空分裝置具有易燃、易爆、高壓、低溫等特點，與各生產裝置關系密切，操作人員及其它有關人員都必須事先學習安全規(guī)程，嚴格執(zhí)行并遵守操作規(guī)程，進行必要的培訓。除遵守本章提及的內容外，還必須遵守國家、企業(yè)等有關的安全規(guī)定。
第一節(jié) 空分裝置主要物料特性
一、空氣
空氣主要是由氧和氮組成，在氣體狀態(tài)，它們是均勻地混合在一起的，空氣中除氧氮外，尚有氬、氖、氦、氪、氙等氣體，這些氣體化學性質穩(wěn)定，在空氣中含量極少，在自然界中也不易得到，故而常稱為稀有氣體或惰性氣體。
另外空氣中還含少量的水份、二氧化碳、乙炔等氣體，這些雜質氣體雖數量不多，但危害不小。水份、二氧化碳在空氣液化前最先凍結成固體，在空分裝置內會堵塞閥門、管線及塔板的篩孔，還會磨損機器，影響傳熱，使空分裝置不能正常運行。乙炔則是引起空分裝置爆炸事故的主要原因之一，因而在空分裝置的運行中必須引起高度的重視，并在空氣液化前事先予以清除，常見的的清除方法有自清除和分子篩吸附等，分子篩吸附雜質的順序為H2O>C2H2>CO2。
空氣經液化后，由于組成空氣的氧、氮等各組份之間沸點不同，在塔內經精餾后可獲得所需氧、氮等各種組份。
如果把液空放在敞口容器中擱置一段時間，由于氮的沸點低，較易揮發(fā)而逐漸汽化，因而液體中氧的含量將會增加，剩下液體將逐漸具有氧的性質。
二、氧
氧是一種無色、無嗅、無味、無毒的氣體，它與一定比例的可燃性氣體（乙炔、氫、甲烷等）混合，能形成爆炸性混合物，氧還具有強烈的助燃作用。氧的濃度越高，燃燒越劇烈。包括金屬在內的許多物質在普通大氣中不會燃燒，但在具有較高濃度氧的情況下，便能燃燒起來?？扇夹晕镔|在濃度較高的情況下，容易引起自燃，甚至爆炸。如遇高壓氧氣或液氧，則情況更為加劇。浸透氧的衣物極易著火（例如靜電荷產生的火花），并會極易迅速地燃燒起來，若不加以驅氧，相當長的時間內都會有危險。
三、氮和氬
氮和氬都是無色、無嗅、無毒的氣體，在氮和氬濃度較高的情況下，人一旦吸入。則由于缺氧導致窒息，以致受害者在事先沒有任何不舒服的情況下，很快失去知覺，造成生命危險。
氮和氬能抑制燃燒，因而氮和氬在許多場合可作為易燃易爆物質的保護氣，在空分裝置的保冷箱內充以干燥氮氣，保持一定壓力，可以排除濕氣和防止氧的積累。
氖、氦、氪、氙等稀有氣體也具有和氮、氬相似的性質。
四、低溫液體
液空、液氧、液氮，由于溫度很低，若與人們的皮膚接觸，將會引起凍傷，類似于嚴重燒傷，須特別予以注意。另外在冷凝蒸發(fā)器中，液氧不斷與氮氣進行冷量交換，蒸發(fā)成氧氣。液氧中的碳氫化合物含量超過一定濃度，在低溫下以固態(tài)形式存在，會隨著液氧的運動而相互間碰撞產生靜電，嚴重時會發(fā)生爆炸。
五、液氧中的乙炔
乙炔比液氧重。乙炔在空氣中的含量極少，約為0.001～0.1ppm，在化工廠區(qū)附近可高達0.5～1.0ppm，由于乙炔在空氣中的分壓很低，即使將空氣冷卻到-173℃，空氣中的乙炔也不是以固態(tài)形式析出，而是隨空氣一起進入空分塔中，在精餾過程中，乙炔在液空中的溶解度較大，約為20ppm，一般不會在液空中析出，而是隨液空進入上塔。當上塔液氧在主冷中蒸發(fā)時，隨氣氧帶走的乙炔量約為液氧中的1/24，隨著液氧的蒸發(fā)，乙炔濃度不斷提高，當超過其溶解度時，就會以固態(tài)析出。當主冷的結構形式不合理或出現局部堵塞出現干蒸發(fā)等，乙炔會濃縮析出發(fā)生局部爆炸，固態(tài)乙炔加液氧的爆炸敏感性極高，甚至比液氧炸藥的可爆系數高18倍，由此可以看出乙炔與大氣中存在的其它碳氫化合物相比，是可能形成空分塔爆炸性事故的最大危險源。它是一種不飽和烴，具有高度的化學不穩(wěn)定性。
六、液氧中的其它碳氫化合物
主要有：甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷等烴類，其化學性質比較穩(wěn)定，爆炸極限范圍比乙炔小，其中不飽和烴類在液氧中的爆炸敏感性在相同的碳原子數情況下隨其不飽和度的增加而增加，敏感性次序如下（由小到大）：CH4→C3H6→C2H6→C4H8→C2H4→C3H6→C2H2。由于不飽和烴類（C2H4、C3H6、C4H8）在液氧中能與NO、NO2產生反應，生成一種黃色油，也是一種引爆物，因此在空氣分離過程中嚴格控制這類烴類的含量。
七、四氯化碳
空分裝置在洗塔（適用于銅材質空氣分餾塔）、配件脫油脂時使用四氯化碳作為脫脂劑。四氯化碳是一種無色透明、不易燃燒的油狀液體，具有一定的毒性，有很強的麻醉作用，極易被皮膚吸收，中毒時產生頭痛、昏迷、嘔吐等癥狀。四氯化碳常溫下與硫酸作用生成劇毒的氣體——光氣，在500℃以上時與水蒸氣化合也可以生成光氣。
八、膨脹珍珠巖（珠光砂）
為保證減少塔內系統(tǒng)冷量大量損耗，維持連續(xù)生產，在冷箱內要充滿具有良好絕熱性能的絕熱材料——膨脹珍珠巖保溫，由于該保溫材料容易受潮結塊，所以應向保冷箱內充入干燥的氮氣以防止冷箱外濕氣的浸入。膨脹珍珠巖保溫灰粉塵極易被吸入肺部，嚴重時會形成矽肺，影響人體健康。
第二節(jié) 空分塔的爆炸機理
一、空分塔的爆炸部位
空分塔的爆炸是空分安全生產的最大威脅，根據爆炸力的大小，爆炸可分為強爆和微爆兩種。強烈的爆炸不僅使爆炸設備本身遭到破壞，還可能引起相鄰設備遭到破壞，甚至造成人身傷亡。微爆只是引起個別設備或管道局部的破壞，甚至不為操作人員所察覺，只是在檢修時才被發(fā)現。這種爆炸有時不會引起工況嚴重惡化而造成停車，只是使某些工藝指標有所變化，如主冷的微爆造成氮氣漏到氧側；主換熱器部分通道微爆使產品純度變化等。
空分塔的爆炸及爆炸部位，與空分裝置的流程、產品出塔時的狀態(tài)及主冷的結構形式等有關。高中壓流程發(fā)生爆炸的機會相對較多；以液體產品出塔的內壓縮流程形式爆炸的幾率大大降低；以氣態(tài)氧氣出塔的空分設備，由于液氧的大量蒸發(fā)，發(fā)生爆炸的危險性雜質的液化點絕大多數都比氧氣和空氣的液化點高得多，因而主冷極易聚集爆炸危險性雜質，這樣主冷則成為爆炸的中心部位。
冷凝蒸發(fā)器的爆炸部位，隨其結構型式不同也有所不同，一般易發(fā)生在液氧分界處，以及個別液氧通道不暢的通道等。
據統(tǒng)計空分塔可能發(fā)生的爆炸部位在以下幾處：（1）上塔、（2）下塔、（3）主冷、（4）液空節(jié)流閥、（5）液氧排放閥、（6）熱交換器冷端、（7）液空進口處的精餾塔板等。無論在哪一部位的爆炸，其原因均是有液氧（或富氧液空）存在，并在蒸發(fā)過程中造成爆炸物的濃縮或沉淀，在引爆條件下促使爆炸發(fā)生。
二、爆炸的原因
形成爆炸的因素有三方面：一是可爆物的積聚；二是助燃物氧的存在；三是引爆源的作用，前兩個因素是內因，后者是外因。
可爆物在空分中的危險性取決于：（1）可爆物雜質在冷凝蒸發(fā)器內積聚的可能性；（2）雜質本身的化學穩(wěn)定性。在烴類雜質中，乙炔是形成爆炸最危險的根源。這是因為乙炔在液氧中的溶解度極低，約為6.5cm3/L液氧，過剩的乙炔會以白色固態(tài)微粒懸浮在液氧中。乙炔和其它不飽和烴類具有很高的化學活性，性質極不穩(wěn)定。固態(tài)乙炔加液氧的爆炸敏感性極高，甚至比液氧炸藥的可爆系數高18倍左右。固態(tài)乙炔有時在無氧情況下也可能發(fā)生爆炸分解反應，溫度達2600℃，爆炸速度達2500m/s，其威力與烈性炸藥（T.N.T）爆炸相當。其它不飽和稀烴也可能發(fā)生爆炸分解反應，如乙烯、丙稀等，但它們在液氧中的溶解度比乙炔高，以固態(tài)形式析出的可能性較小，故危險性小些。
引爆的因素：（1）摩擦與撞擊的機械作用；（2）靜電作用；（3）固態(tài)乙炔顆粒與塔壁的摩擦；（4）具有特別反應能力的物質（O3、氮氧化物）的促進作用；（5）壓力脈沖等。