分析煉油化工裝置中存在的風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避措施

◎嚴(yán)凱

分析煉油化工裝置中存在的風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避措施

◎嚴(yán)凱

煉油廠主要由煉油化工裝置和輔助設(shè)施構(gòu)成，其中煉油化工裝置的作用是通過加工，將原油變?yōu)橐后w狀的重質(zhì)燃料和輕質(zhì)燃料。但在這一工程中，化工裝置存在嚴(yán)重的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)和火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)，而如何規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)在保證煉油廠的安全生產(chǎn)中具有重要的作用。

為了滿足社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煉油化工裝置逐漸向復(fù)雜化和大型化方向發(fā)展，但如何防范其中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)成了行業(yè)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。盡管煉油化工企業(yè)不一定都使用相同的裝置和設(shè)備，但從化工裝置的工作性質(zhì)而言，煉油化工裝置卻普遍存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)和火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)此，本文筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，淺析煉油化工裝置存在的風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避措施。

腐蝕風(fēng)險(xiǎn)

腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的分析

煉油化工裝置存在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：

在煉油工藝流程中，常減壓蒸餾裝置的塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)一般在100℃的環(huán)境中工作，而在無機(jī)鹽的影響下，這一系統(tǒng)極易發(fā)生低溫腐蝕，其腐蝕形態(tài)主要表現(xiàn)為碳鋼減薄。通常情況下，H4C和HCl不會腐蝕設(shè)備，但在氣相變液相處結(jié)露的作用下，會出現(xiàn)HCl-H2S-H2O的腐蝕介質(zhì)。另外，用在鍋爐和加熱爐中的燃料一般含有1～2.5%的硫化物，其中的硫經(jīng)過燃燒會生成SO2。當(dāng)溫度在400℃以下時(shí)，與水蒸氣生成稀硫酸，當(dāng)溫度降到150～170℃時(shí)，稀硫酸結(jié)露，在鍋爐和加熱爐空氣預(yù)熱器的受熱面發(fā)生低溫硫酸腐蝕。

在煉油化工裝置中，高溫腐蝕源自硫化物、環(huán)烷酸。硫化物腐蝕一般出現(xiàn)在減壓爐、常壓爐、壓力塔和減壓塔等部位，究其原因?yàn)闊捰驮贖2S環(huán)境中的設(shè)備壁溫度超過250℃。針對環(huán)烷酸腐蝕，當(dāng)溫度低于220℃時(shí)，腐蝕最為嚴(yán)重的當(dāng)屬常減壓的減二、三線。這一腐蝕過程并不激烈，而是在溫升作用下逐漸加劇，并在溫度升高到280℃以后，溫度每升高55℃，低合金鋼和碳鋼中環(huán)烷酸的腐蝕速度加大3倍，直到溫度升至385℃才停止，究其原因?yàn)榄h(huán)烷酸的沸點(diǎn)為280℃，當(dāng)溫度升高至350℃以后，在H2S的影響下，環(huán)烷酸的腐蝕速度隨溫升逐漸下降。綜上，高溫腐蝕具有如下特點(diǎn)：金屬表面潔凈、光滑；在高流速時(shí)，會在液流方向產(chǎn)生溝槽，而在低流速時(shí)，會產(chǎn)生孔洞。

腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避

結(jié)合上述內(nèi)容，筆者認(rèn)為應(yīng)從如下方面規(guī)避煉油化工裝置存在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)：

HCl-H2S-H2O系統(tǒng)的低溫防腐。在低溫HCl-H2S-H2O狀態(tài)下，應(yīng)堅(jiān)持裝置防腐+材料防腐的方案。其中，裝置防腐是指“一脫四注”，即深度脫原油中的鹽分、原油在脫鹽后注堿及從塔頂?shù)酿s出線注氨、緩蝕劑和水。據(jù)此，“一脫四注”的原理如下：首先去除原油中的雜質(zhì)，然后再利用中和反應(yīng)產(chǎn)生的酸性腐蝕介質(zhì)來改變腐蝕的具體形態(tài)，最后再在設(shè)備的表面形成防護(hù)屏障。

高溫防腐與選材。高溫腐蝕主要表現(xiàn)為H2-H2S的腐蝕，因此可通過優(yōu)選材料來實(shí)現(xiàn)防腐的目的，但在選材時(shí)，應(yīng)注意如下事項(xiàng)：一是依據(jù)壓力設(shè)備的設(shè)計(jì)溫度和H2S的濃度，并在參考腐蝕圖的基礎(chǔ)上確定設(shè)備的腐蝕率，即當(dāng)腐蝕率大于0.2mm/a時(shí)，最好選用堆焊不銹鋼結(jié)構(gòu)或不銹鋼復(fù)合板；二是不銹鋼復(fù)合鋼板的復(fù)層厚度應(yīng)大于3mm，且盡量選用OCr13等低碳類不銹鋼板；三是不銹鋼堆焊層盡量采用雙層堆焊，其中表面層選用OOCr20Ni10Nb；過渡層選用OOCr25Ni13。

火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)

煉油化工裝置具有生產(chǎn)規(guī)模大、物料性質(zhì)和工藝過程復(fù)雜等特點(diǎn)。其中，物料性質(zhì)復(fù)雜表現(xiàn)為石油、烴類等原材料、（半）成品具有易爆、易燃等特性，且其燃燒速度快及爆炸危險(xiǎn)性高，同時(shí)部分物質(zhì)具有一定的毒性；工藝過程復(fù)雜表現(xiàn)為煉油產(chǎn)品的種類較多且不同產(chǎn)品對工藝條件的要求有所不同，同時(shí)在工藝工程幾乎都采用了高壓、高溫、高空速和高真空等工藝控制參數(shù)，這無疑在一定程度上增加了火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性。總之，煉油化工裝置具有極高的火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)，且極易引發(fā)連鎖式的燃燒爆炸?？梢姡O(shè)法規(guī)避煉油化工裝置中存在的火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)非常必要，具體可采取如下規(guī)避措施：

嚴(yán)防可燃物料泄漏，具體措施如下：執(zhí)行定時(shí)巡檢制度和定期檢修制度，以防腐蝕泄漏和超壓泄漏，并對法蘭、焊縫和管線接線處等進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

嚴(yán)防靜電、火花、明火、電氣、高溫和雷電。1.明火的防控：煉油化工生產(chǎn)中盡量不用明火，而改用電熱、蒸汽、過熱水等；在使用明火設(shè)備時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格密閉，并盡量避開可能存在蒸氣或易燃?xì)怏w泄漏的設(shè)備和罐體；進(jìn)入易燃易爆區(qū)的人嚴(yán)禁攜帶煙火，并在這一區(qū)域使用防爆照明設(shè)備；嚴(yán)管進(jìn)入可燃可爆區(qū)的車輛，其中機(jī)動車的排氣管上應(yīng)裝設(shè)阻火器，而電瓶車禁止進(jìn)入。2.高溫的防控，具體可采取隔熱控制措施來減少或截?cái)酂崃康膫鬟f，以免其與易燃可燃物料接觸。3.火花的防控，即：重視煉油化工裝置的維護(hù)和管理，以降低機(jī)械的傳動和轉(zhuǎn)動摩擦力；在設(shè)備的維檢修中，盡量減少工具設(shè)備的掉落和碰撞；推廣使用銅制工具，以防出現(xiàn)沖擊或摩擦火花。4.電氣的防控要求如下：重視電氣設(shè)備的維檢修和保養(yǎng)，以確保防爆措施落到實(shí)處；按要求選用防爆設(shè)備及分室隔離安裝電氣設(shè)備，并確保其接地可靠等。5.針對靜電，一般通過工藝控制來減少靜電的產(chǎn)生、加速靜電的消散及在靜電積累時(shí)快速隔離可燃物料等，而雷電的控制方式為采取防避雷措施。

生產(chǎn)過程的防控。針對煉油化工裝置中存在的火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)，在生產(chǎn)過程中，可通過逐級推行消防安全責(zé)任制及崗位責(zé)任制來強(qiáng)化消防安全管理，同時(shí)嚴(yán)控生產(chǎn)的工藝條件，以降低發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的幾率，具體措施如下：一是嚴(yán)控反應(yīng)溫度；二是將系統(tǒng)的壓力控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以防超壓引起可燃物料外泄；三是組織開展崗位培訓(xùn)和消防安全教育，以防在生產(chǎn)過程出現(xiàn)誤操作。

煉油化工裝置存在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)和火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)具有一定的潛在特性，因此在實(shí)際工作中，應(yīng)重視裝置的日常巡檢，并按需優(yōu)化生產(chǎn)工藝。另外，針對巡檢中發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)全面分析問題的成因和特征，然后再據(jù)此提出相應(yīng)的防治措施，從而維護(hù)煉油化工裝置的正常工作狀態(tài)。

（作者單位：海工英派爾工程有限公司）