易遵勇 秦宏偉

摘 要：介紹了電石濕法乙炔制造PVC工藝中，乙炔氣柜的結構、工作原理，運行中存在的風險及氣柜液位的控制，氣柜高效置換方法等。

關鍵詞：乙炔;氣柜;風險;液位控制;置換方法

1 乙炔裝置工藝概述

本公司為濕法乙炔生產(chǎn)PVC工藝，乙炔裝置采用11.408×4.2m大型立式發(fā)生器制造乙炔氣。將破碎至粒徑小于80mm的電石通過皮帶輸送機輸送至發(fā)生器小加料斗，再啟動發(fā)生器一鍵加料程序，使電石依次通過上貯斗、下貯斗后進入發(fā)生器內(nèi)與水充分接觸反應產(chǎn)生粗乙炔氣。粗乙炔氣經(jīng)過渣漿分離器，對乙炔氣夾帶的渣漿成分進行洗滌后，經(jīng)過正水封、洗泥塔、冷卻一塔對乙炔氣進行充分降溫，使溫度降低到30℃左右。經(jīng)過冷卻后的乙炔氣送入乙炔升壓機進行加壓輸送至下游VCM裝置，富余氣體進入氣柜貯存起來。

2 氣柜的結構及作用原理

濕式單節(jié)低壓氣柜是最簡單常見的一種氣柜。它由水封槽和鐘罩兩部分組成。鐘罩是無底面設計、可以上下活動的圓筒形容器。寒冷地區(qū)為防止冬季水封槽結冰，水槽內(nèi)安裝蒸汽加熱管道。濕式單節(jié)氣柜構造簡單，主要由水槽、鐘罩、塔節(jié)、水封、頂架、導軌立柱、導輪、配重及防真空裝置等組成。

具有儲存、緩沖、穩(wěn)壓、混合作用，用于平衡乙炔氣體需用量的不均勻性以及氣體成分不均勻性、生產(chǎn)負荷調(diào)整時以及緊急停車、局部設備檢修時的物料回收、特定情況下的物料緊急回收作用，同時，平衡增壓系統(tǒng)前的系統(tǒng)壓力維持在穩(wěn)定壓力范圍，有效緩解因壓力波動而造成的生產(chǎn)裝置不穩(wěn)定運行因素。

氣體管道穿過水槽底板或氣柜外壁下部和水槽中的水進入鐘罩，實現(xiàn)氣體的輸入或排出。當向氣柜壓送氣體時鐘罩上升，在輸出氣體時鐘罩下降，鐘罩依靠導軌和導輪保證升降平穩(wěn)。

3 氣柜運行的風險及工藝控制

乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯的過程中，將發(fā)生器產(chǎn)生的乙炔氣貯存在氣柜內(nèi)。氣柜的高低直接關系著聚氯乙烯的安全生產(chǎn)，如氣柜過高，則造成乙炔氣體外溢，不僅造成浪費，而且遇明火或雷電將發(fā)生火災爆炸事故;氣柜過低，則容易將氣柜抽空抽癟造成設備損壞和停車事故。乙炔氣柜的高度一般工廠由工人手動控制，當氣柜過高時，操作工手動減小乙炔發(fā)生器振動給料機的振幅，減少電石的投入量而使乙炔產(chǎn)生量減少，氣柜高度隨之下降;反之，加大電石投入量，使氣柜高度上升。

4 氣柜的安全保護措施

氣柜運行過程中存在較大的安全隱患，為了避免人員誤操作引起安全事故，給氣柜增加安全保護措施。氣柜液位設置高低報警值，當液位升至75%時開始高報警，降至45%時開始低報警，系統(tǒng)報警時人員采取措施對液位進行調(diào)整，若措施無效時將觸發(fā)氣柜安全運行的最后一道防線聯(lián)鎖系統(tǒng)。

聯(lián)鎖動作條件：①氣柜進（出）口壓力≤3.0kPa（2點），升壓機入口總管壓力≤2.0kPa（1點）;②乙炔氣柜柜位過低≤20%（低低限）;③乙炔氣柜柜位過高≥80%（高高限）。

聯(lián)鎖動作結果：①乙炔升壓機停止運行，裝置停車;②乙炔升壓機停止運行，裝置停車;③發(fā)生器振動給料機停止運行，發(fā)生器停止加料。

5 氣柜置換方法

當氣柜檢修時需對柜內(nèi)的氣體進行置換;先用氮氣排出乙炔氣體，然后再用空氣置換氮氣，最終將氣柜內(nèi)置換為空氣。

將氣柜與系統(tǒng)進行隔離，保證置換的時效性。打開氣柜頂部排空閥，將氣柜液位放至0%保正壓，關閉排空閥;打開氣柜進（出）口充氮閥門，當氣柜上升至30%～40%時，關閉充氮閥停止充氮氣;打開氣柜頂部排空閥，同時拆除阻火器（氣柜阻火器一般較為精密，氣流通過速率小，拆除后可以提高氣流速率，保證置換的時效性），將液位排空至0%（關注氣柜壓力）;重復置換2～4次，直至排空管口處取樣分析合格（含氧<3.00%），關閉排空閥門。

氮氣置換合格后，需要對氣柜排水后進行空氣置換。排水前必須完全打開氣柜頂部放空閥，再打開氣柜底部排水閥，必要時將氣柜充氮閥門打開，對氣柜進行排水，直至將水排盡。排水期間按照排空閥進氣速度或充氮速度控制排水速度，防止氣柜抽癟。

打開氣柜頂部和底部人孔，使用風機進行強制通風，對氣柜進行空氣置換，分析含氧19.5%≤O2≤21%后，停止空氣置換。開排空閥時必須佩戴空氣呼吸器避免人員窒息或中毒，空氣置換過程中必須有相應措施防止人員進入氣柜。

6 結語

為切實做好乙炔氣柜的安全管理，防止乙炔氣柜安全事故的發(fā)生，參考學習國內(nèi)同行業(yè)關于乙炔氣柜安全運行的先進理念，結合了國內(nèi)氯堿行業(yè)的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，旨在規(guī)范乙炔氣柜運行過程中的相關要求，提高生產(chǎn)過程中乙炔氣柜的本質(zhì)安全，從源頭上避免或減少安全事故的發(fā)生，保障乙炔氣柜的安全運行。

參考文獻：

[1]田琦，陳全.基于JHA-事故樹分析法的乙炔氣柜火災爆炸風險分析[J].石油化工安全環(huán)保技術，2017，33（05）：16-20+49+1.

[2]楊婧.濃硫酸乙炔清凈的模擬優(yōu)化及廢硫酸回收利用的研究[D].北京：北京化工大學，2017.