制氧生产中防火防爆问题摘要：本文介绍了制氧生产中火灾、爆炸发生的几种主要可能性及其原因、机理和防燃爆措施，并对空分设备的爆炸进行了重点阐述。关键词：安全生产制氧防火防爆1前言近年来，制氧生产中燃爆事故时有发生，有的甚至造成了机毁人亡的严重后果，使国家、企业和人民生命财产蒙受了巨大损失，如1996年3月新余钢铁厂6000m3/h空分主冷爆炸、2000年8月萍乡钢铁公司1500m3/h制氧机检修现场的燃爆事故等。惨痛的教训再次提醒我们:制氧生产防火防爆不容忽视。江铜贵溪冶炼厂现有6500m3/h、10000m3/h和3000m3/h制氧机各1台，三期工程完成后，又有1台10000m3/h制氧系统投入运行，生产已具相当大的规模。如何确保其安全运行，是我们必须重视解决的重要课题。对此，应当充分认识到制氧生产中火灾、爆炸的危险性，了解、掌握其原因、机理及相应对策，以便从各个环节对存在的危险因素加以控制、消除，防患于未然。制氧生产中发生燃爆的可能性主要有:空分设备的爆炸、高纯高压氧气管道的燃爆和系统外的燃爆。其中空分设备的爆炸事故频率较高，危害性极大，且可预见性较差，本文将对此作重点阐述。2空分设备的爆炸2.1爆炸原因、机理空分设备的爆炸部位主要发生在大量液氧积存的主冷凝蒸发器内，特别是液氧蒸发界面。下面根据燃爆的三要素即可燃物、助燃物和引燃引爆源进行具体分析。(1)可燃物。空分设备的原料来自于大气，大气中含有各种有害杂质气体，其中乙炔及其它碳氢化合物对空分设备的安全生产危害极大。厂区内空气中碳氢化合物等有害杂质的含量见表1。这些碳氢化合物虽经空分净化装置的清除，但仍有少量和不能清除的物质随原料空气被带入空分塔内，并主要在主冷凝蒸发器的液氧中浓缩、积聚，当达到一定程度(即爆炸极限)，且有固体析出时，再遇到足够的引燃引爆能量，便会发生爆炸。若干种碳氢化合物在氧气中的爆炸极限见表2。从表2中可见，乙炔的爆炸敏感性最强，即危险性最大。它是不饱和碳氢化合物，具有高度化学活性，极不稳定，且在液氧中的溶解度很低5×10-4%，很容易以固态析出而引爆。因此，对乙炔的防范要更为谨慎些。(2)助燃物。即主冷凝蒸发器中本身存在的液氧及其蒸发的气态氧。(3)引燃引爆源。主要有:①爆炸性杂质固体微粒(如液氧中析出的固态乙炔)的相互摩擦或与器壁摩擦。②静电放电。当液氧中含有少量冰粒，固态二氧化碳时，会产生静电荷。若二氧化碳的含量提高到200×10-4%～300×10-4%时，所产生的静电位可达3000V。③气波冲击、压力冲击、气蚀现象引起的压力脉冲，造成局部压力升高。④化学活性特强的物质(臭氧、氮的氧化物等)存在，使碳氢化合物在液氧中的爆炸敏感性增强。2.2防爆措施(1)严把原料空气关。空气要保持洁净，吸风口处空气中烃类等杂质的允许极限含量见表3:(2)净化、清除加工空气中的有害杂质。采用先进的常温分子筛吸附法，即在空分设备前设置分子筛吸附器。它能将C2H2、C3H6、C4H8等杂质全部吸附，C3H8和C2H4也大部分被吸附，并可将CO2的入塔量控制在1×1024%以下，能除去90%的N2O。我厂运行中的3台制氧机均先后采用了分子筛吸附法，其中6500m3/h空分内部还增设了液氧吸附器，能有效地吸附主冷液氧中存在的乙炔等碳氢化合物，由此大大增加了空分设备运行的安全系数。(3)防止碳氢化合物在主冷中的积聚、浓缩。应连续不断地排放液氧，其量为1%的气氧产量。这样可使主冷中的液氧总是处于流动状态，避免碳氢化合物在主冷中局部浓缩、积聚。(4)正常稳定地操作空分设备。①保持温度、压力、流量、液面等相对稳定，防止工况波动，避免产生摩擦、冲击等激发能源而引爆。②采用“全浸式”操作。即主冷凝蒸发器的液氧液面应保持高于板式单元的高度，以防上液氧蒸发界面乙炔析出而引爆。③空分临时停车时间不能太长。停车后，当主冷液位低于正常液位一半或液氧中的乙炔含量超过0.1×10-4%时，就应全部排液，以防乙炔局部积聚、浓缩而造成开车时爆炸。④避免空分设备超周期运行。(5)空分设备的除油保护。如果空气压缩过程中气体带油而裂解，会增加乙炔等碳氢化合物的含量，给空分设备的安全运行带来威胁。进入空分设备的油，来源于空压机和膨胀机的润...
