心要点之一，管道流速会有一定的限制作用，避免电火花而引发乙炔爆炸情况[2]。再考虑乙炔特点，具有易燃、易爆特点，压力越高汽流速越小，中低压乙炔在管道内最大的流速要≤8m/s。

第二，阀门及管道压力设计。湿法生产乙炔的反应压力较低，在系统管道工作压力设计方面要低于0.007MPa（G）；干法生产乙炔压力较高，管道压力设计为0.007MPa（G）-0.011MPa（G），整个过程在系统内完成，如果发生爆炸情况，最大爆压也会是初始值的11-12位，甚至会更高。对此数据的详细记录，能为乙炔管道强度的设计提供可靠依据，增强现场作业安全性。

（三）系统配置

第一，气柜设置。乙炔发生器设置湿式气柜，其作用是能够缓冲气体，整体储存能力也比较强，可以根据一些发生器所产生的气与下游工具用气量进一步的确定，减少总用气量的1/3，还会维持发生器内部压力的稳定性，避免出现爆炸情况。

第二，安全生产。关于逆水阀、正水阀、安全水阀等设置的设计，避免乙炔在管道传输中发生爆炸。正水阀发挥着单向止逆阀的作用，乙炔气只能从前面设备向后面设备传输，不能倒流，安全性较强；逆水阀进口与乙炔气柜连接，出口与发生器上部连接，在管道压力过低时，能避免因复杂因素影响所出现的混合物爆炸；安全水阀是在发生器压力发生变化时，及时排放气体或排出渣浆[3]。

第三，氮气系统安装。在整个乙炔生产装置中独立设计，能保证整个使用过程有较强的安全性。例如：电石破碎、输送环节中，所有气体均处于正压保护状态，避免引发静电起火、用电设备火花等爆炸情况。

三、注意事项

管道坡度设计要求较高，最低不能低于0.3%，如果是在寒冷地区，也要有相应的防冻措施，避免管内出现积水而出现堵塞情况[4]。其中，乙炔管道内的杂质要及时除净，通过安装接地装置确保现场安全，如果是架空乙炔管道还需进行热补偿，在管道系统设计及安装时避免靠近热源，也有相应的隔热措施。同时，控制渣仓中氮气压力也在标准范畴之内，设置氮气缓冲罐操作压力0.2MPa（G）-0.3MPa（G）。再加上排渣系统把发生器下部所产生的电石杂质及时排出，避免在渣仓中聚集而引发爆炸。

结语：

在任何情况下开展乙炔生产工作都要保证各类材料不能通过输送乙炔的管道，如：检修工具、自动控制设备、计量仪器等，在各类材料材质控制方面也有新的要求，并在应用前还需人员进行多次的实验操作，并保证整个实验过程中所产生的信息数据详细数据，也会增强乙炔生产的安全性，为现场作业人员的生命安全提供基础保障。

参考文献：

[1]刘喜,马宁,张文武.电石法乙炔产生废气收集治理技术探讨[J].聚氯乙烯,2021,49(10):33-36+39.

[2]赵振宇,杨青青.电石法生产乙炔破碎设备的应用及维护[J].云南化工,2021,48(04):167-168+171.

[3]付长江,王伟,何强.电石法乙炔装置除尘系统优化改造[J].中国氯碱,2019，6(11):14-15+27.

[4]钟劲光,王勤获,刘瑞艳.乙炔和金属盐共存对电石法PVC生产安全性的影响[J].聚氯乙烯,2019,47(08):40-42.