甲醇裝置采用的原料、燃料、天然氣為甲類火災(zāi)危險性物質(zhì)。產(chǎn)品甲醇為甲。類火災(zāi)危險性物質(zhì)、中度危害的有毒物質(zhì)。中間過程產(chǎn)品硫化氫、一氧化碳、氫氣也是易燃、易爆物質(zhì),其中一氧化碳、硫化氫還是高度危害的有毒物質(zhì)。裝置存在火災(zāi)、爆炸、中毒危害。
生產(chǎn)主要設(shè)備為單系列,設(shè)備一旦發(fā)生故障往往會造成全裝置停車。處理不當(dāng),甚至造成重大事故。
(一)開停工時危險因素分析及其防范措施
1.開工時危險因素分析及其防范措施
開工過程中,裝置設(shè)備(管道)要引入各種工藝介質(zhì)進(jìn)行吹掃、置換,工藝介質(zhì)的溫度、壓力也要逐步從常溫、常壓提到規(guī)定的指標(biāo)值。開工中各種催化劑要進(jìn)行升溫、還原達(dá)到“活化態(tài)”。開工中操作繁雜、步驟多、操作參數(shù)變化大、要求高、環(huán)節(jié)多、時間長,因而操作不當(dāng)極易發(fā)生事故,F(xiàn)將開工操作中存在的主要危險及防范措施分析如下:
(1)設(shè)備(管線)吹掃、置換、送氣(液)操作
設(shè)備(管線)進(jìn)行吹掃、置換、送氣操作是開工中前期操作。在這一階段中,如設(shè)備(管線)未吹掃干凈就投入運行,在運行中雜質(zhì)會堵塞管道或損壞閥門的密封面。如果,蒸汽、潤滑油系統(tǒng)存在雜質(zhì),將是十分危險的,雜質(zhì)隨蒸汽進(jìn)入透平會造成葉片損壞;雜質(zhì)進(jìn)入軸瓦會造成軸瓦磨損;
設(shè)備(管線)在開工中必須用工藝介質(zhì)置換合格,上一工序工藝介質(zhì)未合格前不能進(jìn)入下一工序,否則會影響下一工序的正常運行,甚至造成事故。特別要禁止用可燃?xì)庵苯又脫Q空氣。送氣(液)前要檢查閥門(盲板)的狀態(tài)。1987年某石化總廠,合成車間制氫裝置檢修結(jié)束,進(jìn)入開工階段。檢修工人拆除了進(jìn)裝置瓦斯管線上北側(cè)的一個盲板。接著,又拆除該管線上南側(cè)的一個盲板,法蘭尚未緊固時,操作工未檢查就將瓦斯管線北側(cè)閥門打開,發(fā)現(xiàn)后又立即關(guān)閉。但瓦斯已泄漏擴(kuò)散,遇電焊機(jī)火花發(fā)生空間爆炸。造成11人燒傷。1975年某化肥廠,在調(diào)校壓縮機(jī)三段出口安全閥時,開車前未經(jīng)置換,開車后,機(jī)內(nèi)焦?fàn)t氣與空氣混合達(dá)到爆炸范圍發(fā)生化學(xué)爆炸。事故造成6人負(fù)傷,3人死亡,經(jīng)濟(jì)損失12萬元。
防范措施:一是吹掃、置換必須按操作規(guī)程操作,并經(jīng)檢驗、分析后,才能確認(rèn)合格;
二是操作前要檢查有關(guān)的閥門(盲板)開關(guān)是否符合要求;三是吹掃、置換排放口要有安全設(shè)施(或標(biāo)記),防止發(fā)生意外事故;四是定期清洗各種過濾器。
(2)設(shè)備(管道)升溫、升壓
設(shè)備(管道)從常溫、常壓升到操作溫度、操作壓力必須保持一定速率,升溫、升壓過快產(chǎn)生的熱應(yīng)力、壓力降會損壞設(shè)備,可造成重大事故。升溫過程中,工藝氣體(特別是水蒸氣)產(chǎn)生的冷凝液,應(yīng)及時排除(送液時要注意排氣)。如排液不及時,氣體帶液,可造成“水擊”損壞設(shè)備。各廠開工中都不同程度遇到過“水擊”現(xiàn)象,有的甚至造成事故。如1985年某化肥廠,開工過程中工藝氣大量放空,在放空管內(nèi)積水,產(chǎn)生“水擊”!八畵簟敝率共糠址趴展艿缽墓芗苌蠅嬄,并拉壞火炬。事故原因是火炬系統(tǒng)的水分離器脫水盲板未拆除,分離器無法排液。
開工過程中,還要認(rèn)真檢查有關(guān)的閥門(盲板),防止發(fā)生竄氣、倒液,造成事故。特別是氣(液)竄人裝有催化劑的設(shè)備內(nèi)時,還會損壞催化劑。1989年某化肥廠檢修后開車,中壓蒸汽進(jìn)行管網(wǎng)暖管、送汽、升壓時,由于兩只蒸汽閥門未關(guān),蒸汽進(jìn)入冷態(tài)一段轉(zhuǎn)化爐,造成一段轉(zhuǎn)化催化劑水合粉碎。被迫全爐更換催化劑。
防范措施:一是嚴(yán)格控制升溫、升壓速率;二是操作中,注意溫度、壓力的變化;三是作業(yè)前,認(rèn)真檢查有關(guān)閥門(盲板)開關(guān)狀況;四是操作中,注意排液(或排氣)。
(3)加熱爐(轉(zhuǎn)化爐)的點火、升溫
加熱爐(轉(zhuǎn)化爐)點火操作具有一定危險性。因為點火前,如果爐膛內(nèi)可燃?xì)鉂舛纫堰_(dá)到爆炸范圍,未被置換干凈,點火操作往往會造成爐膛爆炸。1985年某化肥廠一段爐點火烘爐時,爐膛發(fā)生爆炸,直接經(jīng)濟(jì)損失11.6萬元。事故后,發(fā)現(xiàn)點火前有10個燒嘴燃料氣閥門沒有關(guān)閉。
加熱爐內(nèi)一般有耐火襯里,升溫速度過快易造成耐火材料產(chǎn)生裂縫、松動、甚至脫落,開工后往往造成爐外壁超溫、變形,而導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)、爆炸。加熱爐升溫中,如果爐管內(nèi)工藝介質(zhì)流量過低,爐管外壁會超溫,可燒壞爐管,也可引發(fā)爆炸、著火事故。1996年3月某廠甲醇裝置,開工中,發(fā)生轉(zhuǎn)化爐爐管超溫,爐管損壞99根,直接經(jīng)濟(jì)損失367.7萬元的重大事故。事故原因是開工中,氮氣升溫階段,升溫中原料預(yù)熱器翅片管發(fā)生破裂泄漏氮氣。由于操作人員缺乏經(jīng)驗,加上爐管出口熱電偶位置不正確,未及時發(fā)現(xiàn)。導(dǎo)致轉(zhuǎn)化爐管干燒、過熱而損壞。1986年某維尼綸廠,化工廠一臺天然氣預(yù)熱爐,在開車中用氮氣升溫,由于氮氣流量過小(設(shè)計只有氮氣總流量,未設(shè)計單臺爐子的氮氣計量儀表),加熱用燃料氣量過大,致使?fàn)t管超溫,造成輻射段、對流段燒壞。事故直接經(jīng)濟(jì)損失約2.5萬元。
防范措施:一是點火前要確認(rèn)燃料閥門已關(guān)閉;二是爐膛一定要置換,并分析合格后再點火;三是控制爐管出口或外壁溫度,防止工藝介質(zhì)流量過低而超溫;四是嚴(yán)格按升溫曲線進(jìn)行升溫、升壓操作。
(4)催化劑的升溫、還原;
催化劑的升溫、還原在開工操作中是十分關(guān)鍵性的操作。其操作的好壞,將影響催化:劑的活性和使用壽命。由于催化劑還原過程一般會放出大量的熱量,造成溫度上升,控制不當(dāng),易發(fā)生超溫。超溫不但降低催化劑活性,減少催化劑使用壽命,嚴(yán)重時,可燒毀催化劑,并損壞設(shè)備。開工前還應(yīng)檢查閥門、盲板、儀表狀態(tài)及升溫、還原的條件是否具備,否則也易發(fā)生事故。如1979年某化肥廠檢修后開車,甲醇合成塔催化劑升溫到活性溫度后,催化劑溫度仍上升,采取開副線,調(diào)節(jié)循環(huán)量等措施后,溫度仍不能控制,繼續(xù)上升,造成甲醇合成催化劑燒毀。事故原因是檢修結(jié)束后一盲板未拆除,開車前又未發(fā)現(xiàn)。
防范措施:一是制定正確的升溫還原方案;二是確保儀表指示、檢驗分析數(shù)據(jù)正確;三是閥門(盲板)開關(guān)無誤、不竄氣;四是按規(guī)程操作。
(5)壓縮機(jī)開車操作
壓縮機(jī)組開車包括建立油循環(huán),投用水冷,建立冷凝液系統(tǒng)、盤車置換,靜態(tài)調(diào)試,暖管暖機(jī),沖轉(zhuǎn),過臨界轉(zhuǎn)速,提速提壓等步驟。工作環(huán)節(jié)多,操作步驟繁雜。操作不當(dāng),易發(fā)生燒軸瓦、振動大、喘振、超溫超壓、氣封泄漏等故障,嚴(yán)重時會造成重大設(shè)備事故。
1978年某天然氣化工廠合成氣壓縮機(jī)開車操作,開車升速時,由于在臨界轉(zhuǎn)速下停留時間過長(兩分鐘)振動加劇,造成軸瓦磨損。運轉(zhuǎn)兩天后停機(jī),發(fā)現(xiàn)高壓缸止推瓦燒毀。
防范措施:一是開車實行操作票制度,防止誤操作發(fā)生;二是制訂事故處理預(yù)案,正確處理不正常情況,防止事故擴(kuò)大。
2.停工中危險因素分析及防范措施
裝置停工時,設(shè)備(管線)進(jìn)行降壓、降溫、置換、吹掃;運行設(shè)備停運;催化劑進(jìn)行降溫、鈍化(氧化)等操作。操作參數(shù)變化大,操作步驟繁雜。正常停工,一般按停工方案進(jìn)行。遇緊急或事故停車,由于情況復(fù)雜,應(yīng)按事故處理預(yù)案進(jìn)行。停工中,特別是緊急(事故)停工時,處理不當(dāng),易發(fā)生事故。現(xiàn)將停工操作中存在的主要危險及防范措施分析如下:
(1)降量、斷料操作
停工中,設(shè)備(管線)按停工步驟都要減負(fù)荷,并切斷工藝介質(zhì)的進(jìn)料。各種工藝物料的減量及切斷都有嚴(yán)格的先后程序,切斷后還要防止發(fā)生泄漏。如操作不當(dāng),有可能造成事故。此項操作中存在的危險有:
、倏諝馀c可燃?xì)庠谠O(shè)備內(nèi)混合(如:空氣進(jìn)入甲醇精餾塔、甲醇儲槽;可燃?xì)膺M(jìn)入停工排空的設(shè)備、管道),可發(fā)生爆炸;
、谀撤N物料進(jìn)入催化劑床層(如:停蒸汽后天然氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐、停車后空氣進(jìn)入催化劑床層等),可造成催化劑結(jié)碳或燒毀。
、鄹邏簹怏w進(jìn)入低壓設(shè)備(如:合成高壓氣進(jìn)入低壓粗甲醇閃蒸槽),可造成設(shè)備爆炸、著火。
1978年某化肥廠因儀表故障造成全廠緊急停車,蒸汽鍋爐熄火。天然氣未及時切斷,繼續(xù)進(jìn)入一段爐(低水碳比聯(lián)鎖未投用),造成一段轉(zhuǎn)化催化劑結(jié)碳損壞。1990年某廠,甲醇罐管線改造施工中,由于甲醇泄漏到改造管線中,動火作業(yè)時,引起管內(nèi)甲醇?xì)怏w閃燃,造成2000m3的甲醇罐燃燒爆炸,該罐全部損壞報廢。
防范措施:一是按操作規(guī)程進(jìn)行停工操作;二是認(rèn)真監(jiān)測操作參數(shù)的變化;三是及時關(guān)閉手動截止閥或加盲板,以防泄漏。
(2)設(shè)備(管線)降壓、降溫
與開工操作一樣,設(shè)備的降壓、降溫也應(yīng)嚴(yán)格控制速率。降溫速度過快,會產(chǎn)生熱應(yīng)力而損壞設(shè)備。降壓速度過快,可因壓差大或氣體(液體)倒流,而造成事故。1979年某化肥廠甲醇裝置,在停工操作中,甲醇合成塔后放空閥全開,因降壓速度太快,使塔壓差達(dá)到40kg/cm2。造成合成塔分氣盆、觸煤筐變形損壞,被迫停車進(jìn)行檢修,事故直接經(jīng)濟(jì)損失9.7萬元。
防范措施:一是停工中,保持正常降溫、降壓速率;二是操作中注意前后各工序溫度、壓力、液位的變化;三是檢查閥門開關(guān)狀況,防止內(nèi)漏。
(3)催化劑降溫、氧化(鈍化)和保護(hù)
由于生產(chǎn)中催化劑處于“活化態(tài)”,停工操作中一般視停工時間的長短及檢修需要,對催化劑進(jìn)行保溫保壓;降溫降壓;氮氣保護(hù)或進(jìn)行氧化(鈍化)操作。停工中,還原態(tài)的催化劑遇到空氣(氧氣)會發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng),控制不當(dāng)可損壞催化劑。催化劑與水接觸還會造成強(qiáng)度下降或粉碎,停工期間應(yīng)特別注意保護(hù)催化劑。1979年某化肥廠由于廢熱鍋爐泄漏,裝置停車。停車中由于給一段轉(zhuǎn)化爐循環(huán)降溫的氮氣中夾帶水蒸氣,造成一段轉(zhuǎn)化催化劑部分水合、粉碎。
因此,停工中應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程對催化劑進(jìn)行降溫,保護(hù)。與催化劑床層相連接管道、閥門應(yīng)關(guān)閉或加盲板,防止物料竄人催化劑床層。停工期間,催化劑一般都應(yīng)充人氮氣保持正壓,并檢測催化劑床層溫度變化情況。防止空氣人內(nèi),造成催化劑氧化、燒毀。甲醇合成塔停車期間,塔內(nèi)氣體中一氧化碳、二氧化碳、氫氣含量要盡量降低。如長期停車,應(yīng)用氮氣將一氧化碳、二氧化碳、氫氣置換干凈,以保護(hù)催化劑的活性。
(4)壓縮機(jī)停車
壓縮機(jī)組停機(jī)操作與開車操作一樣步驟繁多。停機(jī)操作中,如油壓過低,易發(fā)生燒軸瓦事故;如壓差大,易造成止推瓦損壞;如震動大、易造成氣封、密封、軸瓦等損壞;如發(fā)生帶液人缸,易造成轉(zhuǎn)子葉片損壞。因此,停機(jī)操作必須按停機(jī)操作票逐項進(jìn)行,注意壓力、溫度、轉(zhuǎn)速的變化。
如遇壓縮機(jī)跳車或緊急停機(jī)操作時,還應(yīng)注意檢查備用(事故)油泵是否啟動,油壓變化情況,并檢查機(jī)組電動盤車是否開啟。
(5)甲醇塔、罐停工
精餾系統(tǒng)中,塔、泵、罐存有大量的甲醇液。停工過程中,視停工時間長短及檢修需要,要進(jìn)行排液或設(shè)備(管線)排空操作。排液操作中,如操作失誤或違章作業(yè),發(fā)生管線竄液或甲醇液外漏,有可能造成人員中毒或發(fā)生著火、爆炸。排液操作中,如塔、罐內(nèi)形成負(fù)壓,會造成設(shè)備抽癟而損壞。停工中,如空氣進(jìn)入存有甲醇的塔、罐中,設(shè)備內(nèi)可形成爆炸性氣體,遇火花、明火、靜電等即可發(fā)生爆炸、著火。如1977年某公司化肥廠,1000m3的精甲醇罐因抽空形成負(fù)壓而發(fā)生破損。大修前為了將存在罐內(nèi)剩余的35t甲醇抽出,在罐內(nèi)放入一個帶潛水泵的不銹鋼筒,采用人工進(jìn)入罐內(nèi)將甲醇舀人筒內(nèi),再由潛水泵排出罐外。操作過程中,潛水泵發(fā)生故障,再次送電時,儲罐發(fā)生爆炸、著火,并造成罐內(nèi)作業(yè)人員傷亡。
防范措施:一是停工排液前,要檢查閥門(盲板)開關(guān)狀況,防止發(fā)生竄液、跑液;二是排(倒)液操作要嚴(yán)密監(jiān)視液位、壓力的變化,防止產(chǎn)生負(fù)壓、設(shè)備抽癟或吸人空氣;三是操作中應(yīng)避免存有甲醇的設(shè)備(管線)內(nèi)進(jìn)入空氣,如壓力過低應(yīng)充人氮氣保護(hù);四是發(fā)生甲醇泄漏到環(huán)境中或空氣進(jìn)入存有甲醇的設(shè)備內(nèi),應(yīng)禁止動火等產(chǎn)生火花的作業(yè),并及時采取安全處理措施,防止發(fā)生中毒、火災(zāi)、爆炸故事;五是安全閥、呼吸閥等壓力釋放設(shè)施應(yīng)保持靈活好用;六是作業(yè)人員應(yīng)佩戴個人防護(hù)器材,防止發(fā)生人員中毒傷害事故。
(二)正常生產(chǎn)中危險因素分析及防范措施
正常生產(chǎn)時,設(shè)備運行正常,工藝參數(shù)穩(wěn)定,即使發(fā)生小幅波動,經(jīng)操作人員及時調(diào)節(jié),都能保持正常。但當(dāng)設(shè)備運行發(fā)生故障,工藝參數(shù)大幅波動,操作不當(dāng)或發(fā)生違章作業(yè)時,裝置有可能發(fā)生故障或事故,F(xiàn)將正常生產(chǎn)中存在的主要故障、危險因素及防范(處置)措施分單元介紹如下:
1.脫硫
硫是多種催化劑的毒物。因此,脫硫單元出口原料氣中總硫含量高,危害性是比較大的,所造成的損失也大。生產(chǎn)中要特別重視,并采取防范措施。甲醇裝置如使用其他工藝裝置中的尾氣做原料,還應(yīng)防止原料氣中氧含量超高。如果氧含量高,會造成脫硫加氫催化劑超溫,甚至燒毀催化劑或發(fā)生爆炸。如2000年某廠甲醇車間,發(fā)生一起隨意摘除聯(lián)鎖造成的重大未遂事故。該廠甲醇裝置采用乙炔裝置尾氣作原料。未遂事故發(fā)生時,尾氣中氧含量高達(dá)4.29%(聯(lián)鎖值0.45%,已摘除),尾氣進(jìn)入脫硫、加氫轉(zhuǎn)化系統(tǒng)造成催化劑床層溫度急劇升高。由于后期處理及時,未造成重大事故。造成出口原料氣中含硫高的原因及防范措施,見表7—42。
2.轉(zhuǎn)化
轉(zhuǎn)化爐在高溫下運行,運行條件比較苛刻。主要故障有催化劑中毒、結(jié)碳、粉碎以及爐管超溫、過熱損壞等。廢熱鍋爐存在主要危險是液位低、水循環(huán)倍率低,引起的爐管爆管。詳見表7—43。
轉(zhuǎn)化爐易發(fā)生的事故有:天然氣含硫高引起的催化劑中毒;人爐原料水碳比過低造成的塍化劑結(jié)碳以及轉(zhuǎn)化爐爐管損壞。如1991年某化肥廠,由于一段轉(zhuǎn)化爐人爐原料中硫含量過高,造成一段轉(zhuǎn)化催化劑中毒、結(jié)碳,被迫停車,全爐更換催化劑。1993年某化肥廠,輔助鍋爐發(fā)生爆管事故。事故處理中,造成一段轉(zhuǎn)化爐人爐水碳比下降到1.5(正常值3.5),轉(zhuǎn)化催化劑發(fā)生結(jié)碳,被迫停車,部分更換催化劑。又如1992年某煉油化工廠制氫裝置,轉(zhuǎn)化爐在運行中發(fā)生燃料氣帶液(柴油)事故。由于處理不當(dāng),判斷失誤,處理中造成轉(zhuǎn)化爐管損壞12根,裝置被迫停車檢修。事故原因是燃料氣帶柴油入爐,造成轉(zhuǎn)化爐爐膛溫度超高,導(dǎo)致兩根轉(zhuǎn)化爐爐管焊縫產(chǎn)生裂紋。焊縫斷裂處噴出的原料油氣燃燒產(chǎn)生的高溫,又造成鄰近10根轉(zhuǎn)化爐爐管局部過熱而破裂。
廢熱鍋爐易發(fā)生的事故是鍋爐爐管爆管,爆管事故多見于水管鍋爐。造成爆管的原因主要是液位低、鍋爐水循環(huán)倍率低或氣溫高引起的爐管過熱。如1978年某天然氣化工廠鍋爐給水泵轉(zhuǎn)速低打不上水,造成廢熱鍋爐汽包液位急劇下降,造成全裝置停車;謴(fù)開車中,汽包液位無法建立,檢查發(fā)現(xiàn)廢熱鍋爐已多處爆管。
3.壓縮
天然氣及合成氣壓縮—透平機(jī)組由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)節(jié)、控制操作要求高。如零部件存在缺陷、操作不當(dāng)或維修不當(dāng)都易發(fā)生故障或造成事故。主要的故障有:軸瓦溫度過高,造成的燒瓦;振動大造成的密封損壞、軸瓦損壞;機(jī)內(nèi)發(fā)生異聲、葉片斷裂、轉(zhuǎn)子損壞等。詳見表7—44。
壓縮—透平機(jī)組由于潤滑油及控制油儲存量較大,壓力也較高。如發(fā)生泄漏,滲漏到高溫蒸汽管線上,也可造成火災(zāi),運行中要注意預(yù)防。如1983年某石化總廠化肥廠合成車間合成氣壓縮機(jī)透平潤滑油滲漏,滲漏的油遇高溫蒸汽管線,引燃成火災(zāi)。事故造成裝置停工10天。
4.合成
甲醇合成單元正常生產(chǎn)中主要的操作參數(shù)有:溫度、系統(tǒng)壓力、汽包蒸汽壓力、循環(huán)氣流量、氫碳比、惰性氣濃度、甲醇濃度等。生產(chǎn)中存在的危險因素及預(yù)防措施見表7—45。合成單元存在的危險因素中,以催化劑過熱燒毀以及合成塔內(nèi)件損壞危險性最大,事故造成的損失大,停車時間長。如1973年某氮肥廠,甲醇塔在滿負(fù)荷正常生產(chǎn)中,由于循環(huán)氣中一氧化碳含量上升,造成催化劑熱點溫度上升,操作人員開副線閥調(diào)節(jié)。在操作調(diào)節(jié)中,由于操作人員不精心、違章作業(yè),造成溫度反復(fù)波動,催化劑溫度從325℃上升到680-720℃,將剛投產(chǎn)的4.2t催化劑全部燒毀,造成全廠停產(chǎn)11天,損失98萬元。又如1978年某化肥廠甲醇合成塔在正常運行中,高壓外筒發(fā)生泄漏。停車檢查發(fā)現(xiàn)塔外筒中部有一環(huán)向裂縫,裂縫長120mm。該處塔壁變形嚴(yán)重,鼓肚高出16—17mm,塔內(nèi)件觸煤筐也損壞。事故原因:該塔操作壓力320kgf/cm2,操作溫度360-420℃,塔壁溫度小于120℃。該塔在運行的8年期間,共出現(xiàn)過8次觸煤過熱,最高反應(yīng)溫度達(dá)800℃以上。觸煤筐發(fā)生過焊口開裂。外殼多次發(fā)生過超溫。事故直接原因是由于多次超溫操作,局部過熱造成。
5.精餾
精餾單元設(shè)備(管線)內(nèi)主要介質(zhì)為甲醇液。由于單元中設(shè)備總?cè)萘看,因此甲醇的存量也大。在生產(chǎn)過程中,如發(fā)生甲醇液泄漏,處理不當(dāng),極易造成重大中毒、火災(zāi)、爆炸事故。正常生產(chǎn)中,精餾單元的主要危險因素是甲醇液泄漏,應(yīng)采取措施重點防治。單元中主要危險因素及預(yù)防措施見表7—46。
(三)設(shè)備防腐
甲醇裝置設(shè)備在運行中,存在硫化物腐蝕、粗甲醇酸性腐蝕、冷換設(shè)備冷卻水腐蝕以及大氣腐蝕等。
1.有機(jī)酸產(chǎn)生的腐蝕及防護(hù)
粗甲醇中含有有機(jī)酸,有機(jī)酸對設(shè)備會發(fā)生酸性腐蝕。設(shè)備腐蝕發(fā)生的部位主要在輕餾分塔內(nèi)。生產(chǎn)過程中,一般采取在人塔的粗甲醇中,注入氫氧化鈉溶液來中和其中的有機(jī)酸。通過控制溶液中的酸堿度,來防止有機(jī)酸對設(shè)備的腐蝕。
2.硫化物產(chǎn)生的腐蝕和防護(hù)
硫化物對設(shè)備的腐蝕,與天然氣中的含硫量有關(guān),天然氣含硫量越高,對設(shè)備的腐蝕越大。在甲醇裝置中,硫化物對設(shè)備易產(chǎn)生腐蝕的部位主要有:含硫天然氣(脫硫前)對設(shè)備產(chǎn)生的腐蝕;以及轉(zhuǎn)化爐(加熱爐)的煙道氣對設(shè)備產(chǎn)生的露點腐蝕。如19叨年某化肥廠,終脫硫加熱爐,運行中對流段盤管因腐蝕減薄、破裂,引起加熱爐向外噴火。事故造成裝置停車,并造成人員灼傷。
防止硫化物腐蝕的措施:一是設(shè)備(管線)采用耐腐蝕的材料;二是采用高含硫天然氣作原料、燃料時,應(yīng)采取預(yù)脫硫措施;三是如果轉(zhuǎn)化爐(加熱爐)煙氣含硫高,其溫度應(yīng)保持在露點以上,防止煙氣產(chǎn)生酸性冷凝液而腐蝕設(shè)備。
3.循環(huán)水冷換設(shè)備腐蝕及防護(hù)
循環(huán)冷卻水由于水中溶解有氧,水中還存在各種濃縮的離子如氯離子,加上細(xì)菌繁殖,常造成水冷器發(fā)生腐蝕與結(jié)垢。冷換設(shè)備結(jié)垢會降低傳熱效率,腐蝕會造成穿孔泄漏,嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。
與甲醇裝置流程、設(shè)備類似的11套大型合成氨裝置,在投產(chǎn)初期三年間,曾因循環(huán)冷卻水腐蝕而造成水冷器泄漏64臺次,其中更換了41臺次,造成裝置停車7次。曾嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。
對冷換設(shè)備腐蝕的防護(hù)主要是改善循環(huán)水的水質(zhì)。各廠根據(jù)本地水源水質(zhì)情況,通過試驗,在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)添加適合的復(fù)合水穩(wěn)劑,以達(dá)到防腐蝕、防結(jié)垢、殺菌的目的。并結(jié)合大修對冷換設(shè)備進(jìn)行腐蝕情況檢查和清洗,以減緩腐蝕和采取防腐蝕措施。
(四)裝置安全聯(lián)鎖及其作用
裝置生產(chǎn)過程中會發(fā)生各種不正常情況,某些主要的工藝參數(shù)也可能偏離指標(biāo)值,當(dāng)偏離的程度及時間達(dá)到一定的限度,裝置會發(fā)生故障,甚至造成事故。為保證裝置運行安全和設(shè)備的安全,裝置設(shè)立了自動報警、自動聯(lián)鎖系統(tǒng)。
甲醇裝置設(shè)立的聯(lián)鎖系統(tǒng)分為兩個層次:
第一層次為單元聯(lián)鎖,每個生產(chǎn)單元設(shè)有一個單元聯(lián)鎖,每一臺壓縮—透平大機(jī)組設(shè)一個單元聯(lián)鎖。每個單元聯(lián)鎖又由主聯(lián)鎖和分聯(lián)鎖組成;
第二層次為系統(tǒng)聯(lián)鎖,由關(guān)鍵的工藝參數(shù)聯(lián)鎖報警點和單元聯(lián)鎖組成。
甲醇裝置由于原料不同、工藝技術(shù)不同,各裝置的聯(lián)鎖設(shè)置也不同。下面僅介紹低壓甲醇合成工藝(以天然氣為原料),系統(tǒng)主聯(lián)鎖的設(shè)置及其作用。
作用:保護(hù)催化劑以及后工序生產(chǎn)單元
作用:保護(hù)轉(zhuǎn)化爐爐管、轉(zhuǎn)化催化劑、廢熱鍋爐和后工序生產(chǎn)單元。避免催化劑中毒結(jié)碳;爐管過熱損壞。
作用:保護(hù)合成催化劑及合成氣壓縮機(jī)、合成塔等設(shè)備。避免催化劑損壞,避免合成塔內(nèi)件、壓縮—透平機(jī)組等設(shè)備損壞。
裝置聯(lián)鎖設(shè)施可保護(hù)裝置生產(chǎn)運行和設(shè)備的安全,但一旦聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)生故障而誤動作,往往會造成裝置誤停車,而影響正常生產(chǎn)。目前,裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)大多采用故障安全控制系統(tǒng)(FSC)。該系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)的全新系統(tǒng),采用智能自診斷和冗余容錯技術(shù),安全可靠性高,從而避免了聯(lián)鎖系統(tǒng)誤動作,確保了裝置安全運行。
(五)裝置易發(fā)生的事故及其處理
1.裝置事故處理原則
裝置發(fā)生故障和事故時,應(yīng)盡力減少事故損失,避免事故擴(kuò)大,處理中應(yīng)注意以下幾點:
(1)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)運行異常后,應(yīng)盡快查明原因,采取相應(yīng)的處理措施,避免故障擴(kuò)大。
(2)發(fā)生故障的生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)與正常生產(chǎn)系統(tǒng)切斷物料源、故障源。正常生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)維持安全運行或進(jìn)入安全停車操作。
(3)事故處理中要防止發(fā)生超溫、超壓;防止催化劑中毒、結(jié)碳、氧化;防止物料互竄;防止物料外泄。還要防止存有甲醇液的塔、罐等設(shè)備發(fā)生超壓、滿液、跑料、形成負(fù)壓、吸人空氣等,以免引起中毒、爆炸、著火發(fā)生。
(4)事故可能危及人身及設(shè)備安全時,應(yīng)采取包括手動聯(lián)鎖、緊急停車在內(nèi)的緊急措施。
(5)事故處理應(yīng)分清主次,分清層次,先處理危急、關(guān)鍵的操作,做到“先重點,后—般”。有些物料的切斷操作,如轉(zhuǎn)化爐切斷天然氣、燃料氣;高壓分離器切斷粗甲醇;甲醇塔、罐維持正壓等,在事故處理操作中應(yīng)及時處理,以避免發(fā)生次生事故。
(6)壓縮一透平機(jī)組發(fā)生故障一般應(yīng)停機(jī),必要時可緊急停機(jī)。機(jī)組停止運行后要注意降溫、降壓速度,并啟動盤車裝置,保持潤滑油壓力。
(7)事故處理中作業(yè)人員應(yīng)佩戴必要的個人防護(hù)用具;注意保護(hù)人身安全。
2.裝置易發(fā)生的事故及其處理
裝置易發(fā)生的事故及處理見表7—47。