淺談空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锏奈：εc防治

何 衛(wèi)

（湖北雙環(huán)科技股份有限公司 安全環(huán)保部，湖北 應(yīng)城 4 3 2 4 0 7）

淺談空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锏奈：εc防治

何 衛(wèi)

（湖北雙環(huán)科技股份有限公司 安全環(huán)保部，湖北 應(yīng)城 4 3 2 4 0 7）

介紹了雙環(huán)公司在空分裝置液氧碳?xì)浠衔锇踩芾矸矫娴那闆r，通過探討空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锓N類、危害、爆炸機(jī)理、濃度控制指標(biāo)、監(jiān)控頻率、異情處理、如何防治等問題，提出確?？辗盅b置液氧生產(chǎn)系統(tǒng)安全運(yùn)行方面的建議。

空分液氧；碳?xì)浠衔?；危害與防治

雙環(huán)公司合成氨事業(yè)部現(xiàn)有5套空分裝置，空分裝置生產(chǎn)的液態(tài)氧中含有微量的碳?xì)浠衔铮偀N），當(dāng)這些碳?xì)浠衔锖窟_(dá)到一定的濃度后，在一定的外界條件下能和液氧發(fā)生爆炸［1、2］，其中乙炔最容易和氧發(fā)生爆炸，因此將液氧中碳?xì)浠衔锖浚ㄓ绕涫呛哿恳胰埠浚﹪?yán)格控制在安全值以下對(duì)空分裝置安全生產(chǎn)是非常重要和必要的。

1 液氧中碳?xì)浠衔锖康幕厩闆r

為了空分裝置的安全生產(chǎn)，我公司自建廠以來堅(jiān)持每周分析2次空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锖浚? 0 0 6年以后改為每天分析1次，及時(shí)將分析數(shù)據(jù)報(bào)給空分操作崗位和填入《雙環(huán)生產(chǎn)控制分析日?qǐng)?bào)》并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)向信息平臺(tái)。

通過對(duì)空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锖糠治鰷y(cè)定，發(fā)現(xiàn)2 0 0 0年以后幾套空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锖坑兴?，液氧中總烴含量隨氣溫升高而升高（夏天5～9月最高），1?？辗盅b置液氧中總烴含量在5套空分裝置中最高（可能與煤氣柜距離太近有關(guān)）。而全國(guó)同行業(yè)空分裝置液氧中總烴含量一般在3 0～5 0p p m。我公司分析數(shù)據(jù)情況見表1。

表1 近1 0年來空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锖孔兓y(tǒng)計(jì)表

通過將我公司空分與其它單位空分裝置對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)我公司合成塔、煤氣柜在空分裝置周圍，生產(chǎn)過程中合成塔、煤氣柜會(huì)排放廢氣，廢氣中含有大量碳?xì)浠衔?，主要是甲烷。而空分裝置周圍沒有這些廢棄排放源的公司，液氧中碳?xì)浠衔锒急容^低，一般在3 0～5 0p p m。因此如何有效控制合成塔、煤氣柜廢氣排放（主要是含甲烷等碳?xì)浠衔锏臍怏w）成為管理的重點(diǎn)。

2 液氧中碳?xì)浠衔锏奈ｋU(xiǎn)性與防范措施

液態(tài)氧中的碳?xì)浠衔锸羌淄?、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷等由碳元素和氫元素組成的化合物統(tǒng)稱。由于甲烷的分子結(jié)構(gòu)為非極性，液氧分子也是非極性分子結(jié)構(gòu)，因此甲烷在液氧中的溶解度大，在液氧沸騰狀況下，溶解度大的甲烷在液氧中基本上形成均一混合系，很難達(dá)到爆炸極限。乙烷、丙烷、丁烷等飽和烷烴為極性分子，在液氧中溶解度不大，容易析出，但它們的分子中的碳碳鍵只含一個(gè)很穩(wěn)定的σ鍵，碳碳σ鍵不容易斷裂，分子相對(duì)比較穩(wěn)定不容易發(fā)生爆炸。而乙烯、丙烯、乙炔等不飽和烷烴同樣是極性分子，在液氧中溶解度不大，容易析出，但它們的分子中的碳碳鍵含有一個(gè)很穩(wěn)定的σ鍵和1～2個(gè)很不穩(wěn)定的π鍵，碳碳π鍵很不穩(wěn)定，容易斷裂與氧反應(yīng)而發(fā)生爆炸，尤其是乙炔分子中含有兩個(gè)很不穩(wěn)定的碳碳π鍵，而且分子兩端都容易被氧攻擊而斷裂不穩(wěn)定的碳碳π鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生爆炸，因此液氧中碳?xì)浠衔锉舾行砸来螢椋杭淄椋家彝椋急椋级⊥椋级∠家蚁急家胰?。很多空分防爆專家也提出乙炔是空分爆炸的最危險(xiǎn)物質(zhì)。通過多年來的分析測(cè)定我公司液態(tài)氧中的碳?xì)浠衔锖浚饕杉淄榻M成，其它成分含量極少，2 0 0 5年以來乙炔含量?jī)x器長(zhǎng)期未檢出。

因此從以上液氧中的碳?xì)浠衔镂ｋU(xiǎn)性分析看來，防范措施要注意以下幾點(diǎn)：

1）要轉(zhuǎn)變控制指標(biāo)的觀念，即重視總烴含量控制指標(biāo)轉(zhuǎn)到既重視總烴含量又重視乙炔含量的思路上來。具體說來，就是在空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锖扛邥r(shí)（大于2 0 0p p m）應(yīng)該以乙炔含量作為停車值（停車值為1.0p p m，報(bào)警值為0.1p p m）。

2）當(dāng)空分裝置液氧中碳?xì)浠衔锖看笥? 0 0 p p m時(shí)應(yīng)該加大空分裝置液氧排放量，排完后及時(shí)取樣分析，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)乙炔含量，直到碳?xì)浠衔锖亢鸵胰埠慷荚诠究刂浦笜?biāo)以內(nèi)。

3）當(dāng)空分碳?xì)浠衔锍瑯?biāo)時(shí)要及時(shí)取樣分析周圍空氣中碳?xì)浠衔锖?，檢查周圍空氣中是否含有大量碳?xì)浠衔铩Ｓ行Э刂浦車a(chǎn)裝置排放碳?xì)浠衔锏目偭俊?/p>

4）應(yīng)加大色譜分析儀器設(shè)備的投入，確保乙炔能準(zhǔn)確測(cè)定。目前監(jiān)測(cè)液氧中碳?xì)浠衔锖恐饕玫綒庀嗌V儀，2 0 0 2年以前我公司分析碳?xì)浠衔锖恐饕么筮B化物所生產(chǎn)的G S－3型氣相色譜儀，但該儀器由于使用年限長(zhǎng)，靈敏度明顯下降，基本上不能測(cè)定含量低于1p p m乙炔。雙環(huán)公司2 0 0 5年采購(gòu)大連化物所的H Z T－0 3型碳?xì)浠衔锷V儀，該儀器可分析甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯8種成分，色譜峰分離效果好，儀器靈敏度高，尤其對(duì)乙炔最低檢出限可達(dá)0.0 5p p m。在我公司使用6年來效果非常好。

2 0 0 8年我們高度關(guān)注，制定相關(guān)措施和制度，空分碳?xì)浠衔锝?年來趨于穩(wěn)定。

3 問題與討論

由于雙環(huán)公司合成塔、煤氣柜在空分裝置周圍，生產(chǎn)過程中合成塔、煤氣柜會(huì)排放廢氣，是空分裝置液氧碳?xì)浠衔锍瑯?biāo)的主要原因，希望以后新上空分裝置時(shí)能充分考慮這些，遠(yuǎn)離碳?xì)浠衔锱欧旁础?/p>

目前雙環(huán)公司碳?xì)浠衔锓治鰶]有采用在線分析，希望儀表廠家生產(chǎn)出方便快捷的在線色譜分析儀，既能準(zhǔn)確測(cè)定液氧氣化后的碳?xì)浠衔锖浚ㄒ驗(yàn)橥灰貉鯓悠窔庀嘀刑細(xì)浠衔锖勘纫合嘀械驮S多），又能將分析數(shù)據(jù)及時(shí)傳向安全管理部門，以方便在線管理。

［1］ 謝瓊.空分設(shè)備碳?xì)浠衔锍瑯?biāo)處理［J］.深冷技術(shù)，1 9 9 9（3）

［2］ 呂湘濱，等.空分裝置中烴含量控制［J］.中氮肥，2 0 0 1（6）

T Q 1 1 6.1 4

B

1 0 0 5－8 3 7 0（2 0 1 2）0 5－3 8－0 2

2 0 1 2－0 7－1 0

何衛(wèi)（1 9 6 9—），畢業(yè)于武漢化工學(xué)院，工程師，國(guó)家注冊(cè)安全評(píng)價(jià)師、國(guó)家注冊(cè)安全工程師、湖北省安全專家，現(xiàn)擔(dān)任公司安全環(huán)保部部長(zhǎng)。