【摘要】本文介紹了空分裝置固主冷總烴含量超標發(fā)生爆炸的機理，并對烏石化煉廠區(qū)空分裝置主冷總烴含量嚴重超標的原因及防范措施做了詳細的闡述；為煉廠裝置區(qū)內如何確�？辗盅b置安全運行提供有效的參考。
    關鍵詞：空分裝置；主冷凝蒸發(fā)器；總烴含量；超標：爆炸；措施：安全運行
    1前言
    空分裝置最容易發(fā)生的安全事故是裝置因總烴含量超標，造成主冷凝發(fā)器發(fā)生爆炸。所以對空分裝置的空氣吸入口的空氣質量要求較高，一般要求空分裝置空氣吸入口的空氣中的總烴含量小于8×10-6。而煉廠裝置區(qū)內各類裝置烴類氣體的泄露或排放，造成的空氣中的烴類氣體的含量較高，因此設在煉廠裝置區(qū)的空分裝置吸入口的空氣中的總烴含量就較高。所以如何保證煉廠裝置區(qū)空分裝置的安全運行就是急待解決的問題。
    烏魯木齊石化公司煉汕廠串分車間現(xiàn)有兩套KDN-2000型全低壓甲高純氮裝置，每套產氮量為2000m³／h由開封空分設備廠制造。于1993年10月投入運行。根據(jù)生產需要開一套供煉油廠、化纖廠及其他單位生產用氮。該裝詈自1993年底試車以來，主冷總烴含量直超標(中國石化總公司規(guī)定：警戒值100×10^-6；停車值250×10^-6或單項值在警戒值以下，總烴值可提高至500×10^-6)，后在廠有關單位的協(xié)助和幫助下，主冷總烴含量得到了有效的控制，主冷總烴含量由試車初的平均320×10-6降至目前的平均95×10^-6。但時而因環(huán)境因素影響，主冷總烴有時較高，在200×10-6~250×10^-6之間。
    2烴類化合物對空分裝置的危險性
    空分裝置自1993年底投產以來，主冷總烴量含量一直超標的主要原因是空氣中有害雜質較多，其主要成分有C2H2、CH4、C2H6及其它烴類化合物(C3H6、C3H8、C4+)等，NOx和O3在空氣中也有一定的含量，其中難以清除的是CH4和C2H6，危險性最大的是C2H2。這些氣體雜質的來源主要是煉廠廢氣排放和各裝置的跑、冒、滴、漏。
    這些烴類在液空中(特別是富氧液空中)積聚，在一些引爆導因下很可能發(fā)生爆炸。要使危險性烴類爆炸必須使其受到?jīng)_擊或摩擦靜電放電，這種所需爆炸所需能量的最低值叫做敏感度�；瘜W反應敏感性物質有O3、氮氧化物以及不穩(wěn)定的過氧化合物，特別是O₃存在，爆炸敏感度大大增加。空分設備的業(yè)冷爆炸的原因，很可能是由于液氧(或液串)中積聚的碳氫化合物，遇到某種著火源而引起的。對這種著火源懷疑其是來自不穩(wěn)定化合物。它是由液氧中積聚的O3或氮氧化物與不穩(wěn)定的碳氧化合物形成的。在液氧中危險雜質，如果飽和，以固體析出，比重小而浮在液面附近。尤其是隨液氧蒸發(fā)，很容易在液面的器劈上或管壁上吸附，因此，容易成為爆炸的原因。
    所有烴類雜質當中，一般認為乙炔對空分裝置最危險，在飽和情況下，具有更大的危險性；未達到飽和時，在主冷中可能有乙炔存在，會形成局部積聚，也有危險性。但乙炔不是唯一的具有爆炸危險性的雜質，在液氧小(富氧液空中)與其他烴類化合物也是有爆炸危險性。
    3煉油廠空分裝置主冷超標的主要因素
    煉油廠空分裝置主冷超標的主要因素是吸入口空氣中總烴含量較高，其主要原因：
    3.1空分裝置選址不當
    我廠空分裝置所處位置位于煉油廠西北角，離最近的煉油裝置常壓裝置距離不到100米，離凈化水爆氣池最近距離60米。
    3．2空分裝置周圍總烴含量較高
    從1994年5月起，根據(jù)煉油廠要求，在空分裝置周圍設了8個監(jiān)測點(見圖1)，由環(huán)境監(jiān)測中心每周對這8個點進行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)(見表1)可以看出，最高點6號點(空分裝置西北角)總烴高達50×10-6，平均值為14．78×10-6，遠大于原石化總公司對空分裝置空氣吸入口總烴含量小于8×10-6的要求。

表1大氣空氣中總烴含量監(jiān)測值（×10^-6）

采樣時間 采樣點	9月		10月		11月		平均值
	第1次	第2次	第1次	第2次	第1次	第2次
1#	20.0	8.75	23.3	10.0	21.1	7.78	15.2
2#	23.0	27.5	12.2	14.2	22.2	7.78	16.08
3#	14.4	6.25	8.89	12.2	14.4	8.89	10.83
4#	15.6	8.75	12.2	8.89	15.6	6.67	11.28
5#	15.6	12.3	36.7	7.78	17.8	8.89	16.5
6#	50	20.0	13.3	10.0	20.0	7.78	20.78
7#	17.8	22.5	7.78	11.1	20.0	10.0	14.86
8#	22.2	10.0	7.78	8.89	20.0	7.78	12.775

    4采取措施
    通過以上分析，我們認為要控制主冷總烴含量應從以下兩方面人手。
    4．1盡量控制空分裝置吸入口大氣中的總烴含量，降低主冷總烴含量
    方案一采取如下措施：
    (1)繼續(xù)堅持每天一次的排液規(guī)律，每次排液量為400~500mm(主冷液柱讀數(shù))。
    (2)密封門改造或貼密封條。
    (3)全部封死下水井蓋。
    (4)壓縮機進出口加高。
    我車間逐條進行實施如下。
    1)加大排液量
    把原5天一次的排液量規(guī)律改為每班(8小時)一次，每班排液量為200mm~700mm，遵照此規(guī)律，總烴含量基本保持在(60~300)×10^-6之間，后因排液頻次較高造成排液閥內漏，車間對排液閥進行了改造。改造后我們增加了排液量200mm～800mm，總烴含量降值(50~27)×10^-6之間，并探索出了排液量占總烴含量之間的關系。如排液量大于600mm總烴含量可保持在250×10-6以下，但是排液量太人將影響精餾工況，影響氮產品純度。
    2)密封門改造或貼密封條
    我們在4月24日對壓縮機進風口密封門貼密封條后的一周內對主冷總烴含量進行了分析，分析結果總烴含量在(150～330)×10^-6之間和密封前相比較總烴含量略有增高，試分析其原因，主要是大氣中烴含量影響較大，其次貼密封條不能從根本上解決密封門漏氣的問題，況且密封條在貼上一周之內就要脫落。必須更換。
    3)全部密封下水井
    我廠于1995年4月將空分裝置周圍的下水井蓋用水泥全部封死，并在井蓋封死后的三周內做了六次分析，分析結果空氣中的總烴仍在(5～23)×10^-6之間，效果不大。
    4)壓縮機吸風口加高
    此項目與科研部門做過分析，從10米到40米之間的高空總烴變化小大，但沒有規(guī)律。
    4．2完善操作制度，降低主冷總烴含量
    方案二采取如下措施：
(1)分析頻次為每天一次，如總烴含量高于200×10-6時，在放液2～3小時后增加分析一次，以便觀察總烴含量變化趨勢。每班排液一次，排液量在200mm~700mm之間。
(2)根據(jù)總烴含量化驗分析結果，決定排液量的多少，排液量以主冷液面汁為準。車間決定總烴含量在100×10^-6以下時，每班排液量在200mm~400mm之間，總焊含量在(100～250)×10^-6之間時，每班排液量在400mm～700mm之間見圖2，排液時間為接班后1小時內進行，排液連續(xù)時間為30分鐘以上。即每分鐘不大于15mm。
(3)排液后總烴含量仍較高，大于250×10-6時，應及時與廠調度聯(lián)系，做全部放液，停車大加溫處理。
(4)主冷采取高液位操作，主冷液面保持在1800mm~2800mm之間，且應減少主冷壓力波動。進行劃線平穩(wěn)率考核。
(5)縮短液空吸附器的使用周期，由原設計的7～10天改為7天。完全徹底再生液空吸附器，保證吹出口即床層底部的溫度達30℃，待冷吹到常溫后再備用。再生氣盡可能用氮氣，保證再生效果。
(6)在總烴含量沒有超標，而乙炔等單頂烴類超標時，也應做相應處理。乙炔含量警戒值為0．1×10^-6，停車值為1×10^-6。
(7)每隔15天更換壓縮機入口過濾網(wǎng)，并將吸入門用密封條封死。
(8)在積液時，應根據(jù)操作規(guī)程中的有關規(guī)定進行，每班接班后放液，然后積液，積液時間不小于3小時，以主冷液面為準，每小時為133mm～166mm，應嚴格遵守先積液后放液的原則。
(9)應加強液空外排，既在保證平穩(wěn)操作的基礎上盡量開大主冷液空回流閥(TG133閥)。
(10)保證空冷塔的平穩(wěn)運行，防止雜質進入分餾塔。
(11)每年一次對分餾塔靜電接地線進行檢查，保證接地完好。
(12)上游裝置停工吹掃時或者裝置內有瓦斯氣味時，應及時與調度室聯(lián)系，及時了解上游裝置排放介質的成分，并增加化驗分析次數(shù)，認真觀察分析結果。必要時，需大量排液或停工處理，并作好臺帳記錄。
(13)定期(半年)對周圍環(huán)境空氣進行分析，監(jiān)測空氣中烴類變化，及時調整操作，防止烴類積聚，做好臺帳記錄。
(14)加強對可逆式換熱器的操作，降低中部溫差，中部溫差控制在lO℃之內，增加可逆式換熱器的自清除能力。
    通過以上即方案一、方案二中的措施的實施；總烴含量由原來的320×10-6下降到95×10-6。但有時仍然在報警值以上。
    5遺留問題的處理方法
    要從根本上解決問題，車間認為必須徹底解決空分裝置周圍大氣中總烴含量超標的問題，可采取以F兩項措施。
    5.1壓縮機進風口遠傳
    方案：
    在空分裝置上風口附近，如在科研所以西，五小隊區(qū)域范圍內做環(huán)評分析，找一塊空氣質量較好(烴組分較少)，不受風向變化所影響的區(qū)域作為壓縮機的進風口，然后遠傳至空分裝置作為空分裝置的原料風，使空分裝置吸人空氣總烴含量達到要求，降低主冷總烴含量。
    優(yōu)點：
(1)可以最大限度的降低主冷總烴含量。
(2)可行性度最高。
    缺點：
    由于空氣人口管線較長，壓縮機進口阻力較大，壓縮機進氣量較少不能滿足生產需要，如在入口管線之間加鼓風機，將使設備投資增大，還需增加相應的人力物力。
    5．2在壓縮機與空分冷箱之間加一套空氣吸附設備
    在壓縮機與空分冷箱之間加一套空氣吸附設備，吸附壓縮機出口空氣中的烴組分，減少進冷箱空氣中的烴含量，以達到降低總烴含量的目的。
    優(yōu)點：可行度高。
    缺點：設備投資較大