空分及氧气站的安全监管

1、空分及氧气站的平安监管武廷魁1、概述1.1 空分原理简述空分即空气别离，将空气中 21%的氧气和 78%的氮气及 1% 的氩气等惰性气体别离开。 空分的方法主要有变压吸附法、 膜别 离法及常用的低温法。变压吸附法是利用分子筛对空气中氧气、氮气组份的选择性 吸附而将其别离。此法制氧的回收率为6070%，因氧气与氩气无法别离，故所制的氧气纯度只到达9395%。膜别离法是利用有机聚合膜的渗透选择性，从空气中别离出 富氧气体，其氧气纯度可达 4050%。低温法即目前大局部空分装置所采用的空气别离方法，该法 首先将空气压缩、冷却使之液化，利用氧气、氮气沸点不同大 气压下氧气沸点90° K即-1

2、83 C,氮气沸点77° K即-196 C， 在精馏塔中使气液相进行质热交换， 高沸点的氧气不断从气相中 冷凝为液相， 低沸点的氮气不断转化为气相， 从而到达二者别离。 因不管空气液化或精馏都在120° K即-153 C以下温度条件进行，故称低温法空气别离。氩气的沸点在氧气与氮气之间，在精馏上塔中部含量最高称 为氩馏分，将其抽出进一步别离提纯可制得副产品氩气。1.2 空分装置现状目前世界上空分装置即制氧机容量已向15万mb h/m3。我国生产的6万m/h级空分设备具有较强竞争力， h/m3 h/m3，氧 提取率由 80%提高至 9799%，氩提取率由 24%提高至 8090

3、%。空分流程按空气压缩机压力分为高压流程5 Mpa中压流程15Mpa全低压流程w 1 Mpa高、中压流程通常用 于中小型装置和液体产品， 全低压流程用于大型空分装置， 一般 800m3/h 以上空分均为全低压流程。特点是采用常温分子筛吸附 净化、增压透平膨胀机、规整填料上塔、全精馏制氩以及DCS空制的工艺流程。1.3 空分装置与氧气站的区别钢铁、冶金、化工行业大型企业因对氧气的大量需求，大都 建设配套的大型全低压流程的空分装置，其设计和监管应执行?建筑设计防火标准?GB50016-2006和现行的相关行业标准。 而氧气站的空分能力一般不大于 300m3/h 且根本采用高中压流 程。近年新建氧气

4、站大都采用液氧分装方式， 原有小型空分装置 也因电耗等本钱问题逐渐被淘汰。氧气站的设计和监管应执行?氧气站设计标准?GB50030-91该标准第条规定：“本 标准适用于以下新建、改建、扩建的工程：一、单机产氧量不大 于 300m3/h 或高压、中压流程的， 用深度冷冻空气别离法生产氧、 氮等空分气态或液态产品的氧气站设计；二、氧、氮等空分液态 产品气化站房的设计；三、氧、氮等空分气态产品用户的汇流排 间的设计；四、厂区和车间气态氧、氮等管道的设计。1.4 氧气的危险特性氧：气相相对密度空气 =1为 1.43，液相相对密度水 =1 为1.14 -183C助燃，是可燃物燃烧的根本要素之一，与易燃

5、气体能形成爆炸性混合物， 常压下氧浓度超过 40%时可发生氧中 毒，吸入氧浓度 80%以上时可出现呼吸衰竭而死亡。2、空分及氧气站的监督管理 1 新建、改建、扩建的空分及氧气站的建设工程， 应按?危 险化学品建设工程平安许可实施方法? 国家平安生产监管管理 总局令第 8 号的规定履行审批手续， 附属于相关企业的空分装 置核发?危险化学品平安生产许可证? ，只有液氧分装的氧气站 核发?危险化学品经营许可证? ，发证机关为相应级别的平安许 可实施部门即各级平安生产监督管理局。 2企业所属空分装置的平安检查和隐患排查主要应执行 ?建规?的相关要求。空分装置的火灾危险性分类为乙类，空分 厂房和储存仓库

6、的类别均为乙类，其耐火等级应达一、二级，层 数和防火分区等布置应符合表 3.3.1 和表 3.3.2 的相关规定。厂房 和库房的防火间距应符合表 3.4.1 和表 的相关规定。 如厂房 的防火间距不能满足表 3.4.1 要求时，应按该表的注 3 和注 4 进 行封堵门窗等改造， 如仓库的防火间距不能满足表 3.5.2 要求时， 应按该表的注 2 进行相关改造， 可到达消除隐患的目的。 因氧气 为助燃气体，本身无爆炸危险性， 故空分厂房无防爆泄压的要求， 但厂房和仓库的平安疏散应符合?建规?第 3.7章和第 3.8 章的 相关规定。3对氧气站的监督管理和平安检查应执行 ?氧气站设计标 准?GB5

7、0030-91，对此后章节中专述。 4空分和氧气站应按 ?关于开展重大危险源监督管理工作 的指导意见?安监管协调字【 2004】56 号对重大危险源进行 辨识和申报监管， 对氧的辨识应满足 ?危险化学品重大危险源辨 识?GB18218-2022表2中氧化性气体的临界量 200t的相关要 求。 5空分与氧气站设备的设计和制造， 应符合压力容器的有 关规定， 氧气和液氧管道的使用、 检验和维修应符合压力管道的 有关规定。 6空分和氧气站的相关从业人员，应经专业培训，考试合 格取证前方可上岗操作。3、氧气站的平安要求目前我省氧气市场除大型钢铁化工等企业靠内部空分装置自 产自用外， 已由黎明气体公司的

8、液氧分装的方式控制。 各地氧气 站为数不多的小型空分装置， 因电价提高本钱上升、 规模效益进 一步降低， 且设备陈旧难以更新等原因相继停产， 绝大多数氧气 站被黎明气体公司并购， 采用液氧分装的经营方式。 以下即以液 氧分装来说明氧气站的各项平安要求。3.1 总图布置的平安要求液氧分装的氧气站，主要由液氧贮罐、液氧泵、气化器等室外设备及灌氧站瓶库等室内设备组成。 有些氧气站还经营液态惰 性气体液氩、液氮、液态二氧化碳的分装，其布置与液氧分 装相同。氧气站属乙类建筑，与各类建筑之间的防火间距应执行?氧气站设计标准?GB50030-91丨表的相关规定。按其注 规定液氧贮罐以1m3液氧折合800ni

9、标准状态气氧计算， 1000mi3 液氧贮罐，100150000m3气氧贮罐相当于1.3液氧贮罐，50000m333之间，其与其他各建筑物和设施的防火间距应为12m。站内一、二类耐火等级的灌氧站房和瓶库等建筑物与其他各建筑 物和设施的防火间距，均应执行表 2.0.3 的相关规定。不难发现 与周边生产建筑物、 民用建筑、明火或散发火花地点的防火间距、 液氧贮罐比氧气站建筑物的要求更远， 说明液氧贮罐的危险性更 大。需要说明的是，表中“其他各类生产建筑物是指不属于氧气站内的其他各类站外生产建筑物按该表注(12)规定，其他甲类生产建筑物应增加2m，液氧贮罐与站内灌氧站房的防火间距不 执行“ 12m

10、的数据，应按注“氧气贮罐含液氧贮罐、惰性气体贮罐含液态惰性气体贮罐 、室外布置的工艺设备，与 其制氧厂房含灌氧站房的间距，可按工艺布置要求确定，即 无防火间距的要求。 注中液氧贮罐的所属使用建筑物是指焊接 切割厂房或医院等使用氧气的建筑物， 并非灌氧站房等氧气站内 的建筑物。3.2 工艺布置的平安要求 1灌氧站房内氧气实瓶的贮量不应超过 3400 个。2当空瓶、实瓶设在同一房间时，二者必须分开存放。3液氧贮罐及液态惰性气体贮罐宜布置在室外，当确 需布置在室内时，宜设置在单独的房间内并非独立建筑物 ， 且液氧的总贮量不应超过 10m3。4空瓶间、实瓶间应设置气瓶的装卸平台，其宽度为2m，高度 0

11、.41.1m。5灌瓶间、空瓶间、实瓶间均应有防止倒瓶的措施。6灌瓶间的氧气含惰性气体放散管并非平安阀泄放 管，液氧贮罐含液化惰性气贮罐的排放管，应引至室外安 全处，放散口的高度宜高出地面 4.5m 以上。3.3 建筑与结构的平安要求1氧气站内建筑物宜为单层，且不应低于二级耐火等级， 其外围结构不需采取防爆泄压措施。 2当液氧气化设施布置在灌氧站房内时， 应采用耐火极限 不低于 1.5h 的非燃烧体隔墙和丙级防火门，并应通过走道相通。3氧气站建筑物的门窗应向外开启。4灌瓶台应设置高度不低于 2m 的钢筋混凝土防护墙。5气瓶装卸平台应设置大于平台宽度的雨棚， 而棚和支撑 应为非燃烧体。4、瓶装氧气经营类的平安要求1独立的气瓶贮量应符合?氧气站设计标准?GB50030-91 表 4.0.20 的相关规定。对于一、二级耐火等级的库房，气瓶空 瓶与实瓶合计 的最大贮量为 13600个，每一个防火墙间为