李磊 高曉寧
一、液氧自循環吸附介紹
主冷發生惡性爆炸的原因主要是由于主冷內碳氫化合物特別是乙炔積聚析出，遇激發能源而致，因此采取必要措施降低主冷內碳氫化合物的濃度來防范主冷爆炸是非常關鍵的。對于切換式流程，雖然有液空吸附器，仍需設液氧吸附器來吸附主冷內的碳氫化合物。對于分子篩流程，因分子篩對總烴及乙炔吸附的完全性，可設可不設，有，更增加一道保險屏障。例如：我廠2#14000制氧機有，而1#14000制氧機沒有。設置液氧吸附器，液氧循環方式兩種：一種是靠液氧泵帶動的；另一種是液氧靠循環回路中局部受熱，使得內部產生密度差而引起流動，形成循環流路，該方式特點是省去液氧泵，操作簡單，沒有電耗和檢修維護工作。
我廠2#14000制氧機空分系統配置有液氧自循環吸附系統，組成有：一個液氧吸附器，一個熱虹吸蒸發器，及相應管道、閥門，及加溫再生部分，流程如圖。
液氧吸附器的配置一般是兩臺，一臺運行，一臺再生。2#14000制氧機由于是分子篩流程，所以液氧吸附器只有一臺，再生時停運。同時又因液氧產量較大，超過氧產量的1%，也可以長時間不投運液氧吸附器，此期間，加強主冷液氧碳氫化合物的化驗。另外液氧吸附器停運時，熱虹吸蒸發器必須投運，以降低膨脹空氣進上塔溫度的過熱度（膨脹機出口溫度－162℃，通過熱虹吸蒸發器后進上塔溫度為－179℃，過熱度降低了17℃），保證精餾工況穩定。流路為：V8、V9閥關閉，V10閥打開。
2#14000制氧機由于在空分塔下部基礎有結霜嚴重的現象，位置從塔內看大約在液氧吸附器及其管線下方，原因是上部液氮泄露下流造成的，這是投產以來一直存在的隱患，而且逐漸加重。為阻止基礎的被凍壞，我們采取液氧吸附器停用并一直通再生氮氣方法，這樣可使吸附器上部漏下的液體不斷被蒸發，。
二、事故經過
2004年3月19日在巡檢時，巡檢人員發現液氧吸附器吸附器吹冷管，污氮再生氣進液氧吸附器管路結霜較厚。同時V312閥關閉，打開V312閥看到有液體排出，經分析后認為是由于V8閥沒有關嚴造成設備跑冷現象產生。這樣原先采用的通過液氧吸附器蒸發上漏夜體方法，已無效，相反還增加冷損。因此決定終止該法，并繼續投用液氧吸附器。
打開V312閥發現有液體排出，說明液氧吸附器里有液體且容器已預冷透，投用可直接操作。隨后操作人員關閉V10閥，打開V9閥，幾分鐘后再將V8閥打開。
不久，時間是10：18，操作人員發現氧純度急劇變化現象，在工藝工況穩定情況下，AIAS101（產品氧氣純度）從99.61%O2開始快速下降,10:24:14時下降至99.0%O2，最初懷疑是否是測量儀表有故障產生的,由于在線測量AIAS101分析表還有另一個通道檢驗液氧中含氧純度，所以切換液氧發現液氧中含氧純度99.6%O2且分析表可以正常使用．又讓化驗員手動分析，純度確實低，確認純度確實不好，排除儀表不準。不久氧純度又迅速上漲。11：03粗氬中含氬AI706由99.3%降為95.8%，氬餾分量由18500NM3/h降為17400NM3/h，氬餾分中含氧在１～２分鐘后小幅度波動，但粗氬中含氬純度卻大幅下降，這說明氬餾分量含氮是突然增加。
三、事故原因分析
這次氧純度變化在投用液氧吸附器不久發生的（V9閥打開的時間大約是10：05~06分左右。V8閥打開的時間大約是10：16~17分左右），說明它倆存在必然聯系，進一步分析，確定原因是，液氧吸附器一直處于加溫冷吹狀態，里面氮氣純度很高，突然開進出口閥，液氧從底部進入，汽化的氣體量較大，把里面的氮氣帶入主冷，一部分隨氧氣帶出，并污染氧氣純度，另一部分隨上升氧氣參與精餾，使氬餾分含氮增高，造成制氬系統波動。
但是另一種觀點又出現了：即使液氧吸附器中有一罐污氮氣也不會對工藝參數造成大這么大的波動。
查閱資料發現液氧吸附器容積０.423M3，裝填介質￠3—7細孔硅膠0.3M3,配管(污氮加熱再生管從V207閥至液氧吸附器處管徑￠55mm，管長10m算，總的氮氣量也就0.5M3左右.而僅根據氧氣純度下降一項指標計算,AIAS101從99.6%O2降至99.0%O2用了6分鐘,從99.0%維持穩定用了約2分鐘。以15000M3/h的氧氣產品量為例：計算使氧氣純度降至99.0%O2至少需要再增加12M3以上的氮氣才可以。
看法一：認為由于V207閥關不嚴，通過V207閥處有污氮進入分餾塔，造成氧純度下降。但隨即被排除，其原因是污氮再生氣源壓力只有10kPa，但氧側也液氧吸附器相連通的壓力至少在45 kPa以上。所以不存在從V207閥直接進入主冷造成氧氣純度下降的可能。
看法二：由于V207閥，V8閥關不嚴，造成主冷的液氧液化污氮形成污液氮，隨著液氧吸附器投用污液氮進入主冷造成氧純度降低。通過查閱參數發現98.6%N2壓力10千怕(G)污氮氣沸點要比主冷中液氧溫度低，從而沒有形成污液氮的可能。
再次查找曲線發現TI9（此溫度點為液氧出熱虹吸蒸發器E5后溫度）波動異常。 1x+9HQ
當V9閥打開時，從V9至主冷的管道形成通路，換熱發生，所以溫度上升。就是從A點到B點的溫度曲線解釋。由于V8閥開的慢造成溫度升高后，而沒有新液氧加入E5換熱造成通道內溫度回落至—179℃。CD段溫度平穩在—179℃是由于V8閥尚未打開。液氧吸附器頂部氣側與主冷底部氧氣側壓力均衡，當V8閥打開后，最初分析由于過冷液氧的溫度較低而且液氧的循環倍率突然增加，導致TI9溫度在10:17:02至10:21:57之間快速下降。但同時又注意到正常工作時，液氧的循環倍率要大于剛開V8閥時的液氧循環倍率。因為主冷液位不變的情況下，即進V8閥前的壓力一定，投用時V8閥的開度是逐漸開大的，而正常時V8是全開的，所以認為液氧循環倍率突然增加的分析又不能合理的成立。所以分析一定是沸點較低的液體通過TI9溫度測點才造成溫度顯示下降。只有一種可能性最為成立，既由于V8閥少量泄露，V207閥又關不嚴造成V8閥漏入液氧吸附器中的液氧蒸發后和污氮混合，含氧量下降。隨著冷量長時間不斷跑入液氧吸附器，過冷的液氧是可以液化純度降低的污氮氣，形成污液氮。如果純度為90.0%O2的污液氧有0.5M3的體積，其折算成上塔壓力對應下氣態中的氮體積應該可以滿足對氣氧純度的破壞條件。
四、總結
這次事故的發生，主要是我們對液氧吸附器內的氮氣對系統影響程度認識不足，只考慮氣氮，沒有考慮液氧中的氮氣。對此，今后倒換液氧吸附器一定要置換好再投用，杜絕類似事故的發生。同時加強對事故的提前預見，以所見知所不見，避免所謂“意想不到事故”的發生。另外若有扒塔檢修機會，應把V8閥修復或更換，以保證液氧吸附器系統能正常使用。
一、液氧自循環吸附介紹
主冷發生惡性爆炸的原因主要是由于主冷內碳氫化合物特別是乙炔積聚析出，遇激發能源而致，因此采取必要措施降低主冷內碳氫化合物的濃度來防范主冷爆炸是非常關鍵的。對于切換式流程，雖然有液空吸附器，仍需設液氧吸附器來吸附主冷內的碳氫化合物。對于分子篩流程，因分子篩對總烴及乙炔吸附的完全性，可設可不設，有，更增加一道保險屏障。例如：我廠2#14000制氧機有，而1#14000制氧機沒有。設置液氧吸附器，液氧循環方式兩種：一種是靠液氧泵帶動的；另一種是液氧靠循環回路中局部受熱，使得內部產生密度差而引起流動，形成循環流路，該方式特點是省去液氧泵，操作簡單，沒有電耗和檢修維護工作。
我廠2#14000制氧機空分系統配置有液氧自循環吸附系統，組成有：一個液氧吸附器，一個熱虹吸蒸發器，及相應管道、閥門，及加溫再生部分，流程如圖。
液氧吸附器的配置一般是兩臺，一臺運行，一臺再生。2#14000制氧機由于是分子篩流程，所以液氧吸附器只有一臺，再生時停運。同時又因液氧產量較大，超過氧產量的1%，也可以長時間不投運液氧吸附器，此期間，加強主冷液氧碳氫化合物的化驗。另外液氧吸附器停運時，熱虹吸蒸發器必須投運，以降低膨脹空氣進上塔溫度的過熱度（膨脹機出口溫度－162℃，通過熱虹吸蒸發器后進上塔溫度為－179℃，過熱度降低了17℃），保證精餾工況穩定。流路為：V8、V9閥關閉，V10閥打開。
2#14000制氧機由于在空分塔下部基礎有結霜嚴重的現象，位置從塔內看大約在液氧吸附器及其管線下方，原因是上部液氮泄露下流造成的，這是投產以來一直存在的隱患，而且逐漸加重。為阻止基礎的被凍壞，我們采取液氧吸附器停用并一直通再生氮氣方法，這樣可使吸附器上部漏下的液體不斷被蒸發，。
二、事故經過
2004年3月19日在巡檢時，巡檢人員發現液氧吸附器吸附器吹冷管，污氮再生氣進液氧吸附器管路結霜較厚。同時V312閥關閉，打開V312閥看到有液體排出，經分析后認為是由于V8閥沒有關嚴造成設備跑冷現象產生。這樣原先采用的通過液氧吸附器蒸發上漏夜體方法，已無效，相反還增加冷損。因此決定終止該法，并繼續投用液氧吸附器。
打開V312閥發現有液體排出，說明液氧吸附器里有液體且容器已預冷透，投用可直接操作。隨后操作人員關閉V10閥，打開V9閥，幾分鐘后再將V8閥打開。
不久，時間是10：18，操作人員發現氧純度急劇變化現象，在工藝工況穩定情況下，AIAS101（產品氧氣純度）從99.61%O2開始快速下降,10:24:14時下降至99.0%O2，最初懷疑是否是測量儀表有故障產生的,由于在線測量AIAS101分析表還有另一個通道檢驗液氧中含氧純度，所以切換液氧發現液氧中含氧純度99.6%O2且分析表可以正常使用．又讓化驗員手動分析，純度確實低，確認純度確實不好，排除儀表不準。不久氧純度又迅速上漲。11：03粗氬中含氬AI706由99.3%降為95.8%，氬餾分量由18500NM3/h降為17400NM3/h，氬餾分中含氧在１～２分鐘后小幅度波動，但粗氬中含氬純度卻大幅下降，這說明氬餾分量含氮是突然增加。
三、事故原因分析
這次氧純度變化在投用液氧吸附器不久發生的（V9閥打開的時間大約是10：05~06分左右。V8閥打開的時間大約是10：16~17分左右），說明它倆存在必然聯系，進一步分析，確定原因是，液氧吸附器一直處于加溫冷吹狀態，里面氮氣純度很高，突然開進出口閥，液氧從底部進入，汽化的氣體量較大，把里面的氮氣帶入主冷，一部分隨氧氣帶出，并污染氧氣純度，另一部分隨上升氧氣參與精餾，使氬餾分含氮增高，造成制氬系統波動。
但是另一種觀點又出現了：即使液氧吸附器中有一罐污氮氣也不會對工藝參數造成大這么大的波動。
查閱資料發現液氧吸附器容積０.423M3，裝填介質￠3—7細孔硅膠0.3M3,配管(污氮加熱再生管從V207閥至液氧吸附器處管徑￠55mm，管長10m算，總的氮氣量也就0.5M3左右.而僅根據氧氣純度下降一項指標計算,AIAS101從99.6%O2降至99.0%O2用了6分鐘,從99.0%維持穩定用了約2分鐘。以15000M3/h的氧氣產品量為例：計算使氧氣純度降至99.0%O2至少需要再增加12M3以上的氮氣才可以。
看法一：認為由于V207閥關不嚴，通過V207閥處有污氮進入分餾塔，造成氧純度下降。但隨即被排除，其原因是污氮再生氣源壓力只有10kPa，但氧側也液氧吸附器相連通的壓力至少在45 kPa以上。所以不存在從V207閥直接進入主冷造成氧氣純度下降的可能。
看法二：由于V207閥，V8閥關不嚴，造成主冷的液氧液化污氮形成污液氮，隨著液氧吸附器投用污液氮進入主冷造成氧純度降低。通過查閱參數發現98.6%N2壓力10千怕(G)污氮氣沸點要比主冷中液氧溫度低，從而沒有形成污液氮的可能。
再次查找曲線發現TI9（此溫度點為液氧出熱虹吸蒸發器E5后溫度）波動異常。 1x+9HQ
當V9閥打開時，從V9至主冷的管道形成通路，換熱發生，所以溫度上升。就是從A點到B點的溫度曲線解釋。由于V8閥開的慢造成溫度升高后，而沒有新液氧加入E5換熱造成通道內溫度回落至—179℃。CD段溫度平穩在—179℃是由于V8閥尚未打開。液氧吸附器頂部氣側與主冷底部氧氣側壓力均衡，當V8閥打開后，最初分析由于過冷液氧的溫度較低而且液氧的循環倍率突然增加，導致TI9溫度在10:17:02至10:21:57之間快速下降。但同時又注意到正常工作時，液氧的循環倍率要大于剛開V8閥時的液氧循環倍率。因為主冷液位不變的情況下，即進V8閥前的壓力一定，投用時V8閥的開度是逐漸開大的，而正常時V8是全開的，所以認為液氧循環倍率突然增加的分析又不能合理的成立。所以分析一定是沸點較低的液體通過TI9溫度測點才造成溫度顯示下降。只有一種可能性最為成立，既由于V8閥少量泄露，V207閥又關不嚴造成V8閥漏入液氧吸附器中的液氧蒸發后和污氮混合，含氧量下降。隨著冷量長時間不斷跑入液氧吸附器，過冷的液氧是可以液化純度降低的污氮氣，形成污液氮。如果純度為90.0%O2的污液氧有0.5M3的體積，其折算成上塔壓力對應下氣態中的氮體積應該可以滿足對氣氧純度的破壞條件。
四、總結
這次事故的發生，主要是我們對液氧吸附器內的氮氣對系統影響程度認識不足，只考慮氣氮，沒有考慮液氧中的氮氣。對此，今后倒換液氧吸附器一定要置換好再投用，杜絕類似事故的發生。同時加強對事故的提前預見，以所見知所不見，避免所謂“意想不到事故”的發生。另外若有扒塔檢修機會，應把V8閥修復或更換，以保證液氧吸附器系統能正常使用。
