液化石油氣 (有時俗稱煤氣)的主要成分是C3-C4的烷R和烯烴這類可燃?xì)怏w不與氧氣或者空氣混合是比較穩(wěn)定的,沒有氧氣也不能燃燒,只要液化石油氣鋼瓶(俗稱煤氣瓶)中沒有形成負(fù)壓,不會回火到鋼瓶內(nèi)部。
但乙炔與之不同,乙炔有一重要特性: 乙炔可分解為單質(zhì)碳(石墨)和氫氣,而且此分解反應(yīng)是放熱反應(yīng):C2H2→2C+H2
乙炔只要加熱到一定溫度,或者有足夠的激發(fā)能量,自身就會分解放熱,而分解放熱會導(dǎo)致乙炔加速分解,進(jìn)一步放熱,最終就可能引起爆炸,這種爆炸并不需要氧氣或者空氣的參與,稱為乙炔的分解爆炸。乙炔在一定條件下還可以發(fā)生聚合反應(yīng),雖然乙炔不易生成高聚物,但在鐵或者某些鐵化合物的催化下,三分子乙炔可以聚合生成苯,這一聚合反應(yīng)也是放熱的:3C2H2→C6H6
存儲在鋼瓶中的乙炔氣體壓力越高,溫度越高,聚合反應(yīng)就越容易進(jìn)行,一旦乙炔發(fā)生聚合,聚合反應(yīng)放出的熱量也會使得溫度升高,溫度升高后同樣會導(dǎo)致乙炔加速聚合或者引發(fā)分解,進(jìn)一步放熱,最終也可能引起爆炸。
乙炔壓力越大,就越容易發(fā)生分解爆炸,或者聚合引發(fā)的爆炸,高壓乙炔氣體只要稍受激發(fā)就會引起爆炸,因此,在常用工業(yè)氣體中,乙炔是不能用高壓壓縮進(jìn)鋼瓶存儲的,必須在乙炔鋼瓶中填滿多孔性填料,然后注入丙酮,再壓入乙炔,讓乙炔溶解在丙酮中,才能安全存儲乙炔,這種乙炔叫做“溶解了炔”,對應(yīng)的乙炔鋼瓶叫做“溶解乙炔氣瓶”。
乙炔在空氣中的爆炸極限寬達(dá)2.5%一80%,但實(shí)際上只要有足夠的激發(fā)能量,純乙炔也能發(fā)生爆炸,因此現(xiàn)在認(rèn)為乙炔的爆炸極限是2.5%-100%,也就是說爆炸上限可達(dá)100%(純乙炔),能夠發(fā)生分解爆炸、聚合爆炸等的氣體,都可能達(dá)到100%的爆炸上限,例如乙炔、環(huán)氧乙烷(容易聚合) 等。
乙炔與空氣的混合氣體爆炸威力相當(dāng)大,比氫氣、甲烷等要大得多,實(shí)驗(yàn)室制取乙炔時,乙炔的驗(yàn)純不宜用氫氣驗(yàn)純的方法,即用小試管收集后點(diǎn)燃驗(yàn)純,否則如果乙炔不純,爆炸威力十分可怕,經(jīng)常能將小試管炸裂甚至炸碎。
因此,一旦誘發(fā)了純乙炔的分解,乙炔瓶發(fā)生回火是完全可能的,而且這種回火極易引發(fā)爆炸,常常會將乙炔管道炸毀,甚至波及到乙炔瓶。如果使用氧氣一乙炔焊割時,氧氣壓力過大,乙炔壓力不夠,氧氣倒灌進(jìn)乙炔管道,由于乙炔爆炸極限很寬,也極易引發(fā)回火,這種回火往往也能燒毀或者炸毀乙炔管道,如果乙炔管道上沒有安裝回火防止器,或者回火防止器失效,最終可能導(dǎo)致乙炔瓶直接噴射乙炔氣體燃燒,這也是十分危險的,更嚴(yán)重的情況是如果乙炔瓶內(nèi)部已經(jīng)因?yàn)樘盍纤榱严鲁恋瘸霈F(xiàn)了較大空隙,回火或者燃燒高溫可能引發(fā)乙炔瓶空隙中壓力乙炔氣體開始不受控聚合或者分解,甚至?xí)霈F(xiàn)外部火焰撲滅或者熄滅后延遲一段時間乙炔瓶突然爆炸的事故。
因此,使用溶解乙炔氣瓶時,要嚴(yán)格遵守安全規(guī)程使用,回火防止器等配件不可缺少或者失效,缺少丙酮的溶解乙炔氣瓶要及時補(bǔ)加丙酮,乙炔瓶使用時禁止臥放以防丙酮流出,不得超裝乙炔以防壓力過大,填料碎裂下沉的溶解乙炔氣瓶應(yīng)及時停止使用。