乙炔爆炸危險性及其安全措施淺析

摘 要：乙炔在工業生產中有廣泛的應用，而其爆炸危險性也是很大的，該文以乙炔這種高爆炸性的乙炔可燃氣體作為研究對象，理論分析了乙炔的爆炸機理，介紹了一些乙炔的典型爆炸事故，分析總結并提出了預防乙炔爆炸的措施和生產存儲使用等方面的注意事項。

關鍵詞：乙炔 爆炸 危險性 安全措施

中圖分類號：TQ56 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-0-02

乙炔是最重要的炔烴，它不僅是一種有機合成的重要基本原料，而且又大量地用作高溫氧炔焰的燃料。工業上可用煤、石油或天然氣作為原料生產乙炔，所以乙炔是個可以大量生產而又成本低廉的工業產品。乙炔是最重要的炔烴，屬分解爆炸性氣體，是一種火災爆炸危險性很大的可燃氣體。它不僅是一種有機合成的重要基本原料，而且又大量地用作高溫氧炔焰的燃料[1]，在生產生活中都有廣泛的應用。而其高爆炸性也越來越引起人們的關注，歷年來乙炔爆炸給人民的生命和財產安全帶來重要危害。

1999年3月24日，哈爾濱汽輪機廠十四車間發生乙炔氣瓶爆炸，4人死亡，8人重傷。乙炔突然爆炸后，在千余平方米的事故現場，乙炔瓶已斷為三截，瓶底被炸出5 m多遠，原來筒形的瓶身被炸出近10 m，變成了凹凸不平的鐵板，車間高達幾米處的窗玻璃全被震碎，室外磚墻被崩塌了10多m，可見其爆炸威力相當大。2000年2月12日晨，香港元朗大生圍一個機器維修工場發生大爆炸，7名工人于春節假后首天開工即遭遇事故，3人被炸死，另外4人受傷，事故是由乙炔瓶的橡膠管損壞導致氣體泄漏引發的，據推測，乙炔瓶的橡膠管在放假時已損壞，至12日上午開工時，工棚里已充滿氣體，當工人進行切割工序時即觸發

爆炸。

2002年8月24日下午，湖北省武漢市青山區武漢冶金設備制造公司結構廠內存放有近百只鋼瓶的乙炔庫房起火燃燒，發生爆炸。后經消防官兵奮力撲救，大火被撲滅。這次事故，由于處理比較及時，絕大多數的乙炔瓶從庫房被搶運出來，幸未造成較大的人員財產損失。當日中午1時半許，工人正在生產車間內上班，乙炔操作工到隔壁乙炔房內灌乙炔，發現乙炔正在泄漏。操作工趕緊關閉閥門，不料突然起火，并且火勢越來越大。事故原因估計是關閉閥門時速度過快，使金屬摩擦加劇，產生靜電，導致乙炔起火燃燒。2007年2月4日，海珠區南洲路89號“易德化工有限公司氣體部”的氣體存放倉庫棚頂被掀掉一大片，現場騰起巨大的煙塵，并迅速蔓延到四周，方圓1里之內的人群和商鋪都感覺到了強大的震動，爆炸是由一名工人違規將一瓶乙炔氣體往另一只空瓶內充灌時引起，該工人被當成炸死。

以上只是眾多乙炔爆炸事故中的幾個案例，從中可以看出，乙炔爆炸可能發生在工廠的生產使用過程中，也可能發生在高溫氧炔焰焊接過程過，還有的是由于存儲不當安全檢查失職等等，一個個血的事實告訴人們乙炔的爆炸危險性是多么的大，也促使科學工作人員重視了對乙炔爆炸的研究。因此，了解乙炔的爆炸機理和爆炸特性對預防乙炔的爆炸具有重要的現實意義，同時，總結對乙炔研究的國內現狀也有助于科學工作人員更好地開展對乙炔的研究。

1 乙炔爆炸機理

乙炔是易燃易爆氣體，乙炔爆炸主要是由氧化、分解、化合3種原因引起。

（1）氧化爆炸。當乙炔與空氣或氧氣混合達到一定容積比，并達到著火溫度時又遇到明火或靜電火花就會發生氧化爆炸。乙炔爆炸極限范圍很寬，在空氣中為2.5%～82%（7%～13%時爆炸能力最強，最大爆炸壓力為1.058 MPa）；在純氧中為2.3%～93%（30%時爆炸能力最強），是各類危險物品中爆炸極限范圍最寬的一種。乙炔的點火能量在各級危險物品中是最小的。乙炔與空氣的混合氣體，在常壓下其濃度為7.73%時，最小點火能量是0.02 mJ[1]。

（2）化合爆炸。乙炔可以與很多金屬相互作用產生金屬碳化物，其中以銅的碳化物具有最大的爆炸危險性，乙炔還可以與汞、銀、鈷、鉀、碘、氯、氫化鈉、硝酸銀、硝酸汞等發生反應生成爆炸性化合物，因此不能用使用含銅66%以上的黃銅、含銅銀的焊接材料和含汞的壓力表。

（3）分解爆炸。純乙炔為無色無味的易燃、有毒氣體。常壓乙炔一般不會分解，加壓乙炔則極易分解。壓力越高，越容易發生分解、爆炸，且分解溫度隨壓力的升高而迅速下降。壓力對乙炔的分解具有很大的作用。在高壓下乙炔很不穩定，火花、熱力、摩擦均能引起乙炔的爆炸性分解而產生氫和碳。因此，在乙炔的發生和使用管道中的乙炔的壓力一般均保持在1個大氣壓以下[3]。

純乙炔的分解爆炸，首先決定乙炔在某一瞬時間的壓力和溫度，同時以乙炔中的水分、雜質、有無觸媒劑存在有關，當溫度超過200～300 ℃，乙炔就開始聚合形成其它化合物，聚合作用是發熱升溫過程，高溫又促成更進一步聚合，這種連鎖反應過程（如果熱量不能及時排出），引起乙炔分解爆炸。乙炔爆炸性分解的速度可達1800～3000 m/s，在液態和固態下或在氣態和一定壓力下有猛烈爆炸的危險，受熱、震動、電火花等因素都可以引發爆炸，因此不能在加壓液化后貯存或運輸。

2 乙炔爆炸的預防

鑒于乙炔爆炸的事故案例以及其獨特的爆炸機理，各個行業的人員都提出了一些相應的防火防爆技術措施，為乙炔爆炸的預防做出了重要的貢獻。以下進行分類分析和總結，以應對不同環境下的爆炸危險。

（1）乙炔生產過程的安全措施。在乙炔生產中，首先要做的就是各位領導，有關單位應高度重視，加強安全教育及安全知識的學習，使得工人在實際工作過程中要嚴格遵守安全操作規程，并了解乙炔的物理化學特性，能夠深刻認識乙炔的爆炸危險性，同時在遇到緊急情況時能夠合理的處理從而把事故的抑制在萌芽狀態。如2002年8月24日，湖北省武漢市的乙炔爆炸事故就是由于操作工關閉閥門時速度過快，使金屬摩擦加劇，產生靜電，導致乙炔起火燃燒。其次，廠房的設計以及生產工藝要達到本質安全的要求，即使在有爆炸事故發生時也能夠發揮其設計合理的優勢，盡量減少人員和財產的損失。

（2）乙炔運輸中的注意事項。在15 ℃和1.5 MPa時，乙炔在丙酮中的溶解度為237 g/L，溶液是穩定的。因此，工業上是在裝滿石棉等多孔物質的鋼桶或鋼罐中，使多孔物質吸收丙酮后將乙炔壓入，以便貯存和運輸。過量充裝的鋼瓶，隨著溫度上升到一定時候，壓力就會急劇上升，造成鋼瓶破裂，發生事故，要嚴防過量充裝乙炔。運輸時要有遮陽設施，防止曝曬，車上應備有必要的應急處理器材和防護用品，隨車人員應會正確使用。高溫和高壓對乙炔的性質都有重要的影響，因此，在運輸過程中要注意避免瓶體產生高溫和受到外來壓力，還應該注意天氣對運輸的影響。

（3）乙炔安全存儲措施。貯存乙炔氣瓶的倉庫必須配備有專業知識的技術人員，乙炔氣瓶的儲存倉庫和儲存間應有良好的通風、降溫等設施，并且嚴禁任何管線穿過，應避免陽光直射，避開放射性射線源。乙炔氣瓶必須與爆炸物品、氧化劑、易燃物品、自燃物品、腐蝕性物品隔離貯存，應保持直立放置，且應有防止傾倒的措施，不準放在橡膠等絕緣體上，以防靜電引起事故。貯存的乙炔氣瓶應經常檢查，瓶帽要擰緊，發現泄漏要及時消除，到期氣瓶要及時處理，以防自聚或分解而發生事故。

（4）乙炔使用中的安全要求。使用乙炔氣瓶前，一定要進行安全檢查，消除使用環境周圍和氣瓶本身存在安全隱患。乙炔氣瓶開閥時應緩慢開啟不要過快，嚴禁敲擊、碰撞和火花，防止靜電，必須配置專用的減壓器和回火防止器，使用壓力不得超過0.15 MPa，有漏氣現象必須迅速處理。氣瓶要按檢驗項目和規程進行定期技術檢驗，報廢的氣瓶不得與一般氣瓶混放，應由檢驗單位進行破壞性處理，嚴禁使用不合格的氣瓶。

3 結語

乙炔是一種易燃高爆炸性的工業常有氣體，在乙炔的生產、存儲、運輸和使用過程中都極易發生事故，而且由于其獨有的物理化學特性，爆炸破壞性非常大，應該引起人們的高度關注。

（1）乙炔的爆炸極限范圍很大，容積比2.5%～82%，最小點火能僅0.02 mJ，極易發生燃燒或者爆炸。在涉及乙炔的環境下，應該謹小慎微，不放過任何安全隱患。

（2）乙炔的爆炸壓力大，最大爆炸壓力可達1 MPa以上，而其對于分解爆炸而言，其速度甚至可以到3 000 m/s，爆炸速度快，對物體的破壞作用更強。在乙炔的防火防爆上，要特別注意廠房設計嚴格按照國家規定的要求，使用中的安全距離等

要素。

（3）乙炔作為特殊氣體，相應的工作人員都應該具備必要的知識，接受相關培訓，持證上崗，任何違規操作和盲目舉動都可能導致嚴重的事故。

總之，充分了解乙炔的爆炸危險性，把安全工作做好，嚴格按照操作規程辦事，就能夠很好地預防乙炔事故，保證人民的生命和財產安全。

參考文獻

[1] 王海民.乙炔的理化特性及工藝防火初探[J].消防科學與技術，2003（6）.

[2] 馬鐵林.浮桶式乙炔器爆炸原因分析[J].工業安全與防塵，2000（3）：46.

[3] 謝興華，李寒旭.燃燒理論[M].江蘇：中國礦業大學出版社，2002：108～109，122-125.