(中國石油天然氣股份有限公司慶陽石化分公司,甘肅 慶陽 745002)

某石化公司于2010年10月建成的配套工程——單套小規(guī)模硫磺回收裝置，包括一套60 t/h的污水汽提、一套50 t/h的溶劑再生和一套3 kt/a硫磺回收。由于該硫磺回收裝置沒有備用裝置，所以公司只能依靠加強裝置安全生產(chǎn)管理、加強事故應(yīng)急演練及防腐蝕技術(shù)提升等措施，保證裝置安全長周期運行和尾氣達標排放。

1 對裝置界區(qū)漏點實施安全處置

硫磺回收裝置界區(qū)內(nèi)有輸送、存儲酸性氣(含大量H2S)的管道和設(shè)備。為了避免人員中毒和安全事故發(fā)生， 從2017年7月份開始至今，該公司對企業(yè)應(yīng)急管理體系、應(yīng)急預(yù)案編制、應(yīng)急演練等存在問題進行整改，完善預(yù)案體系——建立綜合預(yù)案、專項預(yù)案、現(xiàn)場預(yù)案及應(yīng)急預(yù)案，建立組織結(jié)構(gòu)體系，建立健全制度，建立救援體系等內(nèi)容并對員工進行培訓(xùn)。把2010—2018年7月份前(后未發(fā)生)聯(lián)合裝置發(fā)生的所有事件，做了記錄整理，又借鑒兄弟單位的硫磺回收裝置發(fā)生的事故和發(fā)生的腐蝕引起的事件，編制應(yīng)急預(yù)案。為修訂預(yù)案提供依據(jù)，組織進行一一對應(yīng)的應(yīng)急演練，找出事故預(yù)案中存在的問題，提出整改措施，并對應(yīng)急預(yù)案及應(yīng)急操作卡逐一進行了修訂。

2 確保裝置高溫摻合閥及時更換

根據(jù)高溫摻合閥投入運行情況得知：高溫摻合閥在硫磺回收裝置的平均使用壽命為28個月，高溫摻合閥在裝置生產(chǎn)中是非常關(guān)鍵的特種閥門。

高溫摻合閥受到?jīng)_刷、高溫腐蝕泄漏不能正常運行時，將會影響到一、二級轉(zhuǎn)化器溫度，從而影響到硫磺回收裝置正常操作和可能造成尾氣SO2超標。運行部做了專項應(yīng)急處置預(yù)案。2015年9月聯(lián)合裝置開工投運至2017年5月更換二級高溫摻合閥一次，更換一級高溫摻合閥一次。

硫磺回收裝置更換高溫摻合閥時，屬地單位提前向公司打報告，并經(jīng)過逐級審批，做好高溫摻合閥泄漏應(yīng)急處置預(yù)案和應(yīng)急處置操作卡，從編制目的、編制依據(jù)、組織機構(gòu)(領(lǐng)導(dǎo)小組)及職責(zé)、工作原則、裝置恢復(fù)生產(chǎn)及更換工作總體時間安排、工作程序及專業(yè)組職責(zé)(HSE安全綜合組和檢維修更換組)、更換準備工作及更換工作程序、工作交接驗收主要內(nèi)容及責(zé)任人、作業(yè)過程中風(fēng)險及控制措施、注意事項等詳細方案。

在硫磺回收裝置未停工的情況下，切換裝置酸性氣，制硫爐溫度降至900 ℃恒溫，成功更換高溫摻合閥。

3 管道管件及設(shè)備防腐蝕

3.1 燃燒器及制硫爐襯里的安全檢查

反應(yīng)器(燃燒器)是硫磺回收裝置的核心。聯(lián)合裝置引進Duiker高強度燃燒器，高溫下能分解酸性氣中的氨氣。

制硫爐正常操作溫度1 250～1 400 ℃，爐襯里材料必須具有良好的耐高溫性、腐蝕性和穩(wěn)定性。制硫爐運行周期62個月，2015年大檢修進行硫磺回收尾氣升級達標治理改造時，更換了制硫爐，至今已經(jīng)安全運行3年。2018年9月大檢修時，經(jīng)檢查制硫爐襯里完好，未更換制硫爐燃燒器及襯里。

3.2 腐蝕機理分析和防腐措施

3.2.1 高溫硫腐蝕

當(dāng)溫度超過260 ℃時,碳鋼腐蝕逐漸顯露，當(dāng)溫度超過310 ℃時，腐蝕加劇。

裝置一級冷凝冷卻器(簡稱一冷)，由某建筑公司于2015年6月5日生產(chǎn)出廠。在3 kt/a硫磺回收尾氣升級達標治理改造時由某建筑公司于2015年9月7日安裝投用，連續(xù)運行166 d，2016年2月20日該裝置出現(xiàn)管束腐蝕泄漏；另外，裝置管道、管件出現(xiàn)過腐蝕堵塞的情況。一冷前端管束泄漏見圖1，一冷后端管束泄漏見圖2,腐蝕泄漏的夾套閥門見圖3。

圖1 一冷前端管束腐蝕泄漏

圖2 一冷后端管束腐蝕泄漏

圖3 腐蝕泄漏的夾套閥門

裝置停工后經(jīng)過對一級冷凝冷卻器前后端管板修補后，重新恢復(fù)生產(chǎn)。

一冷前端管束端管板修補后見圖4,一冷后端管束端管板修補后見圖5。

圖4 一冷前端管束端管板修補后形貌

圖5 一冷后端管束端管板修補后形貌

3.2.2 硫酸露點及SO2-H2O腐蝕

硫酸露點腐蝕發(fā)生在煙氣露點溫度以下，低于露點20～45 ℃時腐蝕更快。

當(dāng)尾氣中SO2含量超標時，對急冷塔體和急冷水泵葉輪會造成腐蝕。通過設(shè)置H2S/SO2比值分析儀和H2在線分析儀，控制SO2含量；在急冷水系統(tǒng)設(shè)置在線pH值檢測儀，發(fā)現(xiàn)急冷水pH值下降時立即注入氨水溶液，以控制急冷水pH值呈微堿性，從而抑制該類腐蝕發(fā)生。

通過對硫磺回收裝置操作上的嚴加管控，嚴格執(zhí)行工藝指標操作，使H2S/SO2比值、急冷水pH值始終保持在正常指標內(nèi)。

4 強化硫磺回收裝置的安全管理

4.1 制訂突發(fā)事件應(yīng)急處置措施

通過執(zhí)行“一案一卡”，使得員工掌握聯(lián)合裝置突發(fā)事件應(yīng)急處置措施。如果硫磺回收裝置遇到腐蝕泄漏時，能夠在第一時間按照“崗位應(yīng)急操作卡”進行有效處置，避免泄漏演變成為中毒及環(huán)境污染事故。

4.2 常態(tài)化的檢查與考核

按照考核辦法定期組織安全質(zhì)量標準化考核，嚴格落實獎懲措施，保證安全質(zhì)量標準化工作的有效進行。

4.3 工作現(xiàn)狀再評價

通過對檢查問題篩選整理、分類匯總和認真分析，并與“工作現(xiàn)狀評價”情況以及HSE檢查標準相對照，總結(jié)經(jīng)驗，找出差距，為系統(tǒng)進入下一循環(huán)提供依據(jù)，做到閉環(huán)管理。

4.4 對易腐蝕、磨損部位長期堅持檢測

不間斷地對高溫蒸汽、凝結(jié)水，酸性氣及酸性水、胺液管線彎頭、設(shè)備封頭等部位進行檢測(主要測量壁厚)；對動設(shè)備進行關(guān)鍵部位的磨損檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，并建立詳細的設(shè)備核查及靜密封點統(tǒng)計臺帳。

4.5 運用先進設(shè)備技術(shù)

硫磺回收裝置采用美國Ametek公司的比值分析儀、SO2和H2分析儀對裝置進行檢測分析；引進荷蘭Duiker燒嘴、以色列過濾器、美國MPR公司的成套模塊式胺液凈化設(shè)備進行檢測分析；積極應(yīng)用四新技術(shù)：酸性水除油的罐中罐、酸性水罐頂部采用的干法脫臭等技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用，為硫磺回收裝置安全平穩(wěn)運行保駕護航。

5 結(jié)論及建議

(1)注重細節(jié)管理，不給裝置留下安全隱患。從一個伴熱線閥門使用過程中出現(xiàn)漏點的處理，到處理主要物料運行等問題，堅持按嚴格的程序進行；對裝置設(shè)施腐蝕情況不間斷檢測，有問題的及時處置；對地下潮濕(井里的管道閥門)開展經(jīng)常性檢查并維護，使其不發(fā)生腐蝕泄漏；對酸性氣管線、液硫管線設(shè)施的伴熱使用情況進行長期跟蹤檢查；在施工安裝時對硫磺裝置制硫尾氣及液硫管線(設(shè)有低壓蒸汽加熱套管)內(nèi)外套管的施工嚴格把關(guān)，安裝結(jié)束后要“三查四定”、氣密過程中，做好檢查驗收記錄，保證逐段、逐節(jié)和相接法蘭處的試壓、試漏和無損檢測合格。對于地下井里的管道閥門，要保持井里干燥、無積水。

(2)保障硫磺回收裝置制硫爐(最高工作溫度1 400 ℃)的設(shè)計和制造質(zhì)量。

(3)選用硫磺轉(zhuǎn)化率高、壽命長的制硫催化劑。

(4)引進先進技術(shù)和積極應(yīng)用四新技術(shù)。