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空分设备冷凝蒸发器防爆措施

据不完全统计，20世纪70年末、80年代初，国内大中型空分设备爆炸30余台次，小型空分设备爆炸100余台次，就在上世纪90年代中期后，国内外连续发生大型空分设备冷凝蒸发器〔以下简称主冷〕爆炸，其损失惨重。1996年，辽宁顺乙烯化工公司6000m3/h主冷爆炸，空分塔损毁，死亡4人；1997年，马来西亚宾特鲁壳牌石油公司80000m3/h空分主冷爆炸，空分设备全毁，伤12人。由此可见，主冷防爆是空分设备安全的关键。

一、 主冷爆炸机理

a.可燃组分：主要是乙炔等碳氢化合物，乙炔最为危险，在液氧中的溶解度很低〔5.610-6mg/L〕，很容易以固态析出并引发爆炸。
b.堵塞组分：主要是二氧化碳、水分和氧化亚氮，尤其是氧化亚氮，日渐引起关注，他们结晶析出后，堵塞主冷通道，会引起主冷"干蒸发'和"死端沸腾'，造成碳氢化合物浓缩、积聚、析出，引发主冷爆炸。
c.强氧化剂：液氯为强氧化剂。

a.固体杂质微粒的机械撞击引爆〔乙炔微粒等摩擦、液氧冲击〕。
b.静电，如二氧化碳微粒达到〔200～300〕104ppm时，可产生静电，电压达3kV。
c.化学敏感性特强的物质〔如臭氧和氮的氧化物〕。
d.气流冲击、压力冲击、气蚀现象引起的压力脉冲，引起温度升高引发爆炸。

二、主冷防爆措施

氧气生产区应常年在上风向，距乙炔发生站300m以上，远离有害气体源，强化原料空气质量控制，一旦污染严重，要采用相应措施。
2.清除有害物质，防止碳氢化合物等积聚
积聚主要因素如下：
a.充分发挥液空液氧吸附器清除乙炔等碳氢化合物的作用，严格按期倒换吸附器和控制加热再生温度，提升吸附效率。
b.从主冷中排放1％的产品液氧，清除碳氢化合物。
c.定期对空分进行大加温，以除去积聚在热交换器和精馏塔内残留的二氧化碳及碳氢化合物杂质。
d.液氧泵长期投入运行，采纳分子筛吸附的，氧化亚氮吸附效果不好，可在分子筛吸附器内加一层5A分子筛。
3.采纳高、精、尖检测仪表，实现在线与离线监测
这个工作要正常化、制度化、定期进行，假设环境恶化，需随时采用有效措施，把有害物质控制在标准之内，乙炔在0.5、甲烷120、总碳155、二氧化碳4、氧化亚氮100〔数量级10-6〕。

液面高、循环倍比大，二氧化碳及烃类化合物不易积存浓缩。武钢燃气厂采纳全浸操作，经多年安全运行，全部工艺参数同未浸前一样，并且仍有足够的分开空间，换热面积也满足要求，取出的氧气也没有气液夹带现象，所以主冷全浸操作是有利无害的。

临时停车再启动，不可避免地存在一定时间的低液面操作，此阶段易发生烃类的局部浓缩，同时重新启动时，板式换热器在一段时间内工况不正常，自清除效果不好，造成二氧化碳堵塞，再加上气流冲击，就有可能在主冷发生微爆，所以应最大限度的减少临时停车的次数，或避免全排液，对主冷执行单独加温，有条件应全面加温。

运转2年或更长时间时，应对精馏塔及液氧循环系统进行清洗脱脂，主冷单元应浸泡8h，清洗后用足够压力的空气彻底吹除，而后充分加温干燥。

液氧的单位电阻较大，易于产生静电，在不接地状况下可产生数千伏的静电电压，所以要定期对空分装置进行接地检查。

假设油被带入空分装置，会污染吸附剂，影响对乙炔的吸附，所以应取消易使空气带油的罗茨风机，强化膨胀机的检修和维护。

电石渣中剩余乙炔对空气污染很大，特别是下雨天更为严重，应严格管理，最好远远埋于地下。
10.强化操作、维护、管理
在操作上，关于清除有害杂质的环节要认真，如板式换热器的温度控制、主冷稳定控制、有害物质监测等。
在维护上，监测用的仪器、仪表要定期校验，保证检测结果的准确性；超周期运行要慎重，要及时停车加热吹除。
在管理上，要严格遵守工艺纪律，强化设备管理，杜绝违章作业，坚持设备的完好率，严格执行"四不放过'。
11.强化技术培训，提升技术水平
每年定期、不定期培训，加强防爆意识，提升操作技能。