空分装置冷箱泄漏的原因与处理措施

杨家华 田超

摘 要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，空分冷箱泄漏将严重影响空分装置长时间运行的安全性和稳定性，使其在运行中产生风险，冷箱内参数产生变化能够反映出冷箱内泄漏与否和泄漏量。冷箱内设备以及管道泄漏情况是否对空分装置运行安全性产生影响。文章结合实际案例，对空分装置冷箱泄漏情况里进行分析首先分析其泄露会产生的风险，并针对泄露原因提出合理地应对策略，对这一情况进行有效处理，处理方案存在一定风险性，在借鉴过程中应该充分考虑自身装置实际运行状况，制定合理的处理方案。

关键词：空分装置冷箱;泄漏;温度

0 引言

空分装置是一种气体生产设备，可在多种领域中应用，该装置的结构比较复杂，当发生了泄漏问题的时候会影响其使用性能，甚至造成安全问题。由于空分装置涉及到了碳氢化合物以及液氧、液氮、惰性气体等，需要重视装置的运行状态，避免其产生爆炸的情况。需要对其情况进行全面了解，分析产生泄漏的原因，采取有效的措施进行处理。文章结合某厂空分装置冷箱的泄漏问题进行研究。

1 冷箱泄漏风险分析

1.1 低温冻裂冷箱壁

若是低温气体泄漏冲刷到冷箱壁、支撑，可能引起冷箱壁冻裂、支撑损坏。若是低温液体泄漏，泄漏的液体可能顺着珠光砂逐渐往下流到冷箱基础上，使基础温度快速降低，并可能冻坏基础。液体也可能向四周流至冷箱的其他地方，冻坏冷箱壁和支撑等。

1.2 分子筛对二氧化碳、碳氢化合物吸附不彻底

可能是分子筛对二氧化碳、碳氢化合物吸附不彻底，将二氧化碳、碳氢化合物带入主换热器造成主换热器堵塞。空分设备分子筛纯化器将空气中水分、二氧化碳及部分碳氢化合物吸附，吸附后利用污氮气对分子筛进行加热，分子筛纯化器设置两个，一个处于吸附阶段，另一个处于再生阶段。我公司对生产原料的产购一直有严格的采购程序，而且分子筛一直用的是上海巷腾分子筛有限公司生产13X-APG，使用多年从无质量问题。而且本批次分子筛在2#空分装置中使用正常，所以能保证分子筛质量。再者，分子筛在使用过程中严格控制加温再生程序，在分子筛再生中，操作人员严格按再生程序进行加温、冷吹，控制再生温度，坚持每8h对纯化器进行一次倒换操作，同时严格保证再生气量的充足。并严格监视分子筛吸附器出口二氧化碳在线分析仪，并同现场人工分析数据相比较，确保数据的正确性。二氧化碳测量数据都在指标范围内，无超标现象。所以，分子筛对二氧化碳、碳氢化合物吸附不彻底原因可排除。

1.3 冷箱砂爆

如果泄漏液体量增加，并且延长持续时间，冷箱内珠光砂中汇集很多低温液体，因为珠光砂没有良好的传热效果，短时间内不会急剧气化，但在遇到热源或流动时，将会快速膨胀，其体积将增加超过600倍，将使冷箱内压力迅速提高，呼吸阀没有及时泄压，会产生砂爆情况，破坏冷箱，严重时会整体垮塌。

2 冷箱泄漏风险控制及处理措施

2.1 开展冷箱巡检监控工作

在检查中，需要安排人员分成小组，对冷箱的情况进行了解，还应监测冷箱结霜情况的变化，使用测温枪来监测冷箱结冰位置的温度，并且进行记录。当发现冷箱结霜的情况加剧的时候，或者冷箱的钢板产生了冻裂的问题，需要及时报告。其次，主控加强对冷箱参数的检查，将上塔的压力进行有效控制，关注冷箱的基礎温度以及密封气压力等，明确冷箱的实际情况。当冷箱密封气压力上涨的时候，超出了标准范围的情况下，基础温度突然降低，冷箱密封气中的氧含量增大，都需要立即进行报告。

2.2 加强巡检监控

①操作人员巡检时必须2人1组，巡查冷箱四周有无异常情况。每班监测冷箱结霜结冰有无进一步扩大，每班用测温枪监测冷箱结冰处温度并做好记录。若发现冷箱结霜结冰扩大、冷箱钢板出现冻裂、跑砂等，要立即报告车间;②主控加强对冷箱相关参数巡检，控制上塔压力为33kPa左右，注意冷箱基础温度、冷箱密封气压力、主冷液位等的监视巡检。若冷箱密封气压力上涨100Pa以上或突然涨50Pa以上（分子筛正常切换影响除外），基础温度突降5℃，冷箱密封气中氧含量增大等要立即报告车间;③定期测量冷箱珠光砂的沉降高度，检查珠光砂是否有结块、是否浸入液体，以便分析判断是否有低温液体泄漏。若有低温液体泄漏，珠光砂可能会有沉降，基础温度也应该有不同程度降低。

2.3 提升巡检监控力度

①巡检时操作人员应该2人1组，对冷箱附近是否存在异常情况进行检查。每组监测冷箱结霜结冰面积是否扩大，使用测温枪对冷箱结冰处温度加以监测，并做好记录工作。如果冷箱结冰结霜面积扩大或是冷箱钢板有跑砂及冻裂等情况出现，应及时向车间报告;②主控加强巡检冷箱参数，将上塔压力控制在33kPa左右，加强巡检冷箱基础温度、主冷液位及冷箱密封气压力等。如果冷箱密封气压力突破100Pa或瞬间增长50Pa，基础温度减少5℃，以及冷箱密封气之中含氧量增大等情况应及时向车间报告;③对冷箱珠光砂沉降高度定期进行测量，对珠光砂结块以及浸入液体情况加以检查，有利于判断是否泄露了低温液体。如果泄露了低温液体，那么珠光砂容易出现沉降，基础温度随之降低。

2.4 加强危险应急处理效果

在当前的各个工业领域中，发生了安全事故的时候，需要将人群撤离，之后应由专业的人员开展事故抢险工作，将危险源以及故障源排除，还应鼓励现场的人员在保证自身安全的情况下，通过专业人员指导来协助事故抢险，将危险因素进行有效的控制。在空气分离领域中，也应利用专业的应急处理方式进行处理，还应培训工作人员专业的技术能力，使其能够在处理问题的时候具有快速的反应能力，还能进行自救及逃生。当产生了火灾或者气体泄漏等情况的时候，应保证人员的安全，减少事故造成的影响，为空分装置的使用带来了有效的保障。

2.5 防止冷箱内氧含量高

若冷箱内氧含量高，为防止静电、明火等引起爆燃，必须切断冷箱周围电源，在冷箱周围10m内严禁动火或不得有其他明火。采取以上措施后，冷箱密封气压力、成分趋于稳定，冷箱壁结冰面积没有扩大，没有出现冻裂、跑砂等情况，安全风险受控。在泄漏情况未发生明显变化情况下，决定监视运行。同时为了防止泄漏扩大，制定了检修方案，做好随时停车检修准备。

3 结语

①将充氮阀及连接管道进行更换，对整个装置加温、吹除处理后，装置再次开车，顺利出氧，各项工艺指标运行正常，均在指标控制范围内;②对这次问题的判断、分析比较准确，没有造成堵塞情况的进一步扩大化;③在装置停车检查期间，充分利用装置富余氧气进行倒换操作，使系统资源得以合理充分的利用，避免了整个甲醇一系统的全线停车，为公司生产节约了成本;④在今后的生产中，要加强粉尘来源的防范，固体粉尘进入空分设备后轻则堵塞换热器通道，降低传热效率，堵塞精馏塔塔板，降低产品纯度和产量;重则堵塞主冷板式氧通道，加速液氧中烃类杂质的浓缩;同时，粉尘有可能成为液氧中的引爆源，其危害性不可小视。

参考文献：

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