煤化工行业甲醇卸车装置改造措施

高小伟

(河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城 476600)

0 前言

河南龙宇煤化工有限公司原有的甲醇卸车装置自动化程度低，作业量之内所卸甲醇无法满足装置高负荷运行所需的甲醇量，因而需要对甲醇卸车装置进行改造升级，而改造升级后的甲醇卸车装置在整个卸车过程实现了自动化操作，大大提升了装置的安全性，并且减少了工作人员的劳动强度，能够很好地满足每年卸甲醇量10万t的需求。

1 原卸车装置存在的问题

原甲醇卸车装置采用活接头的金属软管连接，配3根金属软管和2台离心泵(泵之间相互备用)，同时能够卸2辆甲醇槽车，通过离心泵将甲醇输送至甲醇储罐。原卸车装置存在的问题如下：

1.1 采用活接头的金属软管连接，不符合安全要求

根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160—2008)规定，甲醇(乙类)液体应采用液下装卸车鹤管进行装车，使用金属软管不符合安全规定，而原有装置采用活接头的金属软管进行甲醇的卸车，明显安全标准不达标。

1.2 卸车时罐车VOC(挥发性有机化合物)不达标排放

原有甲醇卸车气相未收集，未设置VOC回收系统，从而使得VOC不能达标排放，造成了环境污染。

1.3 卸货能力不能满足装置生产需求

原有甲醇卸车采用2台离心泵进行输送，每台泵的流量为20 m3/h，每天卸车时长为6～8 h，甲醇每天最大卸车量达200 t，全年最大卸甲醇量为7.3万t，无法满足龙宇煤化工每年卸车甲醇量10万t的需求。

1.4 自动化程度低，劳动强度大

原有甲醇卸车装置的操作都是通过手动进行流程操作，自动化程度低。甲醇卸车期间，工作人员必须在现场看护，当罐车快卸完时，调整离心泵出口阀，避免机泵出现抽空。同时，罐车底部未卸完的甲醇需要人工排放干净，导致工人劳动强度较大。

1.5 卸车装置急停按钮和联锁装置不健全，安全标准不达标

原有甲醇卸车装置急停按钮和联锁装置不健全，未设置现场和远程的急停按钮和保护机泵的联锁装置。在整个卸车过程中，如果出现紧急情况，无法通过急停按钮和联锁装置立刻停止运行，故而在卸车过程中安全标准不达标。

1.6 采用填料密封的离心泵进行输送，在填料处，易发生泄漏

原有甲醇卸车装置采用填料密封的离心泵进行输送，在填料处，极易发生甲醇泄漏。泄漏的甲醇如若遇到明火或静电，有发生火灾或爆炸的重大安全隐患。

2 升级改造措施

针对原卸车装置的问题所采取的改造措施如下：

2.1 使用液下万向装卸车鹤管

新装置使用液下万向装卸车鹤管来代替金属软管，不仅满足新规范要求，同时提高了操作便捷性。

2.2 罐车顶部采用锁紧式密闭鹤管，气相收集进入洗涤装置

新装置的罐车顶部采用锁紧式密闭鹤管，设有氮气管线和VOC回收管线，氮气管线设置流量调节阀(手动)、气动快关阀、止回阀，VOC回收管线前端设置止回阀。当卸车时，向罐车内充氮气，补氮量略高于卸车泵的额定流量，从而避免罐车出现负压，空气进入罐车，形成爆炸空间，而多余的氮气和罐车内挥发出来的甲醇蒸气等通过VOC回收管线进入洗涤塔。通过除盐水的洗涤回收气相中的甲醇，使得VOC达到排放标准。此外，洗涤塔塔釜含醇水通过泵输送至甲醇精馏装置进行回收。为了避免补氮系统或VOC回收系统突发故障，在密封装置上设置了呼吸阀(排气压力6～8 kPa，吸气压力-3～-2 kPa)，防止故障突发。

2.3 增大卸货能力，满足生产需求

新装置的甲醇卸车采用4台高流量屏蔽泵进行输送，每个卸车泵流量为50 m3/h，每天卸车时长6～8 h，精甲醇每天最大卸车量可达600 t，粗甲醇每天最大卸车量可达600 t，满足了本公司每年卸车甲醇量10万t的需求。

2.4 自动化操作，采用顺控程序

新装置的卸车过程自动化操作，由待卸载车辆驶入卸车栈台，经工作人员安全检查及对接鹤管后，利用DCS集成控制系统，实现了一键式自动卸车操作模式。在整个卸车顺控系统中集成了三部分功能：自动化卸车、故障应急安全处置、卸车参数控制集中在顺控模块上，从而在卸车过程中实现了自动安全卸车，保证了工艺参数的正常操作，避免了因参数偏离引发的安全事故，避免操作人员误操作所带来的安全隐患。

2.5 完善联锁

新的甲醇卸车装置设置现场和DCS急停按钮联锁，每台鹤管设置静电接地失效联锁、补氮气的低流量联锁、保护机泵的低电流联锁、鹤管入口断流联锁，完善各个联锁系统，使卸车工作安全达标。

2.6 使用无泄漏机泵输送

新装置的每支卸车鹤管匹配一台甲醇卸车泵，卸车泵采用屏蔽泵，避免了甲醇介质的泄漏，消除了卸车过程中的安全隐患。

3 新的甲醇卸车装置

新的甲醇卸车装置工艺流程见图1(其中1套装卸车鹤管)，新装置采用液下装卸车鹤管，罐车顶部气相采用氮气锁紧式密闭鹤管，顶部气相收集进入洗涤装置，使VOC达标排放，并且设置有4套卸车装置，可同时进行粗甲醇和精甲醇的卸载，并且配备1套甲醇尾气洗涤塔和2台洗涤塔塔釜含醇水输送泵，使含醇水送入甲醇精馏装置进行回收甲醇的作业。

图1 卸车装置工艺流程

3.1 顺控程序

3.1.1顺控满足条件

顺控需要满足的条件有：现场每套鹤管设置确认按钮；中控设置检测确认按钮信号，确认到位信号；现场和DCS急停按钮处于复位状态(非联锁状态)；每套鹤管静电接地系统，接地信号正常；对应鹤管卸车泵的进口阀、出口阀和排液阀处于关闭状态；鹤管入口断流开关未触发。

3.1.2顺控程序

以1#鹤管为例，其余2#、3#、4#鹤管程序相同。中控启动1#鹤管按钮，启动前需确认以下几步：现场确认1#鹤管允许启动按钮按下；现场确认1#鹤管现场急停按钮未按下；确认1#鹤管DCS急停按钮未按下；确认1#～4#鹤管现场总急停按钮未按下；确认1#～4#鹤管DCS总急停按钮未按下；接地报警开关信号未激活；液位报警开关信号未激活；确认1#鹤管对应卸车泵的进口阀、出口阀、进口排液阀、出口排液阀和氮气调节阀均处于关闭状态。以上任何一步未确认到位都无法进行下一步装车程序。

1#鹤管顺控流程见图2，具体流程如下：①顺控程序处于自动状态，输入货重，中控启动1#鹤管按钮，1#鹤管对应卸车泵出口流量计清零；②卸车泵的进口阀、出口排液阀、氮气阀门打开；③反馈信号到位，出口排液阀开信号延时60 s；④充分排气后卸车泵启动，反馈信号到位，延时2 s，出口阀打开；⑤待卸车泵出口流量 ≥10 m3/h，启动计时器，延时2 s，出口排液阀关闭；⑥此时处于卸车状态，等待1#鹤管入口断流开关触发(或卸车泵出口累计流量≥货重×98%)，启动计时器，延时2 s，卸车泵停泵；⑦启动计时器，延时1 s，出口阀关闭，进口排液阀打开；⑧启动计时器，延时300 s，此时处于罐车底部残液排放状态，300 s后进口排液阀、进口阀和氮气阀门关闭；⑨提示卸车完成。

图2 1#鹤管顺控流程

3.2 联锁说明

①现场设置共计5个急停按钮：1台总按钮(设置巡检室内，触发后，4套鹤管全部停运)，每套鹤管设置1台停车按钮(设置在鹤管附近，触发后，对应鹤管停运)；②DCS设置紧急停车按钮(软按钮)，5个急停按钮：1台总按钮(触发后，4套鹤管全部停运)，每套鹤管设置1台停车按钮(触发后，对应鹤管停运)；③每台鹤管设置静电接地系统(鹤管自带)，接地失效，对应鹤管停运；④补氮气的低流量联锁，氮气流量低于最小流量时，对应鹤管停运；⑤为避免卸车泵长时间断流或长时间无流量(或低于最小流量)，设置泵低电流联锁；⑥鹤管入口断流系统(鹤管自带)，触发后对应鹤管停运。

4 结语

针对原有甲醇卸车装置的升级改造进行了探讨研究，解决了原有装置的各类问题。改造升级后的甲醇卸车装置不仅提高了自动化程度，减少了工作人员的操作，而且完善了联锁系统，确保了甲醇卸车的安全可靠性，在此基础上大大提升了甲醇卸车量，从而确保了公司每年所需的甲醇用量。