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摘要：氧氣在化工、能源、冶金、機械、國防工業(yè)和醫(yī)療等部門的應用十分廣泛，氧氣生產(chǎn)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。化工企業(yè)制氧的過程中，涉及到的產(chǎn)品的原料、中間體甚至產(chǎn)品本身是易燃、易爆。通過分析近年來化工企業(yè)制氧中發(fā)生的火災事故特點、存在的問題及火災事故原因，積極落實火災預防措施，控制火災爆炸事故發(fā)生，減少火災爆炸事故損失，是當前化工企業(yè)在制氧過程中的消防安全工作的一項重要內(nèi)容。

關鍵詞：制氧 安全生產(chǎn) 防火防爆

1、前言

近年來，隨著工業(yè)社會的飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)制氧也越來越普遍，制氧生產(chǎn)中發(fā)生火災和爆炸事故的事件屢見不鮮，不僅會對企業(yè)造成嚴重的經(jīng)濟損失，更有甚者會造成人員和財產(chǎn)的傷亡，慘痛的歷史教訓告誡我們：化工企業(yè)制氧過程中的生產(chǎn)防火防爆工作不容忽視。因此應當充分了解制氧生產(chǎn)中的火災和爆炸的危害性，掌握其發(fā)生機理應對措施，以便從各個環(huán)節(jié)對存在的危險因素加以控制、消除并做到防患于未然，保證員工在安全的環(huán)境下生產(chǎn)生活。

2、工業(yè)制氧過程中發(fā)生爆炸的原因

化工企業(yè)制氧過程中發(fā)生爆炸的位置主要有：空分設備的爆炸、高純高壓氧氣管道的爆炸等。其中空分設備的爆炸發(fā)生的頻率較高，危害性也比較大。前期的預見性比較差不能準確及時地分辨，造成嚴重的后果。因此對制氧過程發(fā)生爆炸原因進行分析是非常有必要的。

2.1空分設備的爆炸

空分設備的爆炸位置主要集中在大量液氧寄存的主冷凝蒸發(fā)器內(nèi)，特別是在蒸發(fā)器凝液的界面位置。根據(jù)爆炸的三要素對其進行具體分析：

2.1.1可燃物?？辗衷O備制氧的原料來自大氣中的空氣，空氣中含有各種各樣的雜質(zhì)，其中含有少量的可燃氣體如乙炔和其他碳氫化合物的存在對空分設備的安全生產(chǎn)危害極大。碳氫化合物的存在雖然經(jīng)過空分凈化器的處理已經(jīng)降低了很多，但是仍有少量不能清除的物質(zhì)隨著原料空氣被帶入到了空分塔內(nèi)，并在主冷凝蒸發(fā)器的液氧中濃縮、聚集，當這些可燃物達到爆炸極限就會有固體析出，一旦遇到足夠引燃的能量，便會發(fā)生爆炸。特別注意的是由于乙炔的爆炸敏感性最強，危害性最大，因此在實際生產(chǎn)中對乙炔的防范要更為謹慎。

2.1.2助燃物。氧氣是天然的助燃劑，在主冷凝蒸發(fā)器內(nèi)存在的液氧以及游離狀態(tài)的氣態(tài)氧，給主冷凝器內(nèi)的可燃物提供了足夠的助燃劑，一旦發(fā)生火災這些助燃劑會迅速為其提供能量，發(fā)生爆炸，后果不堪設想。

2.1.3引燃引爆源。在空分設備中主要有爆炸性雜質(zhì)固體顆粒的相互摩擦，以及靜電放電。當液氧匯總含有少量的冰粒，固態(tài)的二氧化碳時，相互之間會產(chǎn)生靜電荷，當靜電荷集聚到一定值會產(chǎn)生足夠能量的靜電，引起火災和爆炸的發(fā)生。汽蝕現(xiàn)象的存在會形成壓力脈沖，造成局部的壓力升高，形成局部的氣沖，給可燃物提供了動能。以及化學性質(zhì)比較強的強氧化性物質(zhì)，使碳氫化合物在液氧中的爆炸敏感性增強，更容易發(fā)生爆炸。

2.2高純高壓氧氣管道的爆炸

在化工企業(yè)生產(chǎn)中，氧氣管道本身的材質(zhì)通常為碳素鋼或是低合金的不銹鋼，這些管道材質(zhì)中因為含有碳元素，屬于可燃性材料，并且當純氧的壓力達到3MPa時，純氧中的鐵成粉狀時的燃點是最低的，通常在300℃左右。運輸氧氣的管道會在純氧條件下別先著火的鐵粉、油脂等點燃。對于引起著火的能源有：

2.2.1管道中的閥門在高低壓段之間突然被打開時，低壓端的氧氣迅速被壓縮，由于整個過程的速度很快來不及散熱形成短時間內(nèi)的絕熱壓縮，局部的溫度會迅速升高，成為了引燃的著火點。

2.2.2開啟和關閉閥門時，由于閥門關閉或開啟的速度很快，閥瓣和閥座之間的沖擊和擠壓作用，造成閥門內(nèi)部的摩擦發(fā)熱給引燃提供了能源。

2.2.3高壓環(huán)境下運動的物質(zhì)微粒，如管道內(nèi)的鐵屑、灰塵、焊渣以及其他雜質(zhì)顆粒等與管壁的摩擦、相互沖擊，為引燃物質(zhì)提供了動能。

2.2.4靜電反應、油脂引燃、外部火源以及其他觸發(fā)性的媒介作用都會引起著火。

3、防燃防爆的措施

3.1對于空分爆炸

3.1.1從原料的源頭要嚴把空氣質(zhì)量關。進入空分設備的空氣要保持潔凈，其中的雜質(zhì)氣體要保持在允許極限含量范圍之內(nèi)。

3.1.2通過物理化學手段清除凈化空氣中的有害雜質(zhì)成分。如采用先進的分子篩分法，就是在進入空分設備之前安裝分子篩吸附器，它能將碳氫化合物中的絕大部分物質(zhì)吸收，同時將二氧化碳的進入量控制在允許范圍內(nèi)，并能除去90%的氮氧化合物。在空分內(nèi)部設置液氧吸附器，能夠有效去除主冷液氧中存在的乙炔等碳氫化合物，因此大大增加了空分設備運行的安全性。

3.1.3防止碳氫化合物在主冷凝器中集聚和濃縮，應當連續(xù)不斷的排放液氧，這樣使得主冷凝器中的液氧處于流動狀態(tài)，有效的防止了碳氫化合物在主冷凝器中的凝結。

3.2管道的防燃爆措施

3.2.1氧氣管道在安裝時要完全接地，閥門法蘭之間要用銅導線跨界，防止產(chǎn)生靜電。

3.2.2在進行管道設計盡可能的采用直管道，減少彎頭管件的使用，避免沖擊摩擦增加管道內(nèi)的雜質(zhì)。

3.2.3在安裝之前，管道及其附屬的管件和閥門等都要進行嚴格的脫脂脫油去銹垢。安裝完成后進行強度試驗和氣密性試驗，保證管道的強度和密封性。

3.2.4嚴禁管道內(nèi)帶水，流經(jīng)的氧氣要保證干燥，防止在運行過程中生銹。

3.2.5控制管道內(nèi)氧氣的流速。過高的流速會加劇高壓純氧氣與管壁、雜質(zhì)顆粒的摩擦和碰撞，引起管道局部溫度升高。

4、結束語

在工業(yè)制氧過程中產(chǎn)生爆炸和火災的因素有很多，很多細節(jié)問題仍需要不斷的探索和研究，在后期通過改變工藝技術和改善設備、完善操作管理來控制火災和爆炸的發(fā)生。對于化工企業(yè)來說防火防爆工作不能有絲毫的怠慢，只有不斷探索和完善工藝才能避免事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]盛莉莉，黎霏. 深度冷凍法空分制氧裝置的火災、爆炸因素分析及預防措施[J]. 中國化工貿(mào)易，2013，000（004）：308-308.

來源：科技信息·學術版 王光元 李鵬

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