空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因及防范措施

曹倩

（玉門油田煉油化工總廠動力車間，甘肅 玉門 735200）

0 引言

為了提升裝置安全運行的水平，要對空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆問題予以綜合監(jiān)管，打造多元完整的技術管控措施，滿足引爆元控制工作要求的同時強化監(jiān)管力度，從根本上避免爆炸問題造成的不良影響。

1 空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的危害

空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸分為微爆和嚴重爆炸。其中，嚴重爆炸甚至會造成保冷箱整體出現(xiàn)傾斜倒塌的問題，造成較為嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡事故。而微爆盡管不會產(chǎn)生較為嚴重的后果，但是會對空分裝置的工況平衡產(chǎn)生影響，使得氧氣純度降低，制約常規(guī)化生產(chǎn)工作的運行效果和綜合質量[1]。

2 空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因及條件

2.1 空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因

造成空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因較多，且環(huán)境因素較為復雜，一般會分為物理性爆炸和化學性爆炸，其中，化學性爆炸是主要原因。對化學爆炸的機理予以分析，要從可燃物、助燃物以及引爆源分析，從而有效結合綜合因素了解可能造成爆炸的隱患問題，為后續(xù)建立完整的防范機制予以保障。

第一，從引爆源的角度進行分析。爆炸性雜質固體顆粒在互相摩擦的過程中會增加爆炸的幾率。另外靜電放電也是較為常見的問題，若是二氧化碳的含量超標0.02%～0.03%，就會增加較大的靜電參數(shù)，使得靜電位達到3 000 V以上。除此之外，氣波沖擊、流體沖擊等也會造成嚴重的壓力脈沖問題，使得局部出現(xiàn)壓力升高和溫度升高的現(xiàn)象。

第二，從可燃物的角度進行分析。在空分裝置主冷凝蒸發(fā)器應用環(huán)境中，乙炔氣體、碳氫化合物等都是較為危險的爆炸可燃物，使得應用安全性受到影響。

第三，從助燃物的角度進行分析，空分裝置主冷凝蒸發(fā)器應用時，氣氧和液氧是最關鍵的助燃物，為了滿足安全管理要求，要對其含量和存儲方式等予以集中管理[2]。

除此之外，因為化工裝置在布局時就存在裝置集中的情況，若是泄漏就會產(chǎn)生非常嚴重的問題。例如，空氣設備吸入口碳氫化合物的含量超出基礎標準參數(shù)，在一定條件下和爆炸源混合，就會產(chǎn)生化學性爆炸。

2.2 爆炸源的形成條件

空氣中含有成分較多，不僅包含O2、NH3、H2O、CO2、C2H2等氣體，還含有灰塵等固體物質，多采用吸附法實現(xiàn)液空、液氧等空氣中的H2O、CO2、C2H2進行清除，確保液空、液氧的凈化效果。在化工裝置中，若是出現(xiàn)泄露量過高情況，則會使得空分設備吸入口處的碳氫化合物含量超高，而利用分子篩可將H2O、CO2、C2H2等氣體清除，但無法實現(xiàn)甲烷、乙烷等氣體的清除，其則隨著空氣進入空分塔中，只有少部分能夠隨著氧氣的蒸發(fā)被帶走，但大部分氣體溶解在液體中，在長期運行中，空分塔內液體的烴濃度持續(xù)增加，超出了液體溶解度，并聚集成固體形式，在一定條件下與氧氣發(fā)生化學反應，形成爆炸源，增加了空分裝置主冷凝蒸發(fā)器的爆炸風險。已有大量的研究表明，液氧中C2H2具有較高的爆炸敏感性，C2H2在空氣中的分壓很低，但在液空中的溶解度較大，當液氧在主冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)時，乙炔則會以白色固體顆粒的形式懸浮在液氧中，其化學活潑性較高，性質不穩(wěn)定，其在與塔壁、通道發(fā)生摩擦時，容易出現(xiàn)爆炸，成為主冷凝蒸發(fā)器爆炸的主要因素；另外，在液氧中乙炔不超標而發(fā)生的爆炸時，應重視主冷凝蒸發(fā)器結構的檢查，若存在結構不合理、通道堵塞、操作不當?shù)纫蛩?，使得液氧流動性較差，則會使得乙炔在局部呈現(xiàn)濃縮狀態(tài)，增加其不穩(wěn)定性，進而增加發(fā)生爆炸的風險。

3 空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的防范措施

為了全面提升空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆效果，要積極落實完整且合理的防范管控機制，提高綜合管理水平，從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益和安全管理效益的共贏。

3.1 完善空氣源管理水平

第一，因為空分裝置的主要原料就是大氣，因此，大氣的質量是決定空分裝置主冷凝蒸發(fā)器運行穩(wěn)定性的重要參數(shù)，要對其予以集中管控，才能優(yōu)化控制液氧中烴類的變化。一方面，要積極完善大氣質量監(jiān)測工作，按照固定周期完成監(jiān)測結果的匯總和分析。另一方面，要設定風向標，并且結合風向變化著重了解碳氫含量，若是超標就要及時進行安全排放。

第二，要對空氣凈化效果予以全面分析，結合綜合應用要求和方案落實對應的管理工作，因為空氣污染等問題會影響空分裝置主冷凝蒸發(fā)器安全性，所以，壓縮后的無油空氣也會含有乙炔、乙烯、二氧化碳等物質，為了避免爆炸問題，就要對其進行全面的脫除處理。

（1）在空冷塔設置液位聯(lián)鎖處理模式，匹配高階和低階，有效避免空壓機異常運行增加的安全隱患。

（2）要結合空分裝置主冷凝蒸發(fā)器運行環(huán)境，對分子篩吸附器予以集中控制，確保能落實動態(tài)化篩填量的控制和處理，減少烴類物質進入分餾塔的幾率[3]。

（3）結合分子篩的應用要求強化在線監(jiān)測，有效避免二氧化碳超標對設備造成影響。

3.2 完善空氣壓縮處理水平

在空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆工作中，為了滿足應用要求和規(guī)范，也要按照標準化流程完成空氣壓縮處理。在空分裝置運行時，空壓機系統(tǒng)的空氣進入分餾塔系統(tǒng)，難免會留存部分的潤滑脂，而這是造成爆炸問題的重要隱患之一。主要是因為潤滑脂的油脂會吸附在主冷設備上，油膜增厚就會和不飽和烴、氮氧化物等物質發(fā)生化學反應，可燃物遇火就會增加爆炸的幾率，制約綜合管控效果?；诖?，要對空氣壓縮過程予以綜合監(jiān)管。

首先，利用自潔式過濾器完成空氣吸入口的處理，并且優(yōu)化空壓機入口位置的空氣質量，避免質量水平不符合實際應用。

其次，空壓機軸封的方式要結合實際應用予以調整，采取無油潤滑完成，避免空氣帶油增加安全隱患。

最后，空壓機要設置自保聯(lián)鎖結構，并且配合在線振動監(jiān)測系統(tǒng)，按照報警數(shù)值、停車限值等予以集中管控和處理，從根本上維持運行效果，也能減少頻繁開關機出現(xiàn)的雜質帶入問題。

綜上所述，在空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆工作中，要對空氣壓縮效果進行集中監(jiān)管，按照標準化流程和要求完成對應的操作內容，減少雜質對應用效果產(chǎn)生的影響，并全面提升安全運行水平和綜合應用質量[4]。

3.3 完善深冷分離處理工序

對于分餾塔整體運行結構而言，空分裝置主冷凝蒸發(fā)器的防爆工作是關鍵環(huán)節(jié)，為了減少安全隱患的留存，就要結合深冷分離的要求落實更加合理的控制工序。

第一，要保證空分裝置主冷凝蒸發(fā)器基礎結構設計本身就具有防爆效果，對應的特殊結構也要具備防治烴類析出量增高的處理裝置。新型的防爆結構能減少濃縮積聚等問題。

第二，要保證主冷板式單元能利用全浸式操作，有效減少烴類析出產(chǎn)生的不良影響。

第三，要增設液氧連續(xù)排放裝置，并且匹配間斷式不定量排放操作模式打造高水準應用平臺，減少烴類積聚產(chǎn)生的安全隱患。

第四，要著重關注液氧吸附器的應用效果，并且配合實際應用環(huán)境增設脫炔、脫極性有機物的水平，維持綜合應用的質量效果，最大程度上搭建合理且科學的空分裝置主冷凝蒸發(fā)器應用環(huán)境。

第五，在信息技術不斷發(fā)展的時代背景下，為了滿足綜合應用處理和管控工作的需求，要結合自動化技術、智能化技術等落實相應的管理工作，因此，要匹配對應的在線分析儀器，有效完成數(shù)據(jù)的實時性檢索和實時性匯總分析，提高綜合應用管控的水平[5]。

第六，要借助在線分析、離線直接和離線濃縮等方式進行對比，從而準確了解液氧中烴類物質的動態(tài)信息，最大化提升整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，避免安全隱患造成的不良影響。首先，要對活塞式氧壓機予以定期的檢查分析，確保其無殘留油且不會出現(xiàn)泄漏問題。其次，要增設快速切斷閥門以避免烴類氣體反竄的聯(lián)鎖系統(tǒng)。最后，要結合實時性信息檢索和監(jiān)督系統(tǒng)對液氧儲存槽中的物質進行定時監(jiān)測和分析，若是出現(xiàn)超標等問題就要及時排放處理。

3.4 優(yōu)化管理人員水平

在空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆工作中，除了要建立完整的設施監(jiān)管機制外，也要提升管理人員的綜合水平，建構合理的安全指導管控機制，確保相關工作人員都能按照標準化流程和規(guī)范要求維持工作的合理性。

一方面，要定期進行操作規(guī)程的指導，并且結合實際環(huán)境和應用要求建立動態(tài)化管控模式，避免靜態(tài)化管理結構對安全問題監(jiān)管工作造成影響。完善制度管理模式，就能最大程度上對相關人員予以制度和應用方案的指導。

另一方面，要對操作人員進行崗前培訓和考核，并且匹配不定期的演練和綜合測試，從根本上提高空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆工作的水平[6]。

4 結語

總而言之，為了提升空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆效果，就要全面分析產(chǎn)生爆炸的機理和影響因素，結合實際情況制定更加合理有效的管控機制，踐行預防為主的管理原則，提升防范措施的綜合應用價值，從而減少爆炸問題造成的惡劣影響，推進行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。