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

河南化工 2020年11期

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。