在空分設(shè)備事故中，因主冷引起的爆炸在所有事故中，約占一半以上，這是因?yàn)樵诩庸た諝庵?，所有未清除徹底的雜質(zhì)，較后都會匯集在主冷液氧中，由于液氧的氣化作用，這些雜質(zhì)在某些區(qū)域形成高濃度聚集，并形成結(jié)晶后析出，在氧的助燃下，產(chǎn)生爆炸，對企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行和員工人身安全造成極大的危害。下面，我們對事故發(fā)生的原因進(jìn)行綜合分析并找出有效防止主冷爆炸的防范措施和方法。 碳原子數(shù)相等的碳?xì)浠衔镫S未飽和度的增加，危險性相對也會增加；而碳原子數(shù)不等的碳?xì)浠衔?，隨碳原子數(shù)增多而危險性相對增加。碳?xì)浠衔镌谥骼湟貉踔芯奂?，和它們的沸點(diǎn)成正比、和在液氧中的溶解度及飽和蒸氣壓成反比。 主冷液氧中的碳?xì)浠衔镉袃煞N聚集形式：一是由于主冷結(jié)構(gòu)原因形成的局部不暢通，造成局部液氧干蒸發(fā)而使碳?xì)浠衔镂龀?，二是未?jīng)徹底凈化的空氣進(jìn)入冷箱參與精餾，微量的碳?xì)浠衔镂唇?jīng)充分循環(huán)和吸附而在液氧中整體超標(biāo)。另外，低液面操作或液面大幅度波動都能使液氧中有害雜質(zhì)析出并聚集。

? ? ? ?在空分設(shè)備中主換熱器是保證整套設(shè)備性能的關(guān)鍵設(shè)備。主換熱器在分子篩預(yù)凈化流程空分設(shè)備中的作用是通過回收返流氣體的冷量，保證熱端溫差保持在設(shè)計(jì)值，為膨脹機(jī)提供足夠的機(jī)前狀態(tài)的膨脹機(jī)氣體，彌補(bǔ)設(shè)備的冷量損失，并為下塔提供設(shè)計(jì)工況下的原料氣體。下面簡要介紹一下影響主換熱器熱端溫差的幾個因素；? ? ? ?1、分子篩吸附器性能：當(dāng)分子篩吸附器存在分子篩填充量不足、床層不平、分子篩因再生不徹底而造成吸附性能差等外在原因造成空氣短路，因制造原因造成分子篩泄漏等因素，都將造成主換熱器的熱端溫差及阻力上升。? ? ? ?2、膨脹機(jī)效率：膨脹空氣出主換熱器的壓力、溫度、流量等參數(shù)都是主換熱器設(shè)計(jì)時的給定值，如果膨脹機(jī)出主換熱器的狀態(tài)正常，而膨脹機(jī)后溫度高于設(shè)計(jì)值，如果用增加膨脹量的手段維持空分設(shè)備運(yùn)行，會使主換熱器的熱端溫差越來越大，導(dǎo)致空分運(yùn)行工況破壞，無法正常運(yùn)行。檢修膨脹機(jī)，是解決主換熱器熱端溫差大的較常用方法。? ? ? ?...

粗氬塔的原料氣及冷源來自主塔又返回主塔，所以粗氬塔與主塔是密切相關(guān)、互相影響的。粗氬塔的投入需有以下條件：1)主塔工況穩(wěn)定；2)氧、氮產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量接近或達(dá)到正常值；3)氬餾分的含氬量接近正常；4)主冷液位較高，有充足的冷量。粗氬塔投入過程中，首先引出氬餾分預(yù)冷粗氬塔，然后逐漸將液空送入粗氬冷凝器。隨著粗氬塔的冷卻，粗氬塔逐漸建立起精餾工況。其標(biāo)志是粗氬塔的阻力、粗氬的純度、氬餾分的取出量不斷增加，直至達(dá)到正常指標(biāo)。開始時，主冷液位可能略有下降，隨著粗氬塔精餾的建立，主冷液位將會恢復(fù)。操作時應(yīng)注意以下問題：1)氬在上塔的富集情況不是固定不變的，氧、氮產(chǎn)品純度變化時，氬在上塔的分布將發(fā)生變化，氬餾分的組成也隨之改變。氧純度的變化對氬餾分組成的影響比較敏感，氧純度變化0.1%，氬餾分的氬含量將變化0.8%～1%。氧純度提高，富氬區(qū)將上移，餾分的含氬量下降。因此，應(yīng)保持適宜的氧純度，并保持穩(wěn)定，以獲得含氬量較高的餾分氣；2)主冷液位的波動也會影響?zhàn)s分的組成和取出量。經(jīng)驗(yàn)表明，主冷液位波動為5～10cm，粗氬塔就會出現(xiàn)明顯的反映；3)防止粗氬冷凝器發(fā)生氬凍結(jié)。由于操作調(diào)節(jié)不當(dāng)，液空溫度過低，冷凝器溫差增大，就會在冷凝表面有氬固化。這時冷凝量減少，氬餾分的組成以及主塔提餾段的回流比都將改變，破壞了主塔的精餾。出現(xiàn)這種情況應(yīng)首先停止粗氬塔的工作，提高粗氬冷凝器的溫度。待解凍后重新逐漸將粗氬塔投入；4)注意餾分中的氮含量。當(dāng)?shù)砍^0.1%時不但會使餾分的冷凝困難，還會使粗氬的氮含量增高，影響精氬塔的工作。因此，餾分中的氮含量一般不得大于0.01%?？傊?，粗氬塔的投入的操作應(yīng)該是逐漸增加粗氬冷凝器的負(fù)荷，過快的操作將適得其反，使整個系統(tǒng)發(fā)生波動。

在切換式換熱器中，水分及二氧化碳不可能全部、徹底清除。盡管殘留的量是極微的，但日積月累也會逐漸地堵塞切換式換熱器。在生產(chǎn)中表現(xiàn)為切換式換熱器的阻力不斷增加，氣體流通的自由截面減少，空氣量進(jìn)不來。此外，在切換式換熱器冷段，理論上已基本清除干凈了二氧化碳，但由于氣流的夾帶作用，帶入塔內(nèi)的二氧化碳量比理論含量多得多。這些二氧化碳除被吸附過濾器部分清除外，其余將在塔內(nèi)逐漸積累而使塔板、管道和閥門堵塞。加之空氣中還含有微量的乙炔及碳?xì)浠衔铮m經(jīng)乙炔吸附器吸附，其吸附效率只能達(dá)到97%左右，其余部分也將威脅到空分設(shè)備的安全生產(chǎn)。為了消除這些積聚的水分、二氧化碳、乙炔等雜質(zhì)，當(dāng)空分設(shè)備運(yùn)行到一定的時間，就需要停車進(jìn)行加溫吹除操作。另外，在空分設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中，有時因設(shè)備或機(jī)器的故障而被迫停車檢修前，為了消除低溫，也必須進(jìn)行加溫吹除。在空分設(shè)備全部安裝完畢、啟動試車前，為了清除設(shè)備內(nèi)殘存的雜質(zhì)和水分，也需要進(jìn)行加溫吹除操作。對于單體倒換使用的設(shè)備(如液空吸附器)，當(dāng)硅膠被乙炔和二氧化碳飽和時，為了恢復(fù)其吸附能力，要定期進(jìn)行加溫再生。當(dāng)膨脹過濾器、膨脹機(jī)被二氧化碳凍結(jié)時，為了解凍，也需要進(jìn)行單體加溫操作。

制氧的單位電耗W02(kW?h/m3)是氧氣生產(chǎn)的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。在空分設(shè)備制氧電耗中，空壓機(jī)的電耗占了較主要的部分。它的電耗(kw?h/h)與壓力比有關(guān)，計(jì)算公式為? e02= yo2ρ R′Tln(p2/p1)/( ψyk 3600ηTηM)?，由此可見，制氧的單位電耗大致與壓力比的對數(shù)及氧氣純度成正比；與氧的提取率及壓縮機(jī)的效率成反比。因此，在操作時，應(yīng)盡可能降低工作壓力；對壓縮機(jī)進(jìn)行充分冷卻，以提高壓縮機(jī)的等溫效率；盡可能地提高氧的提取率；在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，不要過高追求產(chǎn)品純度，以利于降低單位電耗。?

分子篩吸附器切換時為什么要進(jìn)行均壓：(1) 分子篩吸附器切換時先要均壓是為了保證整個裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。分子篩吸附器在切換時如果不均壓，那么為了填充容器的內(nèi)部空間，會使得裝置的空氣流量和壓力突然發(fā)生波動。(2)另外，即將投用的分子篩吸附器若不先進(jìn)行均壓，切換時則會受到空氣的強(qiáng)烈沖擊，使隔柵變形甚至損壞。鋁膠和分子篩也因?yàn)槭軟_擊而相互磨擦擠壓，產(chǎn)生粉塵微粒后進(jìn)入吸附劑內(nèi)通道，造成堵塞，降低吸附效率。所以分子篩吸附器在切換前必須均壓。

膨脹換熱器一方面是利用上塔返流污氮的冷量，降低膨脹后空氣的溫度，以減小膨脹空氣入上塔的過熱度；另一方面起到分配上、下塔冷量的作用。通過它將出過冷器至進(jìn)切換式換熱器(或蓄冷器)之前的污氮的冷量，一部分又返回入上塔，使上塔的精餾得到改善。?膨脹換熱器的位置可放在膨脹機(jī)前或機(jī)后，由流程設(shè)計(jì)而定。我國的大型空分設(shè)備常設(shè)置在機(jī)前，用一部分出過冷器的污氮冷卻膨脹機(jī)前的空氣，使膨脹機(jī)后的溫度不致過高，解決空氣入上塔的過熱度的問題。這樣設(shè)置的缺點(diǎn)是因膨脹機(jī)前溫度降低會帶來膨脹機(jī)的單位制冷量(單位焓降)減少的問題。?在引進(jìn)的大型空分設(shè)備中也有將膨脹換熱器置于機(jī)后的。這種布置適應(yīng)于切換式換熱器板式單元的長度增加，環(huán)流溫度提高，使膨脹機(jī)前溫度提高的情況。機(jī)前溫度提高，可使膨脹機(jī)的單位制冷量增大，進(jìn)上塔的膨脹空氣量減少；而機(jī)后換熱器又可降低入上塔的膨脹空氣的過熱度，二者均對上塔的精餾有利，缺點(diǎn)是膨脹后的背壓略有提高。但因板翅式換熱器的阻力不大，對膨脹機(jī)的焓降影響很小。?由于設(shè)置膨脹換熱器，入下塔空氣的含濕量減少，這樣可提高液空的純度，也對塔的精餾有利。

全低壓空分設(shè)備普遍設(shè)有氮水預(yù)冷器。它主要是利用污氮中水的未飽和度，使部分水蒸發(fā)。水蒸發(fā)時吸收汽化潛熱，使冷卻水溫降低，再利用它來冷卻加工空氣，降低進(jìn)塔空氣溫度。因此，它包括空氣冷卻塔和水冷卻塔。 設(shè)置氮水預(yù)冷器的根本目的是降低空氣進(jìn)空分塔的溫度，避免進(jìn)塔溫度大幅度地波動。因?yàn)檫M(jìn)塔空氣溫度的高低直接影響著切換式換熱器和精餾塔的工況以及整個空分設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)時一般把空氣進(jìn)塔溫度定為30℃。運(yùn)行中進(jìn)塔溫度高于設(shè)計(jì)指標(biāo)時，將使壓縮空氣的節(jié)流制冷量減小，切換式換熱器的熱端溫差和熱負(fù)荷都要增大，從而導(dǎo)致冷損及能耗的增大。 例如，污氮復(fù)熱不足，若增加1℃，將使空分設(shè)備能耗增加2%左右。降低進(jìn)塔空氣溫度，不僅能提高空分設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，而且降低了空氣中的飽和水分含量。例如，當(dāng)空氣的**壓力為0.6MPa，空氣溫度由40℃降至30℃時，每1kg空氣中的飽和水分含量將會減少約40%。這就大大減輕了切換式換熱器水分自清除的負(fù)擔(dān)，有利于自清除。因此，要管好、用好氮水預(yù)冷器，盡可能地降低空氣進(jìn)塔溫度。 其次，在空氣冷卻塔(噴淋冷卻塔)中，空氣和水直接接觸，既換熱又受到了洗滌，能夠清除空氣中的灰塵和溶解一些有腐蝕性的雜質(zhì)氣體，例如H2S、SO2、SO3等，避免板翅式切換式換熱器鋁合金材質(zhì)被腐蝕，延長使用壽命。由于空氣冷卻塔的容積較大，對加工空氣還能起到緩沖作用，空壓機(jī)在切換時不易超壓。 對于分子篩吸附凈化流程，分子篩的吸附容量與溫度有關(guān)，溫度越低，吸附容量越大。對一定大小的吸附器工作周期可以長，或?qū)τ谝欢ǖ奈街芷?，設(shè)計(jì)的吸附器容積可以較小，所以也要求將空氣預(yù)先冷卻到盡可能低的溫度。在氮水預(yù)冷器中充分回收、利用氮?dú)獾睦淞縼砝鋮s空氣。

目前，空分設(shè)備的保冷箱內(nèi)充填的保冷材料絕大多數(shù)都是用珠光砂。?珠光砂是表觀密度很小的顆粒，很容易飛揚(yáng)。會侵入五官，刺激喉頭和眼睛，甚至經(jīng)呼吸道吸入肺部。因此，在作業(yè)時要戴好防護(hù)面罩。?珠光砂的流動性很好，密度比水小，人落入珠光砂層內(nèi)將被淹沒而窒息，因此，在冷箱頂部人孔及裝料位置要全部裝上用8～10mm鋼筋焊制的方格形安全鐵柵，以防意外。? 在需要扒珠光砂時，都是發(fā)現(xiàn)冷箱內(nèi)有泄漏的部位。如果是氧泄漏，會使冷箱內(nèi)的氧濃度增高，如果動火檢修就可能發(fā)生燃爆事故；如果泄漏的是氮，冷箱內(nèi)氮濃度很高，可能造成窒息事故。因此，在進(jìn)入冷箱作業(yè)前，一定要預(yù)先分析冷箱內(nèi)的氧濃度是否在正常范圍內(nèi)(19%～21%)。? 此外，保冷箱內(nèi)的珠光砂是處于低溫狀態(tài)(-50～-80℃)，在扒珠光砂時要注意采取防凍措施。同時要注意低溫珠光砂在空氣中會結(jié)露而變潮，影響下次裝填時的保冷性能。

分子篩是一種硅鋁酸鹽的晶體，具有許多孔徑大小均一的微孔，骨架通常帶負(fù)電荷，孔道中具有平衡骨架負(fù)電荷的陽離子。較早發(fā)現(xiàn)的分子篩是天然沸石，人們發(fā)現(xiàn)在火山口附近開采的礦石，經(jīng)過加熱后會產(chǎn)生氣泡，因而稱之為沸石。20世紀(jì)30年代，美國聯(lián)合碳化物公司首先人工合成了4A和13X分子篩，并將分子篩作為干燥劑應(yīng)用于石化領(lǐng)域。后聯(lián)碳公司陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了Y型分子篩等，并將之應(yīng)用于催化領(lǐng)域，代替以前應(yīng)用的硅鋁小球，使汽油產(chǎn)率提高15%以上，當(dāng)時全世界每年原油用量4億噸，并產(chǎn)生80億美元的經(jīng)濟(jì)效益。后來又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)ZSM，磷鋁，MS41，全硅沸石等系列分子篩，并在石油化工領(lǐng)域，干燥等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用?？梢赃@么講，沒有分子篩就沒有現(xiàn)在的石油化工業(yè)。現(xiàn)在分子篩催化是化學(xué)學(xué)科中至關(guān)重要的優(yōu)先領(lǐng)域，是煉油和環(huán)?？茖W(xué)的關(guān)鍵技術(shù)。 分子篩具有孔徑大小均一的微孔，依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小而吸附或排斥不同物質(zhì)的分子，因而被稱為“分子篩”。分子直徑小于分子篩晶體孔穴直徑的物質(zhì)可以進(jìn)入分子篩晶體，從而被吸附，否則被排斥。分子篩還根據(jù)不同物質(zhì)分子的極性決定優(yōu)先吸附的次序。一般地，極性強(qiáng)的分子更容易被吸附。分子篩的類型多達(dá)幾十種，但目前能大規(guī)模生產(chǎn)并獲得廣泛應(yīng)用的是A型、X型和Y型、M型和ZSM系列等幾類。其中，3A、4A、5A型分子篩均為8元環(huán)的孔道，4A型分子篩是一種硅鋁酸鈉，其微孔的表現(xiàn)直徑約為4.2A，能吸附直徑在4.2A以下的分子。3A為用K離子交換的 4A分子篩，孔徑為3.8A。5 A型分子篩為鈣交換的是4A分子篩，其微孔表現(xiàn)直徑為5.0A，能吸附5.0A以下的分子。13X、Y和M型分子篩的主孔道為12元環(huán)，大小為10A左右。ZSM-5為10元環(huán)孔道，是一種擇型催化劑。 同時分子篩又是一種硅鋁酸鹽無機(jī)化合物，能夠耐高溫，具有良好的熱穩(wěn)定性，為再生提供了方便，可多次重復(fù)利用。骨架不被微生物等分解。由于具有以上所述優(yōu)點(diǎn)，因此分子篩的用途廣泛。它既是一種新型的**能選擇性微孔型吸附劑，也是一類性能優(yōu)異的催化劑和催化劑載體。作為干燥劑，分子篩具有很強(qiáng)的干燥性能和良好的吸附性能，同時具有良好的擇型作用，因此分子篩干燥劑廣泛應(yīng)用于石油煉制(Refining)，石油化工(Petrochemical)，深冷制氧（cryogenic），天然氣干燥和脫硫，中空玻璃（IG），冷凍（refrigeration），變壓吸附制氧

分子篩純化器的技術(shù)要求有：? 1．分子篩吸附筒的制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收應(yīng)符合《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和CB 150一1998《鋼制壓力容器》，還應(yīng)符合《大中型空分設(shè)備用吸附器設(shè)計(jì)、制造技術(shù)條件》的規(guī)定。? 2．分子篩吸附筒A、B類焊接接頭進(jìn)行100％射線檢測，質(zhì)量應(yīng)符合JB/T4730一2005《承壓設(shè)備無損檢測》的n級要求，接管與筒體封頭角焊縫滲透檢測，達(dá)JB/T4730一2005的I級要求。? 3．設(shè)備制造完畢后以0.69MPa（表壓）進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，然后以0.6MPa（表壓）進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，試驗(yàn)方法按GB150一1998及有關(guān)規(guī)定。? 4．保持吸附筒內(nèi)部清潔、干燥及密封，吸附劑現(xiàn)場裝填，下層裝氧化鋁，上層裝分子篩。? 5．油漆技術(shù)：外表面噴砂除銹，以無機(jī)富鋅涂料打底，面漆兩遍，每次漆膜厚度40um，然后涂鋁粉有機(jī)硅耐熱漆，漆膜厚度為20-25um。? 6．吸附筒下部加保溫層，厚度根據(jù)材料性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。? 7．吸附筒內(nèi)部絲網(wǎng)均勻分成四塊搭接，下層絲網(wǎng)互相搭接，上層絲網(wǎng)在T型鋼上搭接，搭接處由鉚釘鉚接，絲網(wǎng)重疊不少于100mm。

在現(xiàn)場做氣壓試驗(yàn)主要是檢查空分設(shè)備氣密性。在試壓時應(yīng)注意下列問題：?? ? ? 1)嚴(yán)禁用氧氣作為試壓氣源；?? ? ? 2)對試壓后不再脫脂的忌油設(shè)備，應(yīng)用清潔無油的試壓氣源；?? ? ? 3)對試壓用的壓力表應(yīng)經(jīng)校驗(yàn)，予以鉛封后方得使用。試壓前應(yīng)仔細(xì)檢查壓力表閥是否已經(jīng)打開；?? ? ? 4)試壓時，不能對試壓容器用錘敲擊；?? ? ? 5)試壓時，不能拆卸或擰緊螺釘；?? ? ? 6)用氮?dú)馄炕驂毫Φ燃壿^高的氣源向較低壓力的容器充氣試壓時，應(yīng)安裝減壓閥，嚴(yán)禁直接充氣。?? ? ? 7)試壓充氣達(dá)到規(guī)定壓力后，應(yīng)將充氣管接頭拆除。