总图布局不合理导致空分系统新风吸入总烃含量超标的安全隐患和补救策略

何绍江

(中谷石化(珠海)集团有限公司 HSSE部，广东 珠海 519050)

某石化企业全厂性高架火炬、全厂污水处理场位于空分装置常年最大频率风向的上风侧，在系统不稳定排放工况下易造成空分系统新风吸入总烃含量超标停车，存在引起其他系统联锁停车的安全风险[1]。

从2020年9月7日空分装置开工至2020年10月20日，出现总烃含量超标导致多次工艺指标超标报警。同期化工装置2020年10月处于投产调试阶段，火炬排放量不稳定。历史数据和记录显示2020年10月14日空分装置因冷箱1、3-丁二烯、非甲烷总烃检测高报紧急停车；煤制氢因缺少氧气供应，同步停工；同时因为氢气供应受限，相关装置降负荷生产或热备。

为有效消减安全风险、消缺安全隐患,该石化企业开展了从设计、无组织排放检测、有组织排放控制、在线测控系统完善、操作参数监控、空分系统操作方案修订、应急联动等系统全面的专项消缺整改、验证评估和优化闭环[2-3]。

1 严控全厂火炬气排放，保证火炬充分燃烧

2020年10月份以来，该企业严控全厂火炬气排放。一是组织各装置全面排查与火炬管线相连的控制阀、安全阀、手阀的内漏问题，针对问题分析原因，制定整改措施，明确责任人，组织实施整改，有效减少火炬排放。二是全面排查采用分程控制排火炬的储罐压力控制系统，合计58个分程控制回路都增加了2%的缓冲期，有效减少了工艺气体排火炬的量。三是加强对各装置排放火炬的管理，补充完善公司火炬排放考核细则，严肃考核事前不通知调度的排火炬行为。四是加强工艺纪律和操作纪律检查，督促操作人员提高巡检和监盘质量，减少装置波动，杜绝非计划停工，大幅降低了火炬气的排放量及着火时间。五是督促储运中心加强对火炬管控岗位人员的培训，提高职工操作技能，确保火炬出现异常排放时，能够及时调整火炬消烟蒸汽，保证火炬完全燃烧。

2 严管全厂无组织排放，杜绝VOCs的无序排放

一是对污水处理场生化池顶盖增加密封条，防止VOCs气体泄漏，同时将生物除臭排放尾气由现场排大气改为通过专线送进动力锅炉焚烧，现场烃类排放明显降低。二是机动工程部组织第三方红外成像检测单位，对空分周边的装置、化工产品罐区的漏点进行全面排查，及时消除漏点。三是加大对各装置泄漏点的检查和处理，组织各运行部(中心)进行拉网式检查，全面排查和治理装置外漏点，杜绝VOCs的无序排放。开展LDAR泄漏检测与修复，从2020年底起对全厂723541个密封群组进行了全部的检测，对3165个泄漏点中的3161个点进行了修复和复测，剩余4个点延期修复，从生产系统可能泄漏源头控制VOC无组织意外排放。四是加强空分周边环境的总烃分析检测，对污水应急池、污水处理场及空分装置等区域的空气质量进行定点、定时检测，摸清周边设施VOCs排放情况，掌握空分装置周围空气VOCs含量的变化，对有异常的部位及时组织整改。

3 加强空分装置管理，确保装置安全平稳运行

一是邀请空分装置专利商(法液空)、中石化、液化空气(杭州)、洛阳工程公司、宁波院等20多位专家深入分析影响空分装置安全平稳运行的因素，专家要求必须严格执行专利商法液空公司的操作指南，保证装置主冷凝蒸发器运行安全。二是做好空分装置在线分析仪表的校验维护工作。2020年10月底对接在线分析仪厂家的工程师深入现场全面清理在线分析仪表的元器件，用标气重新校验和标定在线分析仪表，更换了在线分析仪表中的4个样气线上稳压阀，提高样气流量稳定性，确保在线分析仪表测量数据的精准度。三是在空分装置中压塔中新增一台烃类在线分析仪(见图1)，实行并联两台在线分析仪准确监控液氧中烃类含量，从而提高主冷烃类监测的准确度(见图2)，为装置安全运行提供可靠监控手段。四是对空分装置运行参数进行了调整优化，加大液氧抽出量、降低分子筛入口温度及分子筛切换频率、保证主冷全浸操作等措施，有效降低液氧中的烃类集聚的风险。五是做好液氮、液氧的储备，保证POX装置约3天的用量，一旦空分装置吸入口烃含量达到专利商的手动停车条件，则马上紧急停下空分装置，等空气质量正常后再恢复开车，半天时间就能恢复正常，不影响炼油化工装置的安全平稳运行。

图1 新增色谱仪安装图 图2 DCS新增烃类在线监测

4 空分装置运行情况评估

从2020年11月5日至2021年4月27日空分装置主冷凝蒸发器烃类含量均未发生过超标的情况(见图3、图4)，根据近半年时间空分装置的运行情况及空气检测结果，基本判断所采取的措施效果显著，能确保空分装置吸入口空气质量达标，保证装置的正常安全运行。

图3 空分装置主冷凝蒸发器烃类含量DCS曲线(2020.11.26-2020.12.24)

图4 空分装置主冷凝蒸发器烃类含量DCS曲线(2021.03.28-2021.04.25)

5 结束语

下一步工作一是继续严格管控火炬排放，严管无组织排放，将污水处理厂生化池臭气引至动力锅炉焚烧，主管部门及运行部(中心)要严格执行防止空分装置入口空气烃含量超标的措施，务必确保空分装置吸入空气质量达到标准要求。二是生产运行部要进一步加强空分装置的运行管理，密切关注空分装置吸入口及主冷液氧中烃类的含量，对异常情况及时做出调整，确保装置的安稳优运行。三是推进全厂高空火炬、地面火炬及其他污染物等排放源扩散模拟及对空分吸入口空气环境质量影响分析的进度，为后续空分装置的优化提供有利指导。

考虑到不同季节风向、气象条件、应急排放等诸多因素叠加[4]的可能性，建议对此问题仍须持续关注、改进和优化。