常減壓蒸餾裝置在開停工過程中,由于設(shè)備泄漏、介質(zhì)互串、超溫超壓、可燃氣或空氣置換不凈、儀表或安全設(shè)施失靈等原因,易發(fā)生油氣著火爆炸事故,設(shè)備、儀表損壞事故以及環(huán)境污染等事故。為預(yù)防事故的發(fā)生,關(guān)鍵在于操作和作業(yè)都要受控,即在作業(yè)前須充分計劃,進行風險辨識并有預(yù)案,作業(yè)過程中按規(guī)程步步確認。
實踐證明,石油化工裝置停工、檢修及開工過程中是最容易發(fā)生事故的,據(jù)統(tǒng)計,在中國石油化工集團公司系統(tǒng)發(fā)生的重大事故中,在此過程中發(fā)生的事故占事故總起數(shù)的42.63%。常減壓蒸餾裝置油品火災(zāi)危險性大,在開停工過程中狀態(tài)比正常生產(chǎn)更不穩(wěn)定,操作程序更繁雜,因為風險辨識不充分、防范措施不到位、組織管理不到位、操作人員綜合素質(zhì)低下等原因,致使操作不受控,時有安全事故發(fā)生。
常減壓裝置工藝生產(chǎn)過程中所涉及的易燃易爆物質(zhì)主要是原油、瓦斯、汽油、煤油、柴油、溶劑油、潤滑油、渣油。
常減壓裝置屬于甲類生產(chǎn)裝置,主要火災(zāi)危險介質(zhì)為甲B類可燃液體和甲類可燃氣體及重油。原油、汽油、溶劑油、瓦斯列為裝置重大危險源,其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能將引起燃燒或爆炸,重油在操作條件下易發(fā)生泄漏自燃造成重大火災(zāi)或發(fā)生低溫凍凝事故。
原料及產(chǎn)品物質(zhì)均為低毒物質(zhì),如果油氣線泄漏可能引起烴類化合物在空氣中濃度超標,對現(xiàn)場人員眼、鼻及呼吸系統(tǒng)有強烈刺激,并造成一定環(huán)境污染。助劑系統(tǒng)中燒堿、氨等屬于危險化學(xué)品,操作不當會造成人體傷害。
常減壓裝置的開工按照以下順序步驟進行:
開工前的設(shè)備檢查→設(shè)備、流程貫通試壓→減壓塔抽真空氣密性試驗→柴油沖洗→裝置開車。
裝置開車的順序是:原油冷循環(huán)→升溫脫水→250℃恒溫熱緊→常壓開側(cè)線→減壓抽真空開側(cè)線→調(diào)整操作。
在開工過程中,容易產(chǎn)生的危險因素主要是:機泵、換熱器泄漏著火、加熱爐升溫過快產(chǎn)生裂紋等,其危險因素和安全預(yù)防管理措施見下表。
常減壓蒸餾裝置的停工程序為:原油降量→常壓降溫停側(cè)線→減壓降溫消除真空度→停側(cè)線。
開工時的主要危險因素及安全預(yù)防管理措施
國內(nèi)煉化裝置曾發(fā)生發(fā)生多起加熱爐點火爆炸亡人事故,究其原因是爐膛內(nèi)可燃氣體混合物達到爆炸極限,點火發(fā)生爆炸,爆炸時現(xiàn)場有閑雜人員,造成傷亡事故擴大。具體原因主要有兩種情況:第一種情況置換不徹底,用蒸汽吹掃置換時間不夠,或置換時煙道擋板處于關(guān)閉位置,使可燃氣未及時得到置換,或未作可燃氣爆炸氣體分析,使爐膛內(nèi)存有可燃氣體混合物達到爆炸極限,點火就發(fā)生爆炸,這種情況以加熱爐熄滅后點火的可能性較大,第二種情況點火前閥門可燃氣泄漏大,由于可燃氣控制閥關(guān)不嚴,或未全關(guān),可燃氣爆炸氣體分析時間過長,使可燃氣泄漏入加熱爐達到爆炸極限,氣體分析結(jié)果合格,但已失效,點火就發(fā)生爆炸。防止加熱爐點火爆炸的措施可燃氣不能過早引入裝置內(nèi),可燃氣進入加熱爐前應(yīng)加盲板防泄漏,蒸汽吹掃置換時間應(yīng)足夠,必須作可燃氣爆炸氣體分析,合格后立即點火,爐火熄滅后應(yīng)關(guān)閉可燃氣,重新吹掃置換分析,符合要求再點火,另外還應(yīng)設(shè)置未設(shè)長明燈、火焰監(jiān)測儀、防爆門等防爆設(shè)施。
開工過程中,易發(fā)生初餾塔帶水沖塔事故,造成油品污染,甚至損壞塔盤。原因主要是原油含水多,原油乳化嚴重,初頂回流罐界位失靈帶水。
開工過程中,由于儀表帶水、溫度低,儀表線路不暢通,或線路接觸不良等原因,造成儀表指示突然失靈,或操作人員疏忽大意未及時發(fā)現(xiàn)液位參數(shù)不變化,容易造成淹塔,污染油品。
開工過程中,塔內(nèi)氣液相不平穩(wěn)造成抽出干板,或泵入口帶水氣化,泵時有抽空現(xiàn)象,尤其是開減壓部分時,機泵長時間不上量,機泵空轉(zhuǎn),造成機泵燒軸,或泵密封泄漏。
70年代,國內(nèi)曾發(fā)生一起減壓塔爆炸亡人事故。減壓塔內(nèi)減壓渣油溫度高達370℃,油氣自燃溫度低于250℃,由于減壓塔為高負壓操作,靜密封泄漏點多,一旦操作不當,導(dǎo)致空氣進入塔內(nèi),達到可燃氣爆炸極限,極易發(fā)生爆炸。造成空氣吸入主要原因有大氣腿腐蝕泄漏、水封罐脫水口虹吸現(xiàn)象使水封失效,塔頂注劑線腐蝕泄漏、停抽真空蒸汽過快從頂放空倒吸,人孔、法蘭等靜密封點泄漏。
某常減壓裝置停工前生產(chǎn)正常,檢修后開工,發(fā)現(xiàn)常壓塔柴油抽出怎么也不正常,經(jīng)停工檢查發(fā)現(xiàn),柴油集油箱內(nèi)存有很多塊狀固體堵塞抽出口,分析判斷是開停工吹掃,將塔壁的結(jié)垢污泥疏松掉落在集油箱內(nèi),停工檢查沒發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致。
某常減壓裝置減壓開工過程中,由于渣油泵冷卻水堵,倒至備用泵,備用泵上量差,塔底液位高,停過熱蒸汽,后泵上量,塔底液位降低,向塔吹入過熱蒸汽時忘記脫水,水進入塔后遇高溫油氣汽化,體積急劇膨脹,造成減壓塔內(nèi)塔盤全部沖垮。
某常減壓裝置開工過程中,加熱爐突然下火雨,火從爐底流淌出來,由于及時發(fā)現(xiàn)緊急切斷初頂不凝氣進加熱爐,未造成事故。主要原因是初頂汽油回流罐液位失真未及時發(fā)現(xiàn),初頂汽油滿罐后從不凝氣線進入加熱爐,造成了加熱爐下火雨事故。
某常減壓裝置擴能改造后10個月,正常生產(chǎn)中常壓塔突然從下往上燃起大火,緊急停工處理未造成事故。調(diào)查原因發(fā)現(xiàn)由于常壓塔常一中塔壁處穿孔,輕油漏入保溫棉內(nèi),沿塔向下流入塔下部高溫段,達自燃點著火。塔壁穿孔的原因是擴能改造,未整改常一中返回線噴嘴,常一中油噴濺至塔壁,導(dǎo)致塔壁沖蝕穿孔。
某常減壓裝置開減壓加工重質(zhì)新疆原油,生產(chǎn)100號瀝青,開工過程中發(fā)現(xiàn)減壓塔液位慢慢升高,減壓渣油無法出裝置,誤判斷以為是減壓渣油泵有問題,延誤了時間,致使減壓渣油凍凝在管線內(nèi),造成減壓裝置癱瘓,減壓渣油管線報廢。調(diào)查原因發(fā)現(xiàn)是該減壓渣油為重質(zhì)瀝青,換熱流程長,出最后一臺換熱器溫度為60~70℃,溫度低,粘度大,出裝置困難,造成凍凝事故。應(yīng)及時改副線,提高瀝青出裝置溫度。
某常減壓裝置進行標定,取常渣油樣,由于操作工違規(guī)操作,直接在常渣泵放空口取樣,開始時放空口管線不通,用蒸汽吹通后渣油噴出自燃著火,操作工當場燒傷,造成部分儀表電纜燒壞,裝置被迫停工。
某裝置開工生產(chǎn)正常,發(fā)生停電,機泵全部停止運轉(zhuǎn),常壓塔頂、中段無回流,致使塔頂溫度猛漲,大量輕油進入常壓塔頂回流罐,回流罐液位猛漲,由于操作不及時來不及轉(zhuǎn)移,致使大量汽油從塔頂不凝氣放空噴濺,幸未造成著火事故。
電脫鹽罐開工前應(yīng)用蒸汽對脫鹽罐進行短暫吹掃,開工時應(yīng)排凈罐內(nèi)空氣,充滿油后再通高壓電,以免電火花引起爆炸。應(yīng)設(shè)有滿液位通電聯(lián)鎖裝置,只有當液位全滿后,才能送電。
某常減壓裝置開工,隨著爐出口溫度的升高,初餾塔壓力不斷升高,反復(fù)檢查流程無誤,通過各個不凝氣放空點排查,最終確定不凝氣分液罐進口閥閥芯掉落堵塞流程,但由于時間延誤,未及時開安全閥副線,造成安全閥起跳,幸未造成事故。
某常減壓裝置重油催化裝置汽提污水作電脫鹽用水,當汽提污水時供水不足時,而頂部放空由于汽提污水很臭關(guān)閉,導(dǎo)致罐內(nèi)成負壓,將罐抽癟。應(yīng)將頂放空用一段U型管線進行液封。
某常減壓裝置在常壓塔進行蒸汽吹掃試壓后,塔頂放空閥關(guān)閉,冷卻后,塔內(nèi)成負壓造成塔抽癟。
從前面的開停工案例分析不難看出,停工過程風險主要是人的不安全因素,暴露出停工風險辨識不足,操作不規(guī)范,停工管理松散等問題;而開工過程風險除上述人的不安全因素外,還包括檢修質(zhì)量的好壞,設(shè)備質(zhì)量的好壞一些客觀的因素。根據(jù)前面的風險識別與評價的結(jié)果,提出以下安全管理的技術(shù)措施建議。
(1)裝置開停車方案和安全預(yù)案要經(jīng)過相關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)審批,要組織操作員進行開停工培訓(xùn)和考核,車間生產(chǎn)負責人要在現(xiàn)場進行監(jiān)督和指揮。
(2)裝置升降溫的速度應(yīng)嚴格按工藝規(guī)定執(zhí)行,高溫部位要防止因設(shè)備因溫度梯度變化過大使設(shè)備產(chǎn)生泄漏。
(3)停車時,所有塔、容器、管線、機泵內(nèi)的物料要處理干凈,油品油氣嚴禁就地排放,特別要注意處理塔容器、窨井內(nèi)污泥處理干凈,防止可燃氣體逸出形成爆炸性氣體,處理高硫原油裝置要防止硫化氫中毒。
(3)蒸汽吹掃要保證足夠的蒸汽壓力,保證足夠的吹掃時間,流程長要分段吹掃,高點要放空,低點放空排凝要暢通,防止水擊,防止損壞機泵、冷換設(shè)備、儀表,防止輕油管線產(chǎn)生靜電,防止蒸汽串油。
?。?)蒸汽吹掃完畢后一定要打水洗塔,防止硫化亞鐵自燃。
(5)檢修前,裝置進出物料、公用管線在進出裝置處必須按規(guī)定加裝盲板,并上鎖管理,防止油氣竄入裝置,蒸汽、氮氣誤操作引起事故。
?。?)裝置交付檢修前,必須組織相關(guān)部門進行專業(yè)安全檢查并合格。設(shè)備管線內(nèi)可燃氣濃度低于安全值,氧含量合格,容器人孔打開,各點放空打開,裝置內(nèi)機泵機組全部斷電。
(7)裝置開車前,必須組織相關(guān)部門進行一次全面的安全檢查。主要有焊接檢驗驗收合格,裝置內(nèi)容器已全部封閉、管線已全部連接,盲板按要求抽加完畢,容器管線試壓試密合格,安全閥、儀表調(diào)校安全完畢,新建設(shè)備管線已吹掃沖洗、新建加熱爐已烘爐,傳動設(shè)備已試車,消防設(shè)施合格到位,公用系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)準備到位。
?。?)裝置開車前要進行流程貫通檢查。用蒸汽對裝置進行貫通吹掃,一方面吹掃容器管線內(nèi)殘留物,驗證流程是否全部貫通,一方面置換系統(tǒng)空氣;吹掃完畢后,全部放空關(guān)閉,檢查確認流程是否全部改好,儀表聯(lián)鎖是否全部投用。
?。?)裝置進行冷油循環(huán),建立三塔液位平衡,期間要防止發(fā)生液位失靈,發(fā)生淹塔事故,特別是加熱爐點火,要有生產(chǎn)負責人在現(xiàn)場監(jiān)督檢查,防止發(fā)生爆炸事故。
?。?0)裝置150℃恒溫脫水階段,盡早投用電脫鹽,利于循環(huán)脫水,電脫鹽保證滿液位才能送電;塔底泵切換利于機泵脫水,防止正常后大量水進塔發(fā)生沖塔事故。
?。?1)裝置250℃恒溫熱緊至開工正常階段,期間高溫部位法蘭要全部熱緊,防止開工正常后出現(xiàn)泄漏著火事故;頂回流、中段回流進入塔前要排凈存水,防止沖塔;進一步考察儀表,主要是調(diào)校液位、流量,達到正常使用工況;加強裝置巡回檢查,及早發(fā)現(xiàn)泄漏、振動、堵塞、異響等異常情況。
在停工過程中,容易產(chǎn)生的主要危險因素有:爐溫降低過快導(dǎo)致爐管裂紋,洗塔沖翻塔盤。停工主要危險因素及安全預(yù)防管理措施見下表。
停工時的主要危險因素及其防范管理措施
停工過程一般包括降溫降量、退油吹掃置換、水沖洗、開人孔、堵盲板等過程。停工方案一經(jīng)確定,應(yīng)嚴格的按照停工方案確定的時間、停車步驟、工藝變化幅度,以及確定的停工操作操作順序圖標,有秩序地進行。停工過程關(guān)鍵在于退油吹掃置換過程,油氣是否置換干凈關(guān)系到后續(xù)檢修動火等作業(yè)的本質(zhì)安全。
某常減壓裝置停工退油過程中,循環(huán)降溫時間不足,急著退油,油品出冷卻器超過100℃,由于退料罐加溫盤管泄漏罐底含水,導(dǎo)致油品突沸冒罐事故。
某常減壓裝置停工過程中,常壓加熱爐熄火就停風機,而爐膛溫度較高,造成熱管沒有換熱溫度劇增,導(dǎo)致熱管爆裂事故。
某常減壓裝置停工退油吹掃過程中,發(fā)生加熱爐轉(zhuǎn)油線水擊震動過程中擺動幅度過大,轉(zhuǎn)油線拉裂事故。發(fā)生原因是加熱爐蒸汽量通入不足,夜晚氣溫降低,加熱爐爐管呈U型,流程又長,相當于一個冷卻器,蒸汽在爐管中冷凝成水,造成爐管堵塞,第二天加大蒸汽通入,發(fā)生強烈水擊現(xiàn)象,導(dǎo)致轉(zhuǎn)油線拉裂。
某常減壓裝置停工退油吹掃過程中,發(fā)生加熱爐轉(zhuǎn)油線劇烈水擊,幸未造成事故。從初餾塔到加熱爐轉(zhuǎn)油線有兩處給汽點,前點給汽不足導(dǎo)致蒸汽在換熱器冷凝不通,后加大汽量,導(dǎo)致一股冷凝水突然進入加熱爐爐管,發(fā)生水擊。
某常減壓裝置停工吹掃時,汽油冷卻器副線有U型,未設(shè)低點放空,并且剛吹掃時未開啟副線,導(dǎo)致副線U型口袋積水,后來開副線時,在未停汽的情況下就開啟副線,發(fā)生劇烈水擊,造成汽油容器進口管線拉裂。
某常減壓裝置檢修,在埋地循環(huán)水管線上動火作業(yè),由于未考慮其在低洼處,管線大,原輕油冷卻器有泄漏油氣積存在其管線上部,動火發(fā)生閃爆。
某常減壓裝置檢修,減壓塔內(nèi)正在進行動火作業(yè),突然塔頂來一股汽油,導(dǎo)致著火傷人事故。事故原因是由于初餾塔塔頂注緩蝕劑單向閥不嚴,停工時汽油反串至緩蝕劑泵,該緩蝕劑泵還同時向減壓塔頂注緩蝕劑,由于通向減壓塔頂線不暢通,在檢修期間對減壓塔頂注緩蝕劑線進行打壓貫通,由于存在聯(lián)系失誤,還未斷開該管線進減壓塔法蘭時就已啟泵打壓,導(dǎo)致管線內(nèi)存油進入減壓塔內(nèi),導(dǎo)致塔內(nèi)動火作業(yè)人員燒傷。
某常減壓裝置停工檢修,柴油出裝置管線處只將法蘭斷開,未加盲板,而在檢修過程中,儲運車間柴油罐倒油,反串至裝置法蘭斷開處跑油,當時附近正在動火,引起火災(zāi)事故。
某常減壓裝置減壓塔停工檢修,將塔用蒸汽吹掃后,塔頂打水冷卻,由于打水時間不夠,塔內(nèi)溫度較高,當人孔打開后,空氣對流進入塔內(nèi),減壓塔填料段發(fā)生硫化亞鐵自燃事故,造成設(shè)備事故。
某常減壓裝置爐管腐蝕穿孔著火,操作員打開滅火蒸汽進行掩護,但爐膛火勢突然猛漲,造成操作員輕度燒傷。調(diào)查原因發(fā)現(xiàn)滅火蒸汽帶油,加大了火勢,蒸汽串油的原因是原油泵和塔底泵出口壓力比蒸汽壓力高,蒸汽吹掃雙閥沒關(guān)嚴,油品串入蒸汽管線內(nèi)造成滅火蒸汽帶油。
裝置停工吹掃時,正常開工時的常溫管線、容器由于進行蒸汽吹掃,溫度較高,操作工在裝置進行作業(yè)時,尤其是夏天,勞保穿戴不規(guī)范,身體裸露部位容易造成燙傷。