【氯氢处理】
液环式氯压机气液分离器爆炸原因及对策
朱晓红，邢俊朝，刘清海
Ξ(焦作王封工业有限责任公司，河南焦作454191)
[关键词]气液分离器；爆炸事故；隔膜电解槽；原因分析 [摘 要]介绍了隔膜电解输送的液环式氯压机气液分离器发生突发性爆炸的事故经过、事故原因分析、
采取的措施及在短期内再次开车成功的经过。
排线焊接[中图分类号]TQ028.2;TQ086 [文献标识码]B [文章编号]1008-133X (2004)09-0018-02
前 言
隔膜法氯碱生产中，因氯氢压力变化、不正常停车等原因造成的隔膜渗漏、损坏会导致氯中含氢量激光夜视仪
升高。当达到爆炸极限范围时(体积分数3.5%～97%)，因振动、静电、热量等外因触发会导致电解槽、管路、干燥系统设备的爆炸事故发生。该种事故危害很大，轻者毁坏设备、外溢，重者造成人员伤亡。故氯碱生产中对电解槽及总管中的氯中含氢量规定了严格的指标并进行分析监控。下面介绍发生在液环式氯压机(以下简称纳氏泵)中浓硫酸和气液分离器的少见的突发性爆炸事故经过，并深入分析产生的原因，采取相应对策。
1 事故经过调查
2004年6月11日，氯氢工段1号纳氏泵泵头
铸铁件出现细裂缝，轻微滴酸。6月12日14:10左
右，工段负责人为能让14:30上班的维修人员及时维修1号泵，准备启动备用2号泵，停1号泵。在向调度汇报后，进行了分工，在操作间内1人按电源按钮,1人调节回流阀；泵前2人,1人负责渐开2号泵进口阀,1人渐关1号泵进口阀。因考虑1号泵存在漏酸的缺陷，为避免伤害，泵前2人均戴防毒面具、耐酸手套并扎紧衣服领口。14:15开始倒泵操作，启动2号泵电机后，甲将1号泵进口阀刚关半圈，乙将2号泵进口阀刚开不足1圈，就听到一声闷响，位于2号泵左侧的浓硫酸与进行气液分离的钢制气液分离器玻璃视镜破裂，夹带浓硫酸从视镜口喷出。甲、乙两人分别从泵房东西出口离开现场，因戴防毒面具，未造成伤害。
熊猫猪
操作间内的人员立即按应急预案要求按响乱铃报警(预案要求：泄漏，短时间难以控制时，按乱铃报警)，隔膜整流工段听到乱铃，于14:20停直流电，切断泵前来源。甲离开泵房后立即关闭了液化工段前酸雾捕集器进口阀、离子膜和隔膜系统过桥阀门，切断泵后来源。因操作间内有大量，两人脱离现场，泵未停，此时离子膜系统的3号泵仍在运行，离子膜系统未停电。14:35左右，又一声闷响。经检查，隔膜系统PVC 干燥塔上锥体崩开，塔体出现裂缝。事后打开检查，是上篦子与塔体连接处震开。甲戴长效面具，穿全封闭防化衣进入现场，先关闭1号、2号纳氏泵进口阀门，然后停2台泵电源。随后向调度室汇报，停3号泵，离子膜系统紧急停车。14:20～14:35，停供直流电后，电解操作工立即封槽，但1号、2号纳氏泵均在运行,56台隔膜电解槽液面全部抽至液位计下，大量空气从液面计管口处进入系统，电解槽发出“咕噜”的响声。停泵后，电解槽操作工将盐水加至正常液位,6月12日9:00～11:00检查单槽氯中氢质量分数，有20台槽超过3%；在电解槽至钛冷却器间的总管取样分析时，爆裂，说明在电解槽至钛冷器的总管及设备中存在已达到爆炸极限的混和气体。
2 事故原因分析
分析事故过程中气液分离器闷响，视镜破裂的原因。因气液分离器为钢制压力容器，闷响声证明在容器内发生了爆炸。因视镜为薄弱环节，故此处被爆裂成碎片，导致及浓硫酸外泄。所以在泵
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变量泵
1第9期2004年9月 氯碱工业Chlor -Alkali Industry No.9
Sep.,2004Ξ[收稿日期]2004-07-20
[作者简介]朱晓红(1969-)，女，陕西省渭南人，工程师。1992年7月毕业于中国矿业大学综合系煤化工专业,1993年
开始从事氯碱、锆产品的技术工作，历任焦作王封工业有限责任公司化学工业公司技术科长、技术经理，现任焦作王封工业有限责任公司副总工程师。
进口、气液分离器顶部与泵出口间必然存在氯中含氢达到爆炸极限范围的混合性爆炸气体，在开泵时因振动或流动产生静电而导致爆炸。爆炸气体来自哪里呢?调查在倒泵前电解槽单槽及总管氯中氢体积分数的分析结果均为0.13%，加上出事前1号纳氏泵运行正常，说明此爆炸性气体不是来源于隔膜电解槽。事后分析了2号泵硫酸质量分数为93.4%，而该泵曾在16天前开过，此次开泵前未对泵酸作分析及换酸，而且2号泵的出口阀未关闭。所以判断泵未使用而酸浓度降低是由于浓硫酸吸收来自泵出口的中的水分而导致硫酸浓度降低，腐蚀容器及管路，产生的氢气聚集并积存于纳氏泵及管道内，与形成爆炸性混合气体，在2号纳氏泵进口阀开启的瞬间引爆。
分析隔膜干燥塔在停直流电15min后发生闷响爆炸，上锥体崩裂，塔体裂缝的原因。由于隔膜直流电
停后，未能及时停泵，造成系统抽大负压，将电解槽阴极室残存的氢气通过隔膜抽入系统，空气从电解槽液位计口被大量抽入，空气与氢气形成混和性爆炸气体，在PVC干燥塔处因静电及热量因素引爆。
事故发生19h后，单槽氢含量和总管氢含量高是导致分析用爆炸的原因。同样，由于停供直流电后纳氏泵未停，造成电解槽阳极室负压大，电解槽液面抽至液面计下，空气从液面计口大量进入电解槽及管道，阴极室氢气被阴极室的大负压通过电解槽隔膜抽入阳极室，造成电解槽及管路中存在空气与氢气混合的爆炸性气体。以上因素还是造成电解槽隔膜损坏的主要原因。
3 对策措施
3.1 气液分离器视镜爆裂的预防
气液分离器视镜爆裂的主要原因是硫酸浓度低及备用泵出口阀未关。干燥塔爆炸及电解槽和总管存在爆炸性混合气体是由于停直流电后纳氏泵未及时停下。故制定如下措施。①备用纳氏泵停泵前，将泵酸换为98%左右的浓硫酸，开泵前，必须分析酸浓度不得低于96%。②纳氏泵检修后，更换成浓度不低于96%的硫酸后方可备用。③必须将备用纳氏泵出口阀关闭，避免进入泵内。④备用纳氏泵投用前，先打开进口阀通过运行泵将泵内气体抽走。⑤定期检查纳氏泵前止回阀，并在气液分离器后加止回阀。⑥泵与整流连锁停电。当出现类似事故时，能够及时停泵避免电解槽遭受损害。
⑦针对此次事故完善预案，加强培训，提高职工应付突发事故的能力。⑧加大电解系统与氯氢系统事故氯的处理能力。
狐臭膏3.2 系统及时开车的措施
为使系统能早日开车，经对事故认真分析，与有关专家共同研究后，采取如下措施。①将电解槽上的加盐水支管拔掉，将总管的测压口拔开，让电解槽与钛冷器之间存在的爆炸性混合气体自然排放。②对总管及单槽充N2置换，并取样分析混合气体含H2是否符合要求。③气体系统经置换，取样分析合格后，电解槽不送电，液面全部加到指定高度，对电解槽启封。从碱液出口观察盐水流量及是否有石棉绒冲出，同时观察液面下降的情况，对流量特别大、液面下降很快或有石棉绒冲出的电解槽进行记录，坚决从系统中拆下来。因为如果出现上述现象隔膜必定已损坏，盲目送电后果将不堪设想。通过观察有13台槽被除下。事后打开13台电解槽，发现2台液面计口处隔膜已严重损坏，铁网已露出，其余11台电解槽的隔膜有不同程度的鼓泡现象，这些电解槽均为刚运行2个月左右的新槽，液位标线相对来讲比较低。可见此次事故对槽龄短的电解槽损害极大。④送电前，先打开总管盲板，开纳氏泵再次置换系统，电解槽液面全部加到最高限。送电时,10min内电流逐渐升至13kA，分析总管及单槽含氢全部合格后方可再升电流。开车期间氯氢系统保持抽力稳定，电解工段准备备用盐水管，以便对个别流量大的电解槽补加盐水。
3.3 开车经过
经过连夜紧张准备，将13台槽从系统中拆除后,6月13日对氢气系统充N2后,13:10开始送电,10min左右逐档升至13kA，取样分析总管氯中氢体积分数为0.27%，单槽含氢最高为1%。稳定2h后，与氯氢合成工段联系，电流逐步上升至运行电流23kA，开车成功。在正常运行的几个小时，通过对单槽及总管跟踪分析，单槽及总管的氯中氢含量逐步下降，最后均稳定在0.13%。
此次事故虽属突发性事故，但暴露出了管理上、技术上、操作上的许多不足之处。只有加强安全管理，尤其是加强对人员的培训、设备的维护保养，完善应急事故预案，才能避免此类事故的发生。
致谢：此次对于事故的原因分析及对电解槽的处理方式，得到国内氯碱同行的大力支持，尤其是河南化工厂、焦作化电集团有限公司的专家指导，才得以开车成功，在此表示感谢。
[编辑：蔡春艳]
91醋酸乙酯生产
第9期 朱晓红等：液环式氯压机气液分离器爆炸原因及对策 氯氢处理
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