靜電除焦油塔爆炸事故原因、處理及預(yù)防

向 宏

(湖北新洋豐合成氨廠，湖北荊門 448150)

靜電除焦油塔爆炸事故原因、處理及預(yù)防

向 宏

(湖北新洋豐合成氨廠，湖北荊門 448150)

闡述了合成氨裝置凈化車間靜電除焦油塔塔頂物理爆炸的經(jīng)過。分析發(fā)生爆炸的原因，并論述了事故的處理情況以及預(yù)防類似事故發(fā)生所采取的措施。

靜電除焦油塔；脫碳；爆炸

某合成氨裝置年產(chǎn)液氨150 kt，脫碳系統(tǒng)采用了碳酸丙烯酯脫碳工藝。2015年12月2日15:36 在加量生產(chǎn)過程中，因操作失誤導(dǎo)致凈化車間1#濕式靜電除焦油塔超壓而發(fā)生物理爆炸，全廠被迫停車4 d后才恢復(fù)正常生產(chǎn)，造成了巨大經(jīng)濟損失，并嚴重威脅裝置安全生產(chǎn)。

1 全廠工藝流程

造氣系統(tǒng)生產(chǎn)的半水煤氣經(jīng)氣柜緩沖后，依次經(jīng)凈化系統(tǒng)除塵塔、干式靜電除焦油塔(2臺并聯(lián))、羅茨風(fēng)機(4臺并聯(lián)，加壓至40～48 kPa，)、冷卻塔、預(yù)脫硫塔、脫硫塔、分離器、濕式靜電除焦油塔(2臺并聯(lián))、凈氨塔等設(shè)備，再進入壓縮機一、二段加壓至0.8 MPa后進入變換系統(tǒng)，經(jīng)2級低壓變換塔、變換氣脫硫塔后進入壓縮機三、四段加壓至2.7 MPa，再送入脫碳系統(tǒng)，依次經(jīng)變換氣冷卻塔、變換氣分離器、脫碳塔、凈化氣分離器、凈化氣洗滌塔、洗滌分離器及活性炭塔后，進入壓縮機五、六段加壓至12 MPa后的氣體進入銅洗系統(tǒng)，再回到壓縮機七段加壓至25～27 MPa后送至合成系統(tǒng)，生產(chǎn)的液氨和氣氨經(jīng)管道輸送至復(fù)合肥分廠。

2 事故發(fā)生經(jīng)過

2015年12月2日14:45，生產(chǎn)部決定加量生產(chǎn)，將原4臺(6M32-185/314E型)185 m3/min(標態(tài))和1臺110 m3/min氫氮氣壓縮機(MH20-110/314型)加量為5臺185 m3/min氫氮氣壓縮機(6M32-185/314E型，1#至5#)生產(chǎn)。加量前，將4臺羅茨風(fēng)機(ZL103NDT)出口壓力由42 kPa降至38 kPa，隨后停運110 m3/min壓縮機，加開1臺185 m3/min壓縮機，倒機后各項指標均運行正常。15:00，操作工再次將羅茨風(fēng)機出口壓力調(diào)整至40 kPa。加量后因系統(tǒng)氣體流量增大，脫硫塔出口氣體中CO2體積分數(shù)慢慢上漲，15:18，達到0.42%(工藝指標≤0.5%)；調(diào)度要求嚴格控制氣體中CO2體積分數(shù)，將脫碳塔碳酸丙烯酯循環(huán)量從1 260 m3/h增至1 360 m3/h。此時脫碳塔壓差由4.2 kPa緩慢上漲至6.3 kPa。15：22，發(fā)現(xiàn)脫碳系統(tǒng)凈化氣洗滌段滿液位，判定為脫碳系統(tǒng)帶液，立即要求現(xiàn)場操作工減少碳酸丙烯酯用量；15:29，碳酸丙烯酯的循環(huán)量由1 360 m3/h降至1 260 m3/h，碳酸丙烯酯循環(huán)槽液位從37.0%降至33.4%。與此同時，要求將羅茨風(fēng)機出口壓力由40 kPa降至30 kPa(下限)，并將2#壓縮機四段出口氣體(氣體送至變換系統(tǒng))切斷，但脫碳系統(tǒng)壓力從15:28的2.42 MPa迅速上漲至15:30的2.66 MPa；脫碳塔液位大幅波動，碳酸丙烯酯循環(huán)槽液位迅速下降，15:33，碳酸丙烯酯循環(huán)槽無液位。12月2日15:31，脫碳塔壓差下降后又開始上漲，急停1#和2#壓縮機；15:32，急停5#壓縮機時，發(fā)現(xiàn)5#壓縮機四段缸噴水并自動停機(檢查發(fā)現(xiàn)氣缸缸體出現(xiàn)裂縫)，隨后4#和3#壓縮機分別于15:33和15:34因電機超負荷自動停機；15:35，5臺壓縮機全部停止運行。15:32～15:36，4臺運行中的羅茨風(fēng)機出口壓力迅速由30 kPa上漲至57 kPa，出口氣體自調(diào)閥手動開度至100%，已無調(diào)節(jié)余地；15:36，凈化系統(tǒng)的1#濕式靜電除焦油塔塔頂因超壓而發(fā)生物理爆炸。

3 事故原因

3.1 脫碳塔填料阻力增大

2015年全廠停車大修約45 d，脫碳塔內(nèi)部填料間遺留的碳酸丙烯酯液干涸凝固，堵塞了部分通路，導(dǎo)致加開5臺185 m3/min(標態(tài))壓縮機。脫碳塔下部進入的變換氣和上部進入的碳酸丙烯酯液體均無法正常通過填料層，造成脫碳塔懸塔；但脫碳系統(tǒng)加量運行初期，脫碳系統(tǒng)壓力和脫碳塔壓差、脫碳塔液位等工藝指標都僅有略微上漲趨勢，并未引起相關(guān)操作人員的重視。后當羅茨風(fēng)機出口壓力加至40 kPa、碳酸丙烯酯循環(huán)量加至1 360 m3/h時，凈化氣帶液已相當嚴重，當發(fā)現(xiàn)脫碳塔凈化氣體洗滌段滿液時，已無法處理，雖對系統(tǒng)壓力及碳酸丙烯酯循環(huán)量進行了調(diào)整，碳酸丙烯酯溶液仍被凈化氣帶至壓縮機五段進口，造成壓縮機超負荷自動停機。

3.2 操作失誤

壓縮機全部緊急停機或超負荷自動停機后，脫硫系統(tǒng)操作人員未對羅茨風(fēng)機采取緊急停機措施，4臺羅茨風(fēng)機仍正常運行。雖然羅茨風(fēng)機近路自調(diào)閥已全開(因事發(fā)突然，手動近路閥未及時開啟)，仍造成凈化系統(tǒng)壓力超高限。

3.3 壓縮機活門漏氣

5臺壓縮機均存在一段活門關(guān)閉不嚴的現(xiàn)象，一段出口0.28 MPa氣體返回至進口，造成凈化系統(tǒng)的壓力瞬間急劇上升；靜電除焦油塔安全水封雖有沖破反應(yīng)，但未能及時完全沖破卸壓，導(dǎo)致靜電除焦油塔瞬間超壓。

3.4 靜電除焦油塔設(shè)備存安全隱患

2014年6月，1#靜電除焦油塔曾因防爆板炸裂，將防爆板加厚；2015年11月大修結(jié)束后開車期間，該塔塔頂西邊鐵板焊縫出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，曾對裂縫處停車補焊處理，但未對整塊頂板焊縫進行細致檢查，因而未對塔頂東邊焊縫進行補焊加固處理。此次在脫硫系統(tǒng)嚴重超壓、1#靜電除焦油塔安全水封未完全沖破、防爆板未爆裂的情況下，由于塔頂東邊焊縫開裂不能承受超高壓力而發(fā)生物理爆炸。

4 防范措施

(1)檢修靜電除焦油塔。事故發(fā)生后，對事故塔進行了全面徹底的檢查，同時更換了合格的防爆板；在塔頂采用槽鋼加固，對塔底用加強筋加強焊接，提高了設(shè)備的承壓能力。

(2)加強培訓(xùn)學(xué)習(xí)。因新員工較多，操作技術(shù)不熟練，導(dǎo)致各崗位均存在操作上的隱患，各崗位均加強了對新員工的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，做好新老員工的傳、幫、帶工作。

(3)制定事故預(yù)案并定期演練。利用每周學(xué)習(xí)兩題業(yè)務(wù)知識的機會，對已發(fā)生過的安全事故及編制的事故預(yù)案進行學(xué)習(xí)，定期對預(yù)案進行演練，讓新老員工均能正確處理生產(chǎn)過程中突發(fā)的事故，以保障安全生產(chǎn)。

(4)在全廠范圍內(nèi)開展設(shè)備安全大檢查。此合成氨裝置已投產(chǎn)運行超過10年時間，許多設(shè)備都存在不同程度的腐蝕、老化現(xiàn)象，日常生產(chǎn)中也多次因設(shè)備腐蝕穿孔而停車處理，因此，設(shè)備安全隱患較多。此次事故發(fā)生后，廠部迅速組織人員在全廠范圍內(nèi)進行設(shè)備隱患大排查，對查出的隱患分別制定可靠的措施進行徹底整改，徹底消除了各種安全隱患。

6 結(jié)語

此次爆炸事故導(dǎo)致全廠停車4 d，少產(chǎn)液氨約1 800 t，經(jīng)濟損失巨大，幸好未造成人員傷亡。2012年12月6日18:00，靜電除焦油塔修復(fù)后，合成氨裝置重新開車，至12月8日18:25裝置滿負荷生產(chǎn)，生產(chǎn)恢復(fù)正常。

TQ113.25

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1674- 2931(2017)03- 0020- 02

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