摘 要 ：對某化工廠柴油橢圓齒輪流量計進行危險性分析，確定其主要危險性，為此類裝置的安全生產(chǎn)保障措施的制定、安全設(shè)施設(shè)計等提供重要的參考依據(jù)。
按照汽柴油專標委和中石油總部的汽油質(zhì)量標準升級總體安排，根據(jù)《車用汽油》GB17930—2016、《車用柴油》GB19147—2016的相關(guān)要求。某化工廠本次車用柴油質(zhì)量升級的主要調(diào)整內(nèi)容是在原有的國Ⅴ標準基礎(chǔ)上，將多環(huán)芳烴含量由國Ⅴ標準的不高于11% 調(diào)整為不高于7%（v），將汽、柴油質(zhì)量升級以達到國Ⅵ標準。柴油加氫改質(zhì)工藝涉及的主要裝置為加氫精制橢圓齒輪流量計、吸收脫吸塔、石腦油穩(wěn)定塔、石腦油分餾塔、換熱器、各種容器等。
1 工藝過程中的危險性分析
1.1 加氫改質(zhì)反應(yīng)部分
加氫改質(zhì)反應(yīng)部分所涉及到的橢圓齒輪流量計有加氫精制橢圓齒輪流量計、加氫改質(zhì)橢圓齒輪流量計，操作溫度在395~415℃，操作壓力12MPa，操作介質(zhì)為 H 2 、H 2 S、油氣、油（煤油、石腦油、LPG）。
（1）加氫反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度通過調(diào)節(jié)加熱爐燃料及急冷氫量來控制，反應(yīng)過程中有可能因調(diào)節(jié)不當?shù)仍虺霈F(xiàn)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(zhì)劣化，嚴重時會造成設(shè)備損壞引起火災(zāi)爆炸事故。
（2）加氫反應(yīng)由于是放熱反應(yīng)，若操作、調(diào)節(jié)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(fā)生介質(zhì)泄漏，造成火災(zāi)爆炸事故。
（3）橢圓齒輪流量計為臨氫設(shè)備，且橢圓齒輪流量計中還存在硫化氫等腐蝕介質(zhì)，當不銹鋼堆焊層某局部因施工質(zhì)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(zāi)爆炸事故。
（4）橢圓齒輪流量計有配套的儀表控制系統(tǒng)和故障報警裝置，由于控制系統(tǒng)工作不正常或報警裝置失靈，處理不當和不及時，可造成設(shè)備損壞而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。
（5）反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)熱高分氣液分離，氣相再經(jīng)冷高分氣液分離，液相經(jīng)熱低分、冷低分再次分離，若操作不當，可能發(fā)生高壓串低壓問題，引發(fā)火災(zāi)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(shè)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(fā)生可燃介質(zhì)泄漏。由于泄漏的物料溫度已經(jīng)超過了其閃點，因此可燃介質(zhì)泄漏后易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。
（7）加熱爐采用明火對爐管內(nèi)的原料加熱，由于腐蝕或爐管質(zhì)量缺陷以及操作不當?shù)仍蛟斐蔂t管泄漏可導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。
（8）加熱爐燃料控制系統(tǒng)故障，處理不及時可導(dǎo)致火災(zāi)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(zāi)爆炸事故。
（10）各加熱爐對流管束由于結(jié)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，而一旦開工升溫后即可能發(fā)生裂紋，導(dǎo)致漏油、漏氣，引起火災(zāi)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(tǒng)停車、停爐。
（13）分離器倒氣。
1.2 加氫改質(zhì)分餾及吸收穩(wěn)定部分
加氫改質(zhì)分餾及吸收穩(wěn)定部分主要設(shè)備有脫硫化氫汽提塔、產(chǎn)品分餾塔、煤油側(cè)線塔、吸收脫吸塔、石腦油穩(wěn)定塔和石腦油分餾塔，各塔操作介質(zhì)主要有 H 2 、H 2 S、煤油、石腦油、LPG，操作溫度在107~265℃，操作壓力在0.17~1.2MPa。分餾過程中分餾塔頂設(shè)回流罐，如果回流罐油水界位控制不好或失靈、水界面過高，高過回流抽出管水平面位置，塔頂水冷卻器腐蝕穿孔，原料含水高，脫水不及時等可能造成回流帶水，如不及時處理，塔頂壓力急劇上升沖塔，安全閥可能會跳開。原料處理量、原料進塔含水量、塔底供熱量、塔頂回流量過大等，可引起分餾塔沖塔。在塔內(nèi)塔板結(jié)鹽或降液管堵塞時氣液相不均勻也會造成產(chǎn)品變色。發(fā)生沖塔時，因塔內(nèi)分餾效果變差，破壞了正常的傳質(zhì)傳熱，致使塔頂溫度、壓力、側(cè)線餾出口溫度、回流溫度均上升，塔底液位突然下降，石腦油變重。
（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）分餾塔可能因如下原因造成沖塔事故發(fā)生 ：
①塔液位控制失靈，造成液面很高 ；
②操作不當，輕油過多，壓到塔底，造成突沸 ；
③爐出口溫度過高 ；
④負荷過大，或塔盤吹翻油氣走短路 ；
⑤回流量過大或回流帶水量大。
1.3 煤油加氫補充精制反應(yīng)部分
主要介質(zhì)為氫、煤油，煤油加氫補充精制橢圓齒輪流量計操作壓力1.8MPa，操作溫度217℃。由于煤加氫使用貴金屬催化劑，若所用新氫中 CO 含量高于5×10 -6 可造成催化劑中毒，影響催化劑使用壽命及產(chǎn)品質(zhì)量，油氣分離過程操作不當可造成氣相帶液，影響后續(xù)壓縮機的正常運行。加氫反應(yīng)由于是放熱反應(yīng)，若操作、調(diào)節(jié)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(fā)生介質(zhì)泄漏，造成火災(zāi)爆炸事故。橢圓齒輪流量計為臨氫設(shè)備，當不銹鋼堆焊層某局部因施工質(zhì)量差造成堆焊層脫落，易造成橢圓齒輪流量計氫腐蝕、氫損傷等，嚴重時造成腐蝕穿孔，從而引起油氣泄漏造成火災(zāi)爆炸事故。橢圓齒輪流量計有配套的儀表控制系統(tǒng)和故障報警裝置，可能由于控制系統(tǒng)工作不正常或報警裝置失靈，處理不當和不及時，造成設(shè)備損壞而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。
1.4 煤油加氫補充精制分餾部分
（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產(chǎn)。
（2）由于塔在制造過程或使用過程中產(chǎn)生的缺陷造成塔器損壞，致使介質(zhì)泄漏而可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。
（3）塔器操作溫度為230℃，操作壓力0.27MPa，介質(zhì)為航煤，其操作溫度高于介質(zhì)閃點，如果因設(shè)備密封及連接部位發(fā)生物料泄漏，就可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。
2 安全對策措施
1）裝置設(shè)計為密閉系統(tǒng)，使易燃、易爆物料在操作條件下置于密閉的設(shè)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(tǒng)中具有越限報警系統(tǒng)和聯(lián)鎖自保系統(tǒng)，以確保在誤操作或非正常生產(chǎn)狀況下，危險物料始終處于安全控制中。
2）裝置設(shè)置可靠的壓力泄放系統(tǒng)和放空系統(tǒng)。
3）保證良好的通風(fēng)條件和泄壓條件，符合 GB50160的標準要求。
4）公用工程管線，如氫氣、氮氣、工業(yè)風(fēng)、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，并設(shè)操作平臺，如平臺長度大于8m，需兩端設(shè)梯。
5）當裝置循環(huán)氫壓縮機停機時，聯(lián)鎖啟動0.7MPa 緊急泄壓，同時根據(jù)裝置情況手動開啟1.4MPa 緊急泄壓。
6）加氫精制橢圓齒輪流量計床層間設(shè)有急冷氫注入，可控制橢圓齒輪流量計溫升，防止橢圓齒輪流量計超溫。當急冷氫故障時，可通過緊急泄壓系統(tǒng)泄放反應(yīng)壓力及熱量，保證裝置安全。
7）吸收脫吸塔、石腦油穩(wěn)定塔、石腦油分餾塔、硫化氫汽提塔、產(chǎn)品分餾塔頂部均設(shè)有壓力溫度指示及相應(yīng)的高報警 ；塔頂部及對應(yīng)回流罐均設(shè)置有安全閥，安全閥的泄放量均考慮可能的串壓工況 ；各塔底部均設(shè)有液位控制及低液位報警。
8）新氫壓縮機，航煤循環(huán)氫壓縮機、循環(huán)氫壓縮機系統(tǒng)設(shè)有相關(guān)的壓力、溫度及潤滑油異常的安全聯(lián)鎖，壓縮機級間及出口均設(shè)有安全閥。
9）本項目安全聯(lián)鎖保護、緊急停車通過設(shè)置在區(qū)域控制室和現(xiàn)場機柜室內(nèi)的安全儀表系統(tǒng)（SIS）實現(xiàn)。
10）安全距離需符合《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準（2018年版）》（GB50160—2008）及其他相關(guān)規(guī)范的要求，滿足消防安全的需要。
11）裝置自控聯(lián)鎖系統(tǒng)符合《關(guān)于公布shou批重點監(jiān)管的危險化工工藝目錄的通知》對重點監(jiān)控的危險工藝自控及安全聯(lián)鎖停車系統(tǒng)設(shè)置要求的相關(guān)規(guī)定。
3 結(jié)語
柴油橢圓齒輪流量計具有易燃、易爆等特性，涉及的危險化學(xué)品有柴油、氫氣、液化石油氣、燃料氣（甲烷）、石腦油、煤油、二甲基二硫、硫化氫和氮。涉及的主要危險設(shè)備為加氫精制橢圓齒輪流量計、新氫壓縮機、輕烴回收部分及石腦油分餾部分塔頂回流罐、吸收脫吸塔、石腦油穩(wěn)定塔、石腦油分餾塔等。企業(yè)要落實建設(shè)項目安全設(shè)施“三同時”，加強安全管理。
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