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乙炔气体聚集爆炸事故的教训

乙炔是一种无色的、略比空气轻但极易燃的气体。在空气中的爆炸极限是2.5%至82%。加压和液化时都可能发生强烈的爆炸。因此,通常都是充装在有丙酮的钢瓶内,溶解在丙酮中,并处于较低的压力。

在美国新泽西州的一个乙炔工厂发生了一起爆炸事故,导致3人死亡和1人重伤。该工厂利用电石和水反应生产乙炔气体,同时副产石灰水。生成的乙炔气体经净化后充装到乙炔钢瓶内销售。

CaC2(电石)+2H2O=C2H2(乙炔)+Ca(OH)2(石灰水)+热

在这家工厂,用于产生乙炔的水有两个来源,一是工艺水,一是回用水。如下图所示。操作人员可以在二者之间切换。

在进入乙炔发生器(反应器)的水管上,安装有一个止回阀,它允许水通过进水管道进入乙炔发生器。设计人员希望这个止回阀能够阻止乙炔从发生器逆流(如下图)。

在事故发生前,操作人员对进入发生器的水源进行了切换,从工艺水切换到回用水。由于回用水没有及时投用,回用水管道内的压力较低(低于发生器内的压力)。在发生器和回用水管道之间存在压差,发生器内的乙炔进入回用水管道;此时,回用水管道上的止回阀失效了,它未能阻止乙炔气体逆流进入回用水管道(请见下图)。

在回用水管道上,有一个放净阀,它位于水罐区内。为了防止回用水在管道内结冰,通过该阀门往外排水。发生事故当天,这个阀门处于开启的状态(未及时关闭)。来自发生器的乙炔气体经由此放净阀,源源不断地进入储罐区,并形成聚集(请见下图)。

在水罐区域存在引火源(如高温的电气设备的表面)。乙炔气体在水罐之间的空间内聚集,并与空气混合,形成了爆炸性混合物。这些累积的爆炸性混合物被引火源点燃,发生爆炸(请见下图)。

这起事故导致3人死亡,教训惨痛。我们可以从几个方面来思考和吸取教训:

切换工艺水和回用水的操作过程,应该有适当的操作指南或操作程序;工厂操作人员应该接受培训。操作程序需要包括切换前对管道状况开展检查的要求。

止回阀总是不可靠的!在安全风险评估时,止回阀通常不作为一个有效的措施来看待,因为它们的失效率太高了。

这起事故中,回用水管道上的放净阀值得留意。虽然是水管,但它与易燃物料的系统相连,就存在易燃物料串入并发生泄漏的可能性。它应该排放至安全的地点,以防易燃物泄漏并聚集。

长按此







































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