2 碳氫化合物在液氧中爆炸的機理
??? 1．燃燒或化學性爆炸必須同時滿足三要素
??? 眾所周知，燃燒或化學性操作必須同時滿足三要．素：即可燃物，助燃物及引燃引爆能量。它們不僅必須在同一系統(tǒng)同時存在，液氧和氣氧是始終存在的。下面重點討論一下可燃物和引燃引爆能量。
??? 2．碳氫化合物在液氧中爆炸的條件
??? 前面已討論過碳氫化合物在液氧中的積聚過程。碳氫化合物在液氧中是否只要有積聚就會發(fā)生爆炸，還是要積聚到什限度后才會發(fā)生爆炸?科學研究證明于碳氫化合物液氧中的含量必須達到其爆炸極限，且析出固體碳氫化合物后，再有足夠引燃引爆能量，才會發(fā)生爆炸。
??? 必須指出的是：有時，甚至是大部分時間，液氧中的乙炔及其它碳氫化合物含量雖未達到它們的爆炸下限和折出固體度。但主冷卻發(fā)生了爆炸。本人收集到的數(shù)十起爆炸前對乙炔有化驗數(shù)據(jù)的主冷爆炸事故，掖氧中C2H2均小于1X104％遠未到其爆炸下限和析出固體的程度。這只能說明，由于主冷結構不合理或局部通道不暢通，造成乙炔等碳氫化合物局部濃縮出固體，在滿足其點燃能量后，即發(fā)生局部爆炸。
??? ①空氣中可能存在的主要碳氫化合物在氧氣中的爆炸下限及其所呈狀態(tài)，見表7。
??? ②可爆雜質的爆炸敏感性。
??? 液氧內務類碳氫化合物可爆雜質敏感性，在相同碳原子數(shù)情況下隨其不飽和度而增加。各種碳氫化合物與液氧混合物爆炸感性依下列次序提高：甲烷→丙烷→丁烷→丁烯乙烯→丙烯→乙炔。

表7 若干種碳氫化合物在氧氣中的爆炸下限、所需最小膜破壓力及其所呈狀態(tài)^[1]

??? 可見，乙炔的爆炸敏感性最高，甲烷的爆炸敏感性最差，乙烷的爆炸敏感性較差。
??? 可爆混合物系統(tǒng)引爆所需的最小膜破壓力，其值越小越易引爆。各種碳氫化合物的最小膜破壓力的降低，其排列次，各種碳氫化合物與液氧混合物的爆炸敏感性排序相一致。
???3．爆炸威力相關因素
??? 爆炸威力的大小，決定于參與化學反應的可燃物的數(shù)量及其高熱值。參與化學反應的可燃物數(shù)量越大，其高熱值越，爆炸威力就越大。
???4．引燃引爆能量
??? 對空分塔而言，引燃引爆能量主要有：
??? (1)摩擦與撞擊的機械作用。固體顆粒，特別是乙炔等碳氫化合物固體與器壁及主冷通道的摩擦、撞擊產生的能量。
???(2)靜電放電火花與干冰、分子篩粉末。固體乙炔等在液氧中沸騰時與器壁及主冷通道的摩擦、撞擊，可產生很的靜電電壓(因液氧電阻極大)。當液氧中有干冰、分子篩粉末時，靜電電壓即可達3000V。靜電場強度取決于固體顆粒在液中的運動速度、雜質的數(shù)量和性質。對同種固體微粒，其運動速度快，雜質數(shù)量多，產生的靜電電壓則就迅速提高。靜電電，即可引燃固體乙炔等碳氫化合物 ^[5]
???(3)壓力脈沖和氣流沖擊。主冷內，因液氧沸騰運動，液體的沖擊波可使氣泡得到瞬間壓縮，從而使局部溫度提高。獻指出，在液氧沸騰時，其運動速度可達10m／s上，此時順沖擊波方向的壓力可達10MPa，逆沖擊波方向的壓力可達0MPa，而瞬間局部會絕熱壓縮產生高溫。可見壓力脈沖、氣流沖擊也可能是一個引爆源^[5]
???(4)具有特別反應能力物質的作用：
??? ①臭氧(03)的作用。碳氫化合物在液氧中的爆炸敏感性，隨臭氧的存在而提高，如不飽和的碳氫化合物懸浮于臭氧度為100×10^-4％的液氧內時，其引爆所需的沖擊能則較無臭氧存在時小，在爆發(fā)率為100％時，引爆所需能量一般下降30％～45％。
??? ②氮氧化合物的作用。當二氧化氮與臭氧在液氧中同時存在時，碳氫化合物的爆炸敏感性就有很大提高。許多主冷爆炸事故報告指出，當氧站周圍有關裝置向大氣中排放大量氧化氮時，即使液氧中乙炔含量比大氣中無氧化氮時的乙炔含量低很多，但主冷仍發(fā)生了爆炸，可見氮的氧化物促進了主冷的爆炸。
??? 綜上所述，當主冷或其它有氧的地方(或局部)的可燃物≥其爆炸下限，并達到其點燃能量后，爆炸就變得難以避免了。
3 對有害雜質在空分塔內積聚爆炸的
??? 防范防止有害雜質在空分塔內的積聚、爆炸的基本要求如下：首先是制氧的原料空氣條件要好，大氣中的有害雜質不超量；第二是加工原料空氣入塔前，要盡最大可能將其中的有害雜質凈除掉；第三是有害雜質一旦進入塔內后，應采取有效措施阻止或不讓它們在液氧中濃縮；第四是配備足夠的必要的檢測儀器，隨時監(jiān)督它們有液空、液氧中的含量，一旦超過正常運行的允許值，即采取有效措施，稀釋或消除之。具體措施如下：
??? 1．原料空氣必須滿足的要求
??? 空分設備吸風口與散發(fā)乙炔、碳氫化合物等有害雜質發(fā)生源的距離，應按環(huán)境質量和空分裝置自清除能力全面考慮，間距宜符合表8的規(guī)定：當不能滿足表8需要時，應符合表9的要求。
??? 2．加強對加工空氣中有害雜質的凈除
??? 鑒于分子篩凈除H₂0、C0₂、C₂H₂及其它C_mH_n的效果遠優(yōu)于可逆式流程，為此，原可逆式流程宜逐步改造成分子篩流，保證有效凈除空氣中的有害雜質。