氧气的制取及生产安全.docx
氧气的制取及生产安全氧SJ是一种无色、无嗅、无味的气体，分子量为32,相对密度为1.429(空气=D,熔点为-218.4,沸点为T83C,能被液化和固化，液氧呈天蓝色，略溶于水。在常温时不很活泼，对许多物质不易发生作用；但在高温时则很活泼，能与多种元素直接化合，助燃物质。氧是生物赖以生存的物质，在工业生产中应用广泛。在冶金工业中，氧被用于钢铁熔炼、轧钢和有色金属提炼；在医疗和深入作业中都大量用到氧。一、氧气的制取现代工业采用深冷分离法制取氧气。按其生产工艺中压缩空气的压力分为：高压流程、中压流程、双压流程及全低压流程4种。虽然各种流程采用的空分设备(制氧机)有所不同，但制氧过程大致包括6个阶段：(1)空气净化(2)空气压缩(3)压缩空气中二氧化碳和水蒸气的清除(4)空气液化(5)轻微分离成氧和氮(6)产品的储存和运输空气经过滤后进入压缩机压缩到0.50.6MPa后，分成两路，分别进入氧蓄冷器和氮蓄冷器。冷却后一部分空气送至二氧化碳吸附器、透平膨胀机，由精储塔上部入塔。冷却后的大部分空气由塔下部进入。由精储塔主蒸发器下部出来的氧气(分离出其中的液态空气和液态氮后)，在氧蓄冷器中与空气换热后即成为成品氧。由精福塔顶部出来的纯氮，经空气过冷器后，再经氮蓄冷器被空气加热到常温,即成为成品导出。成品氧进入气柜，再经压缩后充入氧气瓶或直接送至氧气用户。二、氧气生产安全制氧工艺的特征是高压、低温、易燃、易爆。主要危险是火灾、爆炸，此外也会发生缺氧窒息事故。1、空分装置的火灾、爆炸危险是最大的威胁空气压缩机轴瓦、排气管道和设备等处是压缩过程中火灾、爆炸事故多发部位。主要原因是：冷却水中断或供应量不足；润滑油中断或供油量不足；排气管道的积炭氧化自燃。其中积炭氧化自燃情况复杂，危险性又特别大，必须引起重视。精储塔爆炸事故大多发生在高压、中压或双压冷冻循环制氧装置和大型全低压制氧装置的冷凝蒸发部位；在下管板、上管板、管束与冷凝器壳体之间也容易发生爆炸。发生爆炸的基本原因是液氧中积聚了过量的易燃易爆物，主要是乙块等碳氢化合物、润滑油热裂解的轻储分。2、氧气系统（氧气压缩机、氧气管道、氧气瓶）的着火爆炸氧气压缩机发生火灾爆炸的主要部位是汽缸部分。由于汽缸内温度过高，使皮碗或密封件发生分解产生可燃气体，与氧混合易燃烧爆炸。当汽缸内进入铁屑时会因摩擦或撞击产生火花，促使爆炸事故的发生。活塞杆填料密封处，如果装配不良或磨损严重时，常会造成油封漏油、气封漏气，遇高温或活塞杆摩擦产生的火花，也会引起燃烧爆炸。此外，在管道特别是管道拐弯处和阀门处，也会引起燃烧爆炸事故。其原因是铁锈在高速氧吹刷下与钢管发生摩擦易起火，或者是静电起火。液氧泵的爆炸事故大致分两种：一种是泵体内爆炸，主要是铁屑、铝末等杂质进入泵内所致；另一种是泵体外爆炸，主要是泄漏和氧引起的。输氧管道和阀门发生燃烧、爆炸的原因有：氧气管道内的铁锈、焊渣等杂质会因与管壁等摩擦、碰撞，产生高温易燃烧；油脂、橡胶等可燃物，在高纯度和高压力的氧流中会迅速燃烧；氧气管道中阀门前后压力差很大，当阀门急剧打开时，阀后气体温度可高达955,这个温度接近几种常见金属的熔点；氧气管道的气流出口或调节阀处会产生静电。灌装氧气时，会因接触油脂等可燃物、灌装速度过快引起的静电及灌装后关闭阀门时机械摩擦产生的火花易引起火灾、爆炸。基于氧气的性质，氧气储存设备、液氧储罐及氧气瓶均有发生火灾、爆炸的危险。氧气的爆炸有以下三种情况：(1)物理爆炸无化学反应，也没有大幅升温现象。一般是在常温或比常温稍高的温度下，由于气压超过了受压容器或管道的屈服极限乃至强度极限，造成压力容器或管道爆裂,如氧气钢瓶使用年限过久，腐蚀严重，瓶壁变薄，又没有检查，以致在充气时或充气后发生物理性超压爆炸。(2)化学爆炸有化学反应，并产生高温、高压，瞬时发生爆炸，如氢、氧混合装瓶，见火即爆。(3)氧气的燃爆发生燃爆需要可燃物、氧化剂和激发能源三要素同时存在。氧气和液氧都是很强的氧化剂。氧气的纯度越高，压力越高，危险性越大。当可燃物与氧混合并存在激发能源时，可能发生燃烧，但不一定爆炸。只有当氧与可燃气体均匀混合,浓度在爆炸极限范围内时,遇到激发能源,才能引发爆炸。这就是燃烧条件和爆炸条件的惟一差别。3、缺氧窒息缺氧窒息事故主要发生在设备检修过程中，常常是氮气等的泄漏和窜气造成的。预防措施(1)空分系统的防火防爆措施合理选择厂址，避免原料空气污染；采用有效的净化工艺和设备，除去空气中的乙焕及碳氢化合物等；及时化验分析，严格控制液氧中的乙块、碳氢化合物的含量；通过设置液态空气吸附器及液态氧吸附器、及时排放液氧、定期对设备内部进行局部或全部加热清洗等措施，防止乙块和碳氢化合物的积聚；空分装置保冷箱内的设备、管道应有可靠的接地；空气压缩机、膨胀机尽可能采用无油润滑；空气压缩机的冷却要充分，润滑要适当，以避免积炭；各种安全装置、仪表完好。(2)氧气系统的防火防爆措施氧气压缩机采用无油润滑；凡与压缩氧气接触的零部件,装入前必须严格脱脂去油、用四氯化碳清洗干净;采取各种措施，防止压缩氧气接触油类；做好设备维护，保持各密封装置运行可靠；防止铁锈、焊渣等杂物进入系统；控制氧气流速；灌装氧气时要认真检查，凡沾有油脂、气瓶余压小于0.05MPa时，不得灌装;开启阀门要缓慢，以减轻气流冲击和摩擦；不得超压充装。(3)防止缺氧窒息检修设备前对设备、管道用空气置换，并在氮气管道上加盲板；检修前作气体分析，氧含量等合格后方可进设备内作业；如发现缺氧症状人员，应立即转移至新鲜空气处；对失去知觉或不能正常呼吸者，要及时输氧或送至高压氧舱治疗。
