含硫天然氣凈化廠生產(chǎn)運(yùn)營的危險(xiǎn)性分析

李銘

（四川省誠實(shí)安全咨詢技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司， 四川 成都 610041）

含硫天然氣凈化廠的主要生產(chǎn)工藝裝置包括：過濾分離裝置和脫硫裝置、脫水裝置、硫磺回收裝置、硫磺成型裝置、火炬及放空系統(tǒng)等。

1 過濾分離裝置和脫硫裝置運(yùn)營期的危險(xiǎn)性分析

（1）在過濾分離裝置和脫硫裝置生產(chǎn)運(yùn)行中，管道、壓力容器因竄氣、超壓和腐蝕引發(fā)的潛在危險(xiǎn)。（2）天然氣脫硫時(shí)，原料氣重力分離器、原料氣過濾分離器、脫硫吸收塔（以上為高壓）、閃蒸塔（中壓）、再生塔、回流罐（低壓）等在不同壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，在出現(xiàn)液位過低（或假液位）、聯(lián)鎖閥門失效等情況下，可能造成高壓氣竄入較低的壓力容器，從而引發(fā)管線或壓力容器破裂的事故。（3）當(dāng)設(shè)備內(nèi)的操作壓力超過其設(shè)計(jì)壓力時(shí)，將可能損壞設(shè)備，引起有毒及可燃?xì)怏w的泄漏，從而導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的事故發(fā)生。（4）脫硫裝置停止循環(huán)后，如果高、中、低系統(tǒng)之間的隔斷閥門內(nèi)漏，可能發(fā)生竄壓事故。（5）熱、冷循環(huán)過程中，如果再生塔的壓力控制不好，加之塔內(nèi)溫度大范圍變化，可能造成再生塔出現(xiàn)負(fù)壓抽空事故。（6）水洗過程中如果操作不當(dāng)，可能造成再生塔出現(xiàn)負(fù)壓抽空事故。（7）熱循環(huán)結(jié)束時(shí)重沸器停止使用蒸汽，如鍋爐房不及時(shí)降低負(fù)荷，可能造成管網(wǎng)超壓。（8）原料氣分離器。如果用于制造分離器的鋼板在軋制過程中出現(xiàn)白點(diǎn)（由鋼中氫引起的一種內(nèi)部缺陷，此外它還與鋼材中的微量元素含量超標(biāo)、加工焊接過程中有殘余應(yīng)力以及鋼材金相組織、強(qiáng)度等因素有關(guān)），則會(huì)影響分離器的抗開裂性能，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)分層缺陷。在濕H2S工況下，一旦這些內(nèi)部分層缺陷沿壁厚方向疊加，發(fā)展成垂直于壁厚的應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂（SOHIC）時(shí)，就會(huì)大大減弱設(shè)備強(qiáng)度，甚至產(chǎn)生縱向裂紋，造成設(shè)備機(jī)械撕裂。原料氣過濾器“O”形圈泄漏，焊縫或閥門因腐蝕泄漏。（9）在濕H2S酸性環(huán)境下，脫硫塔塔體接頭及焊縫區(qū)域往往容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，處置不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重后果。脫硫塔上開孔接管的焊縫、閥門或與之相連的儀表引壓管線因維修作業(yè)不當(dāng)引起的泄漏。（10）再生塔的腐蝕通常比吸收塔嚴(yán)重。再生塔重沸器，重沸器氣相返回線，再生塔下部，半貧液管線、貧富液換熱器富液出口等是腐蝕嚴(yán)重的部位。再生塔至硫磺回收裝置的管線、設(shè)備、儀表上的焊縫或接頭處因腐蝕泄漏。（11）換熱器中流動(dòng)的是待加熱及待冷卻的甲基二乙醇胺，易發(fā)生由于腐蝕穿孔和減薄導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸事故。（12）原料氣過濾分離器需定期清洗或更換過濾元件，因分離器內(nèi)含有大量的易自燃的硫化鐵，操作不當(dāng)可能引發(fā)火災(zāi)，甚至爆炸事故。過濾分離器更換濾料時(shí)，可能因閥門泄漏造成人員中毒。（13）原料氣過濾分離器排出的污水含有硫化鐵，操作不當(dāng)易引發(fā)火災(zāi)，甚至爆炸。（14）貧液循環(huán)泵的葉輪，在使用過程中由于氣穴腐蝕引起大量蝕坑，嚴(yán)重處成海綿狀。（15）含硫天然氣自上游來的溫度高，影響吸收塔中H2S的吸收效果，造成濕凈化氣中H2S含量超標(biāo)，對(duì)下游裝置造成損壞，導(dǎo)致人員中毒。

2 脫水裝置運(yùn)營期的危險(xiǎn)性分析

（1）濕凈化氣脫水時(shí)，TEG吸收塔、TEG閃蒸罐、TEG再生塔、TEG緩沖罐、TEG再生氣分流罐、產(chǎn)品氣分離器等在不同壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，在出現(xiàn)液位過低、相關(guān)閥門未關(guān)閉或緊急停電等情況下，可能造成高壓氣竄入較低的壓力容器，從而引發(fā)管線或壓力容器破裂的事故。（2）脫水裝置停止循環(huán)后，如果高、中、低系統(tǒng)之間的隔斷閥門內(nèi)漏，可能發(fā)生竄壓事故。（3）當(dāng)設(shè)備內(nèi)的操作壓力超過其設(shè)計(jì)壓力時(shí)，將可能損壞設(shè)備，引起有毒及可燃?xì)怏w的泄漏，從而導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生。（4）設(shè)備或管線及其焊縫、接頭、墊圈、儀表、閥門等因少量硫化氫、二氧化碳等的腐蝕而造成泄漏，但因裝置處理的是凈化天然氣，其腐蝕程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原料氣的腐蝕。（5）高溫管道和高溫設(shè)備存在高溫燙傷的危險(xiǎn)。（6）脫水工藝TEG循環(huán)泵、補(bǔ)充泵等設(shè)備存在噪聲、振動(dòng)的危害。

3 硫磺回收裝置運(yùn)營期的危險(xiǎn)性分析

（1）酸氣分離器因竄氣導(dǎo)致管線、壓力容器破裂，從而導(dǎo)致人員中毒事故。（2）緊急停電時(shí)，主燃燒爐供風(fēng)突然停止，如果酸氣關(guān)閉不及時(shí)或泄漏，則酸氣可能通過空氣管線從風(fēng)機(jī)入口倒出造成酸氣中毒。（3）當(dāng)裝置突然發(fā)生停電時(shí)，酸性氣反串入空氣管線，從風(fēng)機(jī)入口泄漏造成酸氣中毒、裝置停工事故。（4）主燃燒爐點(diǎn)火時(shí)，可能因未認(rèn)真對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行徹底吹掃（尤其是點(diǎn)火失敗后的再點(diǎn)火）或因點(diǎn)火工具不可靠（特別是點(diǎn)火槍）以及直接利用爐膛高溫引燃酸氣點(diǎn)火時(shí)，容易發(fā)生點(diǎn)火爆炸。（5）主燃燒爐可能在因緊急停電及酸氣系統(tǒng)波動(dòng)時(shí)而熄火，而熄火后又沒有及時(shí)切斷酸氣和空氣，則極易發(fā)生由爐膛高溫再點(diǎn)燃的爆炸事故（即熄火爆炸）。（6）主燃燒爐回火時(shí)，可能引發(fā)酸氣系統(tǒng)發(fā)生回火爆炸。（7）主燃燒爐為高溫設(shè)備，可能引發(fā)灼傷事故。（8）由于耐火及隔熱材料質(zhì)量差、施工質(zhì)量差或振動(dòng)等原因，可能使?fàn)t頂耐火材料脫落，導(dǎo)致爐膛燒穿事故。（9）硫磺回收裝置的腐蝕介質(zhì)是SO2、S（蒸氣）、H2S、CO2、H2O（蒸汽）。在裝置高溫部位——廢熱鍋爐、換熱器、冷凝器中，上述介質(zhì)與碳鋼互相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫化鐵。這種硫化鐵的保護(hù)作用小，化學(xué)腐蝕繼續(xù)進(jìn)行，如果有水進(jìn)入系統(tǒng)，則將產(chǎn)生H2SO3、H2CO3及H2S的強(qiáng)電化學(xué)腐蝕。高濃度酸氣易對(duì)設(shè)備和管線造成腐蝕、穿孔破裂，泄漏的高濃度酸氣易造成嚴(yán)重的硫化氫中毒事故。（10）酸氣放空管線、設(shè)備、儀表管線上的焊縫或接頭處因腐蝕泄漏。（11）因液硫管線內(nèi)液硫溫度在120℃以上，排放時(shí)溫降又較慢，容易造成燙傷事故。硫磺在溫度較低時(shí)易發(fā)生凝固堵塞。

4 尾氣處理裝置、酸水汽提裝置運(yùn)營期的危險(xiǎn)性分析

（1）再生塔頂回流罐與污水池間若酸氣分液罐的液位過低，酸氣外漏，將致使污水池邊的工作人員酸氣中毒。（2）尾氣焚燒爐緊急停電時(shí)，尾氣焚燒爐爐供風(fēng)突然停止，如果過程氣關(guān)閉不及時(shí)，單向閥失效或泄漏。（3）尾氣焚燒爐含硫過程氣可能通過空氣管線從風(fēng)機(jī)入口倒出，造成人員中毒。（4）尾氣焚燒爐爐內(nèi)吹掃不徹底（尤其是點(diǎn)火失敗后的再點(diǎn)火）或因點(diǎn)火工具不可靠以及直接利用爐膛高溫引燃燃料氣點(diǎn)火，可能發(fā)生點(diǎn)火爆炸。（5）尾氣焚燒爐可能因緊急停電而熄火，而熄火后又沒及時(shí)切斷燃料氣，極易發(fā)生由爐膛高溫再點(diǎn)燃的爆炸事故（熄火爆炸）。（6）余熱鍋爐缺水造成鍋爐損壞；陶瓷保護(hù)管套堵塞及爐管和管板連接處的金屬出現(xiàn)高溫硫化腐蝕，造成蒸汽和酸氣泄漏；鍋爐滿水引起蒸汽管線水擊，損壞設(shè)備管線、可能造成灼傷事故；鍋爐給水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)使?fàn)t管管壁結(jié)垢，可能發(fā)生高溫腐蝕。（7）換熱器流體為腐蝕性介質(zhì)，對(duì)管壁造成腐蝕，流體含有的固體物、懸浮物，冷卻水中的藻類、細(xì)菌、泥沙等都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)垢，對(duì)管壁造成腐蝕，引起泄漏。（8）在高溫下過程氣中的硫化氫、二氧化硫、二氧化碳等易造成設(shè)備、管線以及各焊縫或接頭處的腐蝕；溶液管線及設(shè)備中的硫化氫、胺類溶液等腐蝕而造成泄漏，造成設(shè)備損壞和中毒事故。

5 輔助生產(chǎn)設(shè)施運(yùn)營期的危險(xiǎn)性分析

5.1 硫磺成型

（1）硫磺成型車間的硫磺在成型過程中，產(chǎn)生大量硫磺粉塵對(duì)職工造成衛(wèi)生危害，且在其爆炸極限范圍（35～1400g/m3）內(nèi)遇明火發(fā)生爆炸。（2）液硫脫氣效果不良存在人員中毒危害的可能。（3）硫磺成型車間液硫池、液硫儲(chǔ)罐硫磺遇火易燃，易引發(fā)火災(zāi)。（4）排送液硫的管線，因管線內(nèi)液硫溫度在120℃以上，排放時(shí)溫降又較慢，容易造成燙傷事故。

5.2 火炬及放空系統(tǒng)

（1）放空系統(tǒng)可能由于氣液混流，即氣體管線中積存有液體，或液體管線中積存有氣體而產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，使管線劇烈振動(dòng)，甚至帶動(dòng)相連接的設(shè)備跳動(dòng)（即管線水擊事故），危險(xiǎn)性較大。（2）高壓天然氣緊急放空和硫回收裝置酸氣放空時(shí)，火炬產(chǎn)生輻射熱和噪聲。（3）由于放空管道或放空分液罐內(nèi)積液，導(dǎo)致在系統(tǒng)泄壓過程中，天然氣、酸氣、燃料氣等不能順利放空至火炬，導(dǎo)致放空管道劇烈震動(dòng)，造成放空管網(wǎng)損壞。（4）在脫硫、脫水單元進(jìn)行空氣吹掃過程中，可能發(fā)生空氣竄入火炬進(jìn)而造成火炬系統(tǒng)的閃爆事故。

6 含硫天然氣凈化廠生產(chǎn)運(yùn)營危險(xiǎn)有害因素匯總

綜合上述分析，含硫天然氣凈化廠生產(chǎn)運(yùn)營存在的主要危險(xiǎn)有害因素包括：火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息、觸電。