空分设备爆炸的原理及防范措施

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美、苏对空分设备防止爆炸的措施

述事项。
（）当工厂区域条件存在不正常的重烃和氮的５氧化物污染时，需要对主换热器进行定期部分解冻。这些铝制切换式热交换器为杂质的去除提供了一个安全屏障。（）再沸器冷凝器应仔细进行特殊设６精馏塔中
计与操作。
（）在厂区应有空气分析仪，以确认潜在的污７
染程度，判断可能出现的问题。碳氢化合物的去除可能是空分厂安全所面对的
场线
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０．１０．１００．５
ＣＨ和重，烃．．
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在用于排出液氧的阀件及其连接管道中屡次发
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在液空吸附器内，由于有爆炸危险的杂质积聚在吸附器进口花板上（有润滑油的场合）受冲击，产生静电导致爆炸。这种情况大多发生在原料空气被严重污染的场合。乙炔由于它的爆炸性和在液氧中溶解度低、起
数的９％以上。５对于液氧在管间沸腾的冷凝蒸发器和板翅式冷
美国空气制品与化学品公司（ＰＩ是世界五ＡＣ）大跨国气体公司之一。表１示出ＡＣ所采用的空ＰＩ
气质量设计基础。
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组
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凝蒸发器，通常发生的是小爆炸。在外置式冷凝蒸发器、工艺氧塔和氢塔的冷凝蒸发器中，发生过管子的小爆炸。主要是因为被蒸发液氧中所含碳氢化合物在管子表面上积累到有爆炸危险的量所致。这是由于设备的个别管子或所有管子流体力学工况不良引起堵塞造成的。在氧蓄冷器阀箱和蓄冷器前的气氧管道中，由于提取气氧时液滴分离不完全，导致含有爆炸危险性杂质的液氧进入管道和阀箱，积累到一定量可引
蒸发器液氧中乙炔的分析间隔时间，通常为８小

浅谈空分主冷凝蒸发器爆炸机理及防范措施

浅谈空分主冷凝蒸发器爆炸机理及防范措施摘要：空分装置是以空气为原料经过压缩、低温膨胀做功和塔内低温精馏，从而获得所需要的各气体和低温液体产品，是冶金、化工等行业的核心设备之一。

近年来，因空分设备制造缺陷和操作管理不善等原因，已发生多起空分设备爆炸事故，特别是空分主冷凝蒸发器中烃类物质超标引起的爆炸是近年来事故频发的主要原因。

本文以空分装置主冷凝蒸发器发器为例，对空分装置爆炸原因及防范措施加以分析。

关键词：空分设备、主冷凝蒸发器、爆炸。

一、空分装置主冷凝蒸发器爆炸的机理空分主冷凝蒸发器的爆炸种类可分为物理性爆炸和化学性爆炸。

从爆炸的实例分析来看，化学性爆炸占主要部分。

众所周知形成化学性爆炸的必要条件是：可燃物、助燃物和引爆源。

在空分设备主冷凝蒸发器器中，引爆源主要有：（1）爆炸性杂质固体微粒相互摩擦或与器壁摩擦发热；（2）静电放电。

当液氧中含有少量冰粒、固体二氧化碳时，会产生静电荷。

有关数据显示：二氧化碳的含量提高到200-300ppm时，所产生的静电位可达到3000V；（3）气波冲击、流体冲击或汽蚀现象引起的压力脉冲，造成局部压力高而使温度升高；（4）化学活性特别强的物质（臭氧、氮氧化合物等）存在，使液氧中可燃物质混合物的爆炸敏感性增大。

助燃物为气氧和液氧；可燃物主要是碳氢化合物、乙炔或油分等高烃类杂质。

乙炔为不饱，其分子结构很不稳定，是极易燃烧爆炸的物质，乙炔在塔中，以分子形式溶解在液空中，但溶解度是一定的，当超过溶解度时，乙炔则以固体微颗粒形式出现。

乙炔在液空中的溶解度约为20ppm；在液氧中(-180℃左右)约为6.5ppm。

乙炔在被氧中的溶解度较小，过剩的乙炔以固体微颗粒悬浮在液氧中或附于管壁与通道内壁上。

在冷凝蒸发器中，液氧的平均温度为-180℃，气中能带走的乙炔量不到总量的5%，所以随着液氧的不断蒸发，液氧中的乙炔越聚越多，当超过其溶解度时就以固体形式析出，固体乙炔具有极不稳定的化学特性，当形成“死端沸腾”、“干蒸发”时就形成了爆炸的内因，一旦受到来自机械、物理、化学方面的冲击，即刻诱发爆炸。

空分设备运行中的危险因素及其防范措施

空分设备运行中的危险因素及其防范措施
空分设备是一种重要的工业装置，其运行中存在一些危险因素，
包括以下几点：
1、高压气体的储存和输送可能会引发爆炸事故。

因此，必须定
期进行检查和维护，以确保储存和输送系统的安全运行。

2、设备故障可能会导致气体泄漏，进而产生火灾和爆炸等危险
事件。

因此，需要建立完善的维修体系，定期检查和维护设备。

3、设备运作时需要消耗大量的能源，可能会引起火灾和爆炸等
安全隐患。

为避免这种情况，需要加强设备的通风和安全监测。

4、设备操作过程中，必须确保操作人员的安全。

操作人员应该
接受专业培训，了解空分设备的操作规程和应急措施，以免发生意外。

为防范以上危险因素，需采取以下措施：
1、加强设备的维护和管理工作，定期对储存和输送系统进行检查，保障整个系统的安全运行。

2、实行设备巡检制度，定期检查设备的电器和机械部件，确保
设备正常运行。

3、加强安全管理，建立应急预案，保障设备发生故障时的及时
救援和处理。

4、设立管制区域，以减少人员和设备间的接触，提高安全性。

5、提高员工的安全意识，定期进行安全教育和培训，使员工能
够正确处理突发事件。

空分设备及设施燃爆危险预防方法和措施2100字

空分设备及设施燃爆危险预防方法和措施2100字在我国，空分设备的种类极其丰富，在相关工作人员利用其对空气中各种气体进行分离时，需要进行压缩、精馏一类的操作，但是在设备运行过程中可能出现很多危险，燃爆危险是其中最需要引起人们关注的一种，为了保证空分设备可以安全的将空气中的成分进行分离，需要对燃爆危险的预防方法以及措施进行研究。

毕业空分设备；设施；燃爆危险；预防方法；措施自空分设备大规模使用以来，燃爆安全事故时有发生，而这些事故的危险程度较高，破坏力较强，为人们对空分设备的应用带来很多阻碍，基于以上内容，我国研究人员对燃爆危险进行分析，并对其预防方法以及措施等进行研究，希望对我国空分设备的使用安全性提供保障，相关部门可以对本文内容进行借鉴，对自身存在的不足进行改进。

一、高压纯氧燃爆危险当空分设备在运行时，需要将空气中的各种气体成分进行分离，其中自然涉及到O2、N2等气体，由于O2特殊的性质，在设备运行时可能发生非常严重的安全事故，而氧气压力方面的因素使安全事故发生的可能性进一步增加；通常情况下，在工业生产过程中氧气浓度在99.3上下浮动，而氧气作为一种性质很好的氧化剂，导致爆炸事故发生时，连带诱发严重的火情。

氧气可以外界流动，在高压条件下发生的火情不能被简单的控制住，一旦发生燃爆事故可能会使建筑内可燃物以及建筑构建等进一步燃烧，导致人们无法对事故事态方面进行控制。

二、燃爆危险预防方法和措施（一）精馏塔燃爆危险预防方法和措施在精馏塔内，由于撞击、摩擦等原因可能会使乙炔类物质与设备器壁等因接触产生过多能量或静电电压等；因阀门高速开启等原因可能会出现气流冲击以及压力脉冲，同时设备可能出现温度过高等现象；在精馏塔内可能因化学反应出现硝基化合物等，导致发生爆炸事故的可能性大幅度提高等。

针对这些问题，可以采取相关措施对其进行预防，例如对其中的可燃物比例进行控制，并将氧气站建设在与危险源距离较远的位置，进行切割钢铁的加工场地也需要与氧气站拉开距离，对风向方面的因素也需要进行考虑；对空分设备进行一定调整，减少NO2混进塔内；通过吸附剂及各类手段对可燃物进行排除；通过排液氧的方式对其中碳氢一类物质进行含量方面的调节，确保其符合相关要求；尽量对塔内液面状态进行控制，一旦设备较长时间不被使用时，需要将液氧进行完全清除，并且在进行相应的作业时需要使压力脉冲尽可能降低；空分设备使用一段时间之后，需要对其进行清理，减少爆炸性的物质残留，从而为其今后的运行提供更多保障，对燃爆危险进行预防；将塔内位置较远的两设置进行接地处理，减少因静电原因造成燃爆事故，对危险进行预防等。

低温空分设备防爆与安全

低温空分设备防爆与安全
低温空分设备防爆及安全问题，涉及多学科。

笔者从事低温空分行业约40年，想将我获得的一些与此问题有关的情况与信息，利用全面质量管理的观念与方法，整理汇综一下，达到抛砖引玉的目的。

同时指出具体问题的责任者，使国产空分设备的防爆安全措施日臻完善，减少危害。

首先提出如下观点：
⑴低温空分设备的爆炸是氧和不饱和碳氢化合物（CnHm）在火花引燃下发生微炸，进而可能产生大爆炸。

⑵这里只讲爆炸发生的区域在液氧蒸发过程中的低温设备。

而不讲高温区氧气和其他物质的燃爆，例如氧压机、氧气管道等的燃烧爆炸。

⑶液氧在蒸发过程中，某个区域形成了干蒸发，而使得碳氢化合物以固态析出，在有火花情况下发生爆炸。

按照上面观点，提出防止爆炸的办法如下。

1 堵住碳氢化合物进入的措施
俗话说“病从口入”，那么，如何把“病”——碳氢化合物进入液氧区的各条通路堵死，有如下措施（见表1）。

表1 堵住碳氢化合物（CnHm）进入的措施
措施
内容
责任者
备注
空气吸入口的
合理选择
选择一个碳氢化合物含量最少、最稳定的空气进口。

但同时要考虑风向和非正常的环境改变，例如森林大火、含碳氢化合物气体的非正常排放
设计院和用户
宾突鲁“80000”空分设备爆炸，直接原因就是印尼的森林大。

空分装置防止火灾和爆炸

空分系统防止火灾和爆炸液化低温气体：液态空气、氧、氮、氩，由于温度很低，若与人的皮肤接触，将会引起冻伤，类似于严重烧伤，须特别予以注意。

安全注意事项：空分装置的工作区及所有储存、输送及再处理各类产品的场所，都必须注意以下安全事项。

* 凡是需要明火及会产生火星、火苗的工作（如：电、气焊、砂轮磨削等），通常禁止在空分生产区进行。

若确需进行，则必须采取措施，确保工作区空气中氧浓度不增高，并要在专职安全人员的监督下才能进行。

* 不得穿着带有铁钉或任何钢质件的鞋子进入空分生产区。

以免由于摩擦产生火花而导致火灾的发生。

在充满氧气的环境中从事工作的人员，都应穿棉织品的内衣和外衣，不可采用易产生静电火花的质料制工作服；不要穿合成纤维衣物。

* 严格忌油和油脂。

凡是和氧接触的部位和零件，包括用于氧气的管道、管件、阀门等及其它一切接触氧气的附件，都要确保绝对的无油、无油脂。

在安装、使用前都必须事先进行脱脂清洗。

脱脂清洗溶剂应该用碳氢氯化物和碳氢氟氯化合物，如全氯乙烯，一般的三氯乙烯等不适用于铝或铝合金的清洗，其原因是会引起爆炸反应。

特别提示：由于清洗剂有毒，为此在使用时必须采取安全措施，注意通风及皮肤的保护，并戴上防毒面具。

空分生产生产区现场人员的衣着必须无油和无油脂。

* 装置工作区内禁止贮放可燃性物品。

对装置运行所必需的润滑剂和原材料，必须由专人妥为保管。

* 要防止氧气的局部增浓。

如果发现某些区域空气中的氧气已经增浓或存在增浓的可能性，则必须清楚地作出标记，并加以强制通风，对存在氢增浓的地方也应参照办理。

* 应避免人员在氧气浓度增高的区域内停留。

如果已经停留，则其衣着必被氧气所浸透，此时应立即用空气进行彻底的吹洗置换。

* 氧气阀门，特别是高、中压手动氧气阀门在操作时必须缓慢操作。

非调压阀不允许做调压阀用。

* 开启阀门时要注意阀后管段压力和温度的变化情况。

如阀后管段升压迟缓而温度却升得较快时，必须停止操作，查明原因。

空分设备爆炸原因及管控措施

空分设备爆炸原因及管控措施一、空分设备爆炸原因（一）空分设备物理爆炸发生原因1、存有低温液体的分储塔内进入大量高温气体，低温液体急剧汽化，造成分储塔内压力升高，安全阀卸压速度慢，空分塔发生变形破裂。

2、空分冷箱内存有低温液体的分储塔外装满数千立方保温材料珠光砂，分储塔发生漏液故障，珠光砂内就会存有大量低温液体，遇到高温气体，低温液体急剧蒸发，把空分冷箱撑破，珠光砂大量喷到周围，专业术语称为砂爆或液爆。

（二）空分设备化学爆炸发生原因1、1%液氧排放不及时，液氧中碳氢化合物积聚，达到超标，液氧中的总碳氢化合物，尤其是乙块，会发生超标反应，造成化学爆炸。

液氧中乙块超过0.5PPiTl或者碳氢化合物总含量超过300PPm,就有可能发生自燃爆炸。

2、膨胀机密封气管道堵塞，膨胀机轴承润滑油经过油封渗入到空气侧，被膨胀空气带入上塔，造成上塔底部主冷液氧中总碳氢化合物含量超标。

3、分子筛后二氧化碳分析仪失灵，并且分子筛发生超期使用，超温使用，再生不足，进入游离水，进油中毒等原因，不能完全吸附二氧化碳、总碳氢化合物等，碳氢化合物穿过分子筛进入分储塔内，造成下塔底部液空和上塔底部主冷液氧总碳氢化合物含量超标。

4、对于自由端轴承在吸风管内的空压机来说，自由端轴承密封气管断开或堵塞，吸风管内产生的负压会把轴承内的、润滑油吸入空气中，造成分子筛中毒，空气中的总碳氢化合物会穿过分子筛，进入分储塔内，造成下塔底部液空和上塔底部主冷液氧总碳氢化合物含量超标。

5、由于化工厂或化工车辆放散口在空压机吸风口附近放散杂环燃1#、杂环烽2#、粗酚、轻粗苯、硫磺、硫酸镂等化产气体，空气含有大量的总碳氢化合物。

空压机吸入总碳氢化合物含量高的空气，会造成总碳氢化合物会穿过分子筛，进入分储塔内，造成下塔底部液空和上塔底部主冷液氧总碳氢化合物含量超标。

二、制氧应制定相应的管控措施1、操作空分塔进塔阀门必须缓慢，热空气进塔速度根据压力变化逐步调整。

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空分设备爆炸的原理及防范措施
在科技飞速发展的今天。

空气分离依然是石油、化工、冶金等行业的重要生产装置之一，随着我国工业化水平越来越高，对空分设备的要求也越来越高，由于其特殊的结构和介质的理化性质，空分设备发生爆炸的危险性较大。

近年来，因空分设备的制造缺陷、操作和管理不善等原因，空分设备爆炸事故频发，特别是空分主冷凝蒸发器中烃类物质超标引起的爆炸非常多，这不仅影响了生产装置的平稳运行，而且给企业和国家、职工造成重大的损失。

因此提高设备运行的安全性和稳定性，提高产品的产量和纯度已经成为赢得市场的必要条件。

以下从我们装置的实际运行经验和义马当地的实际气候和环境出发，探讨一下预防空分装置爆炸的措施。

首先我们从空分装置的流程开始，我们厂采用的是开封空分厂的高低压结合的流程，
20800Nm3 ／h 氧
气空分装置包括压缩、冷却、吸附、精馏等主要流程，在这几个环节中吸附是关键，精馏塔的主冷凝蒸发器的操作也很重要。

1 主冷凝蒸发器爆炸的原因
空分塔的爆炸原因很多，也比较复杂，但基本可分为物理性爆炸和化学性爆炸。

从大多数爆炸的实例分析来
看，化学性爆炸是主要的。

形成化学性爆炸的必要条件是：可燃物、助燃物和引爆源。

在空分设备主冷凝蒸发器中，可燃物主要是乙炔、碳氢化合物或油分等高烃类杂质；助燃物为气氧和液氧；引爆源主要有：(1)爆炸性杂质固体微粒相互摩擦或与器壁摩擦发热；(2)静电放电。

当液氧中含有少量冰粒、
固体二氧化碳时，会产生静电荷。

有关数据显示：二氧化碳的含量提高到200300ppm 时，所产生的静电位可达到3000V；
(3) 气波冲击、流体冲击或汽蚀现象引起的压力脉冲，造成局部压力高而使温度升高；(4)化学活
性特别强的物质(臭氧、氮的氧化物等)存在，使液氧中可燃物质混合物的爆炸敏感性增大。

2 爆炸源形成条件空气中除氧气、氮气外，还会有少量的水蒸气、二氧化碳、乙炔和其它碳氢化合物等气体以及少量的灰尘等固体物质，国内大中型分子筛净化流程清除空气中水分、二氧化碳和乙炔等杂质的方法多采用吸附法，即利用分子筛或硅
胶等作吸附剂把空气（液空、液氧）中所含的水分、二氧化碳和乙炔等杂质分离出来，浓缩在吸附剂表面上，加温再生时进行脱除，从而达到净化的目的。

对分子筛流程空分装置，分子筛具有孔径相近的极性分子吸附性强的特点，水分、二氧化碳和乙炔基本上可以在分子筛吸附器中脱除，其它烃如甲烷、乙烷绝大部分随空气进入空分塔中，这些物质大部分溶解在液体中，少量随氧气的蒸发带走。

但由于化工装置比较集中，如果装置泄漏量过高或烃类产品直接放空，就会造成空分设备吸入口的碳氢化合物含量超标；而且当液体中烃的浓度不断增加，并超过其溶解度时，就会以固体形式析出并聚集，在一定条件下与氧混合形成爆炸源，当引爆因素存在时就会发生化学性爆炸。

大量事实证明，液氧中乙炔的爆炸敏感性最高。

因为乙炔在空气中的分压很低，即
使将空气冷却至一173 C,乙炔也不会以固态形式析岀；而且乙炔在液空中的溶解度较大，约为20cm3 / dm3 , 因此一般不会在液空中析出，它将随空气带入空分塔内。

乙炔随液空进入上塔，而其在液氧中的溶解度极低，
约为5 . 2cm3/dm3。

当液氧在主冷凝蒸发器中蒸发时，随气氧带走的乙炔量仅为液氧中乙炔总量的1/24左右；这样随着液氧的蒸发，液氧中乙炔浓度就不断增高，当乙炔超其溶解度时，过剩的乙炔就会以白色固体微粒悬浮在液氧中，加之乙炔又是不饱和的碳氢化合物，具有很高的化学活泼性，这些固体乙炔或其它碳氢化合物颗粒与塔壁及通道壁发生摩擦或液氧沸腾产生压力脉冲，以及臭氧与氮氧化物的促进作用所产生的能量都将可能致空分塔爆炸。

但在实际生产中有时液氧中乙炔及其它碳氢化合物没有超标却发生爆炸，主要是由于冷凝蒸发器的结构不合理，存在某些制造缺陷。

若因某些通道堵塞和操作不当，造成液氧的局部流动性不好，产生乙炔局部浓缩而发生爆炸。

其它不饱和碳氢化合物也能发生爆炸分解反应，虽然它们在液氧中的溶解度比乙炔高，但由于吸附器对这些碳氢化合物的吸附能力极小，因此也存在在液氧中积聚而构成爆炸的可能。

大量研究表明，碳氢化合物由于各组分在液氧中的溶解度及化学活性不同，其爆炸敏感性也不同，爆炸敏感性按以下顺序递增：甲烷一乙烷一丁烷一乙烯一丙烯一丁烯一乙炔，可见乙炔的敏感性最高。