空分制氧安全管理课件

空分制氧安全管理课件课程导航010203空分装置概述危险性分析典型事故案例了解空分技术发展历程与核心工艺流程识别空分装置运行中的主要危险源深入剖析国内外重大事故教训040506安全技术措施操作规程与管理应急预案与响应掌握先进的安全防护技术与方法规范操作流程与明确管理职责建立完善的应急处置体系总结与展望第一章空分装置概述空气分离技术是现代工业的重要支柱通过物理或化学方法将空气中的氧、氮、氩等气体,分离提纯本章将带您了解空分装置的发展历程、主要技术方法以及核心组成部分空分装置的发展与应用百年技术演进年德国科学家林德教授成功研制出世界上第一台工业制氧机标志着空分技术的诞生1903,,这一创新为现代工业发展奠定了基础开启了气体分离的新纪元,经过一个多世纪的发展空分装置已经从最初的小型实验设备演变为单套产能超过万立方米,10小时的大型工业装置现代空分技术呈现出大型化、集群化、智能化的发展趋势能源效率和/,自动化水平显著提升冶金行业化工领域高炉炼铁、转炉炼钢等工艺需要大量高纯氧气提高燃烧效率和产品质量用于合成氨、煤化工、石油化工等过程支持化学反应与产品精制,,医疗卫生航空航天为医院提供医用氧气保障患者呼吸治疗和急救需求液氧作为火箭推进剂的氧化剂是航天事业的关键保障,,空气分离主要方法根据不同的物理化学原理空气分离技术主要包括三大类方法每种方法都有其独特的技术特点和适用场景在工业实践中发挥着重要作用,,吸附法膜分离法低温精馏法利用分子筛等吸附剂对不同气体组分的选择通过高分子膜材料对气体分子的渗透速率差利用空气中各组分沸点差异通过深冷精馏实,性吸附差异实现分离异进行分离现高效分离适合中小规模制氧操作简便能耗低主流工业技术方案••,•设备简单投资较低适合小型分散制氧产品纯度高达以上•,••

99.6%产品纯度一般在左右产品纯度较低约适合大规模连续生产•93%•,30-50%•可同时获得氧、氮、氩等多种产品•空分装置主要组成与流程低温精馏法空分装置是一个复杂的系统工程主要由空气压缩净化系统、冷箱低温分离系统、产品压缩输送系统等,部分组成整个工艺流程环环相扣任何一个环节出现问题都可能影响安全和产品质量,空气压缩将常压空气压缩至为后续分离提供压力能

0.6-

0.8MPa,净化预冷去除空气中水分、二氧化碳等杂质降低空气温度,深冷分离在℃低温下通过精馏塔分离氧氮组分-180产品压缩将分离的氧气氮气压缩至所需压力后输送使用主冷系统冷箱与保温主冷凝蒸发器是空分装置的心脏在此实冷箱是容纳低温设备的绝热容器内部填充珠光砂保温材料确保低,,,现氮气冷凝和液氧蒸发的热量交换维持精温工艺条件冷箱结构完整性直接关系到装置安全运行任何泄漏,,馏过程的热平衡主冷内液氧纯度高、温都可能导致严重后果度低是装置中最危险的部位,第二章空分装置危险性分析空分装置涉及高压、低温、易燃易爆等多重危险因素是典型的重大危险源深入认识其危险性是做好安全管理的前提和基础,,空分装置的主要危险源空分装置运行过程中存在多个关键危险点这些危险源相互关联、相互影响一旦控制不当极易引发严重事故识别和控制这些危险源是安全管理的核心任务,,主冷液氧碳氢化合物超标氧气管道设计与操作缺陷最危险的隐患空气中的碳氢化合物特别是乙炔在低温下积聚于主冷液氧中氧气管道系统设计不合理或操作不当是引发火灾爆炸的重要原因高速氧气:,当浓度超过安全限值时在温度波动、压力冲击或机械摩擦作用下极易发生剧流会产生静电和摩擦热材料选择不当、焊接质量差、管道内有油污等都可能,,烈爆炸成为点火源乙炔在液氧中的安全浓度限值为管道流速过高导致静电积聚•

0.1ppm•大气污染、工艺排放是主要污染源材质不符合氧气介质要求••吸附器再生不彻底会导致净化效果下降阀门快速开启引起绝热压缩升温••氧压机带油运行冷箱珠光砂排放不当氧气压缩机润滑系统管理不善导致润滑油进入氧气流路在高温高压条件下油冷箱内保温材料珠光砂长期浸泡在低温液氧中会吸附大量液氧排放珠光砂,,与氧气接触极易发生燃烧爆炸这是氧压机事故的首要原因时如果操作不当珠光砂中的液氧快速气化膨胀形成砂爆现象冲击力巨大可,,,能导致冷箱损坏密封失效导致油气混合•排放速度过快引起剧烈气化润滑油选择不当••排放管道设计不合理维护保养不及时••未采取有效的缓冲措施•爆炸类型与机理化学爆炸碳氢化合物与液氧混合后,在一定条件下发生剧烈氧化反应,瞬间释放大量热量和气体,形成爆炸反应速度极快,温度可达3000℃以上,破坏性极强特点:涉及化学键断裂与生成,能量释放更集中,往往伴随火焰和高温,二次灾害严重物理爆炸氧气的特殊危险性氧气是维持生命的必需气体但在工业应用中却是一种极度危险的介质正确认识氧气的性质是防范事故的,,基础强氧化性高压危险氧气本身不燃烧,但能强烈支持燃烧在纯氧或高压氧气具有巨大的能量压力容器破裂会产生富氧环境中可燃物的燃点大幅降低燃烧速度加强大冲击波高速气流可能点燃周围可燃物氧气,,,,快数十倍,火焰温度显著升高泄漏还会造成局部富氧环境材料兼容性许多常用材料在氧气环境下性质改变橡胶、塑料、某些金属在高压氧中可能自燃油脂类物质遇氧气,即燃材料选择必须严格,影响安全的关键参数典型危险场景温度温度升高加速氧化反应降低材料着火点氧气管道内残留油污高速氧气流过引发燃烧:,

1.,压力压力增加提高氧浓度增强氧化能力阀门快速开启绝热压缩使局部温度骤升至着火:,

2.,点流速高速流动产生静电和摩擦热可能成为点火源:,设备内部积碳、铁锈等杂质在氧气中自燃

3.纯度氧浓度越高燃烧反应越剧烈富氧环境下人员衣物沾染油污后遇火花爆燃:,

4.,接触面积表面积大的可燃物更易点燃:第三章典型事故案例分析历史上发生的空分装置事故给我们留下了惨痛的教训通过深入分析典型案例我们能够,更清晰地认识安全管理的重要性避免重蹈覆辙,河南义马空分爆炸事故

7.19事故经过某年月日河南义马气化厂空分装置发生特别重大爆炸事故造成人死亡多人受伤经济损失巨大719,,15,,这起事故震惊全国成为空分行业安全管理的警钟,事故链条事故原因初始异常主冷液氧纯度异常下降操作人员发现直接原因主冷泄漏导致液氧进入冷箱操作人员:,:,液氧泄漏进入冷箱珠光砂层未及时采取有效措施,液氧气化引发砂爆处置不当未及时停车处理继续运行导致泄漏扩:,间接原因:大设备老化维护保养不到位•,砂爆发生大量液氧浸泡珠光砂突然气化产生巨:,大压力,形成砂爆•安全监测系统不完善,未及时发现异常冷箱倒塌:冷箱结构被冲击波损坏,整体倒塌•应急预案不健全,事故处置不当液氧贮槽破裂:冷箱倒塌砸坏液氧贮槽,大量液氧•人员培训不足,缺乏应对能力外泄安全管理制度执行不力•燃烧爆炸液氧与周围可燃物接触引发大规模燃:,烧爆炸核心教训设备带病运行后果严重发现异常必须立即停车检查液氧泄漏处置不当会导致灾难:,性后果操作人员必须具备充分的专业知识和应急能力,江西萍乡制氧机燃爆事故

8.21事故概况江西萍乡某钢铁厂制氧车间在设备检修期间发生燃爆事故,造成22人死亡、7人重伤的特别重大事故事故发生在检修作业过程中,暴露出检修管理的严重缺陷事故关键环节检修准备不充分:设备内液氧未按规定排放干净,残留大量液氧隔离措施不到位:与运行系统的隔离不彻底,存在液氧回流风险作业审批不严格:动火作业审批流于形式,未进行有效的风险评估现场监护缺失:检修现场无专人监护,违章作业未能及时制止应急响应滞后:事故发生后,现场人员不知如何应对,错失最佳逃生时机深刻启示国际典型事故警示印尼森林大火事故印度尼西亚某地区发生大规模森林火灾空气中氧化亚氮浓度异常升高附近,N₂O空分装置主冷中积聚了大量氧化亚氮在低温下形成不稳定化合物最终发生爆炸,,教训空分装置的安全不仅取决于自身管理还受周边环境影响必须建立环境监测:,机制应对极端情况,乙烯装置排放事故某石化企业乙烯装置检修时将含有大量碳氢化合物的废气排入大气由于风向原,因废气被临近空分装置的进气系统吸入导致主冷液氧中碳氢化合物浓度急剧上升,,,超过安全限值数十倍引发爆炸,教训化工园区内装置间相互影响不容忽视必须加强区域协调建立联合应急机制:,,严格控制污染物排放事故教训总结纵观国内外空分装置事故虽然具体原因各异但背后反映的深层次问题却有共性深刻汲取这些教训对于提升安全管理水平至关重要,,,设备带病运行监测维护不足设备老化、缺陷未及时消除是事故的首要诱安全监测系统不完善或形同虚设关键参数异常,因侥幸心理、生产压力导致明知存在隐患仍未能及时发现和处理日常维护保养流于形式,继续运行最终酿成大祸检查记录弄虚作假,人为因素突出管理体系缺失操作人员安全意识淡薄违章作业司空见惯管安全管理制度不健全或执行不力岗位职责不清,,,理人员对危险性认识不足安全投入不够企业培训教育不到位应急预案缺乏针对性和可操,片面追求经济效益忽视安全作性演练走过场,,事故是可以预防的但前提是我们必须正视问题、吸取教训、举一反三每一起事故背后都有无数的隐患和违章只有将安全管理落到实处才能真正守住安,,,全底线第四章安全技术措施安全技术措施是防范事故的核心手段通过先进的工艺技术、可靠的设备设计、规范的操作维护和完善的监测系统构建多层次的安全防护体系,先进工艺与合理布局低碳氢化合物控制技术采用高效吸附剂和优化的吸附工艺最大限度去除空气中的碳氢化合物特别,,是乙炔设置在线监测系统实时检测主冷液氧中碳氢化合物浓度超标自动,,报警并启动加温解冻程序使用分子筛吸附器定期再生以保持净化能力•,设置备用吸附器确保连续可靠运行•,优化再生工艺彻底解吸有害物质•,合理布局设计通风与防爆消防设施配置空分装置应远离明火源、高温设备和人员密集区设置良好的自然通风或机械通风系统防止氧气局按规范配置消防水系统、干粉灭火器、惰性气体灭,域各设备间保持足够的安全距离便于操作维护部聚集形成富氧环境电气设备选用防爆型消除火系统等设置消防通道确保消防车辆能够快速,,,和应急疏散点火源到达现场设备设计与材料规范设备和材料的选择直接关系到装置的本质安全水平必须严格按照标准规范进行设计选材,杜绝不合格产品进入装置设计参数•设计压力留有充足余量,安全阀整定压力不超过设计压力•设计温度考虑工艺波动和异常工况•管道壁厚计算包含腐蚀余量•焊接接头进行100%无损检测材料选择•氧气管道优选铜及铜合金、不锈钢•低温部件使用低温韧性良好的材料•密封材料选用耐氧、耐低温的专用材料•严禁使用铝、镁等活泼金属防静电措施•管道系统设置可靠的静电接地•控制氧气流速,避免静电积累•使用导电性良好的管道材料•定期检测接地电阻保护装置•安装超压保护的安全阀、爆破片•设置温度、液位等参数的高低限报警•关键设备配备紧急切断阀•建立多重联锁保护系统操作规范与维护管理再先进的技术和设备也需要规范的操作和精心的维护才能发挥作用严格的操作规程和科学的维护管理是安全生产的保障,0102操作规程编制岗位培训与考核编制详细的开车、停车、正常运行、异常处理等操作规程明确每一步操作的方法、操作人员必须经过专业培训掌握工艺原理、设备性能、安全知识和应急技能考试合,,,顺序、注意事项和安全要求格持证上岗定期进行复训和考核0304严禁带油运行碳氢化合物监测氧压机禁止使用含油润滑剂采用无油润滑或水润滑定期检查密封系统防止油脂进每班检测主冷液氧中碳氢化合物含量建立检测台账超标时立即启动加温程序必要,,,,入氧气流路管道系统彻底脱脂处理时停车处理严禁超标运行,0506珠光砂排放管理定期检维修制定珠光砂排放专项方案控制排放速度设置缓冲设施排放过程全程监控发现异制定设备检维修计划按计划进行预防性维修重点部位如主冷、氧压机、安全阀等,,,,常立即停止排放人员远离危险区域定期检测校验建立设备技术档案操作纪律严格执行四不伤害原则不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害、保护他人不受伤害坚持三不动制度不懂不动、不会不动、不清楚不动:安全监测与报警系统完善的监测和报警系统是发现隐患、预防事故的重要手段通过实时监测关键参数,及时预警异常情况,为采取措施争取时间关键监测参数报警与联锁保护温度监测多级报警系统:主冷温度、氧压机各级温度、轴承温度等,温度异常往往是事故前兆•预警报警:参数接近限值时发出提示•一级报警:超过正常范围,需采取措施压力监测•二级报警:达到危险限值,准备停车•紧急报警:极度危险,立即停车各塔压力、管道压力、氧压机各级压力,压力波动反映系统运行状态自动联锁保护:液位监测•碳氢化合物超标自动启动加温主冷液位、各塔液位、贮槽液位,液位控制关系工艺平衡和安全•压力超高自动开启安全阀泄压•液位超高超低自动调节阀门纯度监测•氧压机振动超标自动停机产品氧气纯度、液氧纯度,纯度异常表明分离效果不良•火灾报警自动启动灭火系统联锁系统必须定期测试,确保动作可靠,严禁随意解除联锁碳氢化合物监测主冷液氧中碳氢化合物特别是乙炔含量,最关键的安全指标氧浓度监测操作间、设备间环境氧浓度,防止富氧或缺氧危险第五章操作规程与管理职责明确的操作规程和清晰的管理职责是安全管理体系的基础每个岗位、每个环节都要有章可循、有人负责形成闭环管理,气体安全管理程序SOP标准操作程序SOP是规范气体管理各环节的重要工具从采购到使用,每一步都要有明确的流程和标准,确保气体安全可控采购管理验收入库选择有资质的供应商,审核产品质量证明文件,签订安全供货协议,明确双方安全责任检查气瓶外观、标识、颜色、压力、有效期,核对品种规格,不合格品拒收并记录储存管理搬运使用分类存放,满瓶与空瓶分开,可燃气与氧气分开储存间通风良好,远离热源和火源,设置警示标识搬运时轻装轻卸,防止撞击使用前检查设备完好,严格按操作规程操作,使用过程监护到位气瓶标识管理管路日常检查所有气瓶必须有清晰的标识,包括:建立巡检制度,每班对管路系统进行检查:•气体名称和化学式

1.检查管道有无泄漏、变形、腐蚀•警示标签如氧化剂压缩气体

2.检查阀门开关是否灵活可靠•供应商信息和联系方式

3.检查连接部位有无松动•充装日期和下次检验日期

4.检查压力表、安全阀等附件完好•使用状态标识满瓶/使用中/空瓶

5.检查管道支架、标识牌完整标识应采用中英文对照,字体清晰,不易脱落或损坏发现问题及时处理,并做好记录重大缺陷立即上报部门职责分工安全管理是全员的责任,需要各部门密切配合、协同作战明确各部门职责,建立协调机制,形成安全管理合力使用部门职责•根据生产需要编制气体需求计划,提出采购申请•组织本部门人员进行气体安全培训,确保人人懂安全•制定本岗位气体使用操作规程和应急预案•负责气瓶和设备的日常使用管理,做好使用记录•发现安全隐患及时整改或上报运营维护部门职责•负责气体管路系统的设计、安装、调试•组织气体设备的定期检查、维护保养和检修•建立设备技术档案,记录设备运行状态和维修历史•负责特种设备的定期检验和年审•提供技术支持,解决设备运行中的技术问题采购部门职责•负责气体供应商的选择、评估和管理•审核供应商资质,确保产品质量和供应可靠性•签订采购合同,明确质量标准和安全要求•协调气体供应,保证生产连续性•处理供应商相关的质量和安全问题安全管理部门职责•制定公司气体安全管理制度和操作规程•组织开展全员安全教育培训,提高安全意识和技能•进行气体作业风险评估,识别危险源和制定控制措施•监督检查各部门安全管理制度执行情况•组织应急演练,评估应急预案有效性并持续改进•调查处理气体相关事故,分析原因提出改进建议安全操作要点安全操作是防止事故的最后一道防线必须将安全要求落实到每一个操作细节,养成良好的安全习惯,任何时候都不能放松警惕禁止氧气管道带油运行这是氧气安全的铁律!•氧气管道及设备安装前必须彻底脱脂,采用专用脱脂剂清洗•脱脂后进行白绸布擦拭检验,确保无油污痕迹•氧气系统阀门、仪表选用无油型或氧气专用型•氧压机严禁使用矿物油润滑,只能使用水或专用无油润滑剂•定期检查密封系统,防止润滑油泄漏进入氧气流路•操作人员不得穿戴沾有油污的工作服和手套接触氧气设备严禁明火及易燃物靠近•氧气设备周围10米内严禁烟火,设置醒目警示标志•氧气区域内不得存放易燃易爆物品•动火作业必须办理动火证,采取严密的安全措施•电气设备应防爆,防止产生电火花•工具应选用铜质或不产生火花的材质严格控制液氧充装•液氧充装速度不宜过快,防止静电积聚和液体飞溅•控制充装压力,不得超过容器的最高工作压力•充装前检查容器外观完好,附件齐全有效•充装量不得超过容器额定容量的90%•充装过程专人监护,发现异常立即停止•充装后及时转移至安全区域存放其他重要注意事项•阀门开关应缓慢操作,避免水击和绝热压缩•定期排放管道和设备中的冷凝水,防止冰堵•低温设备操作时穿戴防护用品,防止冻伤•进入受限空间前必须检测氧浓度,防止缺氧或富氧•停车检修时必须置换、吹扫、取样分析合格后方可进入第六章应急预案与响应应急预案是应对突发事件的行动指南科学完善的应急预案加上充分的准备和反复的演练能够最大限度地减少事故损失保护人员安全,,,应急预案制定要点应急预案必须具有针对性、实用性和可操作性要针对本单位的实际情况,识别可能发生的事故类型,制定切实可行的应对措施预案编制原则全面性:涵盖所有可能的事故类型和场景层次性:根据事故严重程度分级响应可操作性:措施具体明确,便于执行协调性:明确各方职责,建立联动机制动态性:定期评估修订,持续改进完善主要事故类型

1.液氧泄漏事故

2.氧气管道火灾爆炸

3.氧压机燃爆事故

4.主冷爆炸事故

5.冷箱倒塌事故

6.人员冻伤窒息事故预案核心内容1应急组织体系建立应急指挥部,明确总指挥、副总指挥和各小组负责人及职责2预警与报警规定预警信号、报警程序、信息传递方式和时限要求典型应急处置流程以液氧泄漏事故为例,展示应急处置的标准流程其他类型事故的处置可参照此流程,结合实际情况调整1立即报警发现人员第一时间向当班班长或调度室报告,说明事故地点、泄漏情况、人员伤亡等信息调度室立即启动应急预案,通知应急小组成员到位2隔离危险区设置警戒线,疏散无关人员至安全区域禁止无关人员和车辆进入在上风向设置观察哨,监视事故发展3切断气源在保证人员安全的前提下,尽快关闭泄漏点上游阀门,启动紧急切断系统,阻止液氧继续泄漏如无法接近阀门,采用远程控制或其他方式切断4稀释降温对泄漏的液氧,可用大量水稀释和降温,但要防止水激烈汽化造成二次伤害对于小量泄漏,可让其自然挥发,加强通风5灭火处置如已发生火灾,使用干粉灭火器或二氧化碳灭火器扑救初期火灾不能扑灭时,启动固定灭火系统切记:不能用水直接扑救氧气火灾!6人员救护将受伤人员迅速转移至安全区域,进行现场急救冻伤人员用常温水复温,不可用热水窒息人员立即进行人工呼吸和心肺复苏及时拨打120急救电话,送医院救治7现场监测对事故现场及周边环境进行氧浓度、温度等参数监测,评估事故影响范围和发展趋势,为决策提供依据8外部求助根据事故严重程度,及时请求消防、医疗、环保等外部救援力量支援向当地政府和上级主管部门报告事故情况9事故总结事故结束后,组成调查组,查明事故原因,评估事故损失,分析应急响应的有效性,提出改进措施,形成调查报告应急演练与持续改进应急预案的价值在于实战只有通过反复演练,才能检验预案的有效性,提高人员的应急能力,确保关键时刻能够正确应对应急演练组织持续改进机制演练类型演练评估桌面推演:通过讨论模拟事故应对过程,检验预案逻辑和职责演练结束后,组织参演人员和观察员进行讲评,分析演练中发分工现的问题,总结经验教训,形成评估报告功能演练:针对某一应急功能如报警、疏散、灭火进行实战事故分析演练全要素演练:模拟真实事故,演练预案全过程,检验综合应对能每起事故发生后,都要深入分析原因,评估应急响应的及时性力和有效性,找出预案和管理中的不足,制定改进措施预案修订演练频次综合应急预案每年至少演练一次,专项应急预案每半年至少根据演练和事故暴露的问题,以及法规标准的更新、装置工演练一次,岗位应急处置卡每季度至少演练一次艺的变化等,及时修订应急预案,确保预案的适用性和有效性演练准备培训改进

1.制定演练方案,明确目标、场景、流程针对演练中发现的人员能力短板,有针对性地加强培训,提高

2.准备演练器材、设备、物资应急技能新员工、转岗员工必须进行应急培训

3.向参演人员进行培训和交底持续优化

4.设置观察员和评估员

5.做好安全防护措施将应急管理纳入安全管理体系,通过PDCA循环持续改进,不断提高应急管理水平和应急响应能力第七章总结与展望安全管理,生命至上空分制氧安全管理是一项系统工程,关系到企业的生存发展和员工的生命安全我们必须始终坚持安全第

一、预防为主、综合治理的方针,将安全工作贯穿于生产经营的全过程安全文化1技术升级2规范操作3应急准备4持续改进5核心要点回顾未来展望认识危险:充分认识空分装置的危险性,敬畏安全规律随着科技进步和管理理念更新,空分制氧安全管理将朝着更加智能化、精细化、人性化的方向发展:技术保障:采用先进工艺技术,提升装置本质安全水平•物联网、大数据、人工智能等技术在安全监测预警中的应用规范管理:建立健全安全管理制度,严格执行操作规程•基于风险的安全管理模式不断完善全员参与:强化全员安全意识,人人都是安全员•安全文化建设深入人心,成为企业核心竞争力应急准备:完善应急预案,提高应急响应能力•行业标准规范持续提升,国际交流合作加强持续改进:不断总结经验教训,持续优化安全管理让我们共同努力让安全成为企业文化的核心,让安全管理融入每一个工作细节通过全员参与、持续改进,共同筑起坚不可摧的安全防线,推动空分制氧行业健康可持续发展,为企业创造价值,为社会贡献力量!0100%365事故目标全员参与天天安全零事故、零伤害、零污染每个人都是安全责任人安全工作永远在路上。