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柴油橢圓齒輪流量計危險性分析及安全對策措施

柴油橢圓齒輪流量計危險性分析及安全對策措施

时间:2019-11-06 11:00:23
摘 要 :对某化工厂柴油橢圓齒輪流量計进行危险性分析,确定其主要危险性,为此类装置的安全生产保障措施的制定、安全设施设计等提供重要的参考依据。
按照汽柴油专标委和中石油总部的汽油质量标准升级总体安排,根据《车用汽油》GB17930—2016、《车用柴油》GB19147—2016的相关要求。某化工厂本次车用柴油质量升级的主要调整内容是在原有的国Ⅴ标准基础上,将多环芳烃含量由国Ⅴ标准的不高于11% 调整为不高于7%(v),将汽、柴油质量升级以达到国Ⅵ标准。柴油加氢改质工艺涉及的主要装置为加氢精制橢圓齒輪流量計、吸收脱吸塔、石脑油稳定塔、石脑油分馏塔、换热器、各种容器等。
1 工艺过程中的危险性分析
1.1 加氢改质反应部分
加氢改质反应部分所涉及到的橢圓齒輪流量計有加氢精制橢圓齒輪流量計、加氢改质橢圓齒輪流量計,操作温度在395~415℃,操作压力12MPa,操作介质为 H 2 、H 2 S、油气、油(煤油、石脑油、LPG)。
(1)加氫反應屬于放熱反應,反應溫度通過調節加熱爐燃料及急冷氫量來控制,反應過程中有可能因調節不當等原因出現急劇升溫、升壓的異常情況。當溫度、壓力超過了橢圓齒輪流量計的允許溫度、壓力易造成橢圓齒輪流量計材質劣化,嚴重時會造成設備損壞引起火災爆炸事故。
(2)加氫反應由于是放熱反應,若操作、調節不當造成超溫超壓,易造成與橢圓齒輪流量計連接管線等的法蘭、閥門、焊口、接頭等發生介質泄漏,造成火災爆炸事故。
(3)橢圓齒輪流量計爲臨氫設備,且橢圓齒輪流量計中還存在硫化氫等腐蝕介質,當不鏽鋼堆焊層某局部因施工質量差造成堆焊層脫落,易造成橢圓齒輪流量計氫腐蝕、氫損傷以及硫化氫腐蝕等,嚴重時造成腐蝕穿孔,從而引起油氣泄漏造成火災爆炸事故。
(4)橢圓齒輪流量計有配套的儀表控制系統和故障報警裝置,由于控制系統工作不正常或報警裝置失靈,處理不當和不及時,可造成設備損壞而導致火災爆炸事故。
(5)反應産物經熱高分氣液分離,氣相再經冷高分氣液分離,液相經熱低分、冷低分再次分離,若操作不當,可能發生高壓串低壓問題,引發火災爆炸事故。
(6)由于溫度、壓力較高,中間物料、氫氣等有可能因設備制造或密封、連接等部位的缺陷泄漏出來。其中高壓換熱器在裝置操作壓力及溫度劇烈波動、緊固螺栓松弛、法蘭墊片失效時易于發生可燃介質泄漏。由于泄漏的物料溫度已經超過了其閃點,因此可燃介質泄漏後易發生火災爆炸事故。
(7)加熱爐采用明火對爐管內的原料加熱,由于腐蝕或爐管質量缺陷以及操作不當等原因造成爐管泄漏可導致火災爆炸事故。
(8)加熱爐燃料控制系統故障,處理不及時可導致火災爆炸事故。
(9)加熱爐燃料氣脫液不夠,造成燃料氣帶液造成爐膛熄火,處理不當也易造成火災爆炸事故。
(10)各加熱爐對流管束由于結垢問題,其彎頭與爐管的焊縫局部位置無法進行射線探傷檢查。若在焊縫存在缺陷時,水壓試驗可能不漏,而一旦開工升溫後即可能發生裂紋,導致漏油、漏氣,引起火災爆炸。
(11)反沖洗過濾器壓差上升過快。
(12)高低壓分離器頁面波動過大,系統停車、停爐。
(13)分離器倒氣。
1.2 加氢改质分馏及吸收稳定部分
加氢改质分馏及吸收稳定部分主要设备有脱硫化氢汽提塔、産品分馏塔、煤油侧线塔、吸收脱吸塔、石脑油稳定塔和石脑油分馏塔,各塔操作介质主要有 H 2 、H 2 S、煤油、石脑油、LPG,操作温度在107~265℃,操作压力在0.17~1.2MPa。分馏过程中分馏塔顶设回流罐,如果回流罐油水界位控制不好或失灵、水界面过高,高过回流抽出管水平面位置,塔顶水冷却器腐蚀穿孔,原料含水高,脱水不及时等可能造成回流带水,如不及时处理,塔顶压力急剧上升冲塔,安全阀可能会跳开。原料处理量、原料进塔含水量、塔底供热量、塔顶回流量过大等,可引起分馏塔冲塔。在塔内塔板结盐或降液管堵塞时气液相不均匀也会造成産品变色。发生冲塔时,因塔内分馏效果变差,破坏了正常的传质传热,致使塔顶温度、压力、侧线馏出口温度、回流温度均上升,塔底液位突然下降,石脑油变重。
(1)汽提塔、分餾塔壓力失真。
(2)汽提塔、分餾塔塔頂溫度過高。
(3)汽提塔、分餾塔塔底液面過高。
(4)分馏塔可能因如下原因造成冲塔事故发生 :
①塔液位控制失灵,造成液面超高 ;
②操作不当,轻油过多,压到塔底,造成突沸 ;
③炉出口温度过高 ;
④负荷过大,或塔盘吹翻油气走短路 ;
⑤回流量過大或回流帶水量大。
1.3 煤油加氢补充精制反应部分
主要介质为氢、煤油,煤油加氢补充精制橢圓齒輪流量計操作压力1.8MPa,操作温度217℃。由于煤加氢使用贵金属催化剂,若所用新氢中 CO 含量高于5×10 -6 可造成催化剂中毒,影响催化剂使用寿命及産品质量,油气分离过程操作不当可造成气相带液,影响后续压缩机的正常运行。加氢反应由于是放热反应,若操作、调节不当造成超温超压,易造成与橢圓齒輪流量計连接管线等的法兰、阀门、焊口、接头等发生介质泄漏,造成火灾爆炸事故。橢圓齒輪流量計为临氢设备,当不锈钢堆焊层某局部因施工质量差造成堆焊层脱落,易造成橢圓齒輪流量計氢腐蚀、氢损伤等,严重时造成腐蚀穿孔,从而引起油气泄漏造成火灾爆炸事故。橢圓齒輪流量計有配套的仪表控制系统和故障报警装置,可能由于控制系统工作不正常或报警装置失灵,处理不当和不及时,造成设备损坏而导致火灾爆炸事故。
1.4 煤油加氢补充精制分馏部分
(1)若塔底液面失靈、塔頂回流中斷、汽提蒸汽量過大、塔底泵抽空等原因處理不及時可能造成沖塔,而致使分餾操作被完全破壞,也可能引起裝置停工停産。
(2)由于塔在制造過程或使用過程中産生的缺陷造成塔器損壞,致使介質泄漏而可能導致火災爆炸事故。
(3)塔器操作溫度爲230℃,操作壓力0.27MPa,介質爲航煤,其操作溫度高于介質閃點,如果因設備密封及連接部位發生物料泄漏,就可能發生火災爆炸事故。
2 安全对策措施
1)裝置設計爲密閉系統,使易燃、易爆物料在操作條件下置于密閉的設備和管道中,各個連接處均采用可靠的密閉措施。工藝控制系統中具有越限報警系統和聯鎖自保系統,以確保在誤操作或非正常生産狀況下,危險物料始終處于安全控制中。
2)裝置設置可靠的壓力泄放系統和放空系統。
3)保证良好的通风条件和泄压条件,符合 GB50160的标准要求。
4)公用工程管線,如氫氣、氮氣、工業風、水蒸氣管線與工藝管線相連時,安裝三閥組、止回閥或“8”字盲板,防止物料互竄引起爆炸。可燃氣、液管線在裝置邊界處安裝隔離閥或“8”字盲板,並設操作平台,如平台長度大于8m,需兩端設梯。
5)当装置循环氢压缩机停机时,联锁启动0.7MPa 紧急泄压,同时根据装置情况手动开启1.4MPa 紧急泄压。
6)加氢精制橢圓齒輪流量計床层间设有急冷氢注入,可控制橢圓齒輪流量計温升,防止橢圓齒輪流量計超温。当急冷氢故障时,可通过紧急泄压系统泄放反应压力及热量,保证装置安全。
7)吸收脱吸塔、石脑油稳定塔、石脑油分馏塔、硫化氢汽提塔、産品分馏塔顶部均设有压力温度指示及相应的高报警 ;塔顶部及对应回流罐均设置有安全阀,安全阀的泄放量均考虑可能的串压工况 ;各塔底部均设有液位控制及低液位报警。
8)新氫壓縮機,航煤循環氫壓縮機、循環氫壓縮機系統設有相關的壓力、溫度及潤滑油異常的安全聯鎖,壓縮機級間及出口均設有安全閥。
9)本項目安全聯鎖保護、緊急停車通過設置在區域控制室和現場機櫃室內的安全儀表系統(SIS)實現。
10)安全距離需符合《石油化工企業設計防火標准(2018年版)》(GB50160—2008)及其他相關規範的要求,滿足消防安全的需要。
11)裝置自控聯鎖系統符合《關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》對重點監控的危險工藝自控及安全聯鎖停車系統設置要求的相關規定。
3 结语
柴油橢圓齒輪流量計具有易燃、易爆等特性,涉及的危险化学品有柴油、氢气、液化石油气、燃料气(甲烷)、石脑油、煤油、二甲基二硫、硫化氢和氮。涉及的主要危险设备为加氢精制橢圓齒輪流量計、新氢压缩机、轻烃回收部分及石脑油分馏部分塔顶回流罐、吸收脱吸塔、石脑油稳定塔、石脑油分馏塔等。企业要落实建设项目安全设施“三同时”,加强安全管理。
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