加氫裝置高溫高壓部位泄露應(yīng)急措施淺析

馬永剛

摘 要：介紹了加氫裝置是煉油廠中高溫、高壓、有毒、有害最集中的單元，高溫高壓部位泄漏是加氫裝置常見的生產(chǎn)事故，通過對加氫裝置高溫高壓部位泄漏產(chǎn)生的危害及應(yīng)急措施的闡述，為加氫裝置安全、平穩(wěn)運行提供參考，避免造成財產(chǎn)損失及人員傷亡事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：加氫裝置;高溫高壓;臨氫;緊急停工;應(yīng)急措施

1 概述

加氫裝置加工處理的都是可燃物料，并處在高溫、高壓、臨氫的條件下，在生產(chǎn)過程中會由于各種不同的原因而發(fā)生介質(zhì)的泄漏，當加氫裝置高溫高壓部位發(fā)生泄漏時，往往會因泄漏介質(zhì)溫度高于其自燃點而發(fā)生著火，在臨氫條件下引發(fā)爆炸，加氫裝置中高濃度硫化氫泄漏會造成裝置操作人員及周邊人員傷亡，裝置必須進行緊急停工處理。緊急事故發(fā)現(xiàn)的不及時或處理不妥當，就會出現(xiàn)：人身危險;設(shè)備損壞;加熱爐結(jié)焦;催化劑過分結(jié)垢[1]。因此，操作人員必須熟悉高溫高壓部位泄漏應(yīng)急處理措施。

隨著原油質(zhì)量變差、環(huán)保問題越來越受到世界各國的重視等問題的凸顯，加氫技術(shù)應(yīng)運而生。加氫技術(shù)是指原料在氫氣與催化劑的作用下，通過加氫反應(yīng)和（或）加氫裂化反應(yīng)達到產(chǎn)品要求的一種工業(yè)技術(shù)總稱。加氫技術(shù)的主要任務(wù)是改變原料化學組成、脫除雜質(zhì)、改善產(chǎn)品質(zhì)量、油（餾分油、渣油及頁巖油）及煤的輕質(zhì)化。加氫技術(shù)主要有加氫精制、加氫裂化，與之相對應(yīng)的有汽（煤、柴）油加氫裝置、蠟油加氫裂化裝置。無論哪一種加氫工藝，裝置組成基本由反應(yīng)部分、分餾部分（脫硫部分）及公用工程部分組成。其中反應(yīng)部分是加氫裝置安全防護的核心。反應(yīng)部分主要設(shè)備集中了裝置的高壓設(shè)備和大型機組、機泵，包括反應(yīng)器、高壓冷換設(shè)備、高壓分離器和加熱爐及高壓的轉(zhuǎn)動設(shè)備如循環(huán)氫壓縮機、補充氫壓縮機、原料泵和循環(huán)油泵、連接這些設(shè)備的管道、閥門等。它們都處在苛刻的反應(yīng)條件下運行，是催化加氫過程重點防護的部位。

2 加氫裝置高溫高壓部位泄漏原因

2.1 升降溫（壓）速度過快

在裝置開停工過程中升溫（壓）降溫（壓）都是有嚴格的升降溫（壓）速度限制，一般升溫度≯30℃/h，降溫速度200℃以上≯30℃/h，升降壓速度≯1.5MPa/h[2]，因加氫系統(tǒng)均為厚壁設(shè)備，為了避免設(shè)備壁內(nèi)形成過大的溫度梯度和應(yīng)力梯度，緩慢升溫和降溫可使熱量有充足的時間從金屬內(nèi)壁內(nèi)擴散出來，同時也可避免熱脹冷縮引起的設(shè)備法蘭面的泄漏。在正常生產(chǎn)中，反應(yīng)器飛溫也可導致高壓法蘭泄露著火。

2.2 腐蝕

由于反應(yīng)部分處在裝置的高溫高壓的操作條件下，處理的介質(zhì)為易燃易爆的氫氣和烴類化合物，其中還含有對金屬腐蝕作用的氫、硫化氫。氫能破壞金屬的晶格，有很強的滲透能力，使金屬產(chǎn)生裂紋、鼓包、氫脆等現(xiàn)象;硫化氫、氯離子可使金屬產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，生成的金屬硫化物在流體的沖刷下脫落，結(jié)果會造成金屬開裂、減薄甚至穿孔。高壓設(shè)備或管道如果出現(xiàn)裂口、穿孔這樣的一些情況很有可能引發(fā)噴射式泄漏性火災(zāi)、容器爆炸、蒸汽云爆炸等嚴重的后果[3]。

2.3 高溫、高壓設(shè)備設(shè)計、制造不當

高溫、高壓設(shè)備設(shè)計、制造不當主要是管線材質(zhì)與實際生產(chǎn)不符合，未進行合適的熱處理，焊接質(zhì)量不合格導致管線彎曲處發(fā)生炸裂、焊口開裂。

2.4 竄壓

反應(yīng)部分高壓至低壓部分減壓閥失控導致減壓閥失去減壓功能后管線設(shè)備法蘭超壓引起泄露爆炸。

3 加氫裝置高溫高壓部位泄漏應(yīng)急措施

3.1 處理原則

①應(yīng)堅持以人為本的原則，任何情況下，均應(yīng)保證操作人員的安全，盡可能避免人員受到傷害;

②保護設(shè)備。加氫裝置處于高溫、高壓、臨氫操作環(huán)境，高壓設(shè)備投資高，制造周期長，運輸、安裝困難，應(yīng)盡可能減少設(shè)備損壞，降低停工時間，為國家節(jié)省資金;

③保護催化劑。催化劑所占加氫裝置一次投資比例和操作費用均較高，裝填、卸劑占用時間較長，其性能好壞直接影響目的產(chǎn)品的收率、目的產(chǎn)品的質(zhì)量和裝置經(jīng)濟效益。

3.2 應(yīng)急措施

①按照規(guī)定向有關(guān)部門和人員匯報;

②停反應(yīng)進料加熱爐，停補充氫壓縮機，反應(yīng)系統(tǒng)緊急泄壓;

③原料/反應(yīng)流出物換熱器改走副線，注意防止換熱器單程受熱;

④停止反應(yīng)進料，防止有機氮造成裂化催化劑中毒;

⑤控制好各高、低壓分離器液位、界位，防止竄壓引發(fā)次生事故;

⑥反應(yīng)流出物空冷最大負荷運轉(zhuǎn)，防止緊急泄壓循環(huán)氣溫度過高帶液損壞循環(huán)氫壓縮機;

⑦反應(yīng)部分循環(huán)氫脫硫塔改走副線，停胺液系統(tǒng);防止緊急泄壓循環(huán)氫帶液;

⑧停反應(yīng)部分高壓注水;

⑨分餾產(chǎn)品改走不合格線;

⑩汽提塔、分餾塔塔底吹汽停;

？輥？輯？訛系統(tǒng)壓力降至事故氮以下時，引入事故氮置換反應(yīng)系統(tǒng)。

3.3 注意事項

①緊急放空啟動時，應(yīng)檢查程序系統(tǒng)是否動作，若失效，立即啟動現(xiàn)場地面手動放空閥;

②事故氮必須保證純度符合要求（如：>99.99%）;

③反應(yīng)系統(tǒng)壓力降低至某一個值前，溫度應(yīng)在最低值以上（如壓力<3.5MPa前，溫度應(yīng)>93℃）;

④事故處理應(yīng)嚴格執(zhí)行先降溫后降量的原則。

4 結(jié)束語

加氫裝置具有高溫、高壓、有毒、有害、臨氫等特點，了解并熟悉加氫裝置高溫高壓部位泄漏應(yīng)急措施，避免財產(chǎn)損失和人員傷亡事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]李立權(quán).加氫裂化裝置操作指南（257-258）[M].北京：中國石化出版社，2005.

[2]史開洪，艾中秋.加氫精制裝置技術(shù)問答（69）[M].2版..北京：中國石化出版社，2014，1.

[3]艾中秋，王勇.汽（煤、柴）油加氫裝置應(yīng)急知識問答（187）[M].北京：中國石化出版社，2010，8.