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        分析煉油化工裝置中存在的風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避措施

        2016-12-29 14:12:04嚴(yán)凱
        關(guān)鍵詞:設(shè)備

        ◎嚴(yán)凱

        分析煉油化工裝置中存在的風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避措施

        ◎嚴(yán)凱

        煉油廠主要由煉油化工裝置和輔助設(shè)施構(gòu)成,其中煉油化工裝置的作用是通過(guò)加工,將原油變?yōu)橐后w狀的重質(zhì)燃料和輕質(zhì)燃料。但在這一工程中,化工裝置存在嚴(yán)重的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)和火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn),而如何規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)在保證煉油廠的安全生產(chǎn)中具有重要的作用。

        為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,煉油化工裝置逐漸向復(fù)雜化和大型化方向發(fā)展,但如何防范其中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)成了行業(yè)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。盡管煉油化工企業(yè)不一定都使用相同的裝置和設(shè)備,但從化工裝置的工作性質(zhì)而言,煉油化工裝置卻普遍存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)和火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)此,本文筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),淺析煉油化工裝置存在的風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避措施。

        腐蝕風(fēng)險(xiǎn)

        腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的分析

        煉油化工裝置存在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面:

        在煉油工藝流程中,常減壓蒸餾裝置的塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)一般在100℃的環(huán)境中工作,而在無(wú)機(jī)鹽的影響下,這一系統(tǒng)極易發(fā)生低溫腐蝕,其腐蝕形態(tài)主要表現(xiàn)為碳鋼減薄。通常情況下,H4C和HCl不會(huì)腐蝕設(shè)備,但在氣相變液相處結(jié)露的作用下,會(huì)出現(xiàn)HCl-H2S-H2O的腐蝕介質(zhì)。另外,用在鍋爐和加熱爐中的燃料一般含有1~2.5%的硫化物,其中的硫經(jīng)過(guò)燃燒會(huì)生成SO2。當(dāng)溫度在400℃以下時(shí),與水蒸氣生成稀硫酸,當(dāng)溫度降到150~170℃時(shí),稀硫酸結(jié)露,在鍋爐和加熱爐空氣預(yù)熱器的受熱面發(fā)生低溫硫酸腐蝕。

        在煉油化工裝置中,高溫腐蝕源自硫化物、環(huán)烷酸。硫化物腐蝕一般出現(xiàn)在減壓爐、常壓爐、壓力塔和減壓塔等部位,究其原因?yàn)闊捰驮贖2S環(huán)境中的設(shè)備壁溫度超過(guò)250℃。針對(duì)環(huán)烷酸腐蝕,當(dāng)溫度低于220℃時(shí),腐蝕最為嚴(yán)重的當(dāng)屬常減壓的減二、三線。這一腐蝕過(guò)程并不激烈,而是在溫升作用下逐漸加劇,并在溫度升高到280℃以后,溫度每升高55℃,低合金鋼和碳鋼中環(huán)烷酸的腐蝕速度加大3倍,直到溫度升至385℃才停止,究其原因?yàn)榄h(huán)烷酸的沸點(diǎn)為280℃,當(dāng)溫度升高至350℃以后,在H2S的影響下,環(huán)烷酸的腐蝕速度隨溫升逐漸下降。綜上,高溫腐蝕具有如下特點(diǎn):金屬表面潔凈、光滑;在高流速時(shí),會(huì)在液流方向產(chǎn)生溝槽,而在低流速時(shí),會(huì)產(chǎn)生孔洞。

        腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避

        結(jié)合上述內(nèi)容,筆者認(rèn)為應(yīng)從如下方面規(guī)避煉油化工裝置存在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn):

        HCl-H2S-H2O系統(tǒng)的低溫防腐。在低溫HCl-H2S-H2O狀態(tài)下,應(yīng)堅(jiān)持裝置防腐+材料防腐的方案。其中,裝置防腐是指“一脫四注”,即深度脫原油中的鹽分、原油在脫鹽后注堿及從塔頂?shù)酿s出線注氨、緩蝕劑和水。據(jù)此,“一脫四注”的原理如下:首先去除原油中的雜質(zhì),然后再利用中和反應(yīng)產(chǎn)生的酸性腐蝕介質(zhì)來(lái)改變腐蝕的具體形態(tài),最后再在設(shè)備的表面形成防護(hù)屏障。

        高溫防腐與選材。高溫腐蝕主要表現(xiàn)為H2-H2S的腐蝕,因此可通過(guò)優(yōu)選材料來(lái)實(shí)現(xiàn)防腐的目的,但在選材時(shí),應(yīng)注意如下事項(xiàng):一是依據(jù)壓力設(shè)備的設(shè)計(jì)溫度和H2S的濃度,并在參考腐蝕圖的基礎(chǔ)上確定設(shè)備的腐蝕率,即當(dāng)腐蝕率大于0.2mm/a時(shí),最好選用堆焊不銹鋼結(jié)構(gòu)或不銹鋼復(fù)合板;二是不銹鋼復(fù)合鋼板的復(fù)層厚度應(yīng)大于3mm,且盡量選用OCr13等低碳類不銹鋼板;三是不銹鋼堆焊層盡量采用雙層堆焊,其中表面層選用OOCr20Ni10Nb;過(guò)渡層選用OOCr25Ni13。

        火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)

        煉油化工裝置具有生產(chǎn)規(guī)模大、物料性質(zhì)和工藝過(guò)程復(fù)雜等特點(diǎn)。其中,物料性質(zhì)復(fù)雜表現(xiàn)為石油、烴類等原材料、(半)成品具有易爆、易燃等特性,且其燃燒速度快及爆炸危險(xiǎn)性高,同時(shí)部分物質(zhì)具有一定的毒性;工藝過(guò)程復(fù)雜表現(xiàn)為煉油產(chǎn)品的種類較多且不同產(chǎn)品對(duì)工藝條件的要求有所不同,同時(shí)在工藝工程幾乎都采用了高壓、高溫、高空速和高真空等工藝控制參數(shù),這無(wú)疑在一定程度上增加了火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性。總之,煉油化工裝置具有極高的火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn),且極易引發(fā)連鎖式的燃燒爆炸??梢姡O(shè)法規(guī)避煉油化工裝置中存在的火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)非常必要,具體可采取如下規(guī)避措施:

        嚴(yán)防可燃物料泄漏,具體措施如下:執(zhí)行定時(shí)巡檢制度和定期檢修制度,以防腐蝕泄漏和超壓泄漏,并對(duì)法蘭、焊縫和管線接線處等進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

        嚴(yán)防靜電、火花、明火、電氣、高溫和雷電。1.明火的防控:煉油化工生產(chǎn)中盡量不用明火,而改用電熱、蒸汽、過(guò)熱水等;在使用明火設(shè)備時(shí),應(yīng)嚴(yán)格密閉,并盡量避開可能存在蒸氣或易燃?xì)怏w泄漏的設(shè)備和罐體;進(jìn)入易燃易爆區(qū)的人嚴(yán)禁攜帶煙火,并在這一區(qū)域使用防爆照明設(shè)備;嚴(yán)管進(jìn)入可燃可爆區(qū)的車輛,其中機(jī)動(dòng)車的排氣管上應(yīng)裝設(shè)阻火器,而電瓶車禁止進(jìn)入。2.高溫的防控,具體可采取隔熱控制措施來(lái)減少或截?cái)酂崃康膫鬟f,以免其與易燃可燃物料接觸。3.火花的防控,即:重視煉油化工裝置的維護(hù)和管理,以降低機(jī)械的傳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力;在設(shè)備的維檢修中,盡量減少工具設(shè)備的掉落和碰撞;推廣使用銅制工具,以防出現(xiàn)沖擊或摩擦火花。4.電氣的防控要求如下:重視電氣設(shè)備的維檢修和保養(yǎng),以確保防爆措施落到實(shí)處;按要求選用防爆設(shè)備及分室隔離安裝電氣設(shè)備,并確保其接地可靠等。5.針對(duì)靜電,一般通過(guò)工藝控制來(lái)減少靜電的產(chǎn)生、加速靜電的消散及在靜電積累時(shí)快速隔離可燃物料等,而雷電的控制方式為采取防避雷措施。

        生產(chǎn)過(guò)程的防控。針對(duì)煉油化工裝置中存在的火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn),在生產(chǎn)過(guò)程中,可通過(guò)逐級(jí)推行消防安全責(zé)任制及崗位責(zé)任制來(lái)強(qiáng)化消防安全管理,同時(shí)嚴(yán)控生產(chǎn)的工藝條件,以降低發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的幾率,具體措施如下:一是嚴(yán)控反應(yīng)溫度;二是將系統(tǒng)的壓力控制在規(guī)定范圍內(nèi),以防超壓引起可燃物料外泄;三是組織開展崗位培訓(xùn)和消防安全教育,以防在生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)誤操作。

        煉油化工裝置存在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)和火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)具有一定的潛在特性,因此在實(shí)際工作中,應(yīng)重視裝置的日常巡檢,并按需優(yōu)化生產(chǎn)工藝。另外,針對(duì)巡檢中發(fā)現(xiàn)的問題,應(yīng)全面分析問題的成因和特征,然后再據(jù)此提出相應(yīng)的防治措施,從而維護(hù)煉油化工裝置的正常工作狀態(tài)。

        (作者單位:海工英派爾工程有限公司)

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