立式无油真空泵闪爆事故分析与预防

立式无油真空泵闪爆事故分析与预防

在医药化工生产过程中，涉及大量的真空分离过程，如有机溶媒的真空粗回收或低真空回收、高沸点热敏性物料的高真空蒸馏、去除固体杂质的真空过滤、粉状中间体或产品的真空干燥等，均要用到真空获得设备—真空泵。随着GMP和IS014001环境管理体系、OHSAS18001职业健康安全管理体系及安全生产标准化等体系的推进实施，高效、节能、降耗、安全、环保在医药化工生产中已成为主旋律，与此相适应，医药化工领域的设备选择和配置也面临着新的更高的要求。

无油真空泵，是活塞在气缸中往复运动形成缸内气体的膨胀的压缩，并通过轴向布置的进排气阀组成吸排气动作，获得真空。无油真空泵的优点是:①极限真空度高;②无油润滑可获得洁净真空;③没有废水，冷却水可循环利用;④能量利用率高，节能明显(水环泵的50%)节水、节省占地面积;⑤因消除了横波劣振动，振动小，合理配置后噪音低;⑥采用不锈钢、钦材等材料能在酸碱腐蚀性场合下使用;⑦可通过排放尾气冷凝系统二次回收纯挣溶剂;⑧当突然停电或停机时，该泵既不用担心泵液倒灌，还具备自封闭功能，使真空系统不与大气直接相通，确保真空系统的安全，这是其它型式真空泵无法达到的。如正在运行的高真空蒸馏系统，冷空气的突然进人，会造成塔内物料结焦、燃烧、爆炸等危险，可靠的安全装置至关重要。其缺点是:①运动部件较多，因我们所选用的制造厂零部件加工精度不高，制造质量较粗糙，造成维修率相对较高;②因制造厂在产品结构设计上存在某些不足，尚有不少值得改进的地方。如密封面型式、气缸的冷却结构，泵腔积液排除、消声器等不是很合理。对于使用单位而言，希望有更多的科研机构和制造厂来进一步研究和完善该型式的真空泵，因为其优良的性能正是现代化工清洁生产所需要的，有很大的推广价值。

无油真空泵在与系统中其他相关设备的配置好坏，直接关系到无油真空泵的性能能否得到有效发挥的问题。下图是实际生产中应用的一个物料减压回收流程示意图。

图中，物料蒸汽在主冷凝器中被基本冷凝成液体，但在真空条件下，气体分子运动速度加快，气体密度减小，物料的凝结温度下降，冷凝器的总传热系数成倍缩小，因而在真空下物料冷凝(一次冷凝)往往不是很充分，尤其是低沸点溶剂类。未被充分冷凝的气体一部份在真空泵内随着压力的变化而液化，另一部份则在排气侧冷凝器中常压下冷凝(二次冷凝)。由于无油真空泵没有真空介质(真空泵油、水等)，通过无油真空泵的气体未受真空介质的污染。因而回收溶剂是洁净的。这样真空下冷凝部份转换成常压下冷凝，大大提高了溶剂类物料的回收率，对真空下难冷凝的物料特别有利。通过该流程配置，排放的尾气中已基本不含有机废气。

另外，泵排空气体通过列管式冷凝器的壳程后，噪声也大为下降。

【事故再现】

2012年7月19日22时15分左右某制药厂103车间新还原工段W型无油立式真空泵发生闪爆事故，导致真空泵损坏，局部管阀爆裂，易燃液体混合物及冷凝管路内冷冻盐水等泄漏。【原因分析】

根据事故致因理论中的因果论及轨迹交叉论分析：一起事故的发生是由于人、机、物、环境各自的不安全因素的存在，并不立即或直接造成事故，而是需要其他不安全因素的激发或耦合。这起闪爆事故的直接原因是：操作工在工艺系统暂时不需用真空时却一直将无油泵开着，且又未能将泵用循环冷却水阀门打开（人的不安全行为），导致无油泵在这高温季节（当日室外温度达到40℃以上）长时间运行时泵壳温度过高（理论运行温度50℃左右，但事后在检测同类泵体时最高达130℃）。又因为含有甲醇与丙酮的真空管路系统由于腐蚀等作用使管阀连接处漏入空气，与真空进气管路中的易燃液体蒸汽（甲醇与丙酮）形成爆炸性混合物（物的不安全状态），当其达到一定的爆炸极限时，在同一时空形成逆流能量的轨迹交叉，从而引起闪爆现象。

结合上面的分析可得知：造成这起事故的间接原因主要是设备的不安全状态因素及管理因素的薄弱致使员工的习惯性违章存在。