延迟焦化装置重污油罐动火的工艺处置与安全控制措施
2020-12-10何玉双王乐毅
何玉双,王乐毅
(中国石化 洛阳分公司 ,河南 洛阳 471012)
0 前言
洛阳石化延迟焦化装置的重污油收集罐V1404敞口通大气,在收储污油过程中会挥发油气,如果不进行有效的回收利用,一方面会造成一定的油气损失、减少经济效益;另一方面也会带来极大的环保问题及安全隐患[1]。延迟焦化装置对重污油罐增上VOCs治理设施。设计方案为重污油罐顶的VOC收集进低压瓦斯系统,需要在重污油罐罐顶新增远传压力表一台(DN25);全天候阻火呼吸阀一台(DN150);紧急泄压人孔一台(DN150);补氮线一条(DN25),补氮线增上流量计、过滤器、调节阀、就地压力表及限压孔板各一台;DN80罐顶气出口线一条(利旧原罐放空口),出口线上增上DN100阻火器一台,气动切断阀一台,见图1。必须对重污油罐动火处理,其安全非常重要。
图1 重污油罐顶开口示意图
1 重污油罐的处置过程
焦化装置重污油罐的储存容积为549 m3,操作压力(-200~1 800 Pa),操作温度108 ℃,外形尺寸为8 000 mm×12 858 mm,重污油罐主要接收焦炭塔预热时放空系统产生的污油,主要为蜡油成分,每24 h或者36 h进料一次,进料时间为2~3 h,总进料量为30 t。按照设计的要求和进度需要在2019年装置大检修过程中对重污油罐动火甩头,作业涉及受限空间作业和动火作业,并且重污油罐顶动火开口尚属首次,中毒窒息、火灾爆炸风险较大,同类装置重污油罐也发生着火事故,因此需要执行重污油罐专项处置方案。
1.1 重污油罐的工艺隔离措施
重污油罐处置的原则为:先对停工过程中重污油罐产生的污油进行外送,低于抽出线的部分人工清理,然后对重污油罐进行上水、水洗,加装盲板,合格后进行动火处理。
在装置停工吹扫期间对重污油罐的各个管线进行吹扫,重污油返罐线、重污油回炼线、撇油线、污油罐的返罐线在各个给汽点给汽吹扫24 h,各个管线的低点排凝检查没有污油后停止给汽,需要在污油罐气相至重污油罐的管线上动火开口,此条管线单独增加3 h的吹扫时间。然后将各个管线的阀门关闭后,在后法兰处用盲板隔离,见表1。
图2 重污油罐的流程示意图
表1 重污油罐盲板隔离及阀门关闭确认
1.2 重污油罐作业的风险分析
重污油经过工艺处置,加装盲板后,需要对重污油罐中残留的污油进行清理,清理干净后进行动火作业。主要涉及受限空间作业和动火作业,作业前辨识作业的风险,是预防事故的基础[2]。采用预危害识别分析方法对重污油罐的动火作业进行风险识别,主要风险如下:①中毒和窒息。重污油罐作为受限空间,积聚的有毒有害气体不易消散,在一定的浓度下被施工人员吸入后会引起中毒,主要有毒有害的介质为硫化氢。硫化氢为无色具有臭鸡蛋味的气体。硫化氢是强烈的神经毒物,可引起急性中毒。在石油加工行业特别是加工高含硫原油企业中,由于接触硫化氢引起的中毒事故时有发生[3]。②缺氧窒息。由于重污油罐是一个密闭的空间,往往通风不良,人员进出口窄小,再加上受限空间内的各类作业,使得本来就窄小的空间内的环境变得更加恶劣,氧含量浓度下降,造成人体缺氧而窒息。另外重污油中含有的硫醚、硫醇等恶臭物质很容易造成人员呼吸困难,造成人身伤害事故。③火灾和爆炸。重污油罐在停工过程中储存过蜡油,平时作为污油的储罐,有大量的烃类挥发与空气混合,易形成爆炸性混合气体,遇点火源发生闪爆。通过对重污油罐的罐顶气进行分析,挥发出的油气主要是烷烃C3~C6组分,相对密度为0.78~0.97,爆炸极限为1.1%~8.8%(体积分数),对重污油罐的罐顶进行动火开口,存在很大的着火爆炸的风险。
2 重污油罐作业过程中的安全控制措施
针对重污油罐在清罐过程中有毒有害气体、缺氧窒息、易燃易爆的风险,制定专项的安全方案。重污油罐在工艺处置结束后,首先将重污油罐顶部的透光孔、人孔和底部排凝打开,用长管式鼓风机对罐进行通风,用细绳绑好多功能检测仪在罐面及罐内不同位置进行检测,检测到有毒有害气体和可燃气体合格后(氧含量应为19.5%~23.5%,硫化氢<10 mg/m3,可燃气体<20%LEL),清罐人员佩戴四合一报警仪和头戴式LED安全灯(可选择佩戴长管正压式呼吸器),采用平锹对罐底和罐壁的固体沉淀物进行清理。罐内作业人员工作时间不能超过30 min,安排专人每2 h对重污油中的氧含量进行分析一次;若作业期间报警仪报警,监护人员应配和作业人员立即撤离,启动应急预案。将清出的污油统一运送至固废处理场。由于装置已经运行11年,重污油开口改造属于首次,重污油罐的人工清理并不能保证完全清理干净,油气管壁和罐底部仍然会残留大量的重污油,在密闭的空间中仍然存在挥发性油气,罐顶切割动火仍然有火灾爆炸的可能。经过与燕化注安团队的探讨,决定利用消防水对重污油罐进行上水,利用重污油东南角的高压消火栓对重污油罐进行水洗,选择DN65的消防水管与消火栓相连,对污罐进行上水,液位90%后停止上水,对污油罐顶部及污油罐上部空间进行化验分析,化验合格后对顶部进行切割开孔,即使有火花跌落,也落入水面,减少了污油罐爆炸的可能。
3 结语
由于罐顶气治理项目的需要,焦化装置需要对重污油罐进行动火改造,主要涉及受限空间作业和动火作业,而重污油罐中的污油彻底清理干净,通过对作业过程进行风险分析并采取有效的管控措施,避免了作业过程中人身、设备事故的发生,保证了项目的顺利实施。