浅谈空分主冷爆炸原因及防范措施
空分冷箱珠光砂爆炸事故的原因分析和预防
空分冷箱珠光砂爆炸事故的原因分析和预防1.静电起火：静电是导致空分冷箱珠光砂爆炸的主要原因之一、在制造和使用过程中，空分冷箱珠光砂会产生静电，如果积聚的静电能量超过材料的电解质强度，就会引发静电起火，导致爆炸。
2.高温引发爆炸：空分冷箱珠光砂在高温环境中容易燃烧，如果操作过程中的温度超过空分冷箱珠光砂的自燃点，或者由于设备故障导致温度过高，就有可能引发爆炸。
3.火花和明火：火花和明火是引发空分冷箱珠光砂爆炸的常见原因。
在使用空分冷箱珠光砂的设备和工作场所中，存在电气设备、摩擦、磕碰、摩擦电火花等可能产生火花的因素，一旦与空分冷箱珠光砂接触就可能引发爆炸。
4.误操作和不当存储：误操作和不当存储是导致空分冷箱珠光砂爆炸的另一个重要原因。
如果工作人员在操作过程中不慎违背了操作规程，未能遵循正确的操作流程，或者在存储空间中将空分冷箱珠光砂与不合适的物质混存，就会增加发生爆炸事故的风险。
针对上述原因，我们可以采取以下预防措施：1.增强静电防护：在制造和使用空分冷箱珠光砂的过程中，加强静电防护措施非常重要。
可以使用导电容器来存储和操作空分冷箱珠光砂，确保其正常释放静电。
此外，还可以建立静电接地系统，定期检查设备和管道的绝缘情况，及时清除静电积聚。
2.控制温度：保持合适的温度范围，避免空分冷箱珠光砂过热。
可以采用冷却系统或通风设备降低温度，确保操作环境处于安全的温度范围内。
3.防止火花和明火：防止火花和明火与空分冷箱珠光砂接触，可以通过使用防爆电气设备、对设备进行维护和定期检查，及时消除火花产生的可能性。
此外，还应对操作人员进行培训，使其增强火灾的防范意识。
4.安全操作和存储：制定并严格执行正确的操作规程，在操作和存储空分冷箱珠光砂时，要遵循正确的操作流程。
工作人员应定期接受相关培训和考核，确保了解正确的操作方法。
综上所述，空分冷箱珠光砂爆炸事故的发生与静电、温度、火花和明火、误操作和不当存储密切相关。
为了预防空分冷箱珠光砂爆炸事故，我们需要加强静电防护，控制温度，防止火花和明火，确保操作和存储的安全性。
空分装置冷箱内爆炸事故
1.事故经过简述
某厂空分装置由德国 Linde 公司设计制造，采用深冷法全低压工 艺流程。精馏塔采用双段精馏塔，将液态空气依次在上、下塔内进行 O2、N2 分离，生产高纯度氧气（O2 纯度≥98％）和高纯度氮气(N2 纯度 ≥99．999％)。该装置 1988 年投产，生产能力为 28000Nm3/h。
2000 年 12 月 12 日 0：18 分，空分装置 N2 压缩机因高压缸止推 轴温度高联锁动作，导致该机联锁跳车。0：26 分，2＃高压锅炉汽 包低水位联锁跳车。1 号高压锅炉所产生的蒸汽不能满足生产系统需 求导致 10MPa 蒸汽压力急剧下降。0：38 分，空气压缩机透平入口蒸 汽压力由 10MPa 降到 5.8MPa，操作人员按操作规程对该机手动停车。 0：40 分，空分装置冷箱内精馏塔下塔内和 N2 液化器以及其连接管线 发生爆炸。事故导致 N2 液化器外壳炸碎，部分管道炸裂、拉断，精馏 塔塔盘脱落，个别设备、阀门、仪表损坏。冷箱外壳东北角炸开，冷 箱严重变形，设备及管道部分碎片和内填的珠光砂喷出。
2.事故原因分析
液 N2 洗装置调节阀前止逆阀检修质量出问题，阀板在停车时卡 住，关闭不到位造成在 N2 压缩机跳车后，H2 从液 N2 洗装置窜入空分装
置冷箱内，为爆炸提供了物质条件。当 N2 压缩机跳车后。操作工在 14min 后才按下液 N2 洗系统的停车总联锁，造成液 N2 洗装置阀不能及 时关闭，H2 穿过止逆阀到调节阀大约 6min，在操作工手动关闭阀以后 才切断 H2 源。
N2 压缩机联锁误动作跳车导致空分装置系统内工况变化，为 H2 向该系统反窜提供了机会。事故状态下，蒸汽系统失控，造成空气压 缩机停车，使空分装置系统工况紊乱。造成精馏塔底的富 O2 液空气上 窜，同已进入精馏塔、低压 N2 以及其它设备中的 H2 汇集混合，达到 爆炸极限，在气流的作用下产生静电引爆。
关于空分装置主冷的安全运行及防爆措施研究
关于空分装置主冷的安全运行及防爆措施研究摘要：本文以空分装置为例，对空分装置主冷的安全运行及防爆措施进行深入探讨。
这两套空分装置都是运用分子筛吸附净化双级精馏技术，自投产以来，由于该装置附近大气中的烃含量严重超标，导致其主冷液氧里的碳氢化合物也相应超标。
即使运用了很多方法，包括将主冷完全浸没式操作、液氧定期排放等，却只减少了部分碳氢化合物含量，乙烷含量依然严重超标，甚至有时超过停车值。
因此对空分装置主冷的安全运行及防爆措施展开分析有助于进一步实现安全生产目标。
关键词：空分装置主冷；安全运行；防爆措施1造成爆炸主要因素对于空分装置来说，其可燃物主要为乙炔等碳氢化合物以及油分等，助燃物主要为液氧。
引爆源主要有四种：1.爆炸性杂质固体微粒之间互相摩擦以及和器壁相互摩擦碰撞导致；2.静电放电，如果液氧里带有少量的冰粒以及固体二氧化碳，就会形成静电荷，当二氧化碳的含量增加到200～300ppm的时候，会形成3000V的静电位；3.气波冲击，因为流体冲击以及气蚀情况会导致压力脉冲，使局部的压力变大、温度变高；4.当具有化学活性极强的物质存在时，例如臭氧以及氮氧化合物，会导致液氧中的可燃物爆炸敏感性变强。
不论是哪种因素造成的爆炸，为了保证空分装置的安全生产，主冷防爆是空分工作中的重中之重，必须清除所有危险因素，保证空分装置的安全稳定运行。
3爆炸源产生的原因分析大气中不仅含有氧气、氮气和氩气，还含有水蒸气、二氧化碳、碳氢化合物以及灰尘等，这就需要用大中型的分子筛净化流程，将空气里的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质吸附干净，常用的吸附剂为硅胶或分子筛。
分子筛可将空气里的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质吸附于吸附剂的表面，经过加热再生将其去除，最终实现空气净化的效果。
本文所研究的某空分装置应用的吸附剂是13X分子筛，因为13X分子筛具备对孔径相似极性分子的吸附能力，因此空气里的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质几乎都能用分子筛吸附器进行清理。
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。
空分行业典型事故
空分行业典型事故空分行业作为工业生产中的重要领域，为众多行业提供高纯度的氧气、氮气等气体。
然而，由于其生产过程的复杂性和危险性，也不可避免地会发生一些典型事故，给企业和社会带来严重的损失。
在空分行业中，火灾爆炸事故是较为常见且后果严重的一类。
其中一个典型案例是某空分工厂的主冷箱发生爆炸。
主冷箱是空分设备中的关键部位，内部存有大量的低温液体和气体。
事故的原因是由于主冷箱内的碳氢化合物积聚，超过了安全限值。
在一定的条件下，这些碳氢化合物发生了燃烧和爆炸，瞬间摧毁了主冷箱，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。
另一类典型事故是氧气泄漏引发的事故。
氧气具有助燃性，一旦泄漏并与易燃物质接触，极易引发火灾。
例如，在一次设备检修过程中，由于管道密封不严，氧气泄漏到了检修区域。
当时，现场正好有一些明火作业，泄漏的氧气与明火相遇，瞬间引发了大火。
幸好现场人员及时疏散，没有造成人员死亡，但设备损坏严重，生产被迫中断了很长时间。
此外，还有因设备故障导致的事故。
某空分工厂的压缩机突然出现故障，造成了整个生产系统的压力失衡。
压力的急剧变化引发了一系列连锁反应，如管道破裂、阀门损坏等。
不仅如此，由于压力失控，还导致了部分低温液体的气化和喷发，对周边的设备和人员构成了威胁。
在这些事故中，人为因素也往往起到了不可忽视的作用。
比如，操作人员的违规操作、安全意识淡薄、培训不足等。
有一家企业的操作人员在没有完全了解操作规程的情况下，擅自调整了关键设备的运行参数，导致了设备的过载运行，最终引发了故障和事故。
还有一个典型的事故是由于安全管理不善导致的。
某空分企业在安全管理制度上存在漏洞，对设备的定期检测和维护不到位。
长期的疏忽使得一些潜在的安全隐患没有被及时发现和处理，最终酿成了大祸。
为了避免这些事故的发生，空分行业需要采取一系列的预防措施。
首先，要加强对设备的日常维护和检测，确保设备的正常运行。
定期对设备进行全面的检查，及时更换老化和损坏的部件。
浅谈空分装置主冷爆炸的原因及其预防措施
浅谈空分装置主冷爆炸的原因及其预防措施作者：刘巍来源：《硅谷》2009年第21期[摘要]介绍空分装置主冷爆炸对生产的影响,乙炔等危险杂质的来源及其爆炸危险性,采取多种净化方法相结合的方式清除乙炔等危险杂质,定期化验液氧中的碳氢化合物含量,并排放主冷中的液氧。
[关键词]乙炔主冷爆炸清除中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110115-01近年来,随着我国钢铁工业的发展,钢产量不断提高,对生产过程中的氧气需求量迅速增加。
各钢铁企业的空分装置也不断增加,其安全运行对企业的安全生产和产量有着重要影响。
一、空分装置主冷爆炸的影响空分装置主冷爆炸按其产生的后果严重程度可分为严重爆炸和微爆。
主冷发生严重爆炸可使空分装置的保冷箱被炸开,整体发生倾斜倒塌,砸向厂房方向还可造成厂房损坏和厂房内人员的伤亡。
如,江西某钢铁公司的空分设备大爆炸,空分塔倾倒,造成厂房破坏。
主冷内部微爆虽不产生严重的后果,但其微爆可破坏空分装置的工况平衡,造成氧气纯度下降,氧气产量下降,影响生产的正常运行。
二、危险杂质来源及其爆炸危险性(一)碳氢化合物来源。
引起主冷爆炸的主要原因是危险杂质乙炔及其它碳氢化合物在主冷中浓缩及析出所致。
乙炔等危险杂质主要是随原料空气而带入。
此外,如果空气压缩过程中气体带油而裂解也会增加原料空气中的乙炔及碳氢化合物的含量。
大气中碳氢化合物的含量见表1。
这些微量的碳氢化合物随原料空气进入空分装置,在主换热器能够析出的有丁烯、丁烷。
其它将进入下塔溶解液空中。
(二)爆炸危险性。
随原料空气进入主冷中的乙炔等危险杂质尽管它们的含量甚微,但由于不饱和碳氢化合物可分解,产生大量的热及氢气而产生危险;或者因与氧发生氧化反应,放热且反应速度极快而造成爆炸。
碳氢化合物的爆炸下限在一定程度上可以反映其化学稳定性及危险性。
通常,碳原子数相等的碳氢化合物,随未饱和度增加相对危险增加,即炔>烯>烷;不同碳原子数的碳氢化合物相对危险性随碳原子数增多而增大。
大型空分冷箱液爆与砂爆及防范
大型空分冷箱“液爆与砂爆”及防范信息发布日期: 2007-03-291.前言随着我国空分设备国产化、大型化的发展趋势,对空分冷箱内的管道、容器以及空分冷箱等防爆提出了更高的要求;目前,我国对大型空分塔的化学性爆炸有一套完善的防范措施,增设了许多检测手段,有离线和在线分析仪如二氧化碳分析仪、气相色谱分析、油份分析、氧化亚氮分析等,但对空分塔的物理性爆炸则分析研究得较少,因此,相应的防范设施、措施也不多,近几年来,我国大型空分塔先后分别出现了多起因空分冷箱内漏液及由此而引起的“砂爆与液爆”,就笔者所知的,很多空分厂在空分塔的运行或检修扒砂过程中先后都出现了“液爆与砂爆”,造成了冷箱鼓胀及冷箱内空分设备受不同程度的破坏,甚至直接危胁人的生命,机组直接停产,严重影响了企业正常生产秩序;因此,如何防范空分设备空分冷箱的“液爆与砂爆”,是大型空分设备确保安全运行所面临的一个新的研究课题;2.空分塔发生“液爆与砂爆”的原因：从以上所提及的各空分生产厂的事故现象来看,空分塔冷箱出现的“液爆和砂爆”可分为两种情况：一是空分冷箱正在运行中的喷砂,二是空分停车检修扒砂时的喷砂;根据所了解的这几起事故分析情况分析,产生“液爆和砂爆”的主要原因就是空分冷箱内漏液或存有一定量的低温液体,而现在空分冷箱内的保温材料含水率低,流动性能好,通过保温材料比较,现在的保温材料体积小、重量轻、绝热性能好,流动性强,所以当冷箱内存有的这部分低温液体在密闭的空分冷箱内受热和受扰动后急剧气化,冷箱内压力急剧升高,冷箱中的保温材料珠光砂在低温液体急剧气化膨胀的作用下,随气流通过压力释放口喷出冷箱,从而形成了“液爆与砂爆”;当然,大型空分冷箱的进一步增高,也加大了砂爆的威力;空分冷箱正在运行中出现“液爆和砂爆”的原因分析：空分冷箱在运行中出现“液爆和砂爆”,其根本原因是冷箱内出现了一定低温液体量的泄漏;这部分所漏的低温液体受空分管线、容器内的压力冲击进入冷箱,与珠光砂混合迅速气化产生高压而形成破坏作用;空分冷箱内漏液的原因有很多,但就从近几年几起空分冷箱的类似事故来看,漏点大多集中在液体管的调节阀进出口管道大小头的焊缝处及管道的裂缝上;从几起事故来看,明显存在空分冷箱内管道、阀门、容器焊接、安装不规范,管架、阀架等设置、制作不合理的情况,很多的管架、阀架未按图施工制作,管道配管和焊接也没有很好地按要求进行;所以,这就需要设计制造方、安装施工方、业主使用方就如何防止空分冷箱内漏液,在设计软件、制造工艺、新材料的应用、施工的质量管理、使用单位的现场监督及验收等各方面下功夫;冷箱内管道断裂的原因主要有以下几个方面：材料供应把关不严,尽管材料标识名称与设计一致;如某厂“6000”空分设备改造为无氢制氩空分流程;原材料供应由用户自行采购,材料到厂后没有检验校核,结果设备投运后造成冷箱内管道多次泄漏;用户盲目强调工期,不切实际要求进度,造成施工企业疲劳作业、不按规范施工,不顾条件要求施工;施工单位为了节约成本或抢工程进度,导致管道焊接或阀架、管架安装不符合要求;如某厂的6500空分设备,在安装调试正常生产后不到一周的时间,就出现管道漏液的情况,被迫停机扒砂检修;空分设备制造厂设计部门还是采用传统的管道自补偿设计方法;冷箱设计缺陷或密封气布置不合理,造成冷箱内珠光砂结块,管道挤压变形易断裂;空分冷箱停车扒砂过程中出现“液爆和砂爆”的原因分析：空分冷箱停车扒砂过程中出现“液爆和砂爆”,主要原因之一也是冷箱保温材料内存有一定数量的液体;当需要扒砂检修时,往往检修人员会先打开冷箱下部人孔,此时,珠光砂就顺势而出,热的空气就必然会进入冷箱,使冷箱内空气对流,加上珠光砂的流动磨擦,导致存留在珠光砂内的低温液体急剧气化,冷箱内压力迅速升高,聚集的能量从卸砂人孔口释放,产生砂爆;空分冷箱内所存有的一定数量的液体主要是空分冷箱内漏液,再就是空分运行中冷箱内进空气,形成氧组分冷凝产生液体;冷箱内漏液的原因,很多前面已有说明,而空分冷箱气体的冷凝也是存在的,空分冷箱内气体冷凝现象,大致在冷箱内气体中氧含量达15%左右时就开始发生,而一旦冷箱内气体中氧含量达到20%以上,则气体冷凝现象肯定发生;所以,应保证足够的冷箱密封气;空分冷箱停车扒砂过程中出现“液爆和砂爆”原因之二,就是针对大型空分冷箱的扒砂技术和规范要求,大家认识不够、研究不多,目前还没有形成一套较为完整的空分冷箱扒砂的技术规范;所以,在扒砂过程中,有的生产企业为了抢时间,采取取消或缩短了空分冷箱保温材料的加温时间,或直接将冷箱底部的人孔打开、或擅自加大加温气量、或未将冷箱顶部的装料口以及冷箱安全阀打开等不科学做法,从而酿成不该发生的事故;3.防止空分冷箱发生“液爆与砂爆”的防范措施：由于空分设备的大型化、复杂化,和近几年全精馏制氩及内压缩流程的出现,冷箱的设备也更高更大,使冷箱内管道布置、阀门的安装更加复杂,要求更高了;冷箱内管道、阀门可以说是空分塔的血脉,其畅通与否直接关系到空分的正常运转,而在设计、压力计算和安装验收的任何一个环节出现问题都会导致冷箱内管道的严重变形,拉裂,泄漏,甚至拉坏容积设备等导致冷箱扒砂的重大事故;为了防止空分冷箱发生“液爆和砂爆”,作为空分设备设计制造单位、安装施工单位、空分设备使用单位,都应认真、细致、深入地进行研究;.做好设计制造、安装施工中的各项把关措施;近几年来,设计制造方从国外引进或购买了许多冷箱内管道的布置设计软件如PDMS三维工厂模型设计系统,从而应用计算机软件实现了空分设备配管三维设计,二维出图的新模式,在管道应力分析计算方面,也引进了一些新的分析软件如CAESARⅡ,AUTOPIPE,Simplex等,确保了冷箱内管道有足够的柔性以及管架的合理布置,保证了空分的安全运转;但设计制造方在冷箱的设计上应考虑更全面,冷箱上的安全防爆阀也应设计得更科学合理,以便在冷箱出现“液爆与砂爆”时,能及时从安全阀释放能量,从而防止冷箱的鼓胀事故;因此,设计制造方和设备使用方应加强信息和技术的交流,以达到冷箱防爆技术的更加完善;安装施工方在安装过程中,应严格遵守工艺纪律,加强质量控制;做好管道的配管、焊接和无损检测等管理工作,如对大小管道采用不同的材质,如某厂10000空分设备就是因为管架、阀架制作安装不规范,V1阀进口缩接小头处断裂,造成冷箱“液爆与砂爆”,并且冷箱鼓胀;空分设备使用单位在设备的安装过程中,应积极主动介入,加强对施工过程中的质量监控,认真做好施工后的验收工作;.做好正常运行中空分冷箱的防范措施;冷箱的密封工作要做好,若密封不严就会在冷箱内产生负压而将冷箱外的空气吸入;确保冷箱密封气的正常供应,从而阻止外界空气侵入;经常注意冷箱内压力和分析冷箱内气体成分,从而判断是否有空气进入冷箱内,冷箱内富氧管道、设备是否发生泄漏,还可由此判断出冷箱内是否已发生气体冷凝现象;增加冷箱内基础温度测量点,将冷箱密封气压力指示显示引入DCS系统中;加强对空分冷箱的各基础温度和密封气压力的点检、巡查工作;加强对空分冷箱外表的点检工作,检查冷箱板是否存在冒汗、结霜、结冰现象,是否有珠光砂从阀门橡皮套中漏出,冷箱内是否有异响等;.做好停车检修扒砂过程中空分冷箱的防范措施;各单位应制定严密的空分冷箱检修扒砂方案,在此,笔者结合自身的一些做法,提出一些相关方案,与大家交流;停车排液,在排液过程中,操作一定要缓慢,防止低温液体冻伤和氧气、氮气、氩气浓度的聚集,防爆防窒息;排放液体时,按先后顺序对液空、液氧、液氮、液氩进行高空排放,排放时,冷箱周围25米严禁动火和有明火;分馏塔进行加温,严格执行设备操作规程,特别是冷箱内漏液体时,更要高度重视,加温时间要确保;加温时,冷箱内密封气的量要适当控制,不得加大;如某钢厂的3200空分设备就是在加温时,冷箱密封气量开得过大,冷箱内液体急剧气化,冷箱出现“液爆与砂爆”,造成冷箱鼓胀,严重受损的重大事故;加温前,打开冷箱顶部所有的人孔盖和冷箱上的防爆板;关闭所有的排液阀;先通少量分子筛后的空气进入冷箱内设备、管道;视冷箱密封气压力和冷箱所开人孔喷砂情况决定通入冷箱设备、管道内空气量;通气一段时间后,视情况缓慢通入冷箱密封气,加温珠光砂;当塔内所有设备、管道上的检测温度及出冷箱人孔密封气温度达到常温时,加温结束;加温过程中,应密切注意冷箱的密封气压力,冷箱是否有珠光砂流出,视具体情况调整加温气源压力和加温气流量;加温时操作人员在操作阀门时应缓慢进行,防止操作过快导致加温气量和操作压力过大;加温期间,操作人员应密切注视冷箱内的声音是否正常;测量冷箱内气体含量,其含量应小于20%氧含量,加温结束后,关闭冷箱的密封气,直至冷箱密封气压力指示为零;.扒砂前应制定周密、详细的扒砂方案;做好扒砂前的各项准备工作,冷箱周围设警戒线,并有在紧急情况下的安全撤离通道;扒砂作业人员一定要穿戴好防护用品;扒砂应从上部开始,上部设置有珠光砂排放口,应从排放口排放;冷箱上部珠光砂扒完后,再打开底部人孔放砂,当打开底部人孔时,人孔的开度应加以控制,控制排砂速度;扒砂过程中,作业人员应密切注意安全,有的空分冷箱喷砂是在扒砂进行到一定时,突然出现的,所以要有安全撤离路线;扒砂时,可借助铲车进行施工,将流出的珠光砂铲到一边进行装袋,以防止装砂人员在卸砂口作业时突然喷砂而无法撤离;4.结语：近几年空分行业先后出现的几起空分冷箱“液爆与砂爆”,笔者感触很深,主要有以下几点：.空分设备制造厂在重视空分流程开发的同时还要重视冷箱、冷箱上的安全防爆系统、管道等设施、部件的设计,制定更加详细、完善的一些操作技术规范;.作为施工企业单位,应加强与业主使用方的沟通,学习消化制造厂的相关技术资料,加强施工中的质量控制,科学合理安排施工周期;.生产使用单位要加强日常空分设备维护,重视冷箱安全阀,呼吸筒,冷箱用密封气的管理,保证空分设备长期安全稳定顺行;.同行业相互之间信息交流太少,随着无氢制氩技术的应用与空分设备规模不断提高,冷箱高度有的可达60米以上,对出现的新的空分设备,针对大的特点,而没有提高相应的认识,大家还是以中小型空分设备操作、维护等管理经验来对待大型空分设备;行业间出现的一些事故,也积累了一些经验教训,但大家没有认真去相互交流,这一、二年大型空分设备连续出现几起类似的冷箱“液爆与砂爆”事故,就说明了这一点;。
空分化学性爆炸机理及防爆措施
空分化学性爆炸机理及防爆措施空分设备是石化、冶金等行业重要的生产装置之一，由于其特别的结构和介质的理化性质，发生爆炸的危险性较大。
近年来，因空分设备制造缺陷和管理不善等原因，已发生多起空分设备的爆炸事故，据不完全统计，全国共发生小型空分设备的爆炸事故100多起，大中型空分设备事故30多起，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几年来事故频发的主要原因，不仅影响了生产装置的平稳运行，而且给企业和国家造成重大的经济损失。
以下从我们装置的实际运行经验出发，浅谈空分装置主冷蒸发器发生爆炸的机理和防爆措施。
1 空分化学性爆炸机理1．1 主冷凝蒸发器爆炸机理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。
形成化学性爆炸的主要因素有三个方面：一是可燃物，二是助燃物，三是引爆源。
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爆炸危险杂质；助燃物为气氧、液氧；引爆源主要有： (1)爆炸性杂质固体微粒互相摩擦或与器壁摩擦；(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，如果二氧化碳的含量提升到200~30010-4％，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。
1．2 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纳吸附法，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开出来，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。
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人口的碳氢化合物含量超标，对分子筛流程空分装置，13X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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
控制液氧循环量。浸浴式主冷循环倍率大都大于
１ 液氧循环量与液氧蒸发量的比值称主冷循环倍 ０（ 率） 。但当液氧液面高度过低时，液氧 自上而下的 自循环被破坏，在液氧通道中也会形成 “ 干蒸发” ， 使饱和烃与不饱和烃的烃类物质析出和积累．也会
多，除烃类物质、Ｃ ２ ， ０， 外以及化学分解气体 Ｎ０
１３ ． 倍。
（ １ ℃ 右） 为长 耐／ ｑ 一８ 左 约 ５ 时。 玫在 氧中 ０ 液 的
溶解度较小，过剩的 ＣＨ 以固体微棘粒悬浮在液 ２ ２ 氧中或附于管壁与通道内壁上占冷凝蒸发器中， 液 氧的平均温度为一 ７． ０ 气氧中能带走的 ｑ ２ １ ５ ， ９９ Ｈ 量不到液氧中含量的５ ％，所以随着液氧的不断蒸 发， 液氧中的ＣＨ 越聚越多， ２ ２ 当超过其溶解度时， 就析出固体ＣＨ ， ２ 固体 Ｃ氏 具有极不稳定的化学 ２ ２ 特性，当形成 “ 死端沸腾” 千蒸发”时就形成了 、“
一 一 一
Байду номын сангаас
气体流动过程中与管道摩擦所产生的金属粉末以及 “ 干蒸发”析出的 ０ ２ ０． 从０固体顺粒等的堵塞，
１７ ９ ５年 调
收稿 日 ： ０４ ８ ７ 期 ２０－ － ００ ） 高级工程师，１ ５ ， ９ 年毕业于北京石油学院，曾在四川成都石油科研所工作 ６ 作者简介 ：张鹅程 （ ３ － １９ ９ ９ 年退休， ０３ ９ ２０ 年返聘于江苏谏阳新钢川空气体有限公司。 人四川空分厂四川深冷所工作 ，１ ９
深冷法制氧工艺流程中，在主冷发生恶性爆炸 的机率要大大高于其它部位的爆炸。现今主冷主要 分二种类型：降膜式主冷和浸浴式主冷，无论是降 膜式主冷还是浸浴式 主冷，产生爆炸的主要原因 是： 干蒸发”和 “ “ 死端沸腾” 。形成主冷中的 “ 干
的冲击，即刻诱发爆炸， 下面我们从 Ｃ ２ ２ Ｈ 理化特 性来分析， 形成爆炸机理的两种原因： （）由 ＣＨ 是不饱和烃， １ 于 ２ ２ 分子结构异常不
的液氧液面高度。 对降膜式主冷和浸浴式主冷的安全隐患都来自 ’ ， 干蒸发”及 “ 死端沸腾” ，上述两种威胁又主要是 饱和烃与不饱和烃的烃类物质以及 Ｃ ２ Ｎ０ ０， 、机 ２ 械杂质等，当这些有害杂质析出积累到一定程度 时，在静 电、波动、摩擦、振动、瞬时力的冲击 下，即可引起主冷的爆炸。
撰 戮潮 崖
一 —
张 鹏 程 （ 新钢川空气体有限公司，江苏深阳市经济开发区昆仑北路 １ 号 ２３０ ４ ８ １ ０ ３
浅谈空分主冷爆炸原因及防范措施
２ ， 摘要：阐述了空分设备中造成爆炸事故的主要因素，并着重谈不饱和烃ＣＨ 产生爆炸的机 介绍深冷法制氧设备中两种主冷工作状态 理。根据国内外大空分主冷多次发生爆炸的事故分析，
稳定，具有很高的活性，一旦在外因的触发下，产
生分解反应 ：
燕发”是由于主冷中液氧供应不足， 液氧通道内的
液氧全部蒸发千，使液氧中携带的饱和烃与不饱和 烃的烃类物质浓缩析出。而 “ 死端沸腾”是液氧中 携带机械杂质 （ 分子筛粉末、活性氧化铝粉末）在
Ｃ （ ２ ＋ ２ ． ｋ ｍｌ ２ 固体） 瑞 － Ｃ ２ ６ ８ ／ ｏ Ｈ ＋ ８ Ｊ １ 分解的 Ｈ 与液氧急剧蒸发产生的气氧的化合 ：
２０ １ ） ０ ４，１
１ ３】
爆炸的内因，一旦受到来 自机械、物理、化学方面
经多年来对空分设备上可引发爆炸的部位统 计， 有辅助冷凝器、乙炔分离器、蓄冷器、液氧管 道、乙炔吸附器、主冷凝器等，而其中主冷凝器在 大型空分设备中，造成的爆炸事故的频率最高。因 此下面主要解析主冷产生爆炸的原因。
２ 主冷分类及安全性分析
１０ ３
奎Ｔ术 流 亚 体 网 十 次 网 会 文 （０ ４ ５ 交 会 气 总 第 四 全 大 论 集 ２０ 衰
张峭程 ：浅谈空分主冷爆 炸原因及防范措施
安全 技 术
上部液氧分配 盘设 置液位指示计 ，液氧泵进 出 口加 装过滤网 ，对 主冷液氧中杂质组分的监测等。笔者
使液氧通道不能畅通，甚至被堵塞，使液氧不断蒸 发，造成饱和烃与不饱和烃的烃类物质浓缩积累 根据有关资料介绍 ，降膜式主冷中的液氧循环不足
与工业中的驰放气体等都对空分设备运行造成不安 全隐患。倘若纯化器失效或吸附效率降低时，有害 杂质组分就会进人空分塔内，而通过空分塔内自身 设备来调节有一定困难。由此，将有害杂质组分挡 在进人空分塔前 ， 是很关键的， 因此重视原料空气的
造成 Ｃ ， Ｏ Ｎ０及机械杂质堵塞的 “ 死端沸腾” ， 造成恶性爆炸事故的严重隐患，因此必须保持主冷
（） ２ ２ ＣＨ 与气氧发生剧烈的氧化反应，由于 Ｃ ２ 和 Ｈ 与氧的化合反应可产生威力巨大的爆炸。例 ２ 如Ｃ ２ ２ Ｈ 与氧以 １１ 例混合， ： 的比 在姆炸时，冲击 波速度可达到 ３０ｍｓ ００ ｌ ．爆炸产生的压力可达到３ ５ 一 ０ Ｐ。固态乙炔加液氧的爆炸敏感性极高，甚 ６Ｍ ａ 至比液氧炸药 （ 气体炭黑加液氧）可爆敏感度高
炸相当。
质， 特别是不饱和烃 ＣＨ 为主要爆炸根源。 ２ ２ 乙 （ ）为不饱和烃。 ２ 炔 ＣＨ ２ 其分子结构很不稳 定， 是极易嫩烧爆炸的物质， ｚ ＣＨ 在空分下塔中， ２ 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，ＣＨ 则以固体微顺粒形式出现。 ， ２ ＣＨ 在液空中的溶解度约为加． Ｍ； ２ ２ 耐／ｌ 在液氧中
中的烃类物质、Ｃ 、 ， Ｏ ＮＯ检测极为重要，当上述
物质一旦被检测出来，就要引起高度重视。马来西 亚宾特鲁壳牌石油公司 ８００ ＇ｈ大型空分设备， ００．／ 就是在印尼森林大火后 ，造成的大气严重污染 ，未 受到重视 ，也未采取应急措施 ，而发生大爆炸 ，引 起了全世界展惊。因此 ，对纯化器前后的原料空气 的监测分析是十分重要的，也是把好空分设备安全 运行的第一关 。随着工业的快速发展 。在大气中出 现的危及空分设备安全运行的有害杂质组分越来越
一
空分仪术交流会盛气体总网第十四次全网大会论文集
．． ． ， ． 一 自
一 网目 目． ．． ‘
． 一 州． 目 ． 州 ． ． ． ．一
两￣ 一
曰 ， ， 吸．． ． ．． ．． ‘ 目． 臼 ． ．月
．．．白臼切．．．．．肠口” 曰 曰
． 目 日 卜 知 ．． ． ． ．． ．． ．，． ．卜． ． ．‘ ．门 ． 如 ．．． 乃 ．． ． 卜
及产生 “ 死瑞沸腾” 干蒸发”的原因与引发爆炸的关系并简述防止主冷爆炸的一些其体工艺和 、“
加强检浏分析措施 。
关健词：空分设备； 主冷； 爆炸；因素； 措施
１ 引起空分设备爆炸的主要物质
在空分设备的运行中会突发恶性爆炸事故，引 起爆炸原因经多年来的分析研究，主要来自 烃类物
会发生爆炸，其威力与炸药三硝基甲苯 （Ｎ ）爆 ＴＴ
组 变 莱 在 或 线 谱 定 、 期的 分 化， 用 线 离 色 仪 时 定 检
测， 以保证原料空气在进人空分塔前就掌握其组分 的变化及早采取安全措施， 使之纯化器的吸附周期 能达到对原料空气纯化的最佳状况。第二关， 是对 空分工艺流程中的各个工艺流程段， 都应设有监控 检测仪表， 别 是对液 空、 特 液氧 中的烃类物质及 Ｃ２ ０， 等有害杂质的检测。 凡０ 这种检测在现今条件 下是比较容易完成的。只要思想上重视， 不安全隐 患是完全可以消除的， 可以做到防患于未然。 ３ 防止主冷爆炸的工艺措施及强化监测分析 例如，在空分设备的运行车间内都设有分析 为了消除来 自这方面形成的握炸隐患，通常是 室，并都配有分析阀盘．使用色谱仪时，可选用 ９ 采取高效分子筛吸附器对原料空气净化并对主冷的 一２ 路气体分析取样器 ，可完成多路切换，这样 １ 液氧量的监控，对原料空气及液暇中烃类物质、 则可对空分设备中的主要工艺流程段，进行烃类物 Ｃ２ ， Ｎ０ 机械杂质等有害组分含量进行检测。 ０， 、 质及 ０， Ｃ ２ ＮＯ及其有害杂质组分的定时、 ， 定期检 对降膜式主冷安全方面采取增加液氧循环倍率在液 测 ，以达到监控的目的，具体作法是首先对上述有 氧泵进出口加过滤网，吸附过滤、脱除液氧中的烃 害杂质组分的标样作出工作曲线 （ 内标法、外标法 类物质与Ｃ２ Ｎ０ ０ ， 等有害杂质和机械杂质。 ２ 均可） ，然后通过色谱仪运用多路切换，来测定不 ２ 世纪９ 年代以来。国内外大型空分设备已 ０ ０ 同部位存在的有害杂质组分的含量，使操作人员能 多次发生恶性爆炸事故，为使降膜式主冷安全运 及时对空分设备的安全运行情况得到充分了解。这 行， 对深冷法空分设备中的主冷采取许多改进措 些措施对保障无论是降膜式主冷还是浸浴式主冷的 施，如采用液氧循环泵，使液氧循环，保证有足够 安全都十分有利。综上所述，先进的检测手段对空 的循环倍率； 下塔液空通过液空吸附器进人上塔， 分设备的安全运行必不可少。今 使降膜式主冷中液氧的烃类物质大量下降； 在主冷
时 ，液氧通道内壁 的液氧膜 不易形成或不连续时 ，
认 为，上述的改进措施极为必要，但从引爆的有害 物质来看 ，强化空分流捏中的监测以及对原料空气
是造成 “ 干蒸发”的主要原因。 “ 干蒸发”又会造 成Ｃ ， ， Ｏ ， 对液氧通道的堵塞， Ｎ０ 从而又形成 “ 死 端沸腾” ，造成主冷恶性爆炸事故的隐患。为防止 事故的发生，主要是通过加大主冷液氧循环量，提 高液氧循环倍率来防止，通常循环倍率达到２５ ． ３ 即可防止 “ 干蒸发” ，又可避免 “ 死端沸腾” 。 浸浴式主冷 ，即主冷是浸浴在液氧中工作，全 浸操作时被液氧浸没，在主冷内存有大量液氧，具 有液氧液面高度，由此可通过调节液氧液面高度来