导语：据隆众资讯目前不完全统计，2024-2026年中国空分产能拟建/在建项目超过73个，随着空分装置的进一步投产，未来的空分装置逐渐向大型化、专业化、高效节能化发展，与此同时，由于装置老化、管理疏忽等问题引发的事故也令人心惊。本文旨在对空分装置可爆物来源与防范措施进行简析，为化工生产安全领域提供一定借鉴。
一、空分装置可爆物来源分析
1.1空气中的可爆物杂质
空分装置以空气为原材料，空气中的可爆物杂质主要有乙炔以及其他碳氢化合物，例如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯 等等，其中以乙炔最为危险。它们在不同形态氧气中混合的可爆下限如下所示：
数据来源：隆众资讯
从上述图表中可以看出甲烷在液氧中的可爆下限高达20%，乙烯4.56%紧追其后，但为什么可爆下限为2.9%的乙炔反而是最危险的可爆物杂质呢？
一方面，乙炔的局部浓缩积聚存在三种可爆情况：
1、乙炔在无氧情况下的分解。
2、乙炔与氧气的燃烧。
3、固体乙炔析出与液氧形成混合物，在冲击摩擦或静电等引爆源作用下引爆。
另一方面，乙炔在空气中分压极小，约为1.01*10-5KPa（取乙炔在空气中的含量最大值0.1cm3/m3），即便空气冷却到-173 ℃，它也无法以固态形式析出，并将随着空气进入空分塔中；它在液空中的溶解度（约20cm3/dm3）大于在液氧中的溶解度（约5.2cm3/dm3），所以一般不会在液空中析出，反而会随着液空进入上塔，在液氧中析出，析出的乙炔以白色的固体颗粒悬浮在液氧中，如果遇到某些管道堵塞，造成局部液氧流动性不好，很容易使乙炔颗粒在某些死角浓缩团聚，因此形成的乙炔固体在液氧中的可爆敏感性极高，甚至比液氧炸药的可爆系数高18倍左右。
虽然其他的不饱和碳氢化合物也能够发生分解反应，但它们在液氧中的溶解度比乙炔高，固体析出的概率不大，并且可爆敏感性也不如乙炔，故而危险性小一些，但是同样不容小觑。
1.2液氧的输送
液氧属于强氧化剂，氧化反应异常激烈，并放出大量热量，氧遇可燃物质极易发生燃烧事故。输送氧气的管道内，如存有油脂、溶剂、橡胶等可燃物质，在气流的作用下，杂质与管道发生摩擦，能产生高温而发生燃烧。
输送氧气的管道如采用普通钢管，可因氧气流速过大，而引起钢管燃烧，甚至将钢管烧熔。
1.3引爆源（因素）
在空气压缩、空气预冷净化、空气分离等阶段都可能导致主冷出现意外情况。
在空气压缩阶段，以下情况会导致主冷事故：
1）电动机内存在100℃以上温度、冒烟、火灾等不良情况；
2）冷却水供应出现问题 ；
3）排气管路积攒大量积碳而出现自燃情况。
在空气净化阶段会除去多种可燃气体，主要是若是存在积聚和通风不畅等不良影响，将会形成可爆混合物，比如上文所述液氧-乙炔混合物，从而引起起火事故。
在空气分离阶段，膨胀机、精馏塔、空压机等可能出现混杂润滑油脂、杂质堵塞等不良情况，当这些不良情况达到一定程度时，同样具备引发主冷事故的风险。
综上所述：空分装置的可爆危险性来源主要是乙炔和其他碳氢化合物的积聚以及装置疏于监管维护造成主冷装置出现问题，相应的防爆措施便可以从这两方面展开。
二、空分装置的防爆措施简述
2.1可爆物杂质的祛除
一方面，减少可爆物进入空分塔，空分装置应选择在环境清洁地区，并布置在有害气体及固体尘埃散发源的全年最小频率风向的下风侧。
另一方面，清除可爆物，主要是乙炔，清除方法主要有：
a）对小型中压制氧，采用常温分子筛纯化 器，吸附乙炔。
b）在下塔底部导入上塔的液空管路上设置液空吸附器，清除溶解在液空中的乙炔和其它碳氢化合物。
c）不断抽取含乙炔浓度较高的液氧到塔外 蒸发，或当液空、液氧中的乙炔和其它碳氢化合物 的浓度接近允许极限时，排放掉部分或全部液体。
d）使液氧循环通过液氧吸附器，清除残留于液氧中的乙炔和其它碳氢化合物。
e）及时对设备进行局部或全部加热清洗。按设备制造商提出的要求，空分设备每运行满1个周期后，应停车进行全面加温1次，彻底清除设备 内的碳氢化合物和油脂。
f）氧气管道（管件）内壁应平滑，无锐边、毛刺及焊瘤，管道内部无油脂、杂质。开工前，氧气设备、管线必须清扫、吹洗、脱脂合格。
2.2空分装置的维护和监管
a）空气压缩阶段：
首先，选用适当规格的过滤器安装在空气吸入口处，将外部流入空气中的杂质过滤干净，提升空气洁净度。
其次，使用石墨环密封无油润滑的方式养护空压机轴封，杜绝有油脂掺入到空压机出口空气中。
最后，为空压机配备在线振动自保联锁，实时完成第一触发联锁点的锁定和记录监测系统与工作，为空压机稳定运行提供保障，同时适当降低开停机次数，同样能够减少系统中的杂质或油脂。
b）在空气净化阶段：
首先，避免在空压机异常和除沫器故障时大幅度改变水洗塔液位，严格控制空气中水分
其次，相关人员可每隔 8 h 检测一次循环水质，以此避免系统中进入外部杂质。
最后，实时监测空气中二氧化碳含量数据，杜绝因空气中存在过多二氧化碳导致的设备封堵，确保设备运行顺畅。
c）在空气分离阶段：
首先，在各方面条件允许的情况下应使用防爆型主冷凝蒸发器，合理应用新型防
爆结构，能将可爆几率控制在最小范围。
其次，相关人员应利用全浸式操作处理主冷板式单元，避免在析出烃类物质时出现危险。
最后，优化和更新液氧吸附器，保证其能够脱除更多的有机物，并实现相关物质二次利用。
三、结语
综上所述：空分装置燃烧事故是由于多方面原因共同造成的，警惕乙炔以及其他碳氢化合物积聚形成的危险源，积极排查空分的各个生产环节以及装置情况，严厉落实实时监测以及其他监督监察机制，以此来保证企业的安全与可持续性发展。