空分的一些事故分析及操作注意

介绍10000m3/h空分设备按计划进行检修,在打开底部两个人孔排珠光砂时发生了喷砂事故,造成1人死亡、1人受伤。分析了事故发生的原因,并提出了防范措施。

1事故经过及现象四川威远钢铁有限公司动力厂制氧车间根据川威集团中修计划,在2007年1月24日15∶15召开了10000m3/h空分设备冷箱扒珠光砂的准备会。随后进行了扒砂前的准备工作:拆除喷射蒸发器到排液总管之间的管道(便于扒砂);顶部人孔全部大开;15m平台的人孔紧固好并关闭珠

一、事故经过

1996年7月18日,哈尔滨气化厂空分分厂当班人员听到一声闷响,接着主冷凝器(以下简称“主冷”)液位全无、下塔液位上升,氧、氮不合格,现场有少量珠光砂从冷箱里泄了出来。断定为主冷爆炸。后经主冷生产厂家切开主冷发现上塔塔板全部变形,主冷四个单元中有一个单元局部烧熔,爆炸切口有碳黑,另一个单元发生轻微爆炸,下塔有一块塔板变形。

二、有关情况

该套空分设备1993年投入生产,产量和纯度都达到要求。该套设备是采用全低压板式换热器净化流程,没液空、液氧吸附器。爆炸前工艺指标未发现异常,主冷液位控制在2500~2900mm,主冷处于全浸操作,当时气相色谱分析仪带病运行,每周分析1次。造气、净化、甲醇三个分厂距离空分较近,化验分析碳氢化合物超标3倍多,有乙炔出现。

三、事故分析

1.空气污染

空气分厂与造气、甲醇、净化分厂较近,这三个分厂不正常排放对空分生产造成了威胁。主冷液氧中碳氢化合物超标时有发生。在爆炸前几天风向和气压都对空分生产不利,造成原料空气碳氢化合物含量上升。

2.碳氢化合物在主冷中积累

碳氢化合物经过液空吸附器和液氧吸附器吸附后,部分被排除,另一部分在液氧中积聚,使其在液氧中浓度升高。乙炔在液氧中局部浓缩而析出危险的固体乙炔,吸附器倒换周期长,液氧泵时开时停,导致碳氢化合物不能被及时排出,又未采取大量排液手段,导致超标。

3.操作不当

在吸附器操作过程中,不按规程精心操作导致硅胶破碎,致使硅胶粉末进入主冷。

4.液氧中硅胶和二氧化碳颗粒随液体运动产生静电,是乙炔起爆的点火源。

四、教训和建议

1.空分设备吸风口应该远离碳氢化合物杂质散发源,加强对空气监测。

2.防止硅胶和二氧化碳进入分馏塔,加强操作管理,缩短吸附器倒换周期,液氧泵24小时运行,增大膨胀量集中排放大量液氧。

3.空分设备运行12个月,停车全面加温,彻底清除碳氢化合物和油脂。

4.对设备进行及时维护修理,防止带病运行。

5.加强分析管理,严格控制碳氢化合物不超标。

上塔液悬明显的象征是液氧液面波动很厉害,而且是无法控制的。液悬初期氧液面大幅度地下降后又迅速上升。氧气纯度无法调整,也是随着氧液面的波动而大幅度的波动。氧液面下降时,氧纯度明显升高;氧液面突然上升时,氧纯度很快下降。这种反复的过程根据液悬的不同程度而呈周期性地变化。

小型设备的上塔产生液悬时,热交换器后的高压空气温度会出现自动下降的现象,高压、中压压力也随之下降。此时,下塔液空纯度无法调整至标准,液氮的纯度可以达到标准。如果想采取开大液氮节流阀的办法来提高液空纯度,其结果只能使液氮的纯度变坏。若关小液空节流阀,只能引起液空液面的上升。低压加温阀会出现结霜的现象。

大型空分设备液悬时,明显地反映在上塔中部的阻力上。液氧液面随着阻力的上升而下降,上塔压力随着阻力的上升而升高。下塔的压力随着氧液面的下降而上升,进塔的空气量随下塔压力的升高而减少。氧纯度随着氧液面的下降而升高,氮纯度随着氧纯度的升高而降低。膨胀后的压力随上塔压力的上升而升高。此时,打开自动阀箱吹除阀(走污氮时)会吹出液体。当上塔的中部阻力突然下降时,液氧液面激升,上、下塔压力开始下降,进塔空气流量增大,氧纯度下降。间隔一段时间又重复上述现象。总之,上塔液悬时,上塔的阻力,蓄冷器冷端温度,氧、氮纯度和上、下塔压力显得极不稳定,切换器恢复缓慢。

当下塔产生液悬时,最有说服力的象征是液氮纯度无法调整至标准值,有时甚至高于液空中含氧量。采取关小液氮节流阀来提高液氮纯度的办法是无效的,只能引起中压压力升高,增加下塔压力和液空液面的波动幅度。此时,打开氖氦吹除阀会出现液体,小型制氧机的中压加温阀会有结霜现象。

液空纯度很不稳定,波动很大,有时高于标准;有时甚至低于空气中的含氧量。液空液面波动也很大。

大型设备的下塔装有阻力计。当下塔发生液悬时,首先下塔阻力明显地增加,液空液面逐渐下降到零。当阻力增大到一定的程度时,突然下降,此时液空液面激增。随后,下塔阻力开始上升,又重复上述过程。与此同时,下塔的压力和进塔空气流量波动也很大。

下塔液悬时,氧气纯度有可能提高至标准值,但产量加不大。氮气的纯度始终无法提高至标准值,液氧液面和低压压力显得不稳定。

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