空分裝置爆炸危險性分析與安全技術(shù)措施研究

李志穎 董加存

摘 要：在空分裝置管理過程中，要對空分裝置的設(shè)計、制造、施工以及生產(chǎn)安全管理進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，確?？辗盅b置能夠在當(dāng)前的社會建設(shè)中實現(xiàn)長期、安全、長周期的運行，提高運行的整體效果，防止爆炸一次又一次的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：空分裝置;爆炸危險性分析;安全技術(shù)措施

0 引言

目前國內(nèi)外空分裝置多數(shù)情況下所采用的是深度冷凍空氣分離技術(shù)，以空氣作為原料，通過壓縮機(jī)吸入并且壓縮，再經(jīng)過冷卻和凈化等流程進(jìn)入冷箱，將其低溫分離，生產(chǎn)出氧氣、氮氣、液氧、液氮、液氬等產(chǎn)品。這些氣體在生產(chǎn)的過程中會存在很多危險因素，比如說容易發(fā)生火災(zāi)爆炸、容器爆炸、中毒窒息、低溫凍傷等一系列事故，這也促使空分裝置的爆炸危險成為當(dāng)前人們需要去分析的主要問題之一。本文簡要分析了空分裝置爆炸的危險原因以及提出了相關(guān)的防控措施。

1 空分裝置爆炸危險性分析

空分裝置一直以來都是石油、化工以及冶金行業(yè)的重要配備裝置之一，隨著使用的規(guī)模在逐步擴(kuò)大，生產(chǎn)的過程中，對安全穩(wěn)定的要求也越來越高?？辗盅b置的防爆工作一直以來都是空分裝置在運行時的重要環(huán)節(jié)，國家及企業(yè)給予其高度的重視?？辗盅b置的爆炸主要有氣體爆炸、空分精餾塔爆炸、冷凝蒸發(fā)器爆炸以及高壓氧管道爆炸等?？辗志s塔的爆炸，與空分裝置所采用的流程有著密切的關(guān)系，與操作亦緊密相連。對空分裝置爆炸的危險性進(jìn)行分析，其中物質(zhì)危險性占據(jù)最大。在物質(zhì)危險性分析中包括了氧氣、氮氣以及油料。高壓氧氣，是空分裝置的主要產(chǎn)品之一，也是非常有效的助燃物質(zhì)，為乙類火災(zāi)危險性物質(zhì)。氧氣是可燃物爆炸和燃燒的最基本要素之一，能氧化大部分的活性物質(zhì)，比如甲烷，乙炔、油類物質(zhì)，這些都有可能形成較為強(qiáng)烈的爆炸混合物。當(dāng)壓力高于2.94MPa時，氧氣與油脂進(jìn)行混合和接觸，就會在最短的時間內(nèi)通過氧化反應(yīng)放出大量的熱。由于化學(xué)反應(yīng)是極為迅速的，很容易可以達(dá)到油脂的燃點，促使油脂迅速燃燒。如該過程發(fā)生在管道或是容器內(nèi)會的密閉空間，會導(dǎo)致溫度急劇升高，達(dá)到3000℃左右時，壓力就可以高出十倍，一定會造成爆炸的現(xiàn)象。氮氣也是空分裝置的主要產(chǎn)品之一，其本身是一種窒息性氣體，很容易出現(xiàn)中毒、昏迷等一系列的危險情況。油料包括了潤滑油和潤滑脂，也是空分裝置出現(xiàn)爆炸的危險性因素之一。如潤滑油泄漏遇到了高熱或者是明火，很容易引起火災(zāi)或是爆炸?？辗盅b置最容易發(fā)生的安全事故是主冷凝蒸發(fā)器總烴含量超標(biāo)，直接會造成主冷凝發(fā)器發(fā)生爆炸。

2 空分裝置爆炸安全技術(shù)措施

2.1 空分裝置設(shè)置的區(qū)域以及清除爆炸物

空分裝置在廠區(qū)的位置選擇尤為重要，多數(shù)情況下應(yīng)該將其放入在環(huán)境清潔地區(qū)，濕度小，周圍的有害氣體、固體塵埃相對減少，應(yīng)選擇上風(fēng)側(cè)進(jìn)行空分裝置的設(shè)置，要求空分裝置與周圍設(shè)施的防火間距能夠符合我國《石油化工企業(yè)設(shè)計的防火相關(guān)規(guī)范》以及《氧氣相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)范的規(guī)定》不斷減少吸入的可燃物，保證空氣中的原料質(zhì)量。壓縮機(jī)組采用儀表空氣進(jìn)行密封，隨著科技的進(jìn)步，完全從基本上杜絕潤滑油以及輕餾分的來源，減少空分裝置爆炸的危險。為了減少空分裝置爆炸的可能性，在分析可爆物的過程中，發(fā)現(xiàn)其常見的可爆物共有以下幾種可能：第一，在下塔底部導(dǎo)入上塔的液空管路上，設(shè)置一液空吸附器，其目的是清除液空中的乙炔以及其他碳?xì)浠铮档涂扇伎杀娘L(fēng)險。第二，不斷抽取主冷中液氧，降低主冷中乙炔及其他碳?xì)浠衔锏木奂蛘咭貉踔幸胰埠炕蚴瞧渌細(xì)浠锏臐舛冉咏跇O限時，應(yīng)在短時間內(nèi)將其進(jìn)行全部或部分的排放。第三，應(yīng)明確定期對空分冷箱設(shè)備每運行滿一個周期之后，應(yīng)該停車進(jìn)行全面的加溫，并且徹底的清除設(shè)備內(nèi)所有的碳?xì)浠衔镆约跋鄳?yīng)的油脂，確保清除冷箱內(nèi)死角聚集碳?xì)浠衔锏奈ｋU。第四，定期對氧氣管道的管件進(jìn)行分析，包括薄弱部分、焊縫處，應(yīng)進(jìn)行厚度、射線的分析，消除管道缺陷可能造成的爆炸燃燒的風(fēng)險。第五，施工過程嚴(yán)格控制所有的氧氣管道管件內(nèi)壁是平滑的，并沒有任何的銳邊、毛刺以及焊瘤，且管道內(nèi)部需要做到無油脂、無雜質(zhì)，要求在開工之前，對所有的設(shè)備管線要做好酸洗鈍化、脫脂以及吹掃工作，確保其合格之后才能進(jìn)行正常使用。

2.2 防止可爆物局部濃縮

有的精餾塔爆炸是由于在液氧中其乙炔含量不高造成的，在面對這種情況下應(yīng)該考慮到該冷箱內(nèi)是否出現(xiàn)了乙炔以及碳?xì)浠镌谠O(shè)備某些死角局部濃縮析出造成的，需要采取有效的措施防止可爆物的局部濃縮，其中包括了以下三個方法：第一，如果停車時間相對較長，則需要將冷箱內(nèi)所含有的液氧、液空液體直接排放掉，避免在自然蒸發(fā)時出現(xiàn)了乙炔以及碳?xì)浠衔餄饪s析出的情況。第二，應(yīng)保持液氧液面的穩(wěn)定狀態(tài)不能夠低于設(shè)計值的高度。第三，在結(jié)構(gòu)方面需要避免死角，防止由于通道堵塞、局部堵塞而造成的流動不暢等一系列的問題。

2.3 其他的防控措施

為了確?？辗盅b置的爆炸危險在可控范圍，采取其他的防控措施，其中包括了以下幾點：第一，為了防止靜電的產(chǎn)生，空分裝置的冷箱、泵箱、氧管道、動靜設(shè)備、管廊結(jié)構(gòu)等都設(shè)有靜電接地設(shè)施，并在地下形成靜電接地網(wǎng)，有效避免了靜電對設(shè)備的危害。第二，通過選擇吸附性強(qiáng)的分子篩，除去進(jìn)冷箱空氣中的二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔?，從源頭控制保證冷箱的穩(wěn)定運行。第三，嚴(yán)格控制各項工藝指標(biāo)在正常操作范圍內(nèi)，防止超壓超溫造成爆炸或冷脆裂。第四，針對低溫液體，比如常見的液氧、液氮、液氬等儲槽設(shè)備，需要設(shè)置液位計、溫度計、壓力表以及高液位報警設(shè)施、超壓泄放裝置以及真空保護(hù)的自增壓裝置設(shè)施。第五，空分裝置設(shè)置一套完整的設(shè)備保護(hù)連鎖系統(tǒng)，保護(hù)各設(shè)備的穩(wěn)定可靠的運行。

3 結(jié)語

綜上所述，空分裝置爆炸對經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會穩(wěn)定、人民幸福而言都會帶來一定的負(fù)面影響，空分裝置發(fā)生爆炸事故的種類較多，無論是安裝過程疏于監(jiān)管、或設(shè)備缺陷、或者是操作錯誤、亦是乙炔以及其他的碳?xì)浠衔锞奂谋?，只要?yán)格監(jiān)控每個環(huán)節(jié)在國家規(guī)范允許范圍內(nèi)，完全可以降低爆炸的可能性，提高石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為國家和社會帶來穩(wěn)定的收入效益。

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