制氧过程中的安全风险分析与应对策略

制氧过程中的安全风险分析与应对策略

摘要：本文探讨了制氧的工艺流程和生产过程中可能存在的危险因素。提出

了采用先进技术和相应管理措施的必要性。通过这些措施的实施，可以最大程度

地减少制氧过程中的危险因素，保障生产的安全。

关键词：制氧；安全风险；应对措施；危害

1、工业制氧的工艺流程及危险因素

1.1工业制氧的工艺流程

工业制氧的工艺流程通常采用深冷分离法。该方法主要分为三步：空气的预

处理、分离和氧气的精馏。预处理包括净化、除水和除二氧化碳等处理，以提高

氧气的纯度。然后将处理后的空气经过制冷装置冷却至极低温度，进而进行分离。在这个过程中，将通过不同的物理性质将空气中的氮气、氧气等分离出来。最后，通过氧气精馏，使氧气的纯度达到要求[1]。

1.2制氧过程中的危险因素

1.2.1火灾和爆炸

工业制氧过程中最为常见的危险因素之一是火灾和爆炸。这主要是由于氧气

的高度氧化性所导致的。在工业制氧的工艺流程中，制氧通常采用深冷分离法。

这种方法主要是将空气经过压缩、冷却和分离等过程，将氧气从空气中分离出来。在这个过程中，氧气需要经过一系列的设备和管道，包括压缩机、冷却器、分离塔、膨胀机等。而这些设备和管道在使用过程中会有摩擦、振动等情况发生，进

而可能引发火花。另外，在氧气输送过程中，也会存在泄漏等情况，如果这些泄

漏的氧气与周围的易燃物质混合，就可能导致火灾和爆炸的发生[2]。

1.2.2中毒和窒息

在工业制氧过程中，中毒和窒息的危险主要来自于氧气与其他物质的接触。

在制氧过程中，氧气通过分离空气中的氮气等组分来制得。这个过程中，气体通

常会经过多级过滤和净化，以确保氧气的纯度和质量。然而，如果操作不当或设

备故障，可能会导致氧气与其他物质的接触，产生有毒气体。

例如，如果空气中存在一定浓度的油烟或其他有机物质，这些物质可能会与

氧气反应产生有毒气体，如一氧化碳。一氧化碳是一种无色、无味、有毒的气体，会在空气中迅速扩散，对人体产生严重的中毒作用。此外，在氧气储存和运输过

程中，如果容器泄漏或损坏，也可能导致氧气泄漏，空气中氧气浓度过高，引起

窒息[3]。

1.2.3其他伤害

在制氧过程中，高压和低温都是危险因素。在氧气的制造和储存过程中，气

体需要被压缩到高压状态，从而增加其密度。这种高压状态下的氧气具有极高的

能量，一旦泄漏或释放，可能会造成机械损伤或气体喷射。例如，在氧气储罐的

清洗过程中，若氧气储罐压力未释放完毕，进行清洗会导致氧气泄漏，从而可能

引发爆炸或其他意外事件。

此外，氧气的储存和输送通常需要在低温下进行，这可能会导致物体的变形

或者破裂。例如，在液态氧的储存和输送过程中，液态氧的温度通常在零下180℃左右，若操作不当或设备出现故障，会导致液态氧泄漏或喷出，对人员和设备造

成伤害[4]。

2、制氧过程中采取的安全技术措施

2.1加强氧气设施管理

首先，对氧气设施的设计、制造和安装必须符合相关标准和规范。在氧气设

施的安装过程中，需要注意氧气管道和阀门的密封性，避免氧气泄漏。其次，需

要建立健全的设备管理制度，包括定期的检查、维护和保养。设备出现问题时，

需要及时进行修理或更换，确保设备处于良好的工作状态。同时，需要对氧气设

施进行监控和检测，及时发现并处理设备故障和异常情况。常用的监测手段包括

氧气浓度检测、压力监测等。最后，需要建立健全的应急预案和逃生路线，并定期进行演练。在发生氧气泄漏等紧急情况时，应按照预案的要求及时采取应对措施，保障人员的安全[5]。

2.2采用先进技术增强安全防范手段

第六代空分设备是利用先进的分子筛技术进行空气分离的设备。传统的空分设备主要采用冷却凝结法和压力摩擦法，但这些方法的效率不高，能耗较大。而第六代空分设备则采用高效的分子筛技术，能够更加高效地实现气体的分离，同时能够降低能源消耗和减少二氧化碳排放。

规整填料的应用：第六代空分设备采用规整填料，填料具有均匀分布、稳定性好、抗腐蚀性强等优点，能够有效提高空分设备的效率和稳定性，降低氧气和氮气的纵深比，减少高温区域的存在，从而降低了火灾和爆炸的风险。

无氢制氩技术的应用：第六代空分设备采用无氢制氩技术，即采用高效的除氢装置，通过膜分离技术分离氢气，从而避免了因氢气的积聚引发的爆炸风险。无氢制氩技术还能提高氮气的纯度和氧气的回收率，从而降低制氧过程中的废气排放量，减少对环境的污染。

先进的监测系统的应用：第六代空分设备还配备了先进的监测系统，能够实时监测设备的运行状态，如压力、温度、气体纯度等，一旦发现异常，就能够及时报警并采取相应的措施，从而避免了设备的故障或事故的发生。

自动控制技术的应用：第六代空分设备采用先进的自动控制系统，能够实现全自动化生产，避免了人为操作带来的安全风险。自动控制技术还能对气体的流量、压力等参数进行实时监测和调控，确保设备运行的稳定和安全。

聚酰亚胺（PI）膜的应用：聚酰亚胺膜是一种高性能、高选择性的膜材料，具有优异的耐化学性、耐热性和耐老化性。采用聚酰亚胺膜作为分离膜，可以提高氧气和氮气的分离效率，从而降低气体交叉污染的风险。

2.3健全规程规范确保施工生产安全

对于工业制氧过程中的安全，除了采取先进的技术手段和加强设施管理外，完善健全规程和规范操作也是非常重要的。这些规程和操作规范可以确保每一个生产步骤都得到正确执行，减少人为操作失误导致的安全风险。制定安全管理制度、安全管理条例，建立安全生产管理体系，对于设备维护、工艺流程、安全检查等环节实行严格的管控，确保制氧过程中安全可控。加强对操作人员的安全教育和培训，让他们充分了解工艺流程和安全要求，提高操作技能和应对突发情况的能力，减少操作人员的失误风险。同时，定期检查和维护设备，确保设备正常运转，防止设备故障引起的事故风险。

3、结束语

本文详细分析了制氧的工艺流程及其生产过程中存在的危险因素，以及针对这些危险因素所需采取的先进技术和管理措施。通过加强氧气设施管理、采用先进技术增强安全防范手段、完善健全规程和提高操作人员的素质等措施，可以有效地确保制氧生产的安全性和稳定性。

参考文献

[1]许士鹏,陈志国,李志梁,等.某大型制氧系统安全风险评估[J].现代预防医学,2022,49(07):1237-1240.

[2]郭晓玲,马超,汤卫涛,等.制氧设备安全管理的思考[J].安全,健康,环保(电子版),2021,17(08):53-54.

[3]李宇,王凯,马超,等.氧气泄漏事故的应急处置方法[J].安全,健康,环保(电子版),2020,16(02):63-64.

[4]吴炎辉.制氧过程中的安全隐患及应对措施[J].机电工程技

术,2019,48(07):112-114.

[5]王伟,赵浩,刘力,等.某煤矿氧气中毒事故分析及防范措施[J].安全与环境学报,2019,19(06):196-200.