有害杂质在空分塔内的积聚、爆炸及防范

作者：庄胜强　　评论：　更新日期：2011年07月04日

表4 空气中一些有害杂质气体的特性数据^[1]

杂质名称	分子式	标准压力下沸点(K)	熔点(K)	90K时在液氧中的溶解度(10^-4％)			90K时的饱和蒸气压(mmHg)
甲烷	CH₄	111.5	89	980000			75.9
乙烷	C₂H₆	184.5	101	215000	128000		6.9×10^-3
丙烷	C₃H₈	203.6	83.1	50000	9800		1.1×10^-5
正丁烷	C₄H₁₀	272.6	134.8	860	175		2.5×10^-9
乙烯	C₂H₄	169.0	103.6	25700	20000		2.6×10^-2
丙烯	C₃H₆	226.0	85.5	6700	3600		2.2×10^-5
丁烯-1	C₄H₈	266.9	87.9	1000	109		2.7×10^-8
乙炔	C₂H₂	189.3	193.1	5.2	5.6	5.4	1.4×10^-4
臭氧	O₃	161.25	80.45	176000			1×10^-1
二氧化氮	NO₂	294.3	263.7	15			忽略不计
氧化亚氮	N₂O	184.5	170.6	70		74	2×10^-5
一氧化氮	NO	121.2	109.4	6			2.3
硫化氢	H₂S	212.2	190.5	50			8.5×10^-5
硫化碳	CS₂	319.1	164			0.32	3.98×10^-10

表5 配切换式换热器、两只液空吸附器一只液氧吸附器空分设备中碳氢化合含量(10^-4％)^[3]

组分	加工空气(10^-4％)	粗氩塔冷凝器(AE₁_处)	冷凝器K₂ 产品液氧(AE₂ 处)
CO₂	400~500	☆	☆
CH₄	2~6	10	60~130
C₂ H₂	0.05~0.1	0.25	0.6
C₂ H₄	<0.005~0.1	0.3	0.5
C₂ H₆	<0.005~0.2	0.1	4.2
C₃ H₈	<0.005~0.3	0.5	0.6
C₃ H₆	0.05~0.1	0.4	0.3
i+nC₄H₁₀	0.050~1	0.4	0.5
1.3-丁二烯	<0.05~0.1	0.4	0.4

注:①主冷处未进行测定;②表中☆没有测定

表6 配常温分子筛纯化器的空分设备中碳氢化合物含量(10^-4％)^[3]

组分	分子筛纯化器后	粗氩塔冷凝器(AE₁处)	主冷K器产品液氧(AE₃处)	冷凝器K₂产品液(AE₂处)
CO₂	<0.1	0.3	0.8	8.3
CH₄	2.5	20	22	65.0
C₂H₄	≤0.005	≤0.005	≤0.005	0.3
C₂H₆	0.005	0.5	0.15	50.0
C₃H₈	≤0.005	0.05	≤0.005	7.5

注：加工空气中碳氢化合物的波动范围类似表5——检定极限在0．005×10^-4％(体积)以下。
    若制氧站周围的工厂大量排放C0₂及碳氢化合物，尤其是大量排放印2时，分子筛常有效工作时间就会大幅度缩短，有吸附C0₂和碳氢化合物的时间就可能只有原吸附周期的几分之一至几十分之一。当分子筛不能有效吸附C0₂后，则C0₂和绝大分碳氢化合物就随加工空气进入塔内，就会在主冷处极快积聚浓缩。抚／顷石化乙烯6000m³／h空分主冷爆炸，其原因之就在于此。
    3．连续不断的排放液氧，可以防止入塔碳氢化合物在液氧中的积累
    如表4所示，碳氢化合物的沸点都高于液空和液氧温度，且在90K时的饱和蒸气压均很低，这就决定了它们一旦进入塔，碳氢化合物均会在液空、液氧中积聚。正常情况下，只要连续排放1％左右的液氧，就可防止碳氢化合物在液氧中的积聚。