據(jù)不完全統(tǒng)計,20世紀70年末、80年代初,國內(nèi)大中型空分設備爆炸30余臺次,小型空分設備爆炸100余臺次,就在上世紀90年代中期后,國內(nèi)外連續(xù)發(fā)生大型空分設備冷凝蒸發(fā)器(以下簡稱主冷)爆炸,其損失慘重。1996年,遼寧順乙烯化工公司6000m3/h主冷爆炸,空分塔損毀,死亡4人;1997年,馬來西亞賓特魯殼牌石油公司80000m3/h空分主冷爆炸,空分設備全毀,傷12人。由此可見,主冷防爆是空分設備安全的關鍵。
一、主冷爆炸機理
1.危險物質
a.可燃組分:主要是乙炔等碳氫化合物,乙炔最為危險,在液氧中的溶解度很低(5.6×10-6mg/L),很容易以固態(tài)析出并引發(fā)爆炸。
b.堵塞組分:主要是二氧化碳、水分和氧化亞氮,尤其是氧化亞氮,日漸引起關注,他們結晶析出后,堵塞主冷通道,會引起主冷“干蒸發(fā)”和“死端沸騰”,造成碳氫化合物濃縮、積聚、析出,引發(fā)主冷爆炸。c.強氧化劑:液氯為強氧化劑。
2.幾種引爆因素
a.固體雜質微粒的機械撞擊引爆(乙炔微粒等摩擦、液氧沖擊)。
b.靜電,如二氧化碳微粒達到(200~300)×104ppm時,可產(chǎn)生靜電,電壓達3kV。
c.化學敏感性特強的物質(如臭氧和氮的氧化物)。
d.氣流沖擊、壓力沖擊、氣蝕現(xiàn)象引起的壓力脈沖,引起溫度升高引發(fā)爆炸。
二、主冷防爆措施
1.加強原料空氣質量控制
氧氣生產(chǎn)區(qū)應常年在上風向,距乙炔發(fā)生站300m以上,遠離有害氣體源,加強原料空氣質量控制,一旦污染嚴重,要采取相應措施。
2.清除有害物質,防止碳氫化合物等積聚
積聚主要因素如下:
a.充分發(fā)揮液空液氧吸附器清除乙炔等碳氫化合物的作用,嚴格按期倒換吸附器和控制加熱再生溫度,提高吸附效率。
b.從主冷中排放1%的產(chǎn)品液氧,清除碳氫化合物。
c.定期對空分進行大加溫,以除去積聚在熱交換器和精餾塔內(nèi)殘留的二氧化碳及碳氫化合物雜質。d.液氧泵長期投入運行,采用分子篩吸附的,氧化亞氮吸附效果不好,可在分子篩吸附器內(nèi)加一層5A分子篩。