溶解乙炔气瓶安全基础知识培训讲解

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1、溶解乙炔气瓶安全基础知识溶解乙炔气瓶安全基础知识 培训讲义培训讲义 吴文龙吴文龙 #乙炔制造有限公司乙炔制造有限公司 2009200920092009 年年 3 3 3 3 月月 常州市常飞乙炔制造有限公司乙炔生产充装操作基础知识培训讲义 - 1 - 目录目录 一、一、一、一、沿革沿革沿革沿革 二、二、二、二、乙炔性质及生产工艺乙炔性质及生产工艺乙炔性质及生产工艺乙炔性质及生产工艺 1. 乙炔性质 1 物理性质 2 化学性质 3 乙炔的爆炸性质 4 乙炔对人体的影响 2. 乙炔危险性及事故预防措施 三、乙炔瓶构造乙炔瓶构造乙炔瓶构造乙炔瓶构造 四、乙炔瓶安全充装管理管理管理管理 1乙炔瓶安全充

2、装的技术要求 1充装量对乙炔瓶安全的影响 2炔酮比对乙炔瓶安全的影响 2现行法规对乙炔瓶安全充装的要求 五、五、五、五、乙炔瓶的安全使用管理乙炔瓶的安全使用管理乙炔瓶的安全使用管理乙炔瓶的安全使用管理 1乙炔瓶运输装卸安全 2乙炔瓶贮存安全 3乙炔瓶使用安全 常州市常飞乙炔制造有限公司乙炔生产充装操作基础知识培训讲义 - 2 - 一、一、沿革沿革 1891 年，加拿大电气工程师威尔森(Thomas Leopold Wild,on。1860-1915)在美国 北卡罗莱纳州创建威尔森铝公司，建造了当时世界上最大的电弧炉。他试图将煤焦油 和铝矾土在电炉中作用产生铝。但煤焦油中含有的碳未能还原铝矾土中

3、的氧化铝， 没 有成功。他又将煤焦油和生石灰在电炉中作用，以期将生石灰中的氧化钙还原成钙， 再用钙取代出氧化铝中的侣，结果在 1892 年 5 月 2 日，他得到一种暗黑色、质地较 脆的东西，也没有能得到钙。威尔森将这种废料倾倒进水中，冒出大量气体，点燃这 种气体后，产生明亮的火焰和大量黑烟。他重复几次试验，都得到了同样的结果。 曾 经在大学里学习过化学的威尔森意识到，这种气体不是氢气，而是一种含有碳和氢的 化合物。否则不会冒黑烟。他请来北卡罗莱纳州大学化学教授维纳布作为分析鉴定， 确定这种黑色较脆的生成物是碳化钙(电石)，产生的气体是乙炔。这样。维尔森便从 弃废物中得到了乙炔。他在 1892

4、 年 8 月 9 日申请取得制取乙炔的专利。接下来，维 尔森建立了专门的实验室，研究乙炔气的应用。在实验压缩液化乙炔气过程中发生了 一次爆炸，实验室被毁坏，他幸免于难。1894 年 1 月，维尔森的产品开始出售。就 在同一时期，美国印第安纳波利斯城的一个修理自行车工人费歇乐和他的朋友阿立 生，设计制成了一种将碳化钙加水生成乙炔的简易乙炔发生器，并于 1894 年 9 月 6 日成立了一家公司，专门生产出售这种产品。于是，乙炔在供自行车、街道夜晚照明 等方面，得到了初步应用。到 1895 年，法国冶矿工程师、化学家勒夏特列向巴黎科 学院提交了一份报告，指出乙炔与等体积氧气燃烧产生高温，并指出乙炔

5、在压缩下利 用是危险的，会发生爆炸。不久，法国又一位化学家克洛德发现了乙炔很容易被丙酮 吸收溶解， 盛装在容器中就可安全使用。 起初， 溶解乙炔容器内只有丙酮而没有填料， 乙炔充装和使用时都必须在不断搅拌丙酮的情况下才能进行，这种容器根本不能实 用。后来，克洛德通过向乙炔容器内填满多孔性物质的方法得到解决，而且进一步提 高了容器的安全性能，在这基础上，逐渐发展成现在的溶解乙炔气瓶的结构。多孔性 物质最初使用的是硅藻土、石棉、木棉、锯木屑、绒毛等物质，后来改用木炭为主的 材料，1950 年后，优质高效孔隙率的固型填料研制成功，溶解乙炔气瓶的安全性能 得到进一步提高，高效（有效装载率 10%以上）

6、 、安全的乙炔气瓶得到普遍使用。 二、二、乙炔性质及生产工艺乙炔性质及生产工艺 1. 乙炔性质 物理性质：物理性质： 乙炔是一种不饱和的碳氢化合物。在常温常压下乙炔呈气态，比空气略轻。纯乙炔是 一种无色的可燃气体，具有微弱的醚味。用电石制取的工业乙炔，因含有少量的磷化 氢和硫化氢等杂质而具有刺鼻的臭味。 （一） 、基础物性参数 1.分了式：C2H2；结构式 HCCH；乙炔分子量 26.038；标准状态下的克分子体积 22.223L.，熔点-81.8/119Kpa，密度 1.17167Kg/m 3,相对密度（空气=1）0.91，临界 温度 35.18，临界压力 6.19Mpa。 2.密度 乙炔气

7、体在标准状态下的密度为 1.17167kg/m3。乙炔的密度随温度、压力而变化。 乙 炔对空气的比重为 0.906（空气为 1） 。由于比空气轻,在空气中扩散时它是上升的。 3.临界点参数 对瓶装介质的状态而言，主要是气态和液态之间的互变，即气-液相变。在临界点， 气液不分，介面消失。乙炔的临界温度为 308.33K(35.18)；临界压力为 6.19kPa； 临界密度为 230.85kg/m3。 常州市常飞乙炔制造有限公司乙炔生产充装操作基础知识培训讲义 - 3 - 乙炔液化压力与温度的关系 温度-20-15-10-55 压力Kgf/m 3 17.520.022.526.0528.5 (二)

8、、溶解性 溶解度溶解度是指一定温度下气液平衡时，一定量溶剂能溶解的最大溶解量。 乙炔在不同溶剂中的溶解度(1atm) 溶剂水水水水 饱和盐 水 石灰 乳 丙酮DMF 温度110203025151520 溶解度体积/体积1.971.5611.2291.0060.320.752333-37 影响溶解度的因素：影响溶解度的因素： a.温度：温度升高气体溶解度降低。因为温度升高，气体分子动能增大，向外逃逸分 子数增多。从提高溶质在溶剂中溶解度来说，采用较低温度为好。 b.压力： 在低压下气体在液体中溶解度与气相中分压成正比。 故增大气相中溶质压力， 可提高气体在液体中的溶解度。 c.溶剂： 乙炔易溶于

9、丙酮、 DMF 等有机溶剂中， 稍溶于水。 1kg 的丙酮在 15， 1.52Mpa 压力下，溶解 546g 的乙炔；如在常压下将其释放，放出 512g 气体，34g 被溶解残留 在溶剂中。此残留部分称为饱和气体。丙酮中含水量增加时，乙炔的溶解度将下降。 溶解热溶解热 气体（如乙炔）溶于液体（如丙酮）中时，产生的热效应为溶解热。乙炔气溶于丙酮 中是一个放热过程。当压力为 0.12.13Mpa，温度为 1725时，乙炔在丙酮中的 平均溶解热为 14.067kJ/mol。据此数据，对容积 40L，丙酮装量 17L，在环境温度 20 下充装 6.5kg 乙炔，可求得乙炔瓶如不冷却，则温度可升至 95

10、。这是一个极为危 险的温度，它可能导致乙炔分解爆炸。这是为什么在充装乙炔气时，流速不能太快而 且必须冷却、静置的根本原因。 （三） 、乙炔的水合物 乙炔的水合物:在一定压力和温度下，乙炔与水接触时，能生成冰雪状的水合晶 体，乙炔水合晶体是由一个乙炔分子和 5.75 个水分子构成，分子式为 C2H25.75H2O， 乙炔水合晶体形成时，可淤塞管道，使管子通径缩小，严重时可完全堵塞，通常所说 的乙炔管道“冻死”多数情况就是在管道中形成了乙炔水合晶体。 乙炔水合晶体在低温、高压及乙炔带水的情况下形成，产生水合晶体的临界温度 为+16，16以上时，无论压力多高，都不会形成水合晶体。如果发现有水合晶体

11、生成，可通过升温降压予以消除。 乙炔水合晶体平衡状态下温度与压力的关系 压力（MPa） （表压） 0.590.780.981.181.471.962.452.94 极限温度（）+2+4+6+8+10+12+13.5+15 （四） 、液态乙炔 高压气态乙炔的化学性质很不稳定，高压液态乙炔更危险，激发能量很低，稍受震动 或冲击就会发生爆炸， 十九世纪末， 美国、 法国、 德国在常温的条件下输送液态乙炔， 结果都导致了灾难性的大爆炸，所以在乙炔的生产过程中，一定要避免，防止液态乙 炔的生成。 防止液态乙炔产生的措施：不要超压特别是环境温度较低，且压力超高时就可能产 生液体乙炔。要求高压干燥器必须保持

12、在 5以上操作。乙炔充灌切忌超压，超 常州市常飞乙炔制造有限公司乙炔生产充装操作基础知识培训讲义 - 4 - 温，防止在乙炔瓶中产生液体乙炔。 化学性质化学性质 乙炔的化学性质非常活泼，容易和其他物质起化学反应，而且乙炔的氧化、加成、 聚 合、分解等反应大都是放热反应，释放出大量能量，甚至发生爆炸。 （一） 、氧化反应 乙炔性质活泼，特别容易被氧化剂氧化，氧化时三键断裂生成 CO2。 如乙炔燃烧-被氧气氧化反应，温度可达 3500 （二） 、加成反应 1.加氢：乙炔在催化剂作用下，可与一分子氢加成生成乙烯，当氢过量时，可进一步 加氢生成乙烷。 2加氯：乙炔与氯也能进行加成反应生成二氯乙烯及四氯

13、乙烷（猛烈，禁止相混） 。 3加氯化氢：乙炔能和二个 HCL 进行反应，且反应能停留在中间阶段，工业合成氯 乙烯方法之一是乙炔法，它是在 150160下，使乙炔与 HCL 的混合气通过吸附在 活性炭上的氯化汞的催化作用反应的。 4加氰化氢：在催化剂作用下，乙炔在 8090时能与氰化氢进行加成反应，生成 丙烯腈产品。 5 加水： 乙炔在一般条件下不与水反应， 但条件改变， 乙炔也能和水反应生成乙醛 。 （三） 、取代反应 在乙炔分子中三键碳原子上的氢原子，非常活泼，我们叫它为活泼氢，它最大特性是 易被某些金属取代，生成乙炔的金属化合物（称炔化物） 。 （四） 、聚合反应和分解爆炸 乙炔容易聚合。

14、 乙炔聚合时放热，温度越高聚合速度越快，热量的积聚会进一步加速聚合，同时也会 发生分解，其结果会引起爆炸。 通常，物质分解时是吸热的，而乙炔分解时是放热的 。乙炔分解时放出了由碳、氢 二种组份组成 C2H2时的全部能量，因而会引起分解爆炸。 乙炔主要用途：有机合成的重要用料；合成橡胶、合成纤维和塑料的单体；用于氧炔 焊割。 乙炔的爆炸性质 危险特性：极易燃烧爆炸，与空气混合能形成爆炸混合物。遇明火、高热能引起燃烧 爆炸，与氧化剂接触会猛烈反应，与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。能与铜、 银、汞等化合物生成爆炸性物质。禁忌与氯气、四氯化碳、助燃物、铜、银、汞等化 合物接触。 溶解乙炔工业的工艺

15、并不复杂，技术上也是成熟的。但是，乙炔生产和使用中都发生 过许多火灾爆炸事故，给人们带来很大的损失。因此，对乙炔的燃烧爆炸危险性要有 足够的认识。 （一） 、乙炔的易燃易爆特性 1乙炔的自燃点比较低 乙炔气在空气中的自燃点为 305，在氧中自燃点 296。当乙炔气中磷化氢含量大 于 200PPm 时，它在空气中的自燃点可低达 100。 2最小点火能最小 乙炔气在空气中的最小点火能只有 0.019mJ，与氢气相同，约为一般易燃气体的十分 之一。乙炔在氧气中最小点火能为 0.0003mJ。 常州市常飞乙炔制造有限公司乙炔生产充装操作基础知识培训讲义 - 5 - 3乙炔的爆炸范围大 乙炔气在空气中的

16、爆炸范围为 2.5%100%,在氧气中的爆炸范围为 2.8%100%。 4乙炔的传播能力强 乙炔的最小传播间隙小于 0.4mm。乙炔的传播速度在点火距离 10m 处可达 2000m/s 以 上。 5乙炔能发生分解爆炸 纯乙炔在压力 0.147Mpa 时，温度达到 580就开始分解爆炸。高压乙炔，更容易产 生分解爆炸。 6乙炔还具有化合爆炸性 乙炔与氯气相遇，会发生激烈化学反应，在一定条件下产生燃爆。乙炔与铜、银 等金属长期接触，能生成乙炔铜、乙炔银等易爆物质。 (二)、乙炔燃烧爆炸的发火源 乙炔与空气（或氧气）混合，达到一定浓度。遇有足够的点火能就会引起爆炸。 各种发火源如表： 各种发火源中，光能对乙炔几乎没有影响，其他各种发火源都能引起乙炔的燃烧和爆 炸。 人们对明火（如火焰、电火花、电弧等）比较重视并通过管理加以制止，而对一些不 明显而又微小的发