乙烯(C₂H₄)是石化工业的核心原料,广泛应用于塑料、橡胶、乙醇等生产,但其具有易燃、窒息性及低毒性,需严格管控。
一、乙烯的主要危害
1. 健康危害
急性暴露:低浓度(<100 ppm):轻微头晕、乏力(类似缺氧症状)。
高浓度(>1000 ppm):头痛、、意识模糊,严重时导致窒息(乙烯本身毒性较低,但高浓度会置换氧气)。
2. 物理化学危害
易燃易爆:
爆炸极限 2.7%~36%(体积比),点火能量仅 0.07 mJ(极易被静电点燃)。
气体密度 ≈0.97(略轻于空气),易在密闭空间顶部积聚。
化学反应性:
与强氧化剂(如臭氧、氯气)剧烈反应,可能引发爆炸。
3. 环境危害
温室效应:乙烯是挥发性有机化合物(VOC),参与光化学反应,加剧臭氧污染。
二、乙烯的主要应用工况及风险点
应用场景 | 典型浓度/状态 | 主要风险 |
---|---|---|
石油裂解装置 | 高压气相(90%~99%) | 管道泄漏引发火灾爆炸 |
聚乙烯生产线 | 中压反应釜(50%~80%) | 高温高压下设备失效风险 |
果蔬催熟仓库 | 低浓度(10–100 ppm) | 密闭空间缺氧 |
实验室少量使用 | 钢瓶储存(纯气) | 钢瓶阀门泄漏导致局部富集 |
三、乙烯安全防护与解决方案
1. 工程控制措施
密闭化生产:乙烯管道采用 双机械密封+泄漏监测。
反应釜设置 安全泄压阀 和爆破片。
通风与惰化:仓库/实验室安装 防爆风机(换气次数≥6次/小时)。
储罐采用 氮气覆盖(维持氧含量<5%)。
泄漏监测系统:
固定式红外(IR)或电化学传感器,覆盖管道接口、储罐区。
2. 气体检测方案
检测方式 | 技术原理 | 量程(可根据实际工况确认其他范围) | 适用场景 |
---|---|---|---|
固定式检测仪(SK/MIC-600-C₂H₄-M) | 红外(NDIR) | 0-100% LEL | 石化厂、聚乙烯生产线 |
便携式检测仪(SK/MIC-800-C₂H₄-M) | 电化学 | 0-1000 ppm | 巡检、应急响应 |
3. 管理与应急预案
作业规范:
动火作业前需用 便携式检测仪 确认乙烯浓度<1% LEL。钢瓶储存区设置 防泄漏围堰。
应急处理:
泄漏:切断气源,喷水雾稀释(禁用直流水,防静电)。
火灾:使用干粉灭火器(CO₂灭火器可能加剧静电风险)。
四、行业应用案例
1. 石油化工厂
检测方案:固定式 IR传感器(抗中毒),外壳防爆。
抑爆措施:
乙烯压缩机房安装 高压水雾抑爆系统。
2. 果蔬催熟库
风险控制:库内设置 O₂+C₂H₄复合检测仪(如固定式/便携式二合一气体检测仪),缺氧时自动报警。
乙烯安全管理的核心是 “防泄漏+抑爆+实时监测”:
优先采用红外(NDIR)检测技术,避免催化燃烧传感器中毒。高浓度区域必须防爆。应急响应需兼顾火灾与窒息风险。
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