空分設備旋轉蒸發器防爆措施

據不完全統計，20世紀70年末、80年代初，國內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，國內外連續發生大型空分設備旋轉蒸發器（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*為危險，在液氧中的溶解度很低（5.6×10-6mg/L），很容易以固態析出并引發爆炸。  

    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”和“死端沸騰”，造成碳氫化合物濃縮、積聚、析出，引發主冷爆炸。  

    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、氣蝕現象引起的壓力脈沖，引起溫度升高引發爆炸。  

    二、主冷防爆措施  

    1.加強原料空氣質量控制  

    氧氣生產區應常年在上風向，距乙炔發生站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：  

    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加一層5A分子篩。  

    3.采用高、精、尖檢測儀表，實現在線與離線監測  

    這個工作要正常化、制度化、定期進行，若環境惡化，需隨時采取有效措施，把有害物質控制在標準之內，乙炔在0.5、甲烷120、總碳155、二氧化碳4、氧化亞氮100（數量級10-6）。  

    4.控制操作液面  

    液面高、循環倍比大，二氧化碳及烴類化合物不易積累濃縮。武鋼燃氣廠采用全浸操作，經多年安全運行，全部工藝參數同未浸前一樣，并且仍有足夠的分離空間，換熱面積也滿足要求，取出的氧氣也沒有氣液夾帶現象，所以主冷全浸操作是有利無害的。  

    5.臨時停車與防爆  

    臨時停車再啟動，不可避免地存在一定時間的低液面操作，此階段易發生烴類的局部濃縮，同時重新啟動時，板式換熱器在一段時間內工況不正常，自清除效果不好，造成二氧化碳堵塞，再加上氣流沖擊，就有可能在主冷發生微爆，所以應*大限度的減少臨時停車的次數，或避免全排液，對主冷實行單獨加溫，有條件應全面加溫。  

   6.定期清洗  

    運轉2年或更長時間時，應對精餾塔及液氧循環系統進行清洗脫脂，主冷單元應浸泡8h，清洗后用足夠壓力的空氣徹底吹除，而后充分加溫干燥。

    7.防止靜電積聚  

    液氧的單位電阻較大，易于產生靜電，在不接地情況下可產生數千伏的靜電電壓，所以要定期對空分裝置進行接地檢查。  

    8.防止油的進入  

    若油被帶入空分裝置，會污染吸附劑，影響對乙炔的吸附，所以應取消易使空氣帶油的羅茨風機，加強膨脹機的檢修和維護。  

    9.加強電石渣的管理  

    電石渣中剩余乙炔對空氣污染很大，特別是下雨天更為嚴重，應嚴格管理，*好遠遠埋于地下。  

    10.加強操作、維護、管理  

    在操作上，對于清除有害雜質的環節要認真，如板式換熱器的溫度控制、主冷穩定控制、有害物質監測等。  

    在維護上，監測用的儀器、儀表要定期校驗，保證檢測結果的準確性；超周期運行要慎重，要及時停車加熱吹除。  

   在管理上，要嚴格遵守工藝紀律，加強設備管理，杜絕違章作業，保持設備的完好率，嚴格執行“四不放過”。  

    11.加強技術培訓，提高技術水平  

    每年定期、不定期培訓，增強防爆意識，提高操作技能。

    a.充分發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殘留的二氧化碳及碳氫化合物雜質。