答:空气分离装置主要危险、有害因素是爆炸。爆炸部位主要发生在大量液氧积存的冷凝蒸发器内,特别是液氧蒸发界面。其它,上塔液空进口下部塔板、液氧排放管、液氧泵、可逆式换热器冷端氧通道等处,也有爆炸危险。
空分离装爆炸可分冷箱内爆炸和冷箱外爆炸;冷箱内爆炸又可分物理爆炸和化学爆炸。
冷箱外的爆炸,多是由于液氧或氧气的大量外泄,与外部可燃物相混而引起的化学性爆炸。如2000年8月21日0时10分,江西萍乡钢铁公司制氧厂二车间,1500 m³/h空分塔准备卸珠光砂检修时,现场发生爆炸,死22人,重伤7人,轻伤17人。主要原因:停车时液氧排于地沟内,空压机、膨胀机油箱油雾弥漫,空压机电机供电电缆接线端融化,产生火花而引起爆炸。
冷箱内的物理性爆炸,往往是由于管道系统破裂、泄漏,造成冷箱变形鼓裂。如2006年1月6日,水钢氧气厂3号空分设备在检修过程中,将塔内的珠光砂卸下来,突然“轰隆”一声,大量珠光砂劈头盖脸的喷射出来,27名在塔前卸珠光砂的民工埋在砂堆中,经抢救20人命脱险,7名女工丧生。又如2009年7月15日,江苏无锡新三洲特钢6000m3/n空分装置泄漏,外壳结霜,7月12日停车,12日当日排完液体,并进行了加温处理,7月15日在未确认冷箱内温度的情况下,未启用冷箱原有的卸砂孔,在旁边用气割刀切开了一个60×80×60㎝的U型口违规卸砂,7时30分发生大量珠光砂喷出,下塔、上塔、氩塔整体倒塌,造成11人被埋,其中3人死亡。直接损失近千万元。
冷箱内的化学爆炸,是由于液氧中乙炔等碳氢化合物积聚引起。化学爆炸的危险性最大.如:1997年12月25日马来西亚滨吐鲁壳牌石油中间蒸馏工厂8万m³/h空分设备大爆炸,该设备由“法液空”设计制造,自1993年投产以来运行良好。爆炸碎片飞到周围100m,200km听到响声,5km内玻璃窗的玻璃震得粉碎,认为与当时印尼森林大火产生大量碳氢化合物,空压机吸入碳氢化合物,造成8万m³/h空分爆炸。又如1997年5月16日抚顺乙烯化工公司,法液空设计制造的全低压6000m³/h空分吸入碳氢化合物发生爆炸,500m内的门窗玻璃震得粉碎,死亡4人,3人重伤,100余人轻伤,冷箱内设备损坏报废。
冷箱内的化学爆炸,要同时具备三要素时才有可能发生。
1、原料空气中的乙炔等碳氢化合物含量超标,或者分子筛吸附器未定期再生,超标准的乙炔等碳氢化合物带入分馏塔。其中乙炔最为危险,它是不饱和碳氢化合物,具有高度化学活性,极不稳定。固态乙炔在无氧情况下能自动分解,放出能量,更为危险。而乙炔在液氧中的溶解度很低(5ppm),很容易以固态析出引爆。
2、氧化剂是液氧本身,它是一种强氧化剂。
3、激发能源---引爆因素有多种:
(1)爆炸性杂质固体微粒(液氧中析出的固态乙炔)的机械撞击引爆。如乙炔微粒互相磨擦、与器壁磨擦,受液氧冲击等。
(2)静电放电引爆。液氧中含有的微量冰粒,固态二氧化碳,会产生静电荷。二氧化碳含量提高到200~300ppm时,产生静电位可达3000V。
(3)化学活性特强的物质(如臭氧及氮的氧化物等)引爆。
(4)气波冲击、压力冲击、气蚀现象引起的压力脉冲,造成局部压力升高而温度升高引爆。