天然气净化装置加氢反应器催化剂更换无氧作业安全管控

2021-08-31张天保

当代化工研究 2021年16期

＊张天保

（中石化广元天然气净化有限公司四川 628400）

某天然气净化装置年处理高含硫原料气能力40亿立方米，年产净化气能力34亿立方米，年产硫磺能力30万吨。主装置共有四套联合装置，主要净化处理高含硫天然气。根据压力容器、压力管道法定检验要求，每年开展一套联合装置大检修，其中涉及无氧作业1项为加氢反应器催化剂更换，要在氮气（无氧）条件下进入容器内部更换催化剂，工期3天，主要存在催化剂与氧气反应自燃风险，人员进入无氧环境作业窒息、中毒风险。

图1

加氢反应器位于联合装置尾气处理单元，安装高度约15m，顶部底部共设置2层平台，作业区域位于顶部人孔。反应器使用的催化剂为国内催化剂厂家提供，主要成分为氧化态的Co/Mo-Al2O3，不具有可燃性，常温下性能稳定。在生产中，加氢催化剂的活性组分是硫化钴、硫化钼，遇到氧气缓慢氧化放热，氧化后会影响催化剂活性。停工检修时硫化态催化剂钝化为氧化态所需条件苛刻，可能造成反应器床层飞温，彻底钝化难度较大，通常向反应器内部连续补充氮气保持微正压，避免氧气进入与催化剂发生氧化反应。

表1 加氢反应器参数表

1.工程技术措施

(1)配齐安全设施确保作业本质安全

配备2套长管式空气呼吸器，一开一备，采用组合式供气系统进行供风，供气气路内含钢丝，具有阻火性、耐弯折、抗压性能。供电系统使用两路供电，一用一备，配置专用防爆电源箱1台，将电压转换成12V安全电压后供应防爆行灯。催化剂撇剂过程中产生的大量粉尘采用三级除尘设备全部收集。

图2

(2)配置专项工具实施催化剂更换作业

作业时配备铜锹和木耙子，进出容器采用专用软梯，撇出催化剂时采用φ100mm专用钢丝胶管。

(3)严格落实特殊作业全过程视频监控

配置一台海康威视防爆视频监控终端和一台互联式气体检测仪对作业全过程进行实时监控和气体监测，视频具有实时传输功能和夜间红外监控能力。

图3

2.管理措施

(1)严格承包人员入厂准入

联合装置催化剂更换作业项目共计10人，作业人员全部取得硫化氢和HSE证，项目经理持安全B证，安全员持安全C证。所有人员不超过55岁，无职业禁忌症。

(2)强化无氧作业现场管控

制定专项施工方案，明确作业程序和安全管理要求。作业前严格办理受限空间许可证，落实双监护。每次进入容器作业限制1人，作业环境温度小于45℃，作业时间不大于1h轮换一次。作业过程中指定专人监护供气系统，现场作业点设置监护人员佩戴便携式H2S报警仪，站在人孔上风口一米处警戒带外，实时注意视频监控，观察反应器内作业人员状态，并每隔10min使用对讲机与其沟通一次。

(3)重点防范催化剂自燃

图4

持续向反应器内补充氮气保持微正压，作业时每两小时开展一次气体分析，氮气浓度保证≥99%。中心控制室内操实时监视容器温升变化现场每小时用测温仪测量反应器内温度，与中控室DCS温度进行比对，防止催化剂自燃超温。

3.个体防护措施

一是容器内作业人员穿防静电连体服，作业时全程佩戴长管式呼吸器，佩戴安全带、系挂安全绳，地面作业人员全部佩戴过滤式口罩。

二是长管式空气呼吸器、备用急救钢瓶、安全绳、安全带等个体防护装备每天作业前开展检查。

4.应急措施

（1）配置组合式供气系统进行全程供气。供气系统安装了低压自动报警装置（气压降至0.4MPa自动报警）和断电自动报警装置（断电时自动报警），气管两端接口安装连接保险卡扣，防止外力扯开端口。同时设置两个储气罐1.6m3（一个1m3和一个0.6m3）在断电或压力低于0.4MPa后，能保证1人持续供气30min。

（2）进出口设置逃生三脚架，人员佩戴安全带、系挂安全绳。三脚架可承受200kg重量，具有电动操作和手动操作功能。作业人员作业时，安全绳系挂到三脚架上进出反应器，紧急情况可利用三脚架逃生，实现无进入式救援。

（3）备用急救钢瓶突发情况时开展应急救援。配置1台容积为2L的正压式空气呼吸器作为紧急备用。气瓶设置专用接口可与供气系统连接，具有自主切换功能，当供气主机停止供气时或外部供气管线断裂时，系统自动切换至气瓶供气。

（4）检修现场全程驻守1台医疗救护车和2名救护人员，配置氧气袋和除颤仪；作业现场配置二氧化碳灭火器2具和干冰200kg，防止催化剂自燃。