如何保障空分過程的安全，知道這些很重要！

近年來，隨著空分設(shè)備大型化，空分設(shè)備的爆炸能量也越來越大。影響空分裝置安全運(yùn)行的危險(xiǎn)雜質(zhì)主要是總烴、乙炔、二氧化碳、氧化亞氮，而影響總烴、乙炔、二氧化碳、氧化亞氮含量的因素是環(huán)境空氣的變化與吸附器的再生。

 

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爆炸原因

 

在上述危險(xiǎn)雜質(zhì)中，乙炔 (C₂H₂)是不飽和碳?xì)浠衔?，具有很高的化學(xué)活性，性質(zhì)極不穩(wěn)定，是空分冷箱爆炸的主要原因。由于乙炔在空氣中分壓很低，即使冷卻到-170℃也不會(huì)象水分及二氧化碳以固態(tài)析出，而是隨空氣進(jìn)入分餾塔中。乙炔在液空中溶解度 為 20ppm,一般不會(huì)在液空中析出，而隨液空進(jìn)入上塔。液氧氣化時(shí)帶走的乙炔約為液氧中乙炔含量的1/24。所以隨著空分冷箱運(yùn)行周期的延長(zhǎng), 液氧中乙炔濃度不斷增高。當(dāng)液氧含量超過溶解度時(shí)，就以固態(tài)析出。固態(tài)乙炔和液氧接觸后爆炸的敏感性高，是空分精餾塔爆炸的危險(xiǎn)物質(zhì)。 

 

其它碳?xì)浠衔?(CH₄、C₂H₄、C₂H₆)在液氧中溶解度比乙炔高，但乙烯、丙稀等碳?xì)浠衔锱c乙炔一樣，也會(huì)發(fā)生爆炸反應(yīng)。 

 

氧化亞氮(N₂O)是一種無色無味氣體，氧化亞氮(N₂O)在主冷凝器液氧中積聚，容易固化，阻塞換熱通道，造成碳?xì)浠衔镌诰植繀^(qū)域的富集，引起空分主冷的爆炸；而N₂O在精餾塔中積累起來會(huì)使產(chǎn)品受到污染 。

 

二氧化碳(CO₂)在冷箱中析出晶體除吸附乙 炔及其它碳?xì)浠衔锿? 還會(huì)使液氧產(chǎn)生靜電。如果二氧化碳長(zhǎng)期積聚，還會(huì)阻塞精餾塔板。同時(shí)二氧化碳晶體下還會(huì)出現(xiàn)可燃物超臨界積聚的情況, 在與液氧共存的條件下, 將引起空分冷箱爆炸 。

 

因此,為保證空分裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行 ,必須加 強(qiáng)對(duì)空分設(shè)備中總烴、乙炔、二氧化碳、氧化亞氮的檢測(cè)分析，及時(shí)將結(jié)果提供給生產(chǎn)工藝部門，采取措施控制指標(biāo)。

 

磐諾方案

 

對(duì)液氧中的乙炔含量的測(cè)定，經(jīng)典的化學(xué)比色法為手工操作，步驟繁瑣，分析時(shí)間長(zhǎng)，誤差大，僅適合小型空分裝置。而采用氫火焰型氣相色譜儀只能對(duì)液氧中碳?xì)浠衔镞M(jìn)行分析，不能同時(shí)完成對(duì)空分有害的無機(jī)化合物如二氧化碳、氧化亞氮的測(cè)定, 且氫焰型氣相色譜儀的下限檢測(cè)濃度約為0.15×10-? C₂H₂, 不能達(dá)到大中型空分裝置監(jiān)測(cè)液氧中乙炔含量正常值≤10 ×10-? C₂H₂的要求。

 

磐諾采用脈沖氦離子化檢測(cè)器(PDHID)氣相色譜儀，性能穩(wěn)定，優(yōu)勢(shì)更顯著。

——檢測(cè)靈敏度高，專為超低微量≤10x10-?設(shè)計(jì)制造,與氫焰型色譜儀相比對(duì)C₂H₂、CO₂、N₂O的檢測(cè)下限可達(dá)5×10-?。 

——檢測(cè)氣體成分種類多,適用面廣, 對(duì)有機(jī)及無機(jī)化合物均 有高靈敏度響應(yīng) , 在空分安全監(jiān)測(cè)中可以做到一機(jī)多能。 

 

閥圖

 

空分裝置危險(xiǎn)組分液氧分析典型譜圖

 

預(yù)防措施

 

除了對(duì)氣體成分進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，做好充分的防空措施也是避免空分裝置爆炸的有效途徑。

 

1、減少可爆物進(jìn)入空分塔

空分裝置應(yīng)選擇在環(huán)境清潔地區(qū)，并布置在有害氣體及固體塵埃散發(fā)源的全年小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)?？辗盅b置與周圍設(shè)施的防火間距應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。采用無油潤(rùn)滑的壓縮機(jī)和膨脹機(jī)或汽輪壓縮機(jī)和膨脹機(jī)，可以基本上杜絕潤(rùn)滑油及其輕餾分的來源。

 

2、清除可爆物

a）對(duì)小型中壓制氧，采用常溫分子篩純化器，吸附乙炔。

b）在下塔底部導(dǎo)入上塔的液空管路上設(shè)置液空吸附器，清除溶解在液空中的乙炔和其它碳?xì)浠衔铩?/p>

c）不斷抽取含乙炔濃度較高的液氧到塔外蒸發(fā)，或當(dāng)液空、液氧中的乙炔和其它碳?xì)浠衔锏臐舛冉咏试S極限時(shí)，排放掉部分或全部液體。

d）使液氧循環(huán)通過液氧吸附器，清除殘留于液氧中的乙炔和其它碳?xì)浠衔铩?/p>

e）及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行局部或全部加熱清洗。按設(shè)備制造商提出的要求，空分設(shè)備每運(yùn)行滿1個(gè)周期后，應(yīng)停車進(jìn)行全面加溫1次，徹底清除設(shè)備內(nèi)的碳?xì)浠衔锖陀椭?/p>

f）氧氣管道（管件）內(nèi)壁應(yīng)平滑，無銳邊、毛刺及焊瘤，管道內(nèi)部無油脂、雜質(zhì)。開工前，氧氣設(shè)備、管線必須清掃、吹洗、脫脂合格。

 

3、防止可爆物局部濃縮

有的精餾塔爆炸是在液氧中乙炔含量不高的情況下發(fā)生，可能是由于乙炔、碳?xì)浠衔镌谠O(shè)備某些死角局部濃縮而析出造成的，因此要采取措施防止可爆物局部濃縮。

a）停車時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)將設(shè)備內(nèi)的液氧、液空排放掉，以免在自然蒸發(fā)時(shí)造成乙炔、碳?xì)浠衔餄饪s析出。

b）保持液氧液面的穩(wěn)定，且不要低于規(guī)定的高度。

c）在結(jié)構(gòu)方面避免死角，或由于通道局部堵塞而造成流動(dòng)不暢。

 

4、其它防控措施

a）為了防止靜電產(chǎn)生，空分塔必須在安全距離的兩個(gè)部位接地，冷凝蒸發(fā)器、乙炔吸附器及液空、液氧的分析取樣的排放管路等，若在法蘭連接處沒有跨接線時(shí)，應(yīng)單獨(dú)接地，接地電阻不應(yīng)大于10Ω。室外空分裝置防雷接地和冷箱內(nèi)主要設(shè)備防靜電接地應(yīng)分別設(shè)置。

b）強(qiáng)化液體的過濾措施，以防固體二氧化碳、硅膠、珠光砂粉末帶入液氧中。

c）防止超壓爆炸。

d）低溫液體（液氧、液氮、液氬）儲(chǔ)槽應(yīng)設(shè)有液位計(jì)、溫度計(jì)、壓力表及高液位報(bào)警設(shè)施，還應(yīng)設(shè)有超壓及真空泄放設(shè)施。低溫液體儲(chǔ)存容積不得超過容積的90%.液氧、液氮儲(chǔ)存系統(tǒng)設(shè)置的中、高壓液氧（液氮）泵與氣化器間應(yīng)設(shè)安全保護(hù)聯(lián)鎖裝置。

e）氣瓶（氧氣、氮?dú)?、氬氣）?yīng)定期檢驗(yàn)，充裝氣瓶應(yīng)防止超壓、超溫、混裝，氣瓶的充裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸都應(yīng)符合《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》等規(guī)范的要求。

 

安全生產(chǎn)事關(guān)國(guó)家和人民利益，事關(guān)社會(huì)安定和諧，是社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、快速、健康發(fā)展的根本保證，是發(fā)展大局的重要前提。

 

對(duì)于空分裝置，只有減少、清除原料空氣中存在的可爆物等雜質(zhì)；避免可爆物在設(shè)備、管道、工藝物料（特別是液氧）中的積聚；嚴(yán)格空分裝置的設(shè)計(jì)、制造、施工及生產(chǎn)安全管理，才能確保空分裝置實(shí)現(xiàn)安全、長(zhǎng)周期運(yùn)行。