浅谈丙烯球罐内部检验工艺处理与安全管控过程

张长杨，许培俊，吕新波，贾晓伟

（中国中化正和集团股份有限公司，山东 东营 257300）

丙烯是一种有机化合物，分子式为C3H6，为无色、无臭、稍带有甜味的气体，易燃，燃烧时会产生明亮的火焰，在空气中的爆炸极限是2.4%～10.3%，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等。在20℃和饱和压力下，丙烯液体密度为513.9 kg/m3。丙烯盛装在球罐中，球罐往往暴露在高温高压下，在介质载荷的相互作用下，球罐很容易腐蚀和结构损伤，如果应力集中会发生罐体开裂。球罐一旦发生类似故障，往往会触发联锁，甚至会造成全面停产，后果是灾难性的，因而球罐检验意义非常重大，其内部检验工艺处理及安全管控更是球罐检验的重头戏。

某企业由于连续生产，在不停工的情况下，对球罐分批进行清罐、检罐，检验合格投用后，再检验下一个储罐。通过对某一丙烯球罐清罐、检罐以及投用流程的探究，找出过程中存在的风险并加以管控。

1 储罐检罐工艺处理过程控制

1.1 检验球罐技术参数（表1）

表1 检验球罐的技术参数

1.2 高低液位报警及联锁摘除停用

向技术部门提出摘除球罐TK303/03液位V9303的高低液位报警和SIS联锁逻辑LT-9303A/B、LS9303A申请，待审批完成后，联系仪表人员对上述仪表液位联锁进行停用。

1.3 液相倒罐

（1）通过丙烯倒罐线利用发车泵P303/08将待检验球罐TK303/03内丙烯液相倒入相同产品储罐TK303/02，现场盯靠机泵运转，调节泵出口阀门，保持机泵压力平稳，液位尽量倒空至机泵压力表剧烈波动时立即停泵。

（2）将进料罐TK303/02和待检罐TK303/03气相连通，关闭发车储罐TK303/01气相阀门使其独立。利用发车气相回储罐TK303/03试图提高待检罐TK303/03压力。当TK303/03和TK303/01压差达到0.2 MPa时，把待检罐TK303/03中剩余少量物料全部压入发车罐TK303/01内（发车时压力降低，但不能低于0.3 MPa，防止泵抽空）；当上述条件压差不能满足0.2 MPa，通知生产调度将发车储罐TK303/01轻微放低压瓦斯进气柜，降低TK303/01压力，从而使得压差满足0.2 MPa。

（3）联系仪表维修人员对罐顶伺服液位计进行保护处理（收起伺服钢丝绳），防止罐内作业损坏伺服液位计。

1.4 气相放空

待检罐TK303/03与发车罐TK303/01平压后，关闭TK303/03气相阀门，使其独立，TK303/01和TK303/02恢复正常状态。通知生产调度，TK303/03剩余气相放低压瓦斯进入气柜，同时TK303/03罐顶放空阀稍开，确保放空线不结霜。操作过程中听从调度安排，不能对公司低压瓦斯管网造成冲击，同时对附属切水包用外部热水盘管加温，使切水包内液体挥发、回收。待储罐TK303/03的DCS和罐顶、切水包现场压力表均为零时停止放空。

1.5 储罐底部隔离

关闭TK303/03进出物料根部阀、紧急切断阀（手动关闭）、所有进出物料阀组处阀门、罐底注水阀手动闸，断开罐底进出物料根部阀DN200下部法兰，断开紧急切断阀与罐体间法兰，拆下该段短管，并在来料端加法兰盖；断开切水包与储罐气相的DN20连通阀，断开处两端均加DN20法兰盖。这样彻底杜绝储罐底部物料进出，实现底部隔离。注意断开法兰时严格执行首次打开设备安全管理规定。

图1

1.6 储罐蒸罐

现场测量进出物料根部阀与蒸汽之间的间距和走向，预制一条DN20的管线（注意根部阀与DN20管线之间使用法兰连接），由此通入蒸汽，进行蒸罐。慢慢注汽，球罐顶部放空排入火炬低压瓦斯系统，蒸汽凝结水从排污阀慢慢流出，通过切水包磁翻板液位计观察凝结水液位，保持在20～50 cm，防止可燃气体从切水口外排（注意排污阀位置低于物料进出根部阀）。当罐内温度达到50℃时，关闭罐顶火炬排空阀，打开罐顶现场排空阀进行放空，加大蒸汽注气量蒸罐。蒸罐时间大于48 h后，自罐顶压力表处取样分析，可燃气体浓度低于爆炸下限的10%时停止注汽，蒸罐完毕。

1.7 储罐顶部隔离

蒸罐完毕后，关闭罐顶安全阀手阀、气相线阀门，自罐顶根部阀上部法兰处断开加8字盲板，建立盲板作业记录，这样，盲板能彻底隔离储罐顶部气相瓦斯系统。

图2

1.8 储罐开人孔（置换通风）

拆除切水包与罐体第一道阀门间DN50短管，断开物料进出根部阀与DN20蒸汽管线的连接，打开DN200阀门，打开罐顶、罐底人孔，从罐顶用高压水枪冲洗罐内壁，然后进行自然通风。从罐内多次气体取样化验直至合格（氧含量≥19.5%），达到进罐条件，停止自然通风。

1.9 储罐检验

由专业检验机构依据由公司审批通过的《TK303/03球罐检验方案》和国家检验标准进行搭架子、焊缝打磨、壁厚测量及无痕探伤等罐体和内部检验。检验过程严格遵守公司有关受限空间作业和安全动火管理规定。

1.10 储罐验收及封孔

按标准检验完成后，联系机动部、安全环保部、技术质量部、生产部、运维仪表联合验收，验收合格后开具封孔证实施封孔，恢复所有物料进出管线完整性。封孔时属地部门设备管理人员现场盯靠，确保封孔的法兰及人孔盖严格按标准安装，确保一次封孔成功。

2 储罐检验后投用

2.1 气密检查

（1）氮气试密

通过注蒸汽DN20管线对球罐充入氮气，压力慢慢升高的过程中用肥皂水进行试密，待压力升至0.3 MPa、0.4 MPa时各试密一次，如发现泄漏及时处理。待压力达到0.4 MPa时关闭充氮气阀门，停止充氮气，球罐进行保压8 h，过程中压力不降低，说明没问题。然后进行氮气释放、置换、顶部放空处理，过程中间断从罐顶压力表处取样化验，待氧含量≤2%后可进行气相投用。

（2）气相试密

先慢慢打通TK303/03气相阀门，注意阀门一定要开小，使运行罐TK303/01、TK303/02气相缓慢串入TK303/03，待TK303/03压力升至0.6～0.7 MPa（或运行罐当前压力）时，再次用肥皂水进行试密检测，确认无问题后可进行液相投用。

2.2 液相投用

TK303/03倒罐线阀门全部打开，稍开TK303/02倒罐线阀门，TK303/03慢慢引入液相，注意压力及温度（温度不能下降过快）变化。TK303/03每小时压入量不大于18 m3，当TK303/03液位超过低液位报警（大约50 m3）后，阀门可慢慢开大，正常使用。

联系运维仪表办理仪表投用等相关手续，投用SIS及高低液位报警等。

3 储罐检验进度安排

（1）第1～2天，液相倒罐：对储罐TK303/03罐内的液相进行倒罐处理。

（2）第3～4天，气相放空：对储罐TK303/03气相放空，注意放空一定要控制速度，时刻与生产调度联系。

（3）第5天，储罐底部隔离：储罐TK303/03底部物料进出彻底与生产隔离。

（4）第6～7天，储罐蒸罐：利用蒸汽对TK303/03进行蒸罐，蒸罐时间不低于48 h。

（5）第8天，储罐顶部隔离：储罐TK303/03彻底与公司瓦斯系统隔绝。

（6）第9～11天，储罐开人孔通风：开人孔，并根据蒸罐实际情况进行水洗或自然通风，直至可燃气体浓度低于爆炸下限的10%LEL后，方可进罐进行施工。

（7）第12～20天，储罐检验：内部清理、搭架子、焊缝打磨、壁厚测量及无痕探伤检验等。

（8）第21～22天，储罐封孔：联合验收、封孔、管线恢复。

（9）第23～25天，储罐投用：氮气试密、气相试密、液相投用。

4 现场危害识别及相关安全管控措施

本次丙烯球罐检验过程主要存在以下危害因素：

4.1 着火、爆炸

作业过程中因搬运、敲打、撞击等产生火花，造成储罐内部残留或其他储罐泄漏排放的丙烯、液化气等介质出现着火、爆炸事故。

安全管控措施：进入储罐作业前，储罐TK303/03必须通风置换合格，作业过程中使用防爆工具，穿戴好防护用品，防止敲打、碰撞，并加强作业过程监护。同时加强操作工巡检，认真操作，防止或避免泄漏现象发生。

4.2 硫化氢中毒

虽然待检罐TK303/03内丙烯硫含量极低（根据丙烯质量报告单化验数据），几乎不存在硫化氢中毒风险，但是该储罐区内还有其他储罐和介质，不能掉以轻心。

安全管控措施：储罐通风，一旦别处泄漏漂浮过来其他异味也会受到伤害，并且因是首次打开设备，仍需要佩戴空呼器或半面罩，处于上风向，避免处于法兰下方或正对法兰。

4.3 丙烯中毒

丙烯具有麻醉作用，易引起头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐、脉缓等中毒症状。待检罐TK303/03内原储存介质为丙烯，在工艺处理及蒸罐置换过程中可能因设备储罐或管线内存在死角而存在少量丙烯，在清理、检验作业过程中通过人体接触易引发头晕、头痛、恶心、呕吐、脉缓等症状，造成人员中毒，危害人体健康等。

安全管控措施：储罐清理尽量干净，可延长通风置换时间，作业时储罐顶部一定安装引风机或者排风扇，加大通风力度，作业人员穿防护服，佩戴空呼器或全面罩、半面罩来避免直接接触丙烯，防止人员中毒等意外发生。保持罐内通风良好，每2 h对罐内进行一次分析测定，发现分析指标明显变化，立即停止作业，人员撤离；作业中断超过30 min，应重新取样分析。

4.4 窒息

因罐内油气浓度过高或氧含量低，作业过程通风不良，造成人员窒息事故。

安全管控措施：储罐顶部根部阀加盲板隔离后，打开球罐上下2个DN600人孔进行通风，拆人孔时先拆顶部人孔，再拆底部人孔。在拆顶部人孔时，作业人员必须做好防护工作。上下人孔打开后，利用“烟囱”效应，底部人孔向罐内送风，罐顶人孔排出，达到自然通风。24 h后，用橡胶软管伸到球罐中部取样分析，化验合格，方可进入受限空间作业。为了加强通风，可在罐底人孔安装1台轴流风机，向罐内鼓空气，增强管内气流的扰动，防止形成死角，轴流风机连续通风数小时后，在球罐上、中、下取样分析，化验合格（氧含量≥19.5%），方可进罐作业。这样彻底解决了罐内油气浓度高，通风不良的情况，避免造成人员窒息事故。

4.5 冻伤

丙烯挥发吸收热量，会造成身体接触部位冻伤。球罐检验工艺处理及作业过程中，操作工及作业人员因身体接触介质或接触输送介质的管线、阀门等设备设施造成冻伤。

安全管控措施：操作工及作业人员在作业前须佩戴好劳动保护用品，避免身体部位直接接触介质或接触输送介质的管线、阀门等设备设施，可以有效防止冻伤发生。

4.6 高处坠落

作业人员因不当作业姿势或安全防护不当，从脚手架或高处作业点掉落地面，造成人员伤亡事故发生。

安全管控措施：作业过程中必须办理“登高作业许可证”，做好安全防护，同时作业人员务必佩戴符合GB/T 6095-2009的安全带，必须高挂低用系好安全带。高处作业禁止挂在不牢固的物件上，安全带要拴挂在牢固的构件或物体上，要防止摆动或碰撞，绳子坚决不能打结，织带绝对不缠绕。

4.7 物体掉落、物体打击、人员磕碰造成伤害

作业过程中因脚手架或物体、工具等固定不牢、工具放置不当等原因造成工具等物体从高处掉落，对低处作业人员及设备设施造成伤害事故。

安全管控措施：在储罐内脚手架上作业，使用的工具、材料、零件等应装入工具袋，上下攀爬时手上严禁持物并且不应向下面随意投掷工具、材料及其他物品，尽量避免物体掉落和物体打击；同时不论是脚手架上还是下面人员尽量不扎堆，以免磕碰。

4.8 触电事故造成伤害

因作业过程中用电不当造成事故。

安全管控措施：严格使用防爆工器具，严格执行用电安全规定，罐内照明应使用≤36 V的安全电压。

4.9 拆、加盲板及打开人孔作业，泄漏喷溅伤人

安全管控措施：拆、加盲板及打开人孔作业前，应提前将应急物资准备齐全，引消防蒸汽进入作业现场旁，并在现场配备好四合一检测仪、长管呼吸器、正压式空呼器等应急救援设备。一定处于上风向，避免处于法兰下方或正对法兰，必须佩带正压式空气呼吸器等防护用具，确保自身安全。

4.10 硫化亚铁自燃，造成火灾

安全管控措施：彻底清理球罐内杂物、污泥、碎屑，防止硫化亚铁产生和存在，以免产生自燃。

5 结束语

丙烯球罐检验工艺处理过程准备充分，安全管控到位，安全措施落实到位，确保了工艺处理过程顺利进行，由此摸索和总结出球罐检验工艺处理过程的宝贵经验，为以后的球罐检验奠定了基础。