为什么在空分设备中乙炔是最危险的物质

发布日期：2023-04-03 00:00 来源：http://www.dlltkj.net 点击：

空分装置发生的设备爆炸主要有气瓶爆炸、空分塔冷凝蒸发器爆炸、氧压机爆炸以及罐体、管道爆炸等，其中以空分塔冷凝蒸发器爆炸所造成的损失最为严重。

空分装置的原料为空气，空气中的可爆物杂质主要有：乙炔和其它碳氢化合物，如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯等。

乙炔及其它碳氢化合物局部浓缩积聚发生爆炸，有3种情况：①乙炔在无氧情况下的分解爆炸；② 乙炔与氧气的燃烧爆炸；③ 固体乙炔析出与液氧、其它碳氢化合物固态析出与液氧形成爆炸混合物，在冲击摩擦或静电等引爆源作用下，引起爆炸。

在这些可爆物杂质中，乙炔是形成爆炸最危险的物质。这是因为乙炔在液氧中的溶解度比在液空中的低。而且随着温度的下降，其溶解度也下降。析出的乙炔就会以白色固态微粒悬浮在液氧中，而乙炔是不饱和的碳氢化合物，具有很高的化学活性，性质极不稳定。

乙炔在空气中的含量极少，约为 0.001～ 0.1 cm3 /m3 ，在乙炔站或（石油）化工企业附近，可高达 0.5～1.0 cm3 /m3 。由于乙炔在空气中的分压很低，即使将空气冷却至 - 173℃，乙炔也不会以固态形式析出，将随空气带入空分塔中；它在液空中的溶解度较大，一般不会在液空中析出，而随液空进入上塔，往往在液氧中析出。

固态乙炔在无氧的情况下也可能发生爆炸分解反应，分解成碳和氢，并放出热量，其数值为 8 360 kJ/kg，形成的气体体积为 0.86 m3 /kg，温度达 2 600℃，其威力与烈性炸药三硝基甲苯（TNT）爆炸时相当。如果乙炔在分解时存在氧气，则生成的碳和氢又与氧发生氧化反应，而进一步放出热量，从而加剧爆炸的威力。

固态乙炔在液氧中的爆炸敏感性极高，甚至比液氧炸药的可爆系数高 18 倍左右。由此可见，乙炔是造成空分塔爆炸的最危险的物质。其它不饱和碳氢化合物也能发生爆炸分解反应，如乙烯、丙烯等。但它们在液氧中的溶解度比乙炔高，所以以固态析出的可能性较小，故危险性小些。但由于吸附器对其它碳氢化合物的吸附能力小，因此也有在液氧中积聚而构成爆炸的可能，实际也发生过液氧中乙炔含量并不高而发生主冷蒸发器爆炸事故，因此对其它碳氢化合物也不应忽视。

当液氧在冷凝蒸发器中蒸发时，随气氧带走的乙炔量约为液氧中的 1/24，随着液氧的蒸发，液氧中的乙炔浓度不断提高，当超过其溶解度时，就会以固态析出，实际发生的情况往往是乙炔的总含量没有超过溶解度。但由于主冷蒸发器的结构不合理、或某些管道堵塞，造成液氧局部流动性不好，使乙炔在某些死角浓缩而析出，发生微弱爆炸。

当空分装置在停车时，液空、液氧自然蒸发，则液体中的乙炔浓度将增加，也可能造成局部析出和聚集，而引发爆炸。

乙炔是造成空分塔爆炸的最危险的物质