天然氣凈化裝置加氫反應(yīng)器催化劑更換無氧作業(yè)安全管控

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（中石化廣元天然氣凈化有限公司 四川 628400）

某天然氣凈化裝置年處理高含硫原料氣能力40億立方米，年產(chǎn)凈化氣能力34億立方米，年產(chǎn)硫磺能力30萬噸。主裝置共有四套聯(lián)合裝置，主要凈化處理高含硫天然氣。根據(jù)壓力容器、壓力管道法定檢驗(yàn)要求，每年開展一套聯(lián)合裝置大檢修，其中涉及無氧作業(yè)1項(xiàng)為加氫反應(yīng)器催化劑更換，要在氮?dú)猓o氧）條件下進(jìn)入容器內(nèi)部更換催化劑，工期3天，主要存在催化劑與氧氣反應(yīng)自燃風(fēng)險(xiǎn)，人員進(jìn)入無氧環(huán)境作業(yè)窒息、中毒風(fēng)險(xiǎn)。

圖1

加氫反應(yīng)器位于聯(lián)合裝置尾氣處理單元，安裝高度約15m，頂部底部共設(shè)置2層平臺，作業(yè)區(qū)域位于頂部人孔。反應(yīng)器使用的催化劑為國內(nèi)催化劑廠家提供，主要成分為氧化態(tài)的Co/Mo-Al2O3，不具有可燃性，常溫下性能穩(wěn)定。在生產(chǎn)中，加氫催化劑的活性組分是硫化鈷、硫化鉬，遇到氧氣緩慢氧化放熱，氧化后會影響催化劑活性。停工檢修時(shí)硫化態(tài)催化劑鈍化為氧化態(tài)所需條件苛刻，可能造成反應(yīng)器床層飛溫，徹底鈍化難度較大，通常向反應(yīng)器內(nèi)部連續(xù)補(bǔ)充氮?dú)獗３治⒄龎?，避免氧氣進(jìn)入與催化劑發(fā)生氧化反應(yīng)。

表1 加氫反應(yīng)器參數(shù)表

1.工程技術(shù)措施

(1)配齊安全設(shè)施確保作業(yè)本質(zhì)安全

配備2套長管式空氣呼吸器，一開一備，采用組合式供氣系統(tǒng)進(jìn)行供風(fēng)，供氣氣路內(nèi)含鋼絲，具有阻火性、耐彎折、抗壓性能。供電系統(tǒng)使用兩路供電，一用一備，配置專用防爆電源箱1臺，將電壓轉(zhuǎn)換成12V安全電壓后供應(yīng)防爆行燈。催化劑撇劑過程中產(chǎn)生的大量粉塵采用三級除塵設(shè)備全部收集。

圖2

(2)配置專項(xiàng)工具實(shí)施催化劑更換作業(yè)

作業(yè)時(shí)配備銅鍬和木耙子，進(jìn)出容器采用專用軟梯，撇出催化劑時(shí)采用φ100mm專用鋼絲膠管。

(3)嚴(yán)格落實(shí)特殊作業(yè)全過程視頻監(jiān)控

配置一臺?？低暦辣曨l監(jiān)控終端和一臺互聯(lián)式氣體檢測儀對作業(yè)全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和氣體監(jiān)測，視頻具有實(shí)時(shí)傳輸功能和夜間紅外監(jiān)控能力。

圖3

2.管理措施

(1)嚴(yán)格承包人員入廠準(zhǔn)入

聯(lián)合裝置催化劑更換作業(yè)項(xiàng)目共計(jì)10人，作業(yè)人員全部取得硫化氫和HSE證，項(xiàng)目經(jīng)理持安全B證，安全員持安全C證。所有人員不超過55歲，無職業(yè)禁忌癥。

(2)強(qiáng)化無氧作業(yè)現(xiàn)場管控

制定專項(xiàng)施工方案，明確作業(yè)程序和安全管理要求。作業(yè)前嚴(yán)格辦理受限空間許可證，落實(shí)雙監(jiān)護(hù)。每次進(jìn)入容器作業(yè)限制1人，作業(yè)環(huán)境溫度小于45℃，作業(yè)時(shí)間不大于1h輪換一次。作業(yè)過程中指定專人監(jiān)護(hù)供氣系統(tǒng)，現(xiàn)場作業(yè)點(diǎn)設(shè)置監(jiān)護(hù)人員佩戴便攜式H2S報(bào)警儀，站在人孔上風(fēng)口一米處警戒帶外，實(shí)時(shí)注意視頻監(jiān)控，觀察反應(yīng)器內(nèi)作業(yè)人員狀態(tài)，并每隔10min使用對講機(jī)與其溝通一次。

(3)重點(diǎn)防范催化劑自燃

圖4

持續(xù)向反應(yīng)器內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)獗３治⒄龎海鳂I(yè)時(shí)每兩小時(shí)開展一次氣體分析，氮?dú)鉂舛缺ＷC≥99%。中心控制室內(nèi)操實(shí)時(shí)監(jiān)視容器溫升變化現(xiàn)場每小時(shí)用測溫儀測量反應(yīng)器內(nèi)溫度，與中控室DCS溫度進(jìn)行比對，防止催化劑自燃超溫。

3.個體防護(hù)措施

一是容器內(nèi)作業(yè)人員穿防靜電連體服，作業(yè)時(shí)全程佩戴長管式呼吸器，佩戴安全帶、系掛安全繩，地面作業(yè)人員全部佩戴過濾式口罩。

二是長管式空氣呼吸器、備用急救鋼瓶、安全繩、安全帶等個體防護(hù)裝備每天作業(yè)前開展檢查。

4.應(yīng)急措施

（1）配置組合式供氣系統(tǒng)進(jìn)行全程供氣。供氣系統(tǒng)安裝了低壓自動報(bào)警裝置（氣壓降至0.4MPa自動報(bào)警）和斷電自動報(bào)警裝置（斷電時(shí)自動報(bào)警），氣管兩端接口安裝連接保險(xiǎn)卡扣，防止外力扯開端口。同時(shí)設(shè)置兩個儲氣罐1.6m3（一個1m3和一個0.6m3）在斷電或壓力低于0.4MPa后，能保證1人持續(xù)供氣30min。

（2）進(jìn)出口設(shè)置逃生三腳架，人員佩戴安全帶、系掛安全繩。三腳架可承受200kg重量，具有電動操作和手動操作功能。作業(yè)人員作業(yè)時(shí)，安全繩系掛到三腳架上進(jìn)出反應(yīng)器，緊急情況可利用三腳架逃生，實(shí)現(xiàn)無進(jìn)入式救援。

（3）備用急救鋼瓶突發(fā)情況時(shí)開展應(yīng)急救援。配置1臺容積為2L的正壓式空氣呼吸器作為緊急備用。氣瓶設(shè)置專用接口可與供氣系統(tǒng)連接，具有自主切換功能，當(dāng)供氣主機(jī)停止供氣時(shí)或外部供氣管線斷裂時(shí)，系統(tǒng)自動切換至氣瓶供氣。

（4）檢修現(xiàn)場全程駐守1臺醫(yī)療救護(hù)車和2名救護(hù)人員，配置氧氣袋和除顫儀；作業(yè)現(xiàn)場配置二氧化碳滅火器2具和干冰200kg，防止催化劑自燃。

5.總結(jié)

近年來，化工企業(yè)大檢修事故頻發(fā)，不僅造成人員傷亡，影響檢修復(fù)產(chǎn)，還給企業(yè)帶來一定社會負(fù)面影響。催化劑更換無氧作業(yè)技術(shù)已較為成熟，采取措施后能夠有效管控、消減作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，下一步還將積極與研究院、催化劑生產(chǎn)廠家等單位進(jìn)行技術(shù)交流，停工檢修前實(shí)施催化劑鈍化，徹底避免無氧作業(yè)環(huán)境。