常减压蒸馏装置预先危险性分析

常减压蒸馏装置开停工预先危险性分析及防范措施

摘要：常减压蒸馏装置在开停工过程中，由于设备泄漏、介质互串、超温超压、可燃气或空气置换不净、仪表或安全设施失灵等原因，易发生油气着火爆炸事故，设备、仪表损坏事故以及环境污染等事故。为预防事故的发生，关键在于操作和作业都要受控，即在作业前须充分计划，进行风险辨识并有预案，作业过程中按规程步步确认。

关键词：常减压蒸馏装置风险识别预先性危险分析

前言

实践证明，石油化工装置停工、检修及开工过程中是最容易发生事故的，据统计，在中国石油化工集团公司系统发生的重大事故中，在此过程中发生的事故占事故总起数的42．63％。常减压蒸馏装置油品火灾危险性大，在开停工过程中状态比正常生产更不稳定，操作程序更繁杂，因为风险辨识不充分、防范措施不到位、组织管理不到位、操作人员综合素质低下等原因，致使操作不受控，时有安全事故发生，因此有必要对该过程作个系统预先危险分析，并提出相应防范措施。

1 工艺介质的危险因素识别

常减压装置工艺生产过程中所涉及的易燃易爆物质主要是原油、瓦斯、汽油、煤油、柴油、溶剂油、润滑油、渣油，其火灾爆炸危险特性详见表-1

表-1 处理物料的火灾爆炸危险特性

从上表可以看出，常减压装置属于甲类生产装置，主要火灾危险介质为甲B类可燃液体和甲类可燃气体及重油。原油、汽油、溶剂油、瓦斯列为装置重大危险源，其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能将引起燃烧或爆炸，重油在操作条件下易发生泄漏自燃造

成重大火灾或发生低温冻凝事故。

2 工艺介质的毒害性

原料及产品物质均为低毒物质，如果油气线泄漏可能引起烃类化合物在空气中浓度超标，对现场人员眼、鼻及呼吸系统有强烈刺激，并造成一定环境污染。助剂系统中烧碱、氨等属于危险化学品，操作不当会造成人体伤害。

3 停工过程事故案例分析

停工过程一般包括降温降量、退油吹扫置换、水冲洗、开人孔、堵盲板等过程。停工方案一经确定，应严格的按照停工方案确定的时间、停车步骤、工艺变化幅度，以及确定的停工操作操作顺序图标，有秩序地进行。停工过程关键在于退油吹扫置换过程，油气是否置换干净关系到后续检修动火等作业的本质安全。

3.1退料罐突沸事故

某常减压装置停工退油过程中，循环降温时间不足，急着退油，油品出冷却器超过100℃，由于退料罐加温盘管泄漏罐底含水，导致油品突沸冒罐事故。

3.2加热炉热管爆裂事故

某常减压装置停工过程中，常压加热炉熄火就停风机，而炉膛温度较高，造成热管没有换热温度剧增，导致热管爆裂事故。

3.3蒸汽吹扫水击损坏设备事故

某常减压装置停工退油吹扫过程中，发生加热炉转油线水击震动过程中摆动幅度过大，转油线拉裂事故。发生原因是加热炉蒸汽量通入不足，夜晚气温降低，加热炉炉管呈U型，流程又长，相当于一个冷却器，蒸汽在炉管中冷凝成水，造成炉管堵塞，第二天加大蒸汽通入，发生强烈水击现象，导致转油线拉裂。

某常减压装置停工退油吹扫过程中，发生加热炉转油线剧烈水击，幸未造成事故。从初馏塔到加热炉转油线有两处给汽点，前点给汽不足导致蒸汽在换热器冷凝不通，后加大汽量，导致一股冷凝水突然进入加热炉炉管，发生水击。

某常减压装置停工吹扫时，汽油冷却器副线有U型，未设低点放空，并且刚吹扫时未开启副线，导致副线U型口袋积水，后来开副线时，在未停汽的情况下就开启副线，发生剧烈水击，造成汽油容器进口管线拉裂。

3.4循环水管线闪爆事故

某常减压装置检修，在埋地循环水管线上动火作业，由于未考虑其在低洼处，管线大，原轻油冷却器有泄漏油气积存在其管线上部，动火发生闪爆。

3.5减压塔顶来油着火伤人事故

某常减压装置检修，减压塔内正在进行动火作业，突然塔顶来一股汽油，导致着火伤人事故。事故原因是由于初馏塔塔顶注缓蚀剂单向阀不严，停工时汽油反串至缓蚀剂泵，该缓蚀剂泵还同时向减压塔顶注缓蚀剂，由于通向减压塔顶线不畅通，在检修期间对减压塔顶注缓蚀剂线进行打压贯通，由于存在联系失误，还未断开该管线进减压塔法兰时就已启泵打压，导致管线内存油进入减压塔内，导致塔内动火作业人员烧伤。

3.6柴油出装置管线倒串着火事故

某常减压装置停工检修，柴油出装置管线处只将法兰断开，未加盲板，而在检修过程中，储运车间柴油罐倒油，反串至装置法兰断开处跑油，当时附近正在动火，引起火灾事故。3.7减压塔填料硫化亚铁自燃事故

某常减压装置减压塔停工检修，将塔用蒸汽吹扫后，塔顶打水冷却，由于打水时间不够，塔内温度较高，当人孔打开后，空气对流进入塔内，减压塔填料段发生硫化亚铁自燃事故，造成设备事故。

3.8灭火蒸汽串油伤人事故

某常减压装置炉管腐蚀穿孔着火，操作员打开灭火蒸汽进行掩护，但炉膛火势突然猛涨，造成操作员轻度烧伤。调查原因发现灭火蒸汽带油，加大了火势，蒸汽串油的原因是原油泵和塔底泵出口压力比蒸汽压力高，蒸汽吹扫双阀没关严，油品串入蒸汽管线内造成灭火蒸汽带油。

3.9 蒸汽烫伤事故

装置停工吹扫时，正常开工时的常温管线、容器由于进行蒸汽吹扫，温度较高，操作工在装置进行作业时，尤其是夏天，劳保穿戴不规范，身体裸露部位容易造成烫伤。

4 开工事故案例分析

4.1 加热炉着火爆炸事故

国内炼化装置曾发生发生多起加热炉点火爆炸亡人事故，究其原因是炉膛内可燃气体混合物达到爆炸极限，点火发生爆炸，爆炸时现场有闲杂人员，造成伤亡事故扩大。具体原因主要有两种情况：第一种情况置换不彻底，用蒸汽吹扫置换时间不够，或置换时烟道挡板处于关闭位置，使可燃气未及时得到置换，或未作可燃气爆炸气体分析，使炉膛内存有可燃气体混合物达到爆炸极限，点火就发生爆炸，这种情况以加热炉熄灭后点火的可能性较大，第二种情况点火前阀门可燃气泄漏大，由于可燃气控制阀关不严，或未全关，可燃气爆炸气体分析时间过长，使可燃气泄漏入加热炉达到爆炸极限，气体分析结果合格，但已失效，点火

就发生爆炸。防止加热炉点火爆炸的措施可燃气不能过早引入装置内，可燃气进入加热炉前应加盲板防泄漏，蒸汽吹扫置换时间应足够，必须作可燃气爆炸气体分析，合格后立即点火，炉火熄灭后应关闭可燃气，重新吹扫置换分析，符合要求再点火，另外还应设置未设长明灯、火焰监测仪、防爆门等防爆设施。

4.2 初馏塔带水冲塔事故

开工过程中，易发生初馏塔带水冲塔事故，造成油品污染，甚至损坏塔盘。原因主要是原油含水多，原油乳化严重，初顶回流罐界位失灵带水。

4.3 液位失灵淹塔事故

开工过程中，由于仪表带水、温度低，仪表线路不畅通，或线路接触不良等原因，造成仪表指示突然失灵，或操作人员疏忽大意未及时发现液位参数不变化，容易造成淹塔，污染油品。

4.4 机泵空转时间过长烧轴事故

开工过程中，塔内气液相不平稳造成抽出干板，或泵入口带水气化，泵时有抽空现象，尤其是开减压部分时，机泵长时间不上量，机泵空转，造成机泵烧轴，或泵密封泄漏。

4.5 减压塔负压爆炸事故

70年代，国内曾发生一起减压塔爆炸亡人事故。减压塔内减压渣油温度高达370℃，油气自燃温度低于250℃，由于减压塔为高负压操作，静密封泄漏点多，一旦操作不当，导致空气进入塔内，达到可燃气爆炸极限，极易发生爆炸。造成空气吸入主要原因有大气腿腐蚀泄漏、水封罐脱水口虹吸现象使水封失效，塔顶注剂线腐蚀泄漏、停抽真空蒸汽过快从顶放空倒吸，人孔、法兰等静密封点泄漏。

4.6 柴油集油箱堵塞导致停工事故

某常减压装置停工前生产正常，检修后开工，发现常压塔柴油抽出怎么也不正常，经停工检查发现，柴油集油箱内存有很多块状固体堵塞抽出口，分析判断是开停工吹扫，将塔壁的结垢污泥疏松掉落在集油箱内，停工检查没发现导致。

4.7 减压塔带水拉翻塔盘事故

某常减压装置减压开工过程中，由于渣油泵冷却水堵，倒至备用泵，备用泵上量差，塔底液位高，停过热蒸汽，后泵上量，塔底液位降低，向塔吹入过热蒸汽时忘记脱水，水进入塔后遇高温油气汽化，体积急剧膨胀，造成减压塔内塔盘全部冲垮。

4.8 加热炉下火雨

某常减压装置开工过程中，加热炉突然下火雨，火从炉底流淌出来，由于及时发现紧急

切断初顶不凝气进加热炉，未造成事故。主要原因是初顶汽油回流罐液位失真未及时发现，初顶汽油满罐后从不凝气线进入加热炉，造成了加热炉下火雨事故。

4.9常压塔壁着火

某常减压装置扩能改造后10个月，正常生产中常压塔突然从下往上燃起大火，紧急停工处理未造成事故。调查原因发现由于常压塔常一中塔壁处穿孔，轻油漏入保温棉内，沿塔向下流入塔下部高温段，达自燃点着火。塔壁穿孔的原因是扩能改造，未整改常一中返回线喷嘴，常一中油喷溅至塔壁，导致塔壁冲蚀穿孔。

4.10 重油冻凝管线

某常减压装置开减压加工重质新疆原油，生产100号沥青，开工过程中发现减压塔液位慢慢升高，减压渣油无法出装置，误判断以为是减压渣油泵有问题，延误了时间，致使减压渣油冻凝在管线内，造成减压装置瘫痪，减压渣油管线报废。调查原因发现是该减压渣油为重质沥青，换热流程长，出最后一台换热器温度为60～70℃，温度低，粘度大，出装置困难，造成冻凝事故。应及时改副线，提高沥青出装置温度。

4.11常渣油泵放空口着火

某常减压装置进行标定，取常渣油样，由于操作工违规操作，直接在常渣泵放空口取样，开始时放空口管线不通，用蒸汽吹通后渣油喷出自燃着火，操作工当场烧伤，造成部分仪表电缆烧坏，装置被迫停工。

4.12常压塔顶部放空喷油

某装置开工生产正常，发生停电，机泵全部停止运转，常压塔顶、中段无回流，致使塔顶温度猛涨，大量轻油进入常压塔顶回流罐，回流罐液位猛涨，由于操作不及时来不及转移，致使大量汽油从塔顶不凝气放空喷溅，幸未造成着火事故。

4.13 电脱盐罐火灾爆炸事故

电脱盐罐开工前应用蒸汽对脱盐罐进行短暂吹扫，开工时应排净罐内空气，充满油后再通高压电，以免电火花引起爆炸。应设有满液位通电联锁装置，只有当液位全满后，才能送电。

4.14 阀芯掉落憋跳初顶塔安全阀事故

某常减压装置开工，随着炉出口温度的升高，初馏塔压力不断升高，反复检查流程无误，通过各个不凝气放空点排查，最终确定不凝气分液罐进口阀阀芯掉落堵塞流程，但由于时间延误，未及时开安全阀副线，造成安全阀起跳，幸未造成事故。

4.15 汽提污水罐抽瘪

某常减压装置重油催化装置汽提污水作电脱盐用水，当汽提污水时供水不足时，而顶部放空由于汽提污水很臭关闭，导致罐内成负压，将罐抽瘪。应将顶放空用一段U型管线进行液封。

4.16 常压塔抽瘪事故

某常减压装置在常压塔进行蒸汽吹扫试压后，塔顶放空阀关闭，冷却后，塔内成负压造成塔抽瘪。

5 常减压装置开停工定性评价

从常减压的工艺和装置特点考虑，根据系统安全工程的原理，采用预先危险性分析对常减压装置进行分析，从事故结果找出引起的原因，并提出相应的对策措施。分析结果见表-2

表-2 常减压开停工预先危险性分析表

注：I 级：安全的——暂时不会发生事故，可以忽略；

Ⅱ级：临界的——有导致事故的可能性，系统处于发生事故的临界状态，可能造成人员伤亡或财产损失，应采取措施予以排除或控制；

Ⅲ级：危险的——可能导致事故发生，造成人员伤亡或财产损失，应立即采取措施予以排除或控制；

Ⅳ级：灾难的——会导致事故发生，造成人员严重伤亡或财产巨大损失，必须立即设法消除。

6 常减压装置开停工安全管理措施

从前面的开停工案例分析不难看出，停工过程风险主要是人的不安全因素，暴露出停工风险辨识不足，操作不规范，停工管理松散等问题；而开工过程风险除上述人的不安全因素外，还包括检修质量的好坏，设备质量的好坏一些客观的因素。根据前面的风险识别与评价的结果，提出以下安全管理的技术措施建议。

（1）装置开停车方案和安全预案要经过相关部门和领导审批，要组织操作员进行开停工培训和考核，车间生产负责人要在现场进行监督和指挥。

（2）装置升降温的速度应严格按工艺规定执行，高温部位要防止因设备因温度梯度变化过大使设备产生泄漏。

（3）停车时，所有塔、容器、管线、机泵内的物料要处理干净，油品油气严禁就地排放，特别要注意处理塔容器、窨井内污泥处理干净，防止可燃气体逸出形成爆炸性气体，处理高硫原油装置要防止硫化氢中毒。

（3）蒸汽吹扫要保证足够的蒸汽压力，保证足够的吹扫时间，流程长要分段吹扫，高点要放空，低点放空排凝要畅通，防止水击，防止损坏机泵、冷换设备、仪表，防止轻油管线产生静电，防止蒸汽串油。

（4）蒸汽吹扫完毕后一定要打水洗塔，防止硫化亚铁自燃。

（5）检修前，装置进出物料、公用管线在进出装置处必须按规定加装盲板，并上锁管理，防止油气窜入装置，蒸汽、氮气误操作引起事故。

（6）装置交付检修前，必须组织相关部门进行专业安全检查并合格。设备管线内可燃气浓度低于安全值，氧含量合格，容器人孔打开，各点放空打开，装置内机泵机组全部断电。

(7)装置开车前，必须组织相关部门进行一次全面的安全检查。主要有焊接检验验收合格，装置内容器已全部封闭、管线已全部连接，盲板按要求抽加完毕，容器管线试压试密合格，安全阀、仪表调校安全完毕，新建设备管线已吹扫冲洗、新建加热炉已烘炉，传动设备已试车，消防设施合格到位，公用系统、辅助系统准备到位。

（8）装置开车前要进行流程贯通检查。用蒸汽对装置进行贯通吹扫，一方面吹扫容器管线内残留物，验证流程是否全部贯通，一方面置换系统空气；吹扫完毕后，全部放空关闭，检查确认流程是否全部改好，仪表联锁是否全部投用。

（9）装置进行冷油循环，建立三塔液位平衡，期间要防止发生液位失灵，发生淹塔事故，特别是加热炉点火，要有生产负责人在现场监督检查，防止发生爆炸事故。

（10）装置150℃恒温脱水阶段，尽早投用电脱盐，利于循环脱水，电脱盐保证满液位

才能送电；塔底泵切换利于机泵脱水，防止正常后大量水进塔发生冲塔事故。

（11）装置250℃恒温热紧至开工正常阶段，期间高温部位法兰要全部热紧，防止开工正常后出现泄漏着火事故；顶回流、中段回流进入塔前要排净存水，防止冲塔；进一步考察仪表，主要是调校液位、流量，达到正常使用工况；加强装置巡回检查，及早发现泄漏、振动、堵塞、异响等异常情况。

7 结论

通过对常减压装置开停工风险识别和分析评价可以知道，常减压装置开停工有较高风险，一旦发生事故将产生较严重后果，带来较大的经济损失和较大的社会影响，但常减压装置开停工的风险也是可以控制的，只要严格按操作规程操作，做到步步确认，实现操作和作业受控，常减压装置开停工完全可以做到安全平稳有序。