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深度冷冻法：利用氧、氮、氩沸点的不同，通过精馏塔，使液氧与液氮、液氩得到分离，从而得到产品氧。
一、深度冷冻法制氧工艺简介
空气经空气过滤器除去灰尘和机械杂质，进入空气透平压缩机压缩，然后送入空气冷却塔进行清洗和预冷，再进入交替使用的分子筛吸附器，除去空气中的水分、CO2、C2H2等杂质。
净化后的空气大部分进入主换热器，冷却后进入精馏塔。在精馏塔内，根据各种介质沸点的不同进行分离，分离后所得产品可根据需要进入储罐储存或者经过汽化器汽化后进入气体管网直接使用。
二、生产中的火灾、爆炸因素分析
根据《建筑设计防火规范》及生产过程中涉及的物质的特性，空分制氧装置可能发生火灾、爆炸事故的场所如下：
1.空分装置
空分塔[1]是制氧过程中的重要设备，其内部构件多为压力容器和压力管道，正常工作状态下，介质为液空、液氧、液氮等，工作温度为-196℃，塔中填满珠光砂起绝热作用。在国内曾发生过多次空分塔爆炸事故，引起爆炸的原因多为空气中所含的固体微粒，在较大的流速冲击下，固体微粒之间以及微粒与器壁之间出现机械撞击，因摩擦产生较大的静电电压，引起静电火花，有引发空分塔发生火灾、爆炸事故的可能。
液氧中较高的氮氧化物浓度， 使碳氢化合物的爆炸敏感性大大提高[2]。
主冷内， 因液氧沸腾运动， 液体的冲击波可使气泡得到瞬间压缩， 从而使局部温度提高。
2.贮槽、管道
2.1液氧生产中使用到的压力容器、压力管道、仪表及安全附件，如果购买的产品不合格或者使用时不定期校验维修，可能导致液氧的泄漏，从而引发火灾、爆炸事故。
2.2温度检测仪表故障，或人员操作违反操作规程，各类压力容器及压力管道超温使用，将使容器或管道内的液化气体受热膨胀，从而导致爆炸事故的发生。
2.3液位检测仪表故障，或人员操作违反操作规程，导致液化气体贮槽超装，贮槽受热膨胀时，会导致爆炸事故的发生。
3.电气火灾
空分制氧过程中，使用的电气设备较多，如果不按照《氧气站设计规范》、《建筑设计防火规范》等的要求配备电气设备，可能导致电气设备的防爆等级不够、短路、过电压、接地故障、接触不良等事故，若周围有液氧或可燃物的存在，会导致发生火灾事故，若火灾得不到及时控制，可引发附近容器及管道的爆炸事故。
4.空分装置区存在大量氧，氧气虽然本身不可燃，但其助燃的特性使可燃物质更容易被点燃，使火灾更加难以施救。
5.与氧接触的阀门﹑仪器、仪表如被油脂污染也易引发火灾、爆炸危险。
三、制氧过程中防火、防爆措施
1.建、构筑物防火防爆措施
1.1制氧站所有建、构筑物应严格按照《建筑设计防火规范》确定建、构筑物的建筑、结构形式以及耐火等级，保证厂房和设备基础的安全可靠。
1.2严格按照《建筑物防雷设计规范》、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等规范的要求，使建构筑物的防雷、防静电、防爆设施达到国家规定的要求。
1.3液氧储罐周围5m范围不可设置沥青路面和可燃物。
2.工艺、设备防火、防爆措施
2.1整个生产过程应采用先进的DCS计算机控制技术，有效的监控整套空分设备的生产过程。
2.2制氧车间及主控室设置氧气浓度检测及声光报警设施。
2.3气体储罐布置在室外，周围设置安全标志，储罐本体设置色标。
2.4空压机、膨胀机和氧压机入口设置可定期清洗的过滤器。
2.5氧气调节阀组设置在独立阀门室内，且标明输送介质的名称、流向符号等。
2.6透平膨胀机设置密封气压力与油压的差压联锁保护装置。
2.7透平膨胀机设置超速报警和自动停机装置，入口前设紧急切断阀。
2.8主厂房内氧压机周围设置防护墙与周围隔离。
2.9空气预冷系统设置空气冷却塔水位报警联锁系统和出口温度监测装置。
2.10制氧站内所有气体放散管引至室外安全处。氧气放散口附近设严禁烟火标志，并放散至高出操作面4m以上的安全处。
2.11氧气管道的阀门均用专用氧气阀门，且调压阀组前后设阻火铜管段。
2.12定期对供氧系统的易泄露部位进行查漏，严禁氧气泄漏后与各种油污、易燃、易爆物品直接接触。
3.消防设施
3.1制氧站应按照《钢铁冶金企业设计防火规范》、《建筑灭火器配置设计规范》和火灾危险等级，设置水消防系统以及配置相应的移动式灭火器具。
3.2制氧车间周围应按照《建筑设计防火规范》、《氧气站设计规范》设环形消防通道，并与厂区主、次干道相连，以保证消防车辆畅通无阻。
四、结语
综上所述，虽然深度冷冻法制氧的工艺已经逐渐成熟，但是由于氧气本身的助燃性，使整个制氧过程存在火灾、爆炸的隐患，因此在生产中通过采用计算机控制系统、采取防火、防爆的安全技术措施以及企业加强安全管理，才能保证安全稳定生产，从而保证国家财产和人民生命财产的安全。
参考文献
[1] 殷皓驹. 制氧行业安全事故分析与典型设备的检验管理. 冶金/矿山通用机械，2010第7期，P57-58.
[2] 黄小武，刘凌燕，黄盛仁. 试论空分装置的防爆技术. 中国安全科学学报，2 0 0 1年8月，11（4），P30-31.
[3] 汤学忠，顾福民主编. 新编制氧工问答. 北京：冶金工业出版社，2001年.
[4] 张军. DCS在大型空分制氧装置的应用. 冶金自动化，2008， 32（4），p23-26.
[5]中华人民共和国建设部国家质量监督检验检疫总局发布. 建筑设计防火规范GB50016-2006.北京：中国计划出版社，2006-12-01.
[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会发布. 深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程GB16912-2008. 北京：中国标准出版社，2009-10-01.
[7]国家技术监督局、中华人民共和国建设部发布. 氧气站设计规范. 北京：中国计划出版社.
作者简介：盛莉莉（1984-），女，助理工程师，主要从事化工工艺设计、工程咨询、安全评价等工作。
一、深度冷冻法制氧工艺简介
空气经空气过滤器除去灰尘和机械杂质，进入空气透平压缩机压缩，然后送入空气冷却塔进行清洗和预冷，再进入交替使用的分子筛吸附器，除去空气中的水分、CO2、C2H2等杂质。
净化后的空气大部分进入主换热器，冷却后进入精馏塔。在精馏塔内，根据各种介质沸点的不同进行分离，分离后所得产品可根据需要进入储罐储存或者经过汽化器汽化后进入气体管网直接使用。
二、生产中的火灾、爆炸因素分析
根据《建筑设计防火规范》及生产过程中涉及的物质的特性，空分制氧装置可能发生火灾、爆炸事故的场所如下：
1.空分装置
空分塔[1]是制氧过程中的重要设备，其内部构件多为压力容器和压力管道，正常工作状态下，介质为液空、液氧、液氮等，工作温度为-196℃，塔中填满珠光砂起绝热作用。在国内曾发生过多次空分塔爆炸事故，引起爆炸的原因多为空气中所含的固体微粒，在较大的流速冲击下，固体微粒之间以及微粒与器壁之间出现机械撞击，因摩擦产生较大的静电电压，引起静电火花，有引发空分塔发生火灾、爆炸事故的可能。
液氧中较高的氮氧化物浓度， 使碳氢化合物的爆炸敏感性大大提高[2]。
主冷内， 因液氧沸腾运动， 液体的冲击波可使气泡得到瞬间压缩， 从而使局部温度提高。
2.贮槽、管道
2.1液氧生产中使用到的压力容器、压力管道、仪表及安全附件，如果购买的产品不合格或者使用时不定期校验维修，可能导致液氧的泄漏，从而引发火灾、爆炸事故。
2.2温度检测仪表故障，或人员操作违反操作规程，各类压力容器及压力管道超温使用，将使容器或管道内的液化气体受热膨胀，从而导致爆炸事故的发生。
2.3液位检测仪表故障，或人员操作违反操作规程，导致液化气体贮槽超装，贮槽受热膨胀时，会导致爆炸事故的发生。
3.电气火灾
空分制氧过程中，使用的电气设备较多，如果不按照《氧气站设计规范》、《建筑设计防火规范》等的要求配备电气设备，可能导致电气设备的防爆等级不够、短路、过电压、接地故障、接触不良等事故，若周围有液氧或可燃物的存在，会导致发生火灾事故，若火灾得不到及时控制，可引发附近容器及管道的爆炸事故。
4.空分装置区存在大量氧，氧气虽然本身不可燃，但其助燃的特性使可燃物质更容易被点燃，使火灾更加难以施救。
5.与氧接触的阀门﹑仪器、仪表如被油脂污染也易引发火灾、爆炸危险。
三、制氧过程中防火、防爆措施
1.建、构筑物防火防爆措施
1.1制氧站所有建、构筑物应严格按照《建筑设计防火规范》确定建、构筑物的建筑、结构形式以及耐火等级，保证厂房和设备基础的安全可靠。
1.2严格按照《建筑物防雷设计规范》、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等规范的要求，使建构筑物的防雷、防静电、防爆设施达到国家规定的要求。
1.3液氧储罐周围5m范围不可设置沥青路面和可燃物。
2.工艺、设备防火、防爆措施
2.1整个生产过程应采用先进的DCS计算机控制技术，有效的监控整套空分设备的生产过程。
2.2制氧车间及主控室设置氧气浓度检测及声光报警设施。
2.3气体储罐布置在室外，周围设置安全标志，储罐本体设置色标。
2.4空压机、膨胀机和氧压机入口设置可定期清洗的过滤器。
2.5氧气调节阀组设置在独立阀门室内，且标明输送介质的名称、流向符号等。
2.6透平膨胀机设置密封气压力与油压的差压联锁保护装置。
2.7透平膨胀机设置超速报警和自动停机装置，入口前设紧急切断阀。
2.8主厂房内氧压机周围设置防护墙与周围隔离。
2.9空气预冷系统设置空气冷却塔水位报警联锁系统和出口温度监测装置。
2.10制氧站内所有气体放散管引至室外安全处。氧气放散口附近设严禁烟火标志，并放散至高出操作面4m以上的安全处。
2.11氧气管道的阀门均用专用氧气阀门，且调压阀组前后设阻火铜管段。
2.12定期对供氧系统的易泄露部位进行查漏，严禁氧气泄漏后与各种油污、易燃、易爆物品直接接触。
3.消防设施
3.1制氧站应按照《钢铁冶金企业设计防火规范》、《建筑灭火器配置设计规范》和火灾危险等级，设置水消防系统以及配置相应的移动式灭火器具。
3.2制氧车间周围应按照《建筑设计防火规范》、《氧气站设计规范》设环形消防通道，并与厂区主、次干道相连，以保证消防车辆畅通无阻。
四、结语
综上所述，虽然深度冷冻法制氧的工艺已经逐渐成熟，但是由于氧气本身的助燃性，使整个制氧过程存在火灾、爆炸的隐患，因此在生产中通过采用计算机控制系统、采取防火、防爆的安全技术措施以及企业加强安全管理，才能保证安全稳定生产，从而保证国家财产和人民生命财产的安全。
参考文献
[1] 殷皓驹. 制氧行业安全事故分析与典型设备的检验管理. 冶金/矿山通用机械，2010第7期，P57-58.
[2] 黄小武，刘凌燕，黄盛仁. 试论空分装置的防爆技术. 中国安全科学学报，2 0 0 1年8月，11（4），P30-31.
[3] 汤学忠，顾福民主编. 新编制氧工问答. 北京：冶金工业出版社，2001年.
[4] 张军. DCS在大型空分制氧装置的应用. 冶金自动化，2008， 32（4），p23-26.
[5]中华人民共和国建设部国家质量监督检验检疫总局发布. 建筑设计防火规范GB50016-2006.北京：中国计划出版社，2006-12-01.
[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会发布. 深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程GB16912-2008. 北京：中国标准出版社，2009-10-01.
[7]国家技术监督局、中华人民共和国建设部发布. 氧气站设计规范. 北京：中国计划出版社.
作者简介：盛莉莉（1984-），女，助理工程师，主要从事化工工艺设计、工程咨询、安全评价等工作。