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空分装置的主要危险因素及防范措施

[日期:2010-03-23] 来源:安化  作者:王文庆 [字体: ]

河南省安阳化学工业集团有限责任公司现有2150 m3/h空分装置(1#KFS-140/660-1型、2#FON-150/600-3型),其中1#是建厂时安装的,2#20027月安装,20032月投入使用,生产能力为O2150 m3N2660 m3,氧气供尿素车间低压用氧和氧气站充瓶外售用氧,氮气压缩机将低压氮气加压至0.7 MPa送往各化工车间使用。2006年,新建1KDON-4000/4000型空分装置,与安化九阳化工公司的6t/a甲胺生产装置配套,采用带增速机的离心式空压机、增压膨胀机、主冷板束等新技术防爆结构。但空气生产装置在生产过程中存在着火灾、爆炸、中毒窒息、冷冻伤害等危险因素,所以生产中一定要搞好安全生产,落实安全生产防范措施。我公司对空分生产装置主要坚持实行“六关”管理。

    抓住空气来源关

       空分装置的原料就是大气,大气质量的好坏直接关系着主冷液氧中烃类的变化。我厂空分装置所处地理位置不好,被其他3个化工装置包围,空气质量较差,尤其是刮北风时能明显闻到有机物气味;同时通过液氧的离线、在线分析可以发现烃类物质的上升趋势。为此我们采取的措施是:(1)建立了大气质量监测系统,每周分析1 次;(2)设立了风向标,随时掌握四季风向的变化,遇到刮北风时,加强监护,及时排放液氧;(3)由公司调度室制定《周边装置紧急排放联系制度》,如有其他装置不正常排放,应及时通知调度,调度再及时通知车间,加强液氧分析监护。

       把住空气压缩关

       从空分装置的流程来看,进入分馏塔系统的空气来源于空压机系统,在此过程中就不可避免地存在润滑脂,液氧中的油脂附着在主冷的翅片上会形成油膜,当油膜达一定厚度时,与不饱和烃、氮氧化物和氧气的混合物在低温下起化学反应生成灵敏度较高的可燃物,这些可燃物一旦遇火源就会发生爆炸。另外,空气中的灰尘等杂质被带入分馏塔中也是危险的,一是它会在板式换热器中产生堵塞,二是进入分馏塔中的固体悬浮在液氧液面上,摩擦产生静电打火,形成引火源。为了避免这些物质进入分馏塔,我们采取了以下措施:(1)在空气吸入口增加了卷帘过滤器和干袋式过滤器,滤掉杂质和灰尘,确保空气干净;(2)空压机轴封采用石墨环密封无油润滑,确保空压机出口空气不带油;(3 空压机设置了联锁装置和在线振动监测系统,可以随时记录第一触发联锁点,确保空压机的正常运行,防止因频繁开停机而将油脂或杂质带入系统。

加强空气净化关

       压缩后送来的无油、干净的空气中含有大量水、乙炔、甲烷、二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烯、碳四等物质,水分和二氧化碳带入冷箱就会造成冻堵,不饱和烃在分子筛中能大部分被吸附,饱和烃不易被吸附就会带入分馏塔内。为了使这些物质含量降到最低,我们采取了如下措施:(1)水洗塔设置了高、低液位报警,防止在除沫器损坏或空压机异常的情况下,水洗塔的液位失控而使空气中带水;(2)由于水洗塔中循环水直接与空气接触,不但降低了压缩空气的温度,而且通过洗涤可清除掉空气中的酸性物质,若循环水中存在油类或烃类物质,则会将这些物质带入系统,为此,我们8 h分析1次循环水,确保外界杂质无法进入系统,同时为了防止在总厂的循环水场出现问题影响空分装置的正常运行,我们又增设了独立的循环水场,专供水洗塔使用;(3)增设了1台制冷机组,确保空气出塔温度由原来的25 下降到12 以下,使空气中含水量大大下降,有效地提高了分子筛对烃类和二氧化碳的吸附能力,出分子筛的空气中二氧化碳含量基本趋于零;(4)根据装置所处环境,对分子筛吸附器内13X分子筛和氧化铝的装填量进行调整,在确保露点≤-70 的情况下,适当减少氧化铝量,通过增加分子筛装填量提高了对烃类及二氧化碳的吸附能力,最大限度地减少烃类及二氧化碳带入分馏塔中;(5)分子筛出口设置了二氧化碳在线监测仪,随时监测空气中二氧化碳的变化情况,防止因二氧化碳超标引起设备冻堵,离线通过对出分子筛的空气露点分析,确保水含量不超标。

       强化深冷分离关

       空分装置的最危险点是分馏塔,由于分子筛对饱和烃基本不吸附,烃类物质就会带入分馏塔中,对安全生产造成极大的威胁。为了确保主冷的安全运行,我们采取了以下措施:(1)主冷凝蒸发器设计为防爆型,这种特殊结构能防止烃类析出而堆积在翅片的某些部位,使局部烃类过高,可最大限度地降低主冷凝蒸发器爆炸的可能;    (2)主冷板式单元采用全浸式操作,防止烃类析出发生危险;(3)增设了1%液氧连续排放,使主冷液氧始终保持部分更新,防止烃类积聚增长;(4)增大液氧吸附器的能力,增加其脱炔和脱极性有机物的能力,并定期按规程进行再生;(5)设置了在线分析和离线直接分析、离线浓缩分析3种方法,分别对主冷液氧中甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烯、丙烷、碳四和总烃8个组分进行检测,各检测数据每9 min循环1次,还可随时监测液氧中烃类的变化,离线直接法和离线浓缩法每8 h分析1次,这样就能更准确地掌握液氧中的烃类动态,确保装置安全运行。

树立产品贮存、输送安全关

       针对空分装置气、液产品在管道输送、贮存过程中和在气流的出口处或调节阀处产生并积聚静电,与氧气或具有可燃气体能形成爆炸危险的爆鸣性气体的情况,避免爆炸危险的发生,我们采取了以下措施:(1)对活塞式氧压机的密封及刮油系统定期检查,确保无油、无泄漏;(2)氧气用户增设了停车严密联锁系统,通过3个快速切断阀防止因氧压机停车而造成烃类气体的反窜;(3)氮气送出管线上设有单向阀和联锁快速切断阀;(4)对液氧贮槽中的烃类物质每天分析1次,发现超标及时排放;(5)高压氧气送出阀增设小旁路,避免因压差过大使流速过快而发生危险。

       深化人员培训关

       随着公司空分装置不断扩大,工艺条件要求越来越高,因此必须提高操作人员的业务素质,不断完善各种管理制度,采取了以下措施:(1)随着装置运行条件的变化,不定期修改《岗位工艺操作规程》,使操作有章可循;(2)组织编写了空分装置安全技术培训大纲,定期对人员进行培训;(3)操作人员不但要通过装置的上岗考核,还必须通过当地劳动部门签订的特殊工种合格证方能上岗;(4)坚持每周1次的事故演练,使操作人员对空分装置存在的各种危险因素牢记在心。

综上所述,在空分生产装置生产过程中,必须高度重视安全生产,搞好防火、防爆管理工作。我公司通过对制氧系统的多次改造,分馏塔运转周期由66 d延长到目前2300多天,确保了装置的长周期运转。

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