摘要：介紹了10000m3/h制氧機在進行停車處理分子篩純化器泄漏事故時出現(xiàn)的一起輕度氮氣窒息的事故，并對引起分子篩吸附器內(nèi)含氧低的原因進行了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：分子篩純化器泄漏氮氣窒息

中圖分類號： B845.67文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

河南國控宇飛電子玻璃有限公司10000m3/h制氧機自投產(chǎn)至今無扒塔檢修，期間曾先后多次發(fā)生分子篩床層泄漏事故并進行了補漏處理。2004年6月28日再次出現(xiàn)分子篩泄漏，現(xiàn)將停車處理過程中出現(xiàn)的1#分子篩吸附器內(nèi)含氧低，險些造成人員傷亡事故的原因做如下分析。

6月28日(周六)操作工發(fā)現(xiàn)在分子篩再生氣體放空口周圍飄落有較破碎的分子篩棵粒。30日早晨上班后我們對地上的分子篩進行了清掃，有4灰斗(約10千克左右)。通過觀察,在1＃分子篩開始卸壓時有大量的粉塵吹出，再生時分子篩飄落也較多。因此初步確定為1＃分子篩吸附器床層泄漏，并將情況進行了匯報，同時我們對分子篩的工作再生時各項參數(shù)趨勢圖以及出分子篩空氣二氧化碳含量進行嚴(yán)密監(jiān)視，每班對泄漏的分子篩進行清掃倒入專用的桶內(nèi)，并對清掃數(shù)量進行記錄。7月8日分子篩的泄漏量逐步增大，每天約7灰斗(約18千克左右)，同時在2#分子篩升壓時出分子篩空氣中二氧化碳含量AIA1203由正常時的0.34PPm上升至0.45PPm左右，分子篩切換后又恢復(fù)正常，1#升壓時則無此現(xiàn)象，即波動周期為4小時一次。到7月15日分子篩切換時的波動幅度開始逐步增大，變化趨勢如下表所示：

到16日14點30分又下至1.36PPm，此時由于環(huán)境氣溫升高加工空分量由夜里的56000m3/h降到61000m3/h。領(lǐng)導(dǎo)對此非常重視專門招集各工種相關(guān)技術(shù)人員進行分析討論，最后決定向公司請求停車處理。17日6：30分子篩切換時AIA1203升至2.19 PPm。17日早上公司同意停車，決定采取不停空壓機對分子篩進行處理。此時分子篩程序為1#分子篩冷吹后期，為了檢修時其內(nèi)含氧合格，操作工將程序向前趕使1#分子篩提前升壓切換，當(dāng)2#分子篩卸壓6分鐘時空分開始停車。9：00檢修人員打開1#分子篩上下人孔，操作人員拿雙連球?qū)⑸习肷砩烊敕肿雍Y下部人孔內(nèi)進行置換、取樣共用了約一分鐘時間，但出來后感覺心跳加速、四肢無力站立不穩(wěn)，有輕微窒息的感覺，化驗員分析取樣結(jié)果為含氧3%，后又多次取樣分析均在8%以下。當(dāng)時懷疑所用的這臺氨銅分析儀有問題，又搬來一臺分析儀重新化驗但結(jié)果仍然相同。為確保安全我們采取微開空透送氣閥的方法，使空壓機的氣體少量送入分子篩由人孔吹出，十分鐘后取樣分析為含氧19%，維修人員方才開始進入分子篩對床層進行補漏處理。在打開1#分子篩北部人孔檢查時，發(fā)現(xiàn)在西北角的分子篩床面上有一個直徑約兩米，深約0.4米的大坑，東西兩側(cè)也有兩個小坑，而分子篩總填充厚約1米。從南側(cè)下部人孔進入檢查，在空氣進口北面有大量漏下的分子篩，在東西兩側(cè)的邊源與上部對應(yīng)點均有漏點，鉗工人員對所有泄漏點進行了補焊修復(fù)。從北面上部人孔向其內(nèi)補充分子篩4桶(約520千克)，并對床層面進行扒平。

17日下午14：25空壓機開始送氣，在對分子篩人孔進行檢漏合格后，空分開車，16：30啟動氧透。18日0：25啟動水環(huán)機，18日1：15投精氬塔，空分全部恢復(fù)正常。

1#分子篩含氧低的原因分析

1、分子篩在冷吹時其內(nèi)殘留的污氮氣是否能吹干凈

停車前1#分子篩吸附器處于冷吹后期，為了檢修時其內(nèi)含氧合格，操作工將程序向前趕使1#分子篩提前升壓切換，當(dāng)2#分子篩卸壓6分鐘時空分開始停車的。也就是說1#分子篩已走正流空氣6分鐘。分子篩吸附器的直徑為3240MM，長度為7500MM,容積為61.8立方米，在每小時約7萬多立方米的空氣下，折為0.6MPａ下為11666立方米的體積流量， 6分鐘可將分子篩吸附器置換18次，是完全可以將分子篩在冷吹時殘留的氮氣置換出去的。

2、上塔的污氮氣是否會進入分子篩內(nèi)

當(dāng)時空壓機放空后，操作人員將空透送氣閥關(guān)閉后將分子篩程序打入了暫停，手動打開1#分子篩吸附器缷壓閥V1205進行缷壓的。上塔則是通過直徑為Φ436×5mm的產(chǎn)品氧、氮放空閥V103和V107放空缷壓的，(此時氧氮送氣閥已關(guān)閉，)上塔的缷壓速度應(yīng)該比分子篩要快，而切時兩個分子篩的加熱閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，污氮氣則是通過PIC1206壓力設(shè)定為12Kpa控制V1210進行自動調(diào)節(jié)放空的，因此上塔的污氮氣是不可能進入分子篩內(nèi)的。

3、分子篩在降壓時解吸的吸附質(zhì)是否會造成污染

13X_APG分子篩在工作時的主要吸附對象是水份、乙炔、和二氧化碳及碳?xì)浠衔锏?，對氮組份可能也有一定的吸附能力。逐著壓力降低在工作壓力下所吸附的吸附質(zhì)會有一部分解吸出來。但就是PSA降至常壓下其析出量也應(yīng)該是較少的，而我們所用的是TSA則更少。即便如此要使容積為62立方米含氧為20.9%的吸附器內(nèi)純度降至3%，而當(dāng)時1#分子篩剛經(jīng)過再生僅工作了6分鐘，因此這種可能性是較小的。

4、下塔的氣體是否會進入分子篩內(nèi)

在空壓機送氣閥前有一個止回閥，其目的是防止停車時空分系統(tǒng)的氣體倒回空壓機。而在空冷塔至下塔的管線上是沒有止回閥的。空分停車時若空氣進裝置閥V101關(guān)閉不及時，則下塔的氣體就會通過V101倒回進入分子篩內(nèi)并從進口管道上的缷壓閥排出，而據(jù)操作人員講此次停車時V101是在分餾塔全部泄壓完畢后才手動關(guān)閉的。（V101閥在空分正常停車的情況下是不會自動關(guān)閉的）

下塔的氣體倒回分子篩內(nèi)會不會引起分子篩內(nèi)含氧量降低呢？

正常運行時含氧為20.9%的空氣進入下塔逐級上升，第一次質(zhì)熱交換平衡后氣相中的氧濃度下降3.4個百分點為17.5%，當(dāng)上升至下塔第十四塊塔板的污氮抽口時含氧量已降至2%，

也就是說下塔內(nèi)的氣體平均含氧量是很低的。當(dāng)空分停車后下塔上部塔板上及主冷中的液體逐塊塔板下流時則會把氣相中的氧組份更多的冷凝下來(此時已無上升氣體)，使下塔內(nèi)的氣體平均含氧降的更低。下塔至主冷高度約為11米，直徑2.8米，體積約為68立方米。折至一個大氣壓約為400立方米的飽和氣體，當(dāng)復(fù)熱至常溫則更多。因此筆者認(rèn)為下塔的約400多立方米氣體倒回到分子篩內(nèi)缷壓是完全能夠使一個容積為61立方米的分子篩吸附器內(nèi)氣體的純度降得很低。因此我們認(rèn)為這次1#分子篩含氧低也應(yīng)該是這樣造成的。在以往空分停車后打開分子篩吸附器進行分析化驗時也曾出現(xiàn)過走空氣的吸附器含氧低的現(xiàn)象，應(yīng)該也是同樣原因造成的。我們也準(zhǔn)備在下次停車時模擬本次停車的操作過程，然后對分子篩進行取樣化驗，來確認(rèn)故障分析的正確性 。

經(jīng)驗總結(jié)：

在今后的計劃停車操作中，應(yīng)與空壓機崗位配合好先緩慢關(guān)閉空氣進裝置閥V101，切斷分子篩與下塔的氣體流路后再對分子篩進行缷壓，以免因下塔氣體倒回分子篩內(nèi)引起污染，給分子篩吸附器的檢修帶來不便和安全隱患。同時要嚴(yán)格執(zhí)行容器進入分析制度及其它相關(guān)安全規(guī)章制度，以避免人身傷害事故的發(fā)生。

參考文獻：

《現(xiàn)代空分設(shè)備技術(shù)與操作原理》毛紹融 周智勇等著杭州出版社

作者簡介：

王寶亭：男現(xiàn)就職于河南國控宇飛電子玻璃有限公司。

地址：河南省鄭州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)航海路第九大街宇飛公司郵編：450016