常减压装置开停工危险性分析及防范措施.docx
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常减压装置开停工危险性分析及防范措施
常减压装置开停工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
序号
名称
自燃点（℃）
闪点（℃）
爆炸极限（V%）
火灾危险性分类
1
原油
350
～
～
甲B
2
汽油
415～530
-43
～
甲B
3
溶剂油
415～530
-43
～
甲B
4
煤油
230～240
43～72
～
乙Ａ
5
柴油
257
～
～
乙Ａ
6
渣油
230～240
350
/
丙Ｂ
7
润滑油
248
140
/
丙Ｂ
8
瓦斯
482～632
室温
5～14
甲
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
危险因素
触发事件
现象
事故原因
事故情况
事故后果
危险等级
建议的安全措施
天然气
加热炉点火
爆炸
与空气混合达到爆炸极限
加热炉爆炸
人员伤亡
财产损失
Ⅲ
吹扫置换干净，爆炸性气体分析，防可燃气泄漏
油气
减压塔负压生产
爆炸
空气进入塔达到爆炸极限
减压塔爆炸着火
人员伤亡
财产损失
Ⅲ
开工前按规定试正压和试负压；认真巡检；规范操作
油气
电脱盐罐送电
爆炸
与空气混合达到爆炸极限
电脱盐罐爆炸
人员伤亡
财产损失
Ⅲ
蒸汽吹扫置换，罐顶排空，送电满油位联锁
硫化亚铁
人孔开启
自燃
硫化亚铁在空气中氧化自燃
减压塔填料火灾
财产损失
Ⅲ
减压塔填料进行水冲洗；温度降至常温才能打开人孔
汽油
回流罐液位失灵
下火雨
汽油从不凝气线进入加热炉
加热炉下火雨
人员伤亡
财产损失
Ⅲ
采用双法兰液位计；及时核对液位；认真巡检
渣油
取样或机泵、换热器法兰泄漏
带压自燃
高温渣油泄漏，在空气中自燃
火灾
人员伤亡
财产损失
Ⅲ
规范操作；提高检修质量；认真巡检；投用火灾报警监测仪
油气
塔腐蚀穿孔
着火
油气泄漏至高温设备自燃
火灾
人员伤亡
财产损失
Ⅲ
严格审核设计；定期检测设备；认真巡检；投用火灾报警监测仪
常顶汽油
停电或顶回流中段回流不上量
不凝气高点放空喷油
塔内热量上移，大量油气进入塔顶回流罐，液位猛涨
火灾
人员伤亡
财产损失
Ⅲ
做好应急方案，迅速转移回流罐油气
油气
油气串入蒸汽
着火
油气压力高于蒸汽，阀门关不严
火灾
人员伤亡
财产损失
Ⅱ
蒸汽阀加盲板；使用蒸汽前放空排凝检查
油气
循环水管线动火作业
闪爆
循环水管线低洼处顶部积存油气和空气混合物
闪爆
人员伤亡
财产损失
Ⅱ
作业前进行可燃气检测；接临时蒸汽对管线吹扫；作业时有较大的泄压放空口
油气
装置内死角点存油串入动火点
着火
注剂线、仪表线、污泥等有死角或不畅通点存油气
火灾
人员伤亡
财产损失
Ⅱ
对死角点存油疏通，防止油气在有限空间积聚，避免交叉作业
油气
装置外油气串入装置内
着火爆炸
装置外来油气进入装置内
火灾、爆炸
人员伤亡
财产损失
Ⅱ
油品进出装置出全部用盲板隔断上锁并标识记录
蒸汽吹扫
水击
有凝结水未排尽，未暖管，升温过快
震动
财产损失
Ⅱ
蒸汽排凝排尽再缓慢给汽，设备管线低点排凝，防中途冷凝
原油
停工退料进罐，罐内存水
突沸
退料温度超过安全温度发生突沸
冒罐
财产损失
Ⅱ
退料罐应用空罐，退料温度不能超过安全温度
热烟气
加热炉风机提前停用
热管爆管
加热炉热烟气温度高，进风停用热管未取走热温度过高
热管爆管
财产损失
Ⅱ
待炉膛温度降至安全温度下再停用风机
水
初馏塔进水
冲塔
原料带水或顶回流带水
冲塔
油品污染
财产损失
Ⅱ
电脱盐投用脱水、控制回流罐界位不超高
水
塔底泵带水、进塔过热蒸汽带水
塔板拉翻或塔物理爆炸
水进塔遇高温油气急剧气化膨胀
冲塔或物理爆炸
人员伤亡
财产损失
Ⅲ
泵存水排尽，进塔过热蒸汽水要排尽，进塔前要缓慢开大阀门
蒸汽
顶部放空关闭
塔、容器抽瘪
蒸汽试压后顶部放空未开，蒸汽冷却后容器内成负压
容器抽瘪
财产损失
Ⅱ
塔、容器试压后应排尽蒸汽，顶部放空打开，防止气体冷却后收缩成负压
蒸汽
开停工吹扫
烫伤
劳保穿戴不规范，皮肤接触高温管线
烫伤
人员伤亡
Ⅱ
劳保穿戴规范，熟悉工艺条件，提高安全意识
油品
塔底液位失真
淹塔
塔底液位失真，液位上涨至进料段上部
淹塔
财产损失
Ⅱ
及时校对仪表，现场认真巡检，主操及时监测参数变化
结垢杂物
堵塞管线
管路不通
结晶物、结垢物堵塞设备管线
管路堵塞
停工
财产损失
I
开工前认真检查，蒸汽贯通、水联运
沥青
出装置温度低
冻凝
沥青出装置温度低，粘度大，冻凝管线
重油冻凝
停工
财产损失
Ⅱ
减少换热，提高沥青出装置温度
泵轴空转
泵不上量
烧轴、密封泄漏
泵空转，密封、轴承无油润滑
烧轴、密封泄漏
财产损失
Ⅱ
泵上量不好要及时停用；开工平稳
油气
阀芯掉落
塔跳安全阀
阀芯掉落延误人判断操作
塔跳安全阀
财产损失
Ⅱ
阀门质量受控，试压检验合格才能使用，及时排查，有应急预案
汽提污水
进水量供应不足
罐抽瘪
汽提污水罐放空阀关闭
罐抽瘪
财产损失
Ⅱ
不能关闭放空阀，改用水封
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。
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