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        在科技飛速發(fā)展的今天。空氣分離依然是石油、化工、冶金等行業(yè)的重要生產裝置之一，隨著我國工業(yè)化水平越來越高，對空分設備的要求也越來越高，由于其特殊的結構和介質的理化性質，空分設備發(fā)生爆炸的危險性較大。近年來，因空分設備的制造缺陷、操作和管理不善等原因，空分設備爆炸事故頻發(fā)，特別是空分主冷凝蒸發(fā)器中烴類物質超標引起的爆炸非常多，這不僅影響了生產裝置的平穩(wěn)運行，而且給企業(yè)和國家、職工造成重大的損失。因此提高設備運行的安全性和穩(wěn)定性，提高產品的產量和純度已經成為贏得市場的必要條件。以下從我們裝置的實際運行經驗和義馬當地的實際氣候和環(huán)境出發(fā)，探討一下預防空分裝置爆炸的措施。首先我們從空分裝置的流程開始，我們廠采用的是開封空分廠的高低壓結合的流程，20800Nm3／h氧氣空分裝置包括壓縮、冷卻、吸附、精餾等主要流程，在這幾個環(huán)節(jié)中吸附是關鍵，精餾塔的主冷凝蒸發(fā)器的操作也很重要。
       
        1 主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因
       
        空分塔的爆炸原因很多，也比較復雜，但基本可分為物理性爆炸和化學性爆炸。從大多數爆炸的實例分析來看，化學性爆炸是主要的。形成化學性爆炸的必要條件是：可燃物、助燃物和引爆源。在空分設備主冷凝蒸發(fā)器中，可燃物主要是乙炔、碳氫化合物或油分等高烴類雜質；助燃物為氣氧和液氧；引爆源主要有：(1)爆炸性雜質固體微粒相互摩擦或與器壁摩擦發(fā)熱；(2)靜電放電。當液氧中含有少量冰粒、
       
        固體二氧化碳時，會產生靜電荷。有關數據顯示：二氧化碳的含量提高到200300ppm時，所產生的靜電位可達到3000V；(3)氣波沖擊、流體沖擊或汽蝕現(xiàn)象引起的壓力脈沖，造成局部壓力高而使溫度升高；(4)化學活性特別強的物質(臭氧、氮的氧化物等)存在，使液氧中可燃物質混合物的爆炸敏感性增大。
       
        2 爆炸源形成條件
       
        空氣中除氧氣、氮氣外，還會有少量的水蒸氣、二氧化碳、乙炔和其它碳氫化合物等氣體以及少量的灰塵等固體物質，國內大中型分子篩凈化流程清除空氣中水分、二氧化碳和乙炔等雜質的方法多采用吸附法，即利用分子篩或硅膠等作吸附劑把空氣(液空、液氧)中所含的水分、二氧化碳和乙炔等雜質分離出來，濃縮在吸附劑表面上，加溫再生時進行脫除，從而達到凈化的目的。對分子篩流程空分裝置，分子篩具有孔徑相近的極性分子吸附性強的特點，水分、二氧化碳和乙炔基本上可以在分子篩吸附器中脫除，其它烴如甲烷、乙烷絕大部分隨空氣進入空分塔中，這些物質大部分溶解在液體中，少量隨氧氣的蒸發(fā)帶走。但由于化工裝置比較集中，如果裝置泄漏量過高或烴類產品直接放空，就會造成空分設備吸入口的碳氫化合物含量超標；而且當液體中烴的濃度不斷增加，并超過其溶解度時，就會以固體形式析出并聚集，在一定條件下與氧混合形成爆炸源，當引爆因素存在
       
        時就會發(fā)生化學性爆炸。大量事實證明，液氧中乙炔的爆炸敏感性最高。因為乙炔在空氣中的分壓很低，即使將空氣冷卻至一173℃，乙炔也不會以固態(tài)形式析出；而且乙炔在液空中的溶解度較大，約為20cm3／dm3，因此一般不會在液空中析出，它將隨空氣帶入空分塔內。乙炔隨液空進入上塔，而其在液氧中的溶解度極低，約為5．2 cm3／dm3。當液氧在主冷凝蒸發(fā)器中蒸發(fā)時，隨氣氧帶走的乙炔量僅為液氧中乙炔總量的1／24左右；這樣隨著液氧的蒸發(fā)，液氧中乙炔濃度就不斷增高，當乙炔超其溶解度時，過剩的乙炔就會以白色固體微粒懸浮在液氧中，加之乙炔又是不飽和的碳氫化合物，具有很高的化學活潑性，這些固體乙炔或其它碳氫化合物顆粒與塔壁及通道壁發(fā)生摩擦或液氧沸騰產生壓力脈沖，以及臭氧與氮氧化物的促進作用所產生的能量都將可能致空分塔爆炸。但在實際生產中有時液氧中乙炔及其它碳氫化合物沒有超標卻發(fā)生爆炸，主要是由于冷凝蒸發(fā)器的結構不合理，存在某些制造缺陷。若因某些通道堵塞和操作不當，造成液氧的局部流動性不好，產生乙炔局部濃縮而發(fā)生爆炸。
       
        其它不飽和碳氫化合物也能發(fā)生爆炸分解反應，雖然它們在液氧中的溶解度比乙炔高，但由于吸附器對這些碳氫化合物的吸附能力極小，因此也存在在液氧中積聚而構成爆炸的可能。大量研究表明，碳氫化合物由于各組分在液氧中的溶解度及化學活性不同，其爆炸敏感性也不同，爆炸敏感性按以下順序遞增：甲烷一乙烷一丁烷一乙烯一丙烯一丁烯一乙炔，可見乙炔的敏感性最高。