|
保障常减压装置设备安全生产的措施
刘艳丽1，刘铁男2，刘博强2
（1.中国石油辽河石化公司，辽宁盘锦124011；2.抚顺石化设备检测监理研究中心，辽宁抚顺113000）
摘要：常减压装置时炼油企业的一个基础性装置，同时也是非常重要的装置，在炼厂中起着重要的作用。本文结合生产实际，对实现常减压蒸馏装置设备安全生产的措施进行了讨论，并分析了常减压装置腐蚀的原因，提出了相应的防腐措施。
关键词：常减压装置设备；安全生产；防腐
中图分类号：TE 985文献标识码：A文章编号：1671-0460（2012）04-0419-04
常减压装置是炼油企业的一个非常重要的基础性装置，在炼厂中起着重要的作用。最常见的设备有常减压塔、常减压加热炉、换热器、机泵及连接各个设备之间的管线。由于炼油企业高温高压及生产原料产品的易燃易爆等特点，因此对于所用设备要求较高。另外，常减压装置是炼厂生产装置中腐蚀最重的装置之一，特别是常压塔顶系统的腐蚀显得更为突出［1］。
1·常减压装置设备安全生产的措施[2]
（1）从源头开始严把质量关
针对因某些因素会出现具有一些瑕疵的情况，在设备采购过程中要多加考察、比较，并且要结合生产实际来进行设备的选用，使得设备从外形尺寸到规格型号都能很好的匹配。
（2）正确安装杜绝安全隐患
实际上，因违规安装也会导致设备的一些隐患，包括基础不牢、歪斜、松动、振动等。这样一来就应要求，设备初期安装阶段，须依照设计要求来确定相应地点、位置，保证平稳固定、夯实基础，以保障设备所要求的工作环境。
（3）合理使用，规范操作
各种设备均具有其自身使用条件，包括电压、转速、安装条件等，这些均取决于设备的特点。实际上，在严格遵照使用条件的情况下，设备的故障发生率很低。倘若违章操作、超温超压运行，安全隐患就会明显增高。因此，要实现设备的安全使用，必须严格遵守设备的操作程序和规范，提前做好运行前的准备工作，依据生产需要进行合理地调整，定期检查和维护，以满足设备所需工作条件。
（4）强化日常维护保养
即便恪守设备的安装和使用条件，设备也会随着服役时间的推移而出现材质老化、腐蚀泄露、连接部位松动等各种问题，导致生产事故的发生。所以，为了使隐患的劣化明显化，并使正常状态得以恢复，必须强化设备的日常检查、维护和保养，正确地检查，并及时进行设备的日常维护和修理，是实现设备安全生产的重要措施之一。
（5）建章立制
为及早发现设备故障原因，建立设备日常以及定期维护检修的相关规章制度是非常必要的，也是减免设备在使用过程中的造成的损失的重要举措。这样，在每一个环节做到消灭故障的源头、抑制故障的发生、处理好故障导致的后果，进而实现安全生产的目标。
（6）巡回检查
由于炼油企业所具有的高危害性和生产的连续性，要求设备具有更高的可靠性。为保证设备的可靠运行，须建立和健全设备巡回检查制度，包括操作人员、片区维护检修人员、现场技术管理人员的巡回检查。及时发现事故的隐患，从而将事故消灭在萌芽状态，以确保常减压装置的正常运行。
（7）同步、协同检修
进行这类检修是由生产工艺工程特点所决定的，在化工生产的每个操作单元的各设备之间、由多个操作单元所组成的子系统的各设备之间、以及由多个子系统所组成的总系统各设备之间，通常由管道相连。生产原料自一端设备投入，而所得产品从另一端设备产出，在这中间不存在间断、停留及机械运输环节。
（8）重视生产过程中的维修工作
在生产过程中，发现的事故隐患要及时进行维修。由于装置正在进行生产，装置区内可能存在易燃易爆气体、液体，这时进行维修工作，存在的风险很大，因此对于维修时的安全措施要加倍重视。要按规定经有关部门开具作业票，按作业票要求落实好各项安全措施，由持有特殊岗位操作证得人员进行检维修作业，并应派有专人监护，防止发生安全事故。
设备大修制度是我国特有的一种维修模式。设备大修须严格按照设备的技术要求来执行，设备使用期包括初始运行期、相对稳定期及衰老期。一般情况下，大型设备经过1年期的初始运行期、3至5年的稳定期之后便步入衰老期，故障率随之增加。与大型设备相比，小型设备更早进入衰老期。设备大修通常在设备的衰老期进行。
可以利用停产大修停车时间较长这一点科学地安排设备大修，但是，考虑到受到停车时间和维修力量的限制，而且设备的种类、设备的质量状况以及运行环境条件的不同，导致设备的大修周期不能统一，因而所有的设备不能同时进行大修。可以分批进行同一系统内种类相同且检修周期相近的多个设备的大修。在大修过程当中，可以协同进行中小修已到期的设备的中小修，但是要注意将各批设备的大修时间错开。有效地利用临时停车机会，尽量将可以实施的中小修、大修同步进行，从而减少停车次数。
（9）压力容器和管道的维护检修
在化工生产过程中，通过管道来完成各个设备之间介质的输送，各管道间相互连接，管道内的介质具有流动性、易燃易爆性、毒性且具有一定的温度和压力。中间产品、最终产品使用不同的储罐完成介质的平衡与储存，由于这些设备具有又大又高的特点，检修时需要进入到设备内部或者登高作业，因而压力容器和管道的维护与检修必须安全可靠，并定特殊的管理制度，以便及时、迅速地消除隐患、消除故障。
具体的维护检修方法：
定期检验。因为这类化工生产设备属于特种设备，需要对其设计制造、安装使用、检验检修及改造实施安全监察，除了重视巡回检查之外，重点应开展定期检验：每年不少于一次的在线检验、须每隔一定运行周期所进行的全面检验。
定期检修。必须按照安全技术规范的要求进行压力容器和管道的检修。通常将检验与修理结合起来进行，相关的安全附件的定期检验和检修也要与定期检验同步进行。
检修要求。一般应该在停车情况下进行，须将介质排尽。对于易燃易爆以及有毒有害的介质需要做吹除置换、清洗消毒处理；进入设备内部的检修需要从设备内部具有代表性的部位进行取样分析，并办理相关的进塔入罐作业证。进行登高作业需要带好安全带，并办理登高作业证；在存在易燃易爆介质的现场或者设备内部检修时，需要对环境空气进行取样分析，并办理动火作业证。为防止相连设备管道内的介质喷出伤人或者造成燃爆、中毒等事故的发生，在生产中进行设备检修时，须将其和系统断开。
（10）提高技能，加强人本管理
在不断提高员工技能的同时，根据员工的能力、特长、心理状况等综合性情况来科学地安排最合适的工作，使用科学的管理方法，通过全面的人力资源开发计划和企业文化建设，以便使员工能够在工作中充分地调动和发挥工作积极性、主动性和创造性，从而提高工作效率、保证工作质量。
2·常减压装置设备腐蚀与防护
2.1常减压装置设备腐蚀原因[3-5]
2.1.1塔顶的冷凝系统腐蚀
一般地，蒸馏装置低温部位的腐蚀主要发生于常压塔塔顶、减压塔塔顶、初馏塔塔顶以及三塔塔顶的冷凝系统。冷凝系统包括油气挥发线，空冷器，水冷器和回流罐等部位，归属于HCL-H2S-H2O系腐蚀。通常情况下，气相部分腐蚀程度较轻，而液相部分腐蚀较为严重，尤其是气液两相相交部分，也就是露点部位的腐蚀更为严重。腐蚀形态呈现为碳钢全面减薄、均匀减薄，导致装置常压出现点蚀情况，常压空冷器、减压塔塔顶的水冷器运行时间不满一个周期便出现泄漏情况。
2.1.2高温下硫腐蚀
高温下的硫腐蚀除了跟原油中的活性硫化物含量有关之外，还跟温度、管内介质的流速有关，一般温度愈高，流速愈大，腐蚀也愈严重。当然，高温硫化物腐蚀也受硫化物形态、使用温度、设备材质等的影响。这里所说的硫含量通常指总硫含量，因为不同种类的原油所含的硫化物组成差别较大，即便总硫含量接近，加工过程中所生成的活性硫化物，无论是从形态上还是含量上都有可能出现较大的差别。此外，硫化物分子量的差异，也可能会使得不同馏分中所富集的含量存在较大差异，进而导致在不同部位发生不同程度的腐蚀。
2.1.3高温环烷酸腐蚀
一般是在高温重油部位（减压塔和减压汽提塔及其管线、阀门、泵、换热器等）发生这一类腐蚀。这种腐蚀一般发生在液相，但是腐蚀最为严重部位是气液两相之间的交变部位、冲刷区以及产生涡流区。高温环烷酸腐蚀受温度影响，温度低于220℃腐蚀会很轻，而在沸程270~280℃范围时腐蚀最严重，这主要是因为环烷酸与铁发生反应生成环烷酸铁，这种环烷酸铁具有油溶性。在此之后，腐蚀又会随着温度升高而加剧，之所以这样是因为：环烷酸与铁发生反应生成环烷酸铁的同时将硫化物所形成的金属保护膜破坏掉。
2.1.4烟气底露点的腐蚀
一般是在加热炉烟气系统的低温部位（空气预热器等）会发生这种腐蚀。燃料油硫化物含量随所炼制的含硫原油的增加而增加，由于燃烧的主要产物为SO2，其中也会有部分SO3，两者在低于露点的温度就转变成亚硫酸和硫酸。预热器的表面就会因为烟气中有蒸汽存在析出酸液。HCL（氯化物燃烧产物）在露点温度下会加剧酸性介质的腐蚀。加之烟气中大量的CO、CO2、HCN、NO和蒸汽的影响和作用，可能致使翅片板腐蚀穿孔。
2.2常减压装置设备腐蚀防护措施[3，5]
2.2.1工艺防护
对“一脱三注”工艺的各项参数进行优化，从而达到控制或减缓塔顶系统腐蚀的目的，所谓“一脱三注”就是指脱盐、注碱、注氨、注缓蚀剂。
（1）脱盐。这是最重要的工艺防护环节。将原油中的氯化物脱除，可以减少Cl-的含量，从而降低腐蚀程度。部分Na+也被脱除，避免后序加工装置中催化剂中毒情况的发生。若想除去Ca及Mg盐类需要对原油进行深度脱盐。
（2）注氨。塔顶馏出系统中的HCL和H2S可以通过注氨中和掉，塔顶馏出系统中的冷凝水的pH值也可以通过这种方法调节，以达到减缓腐蚀的目的。
NH3+HCL→NH4CL
NH3+H2S→NH4HS或(NH4)2S
当NH4Cl的浓度较高时会出现结晶的状况，从而导致晶下腐蚀的发生。为避免这种情况，常减压装置最好综合使用中和剂和氨。若两顶部位没有铜质合金，装置两顶污水的pH值一般要控制在7以上。
（3）注缓蚀剂。虽然如前所述的防腐措施能够大大降低塔顶以及冷凝系统的腐蚀速率，但由于塔顶低pH值操作和冷凝区仍存在局部酸腐蚀等原因，因此还需要注缓蚀剂，起到补充保护的作用。因为缓蚀剂可以在金属表面产生抗水性保护膜，从而使其免受腐蚀。
2.2.2耐腐蚀材料的防护
这种防护是主要针对装置高温部位通过选用经济合适的防腐材料来实现的一种防护。由于我国对进口原油的依存度逐年增加，且进口的中东原油、俄罗斯原油含硫原油比例比较高，因此很多装置都面临混炼和炼制含硫原油的问题。新建装置应该按照炼制高含硫原油进行选材，已有的装置也需要通过技术改造、设备更新等手段，使相关的主要设备及管线在用材方面达到相关国家或企业标准要求。
2.2.3腐蚀监控
腐蚀监控由在线腐蚀监测系统来实现，将系统安装在常减压装置的常顶换热器的出口处，该系统能够辅助原油加工、腐蚀规律研究、工艺防腐蚀等工作。
（1）根据监测到数据可以判断腐蚀速率的趋势及时发现造成腐蚀速率上升的主要原因并调整有效的防腐措施。
（2）在原油炼制过程中能够监测腐蚀水平，据此可以优化不同种类原油的加工工艺，指导原油加工。
（3）从腐蚀监测系统监测到的数据可以了解到装置的腐蚀动态。而且，原油在某特定位置处的腐蚀速率可以根据系统监测到的实时腐蚀数据得到，从而不断积累装置腐蚀信息，建立装置腐蚀数据库。
2.2.4加强管理、强化落实
（1）采取有力措施确保设备防腐蚀各项管理工作任务落到实处。
（2）控制原料腐蚀介质含量，加强对原油的管理，严格控制原油中的硫、酸和CL-的含量。
（3）加强腐蚀监测，积极进行腐蚀检查工作，把主要生产装置中的设备和管道的腐蚀情况摸清。
（4）强化对各项工艺防腐措施的管理工作，尽量减缓、控制炼油装置设备和管道的腐蚀。
参考文献：
［1］吴群英.常减压装置的腐蚀及其防护[J].内蒙古石油化工,1995,5(6):56-60．
［2］温荃.浅析如何实现化工设备的“零故障”[J].今日科苑,2010(8):102．
［3］李凤安.常减压装置的腐蚀概况与防护[J].黑龙江科技信息,2010,12(6):16.
［4］李志平.常减压装置的腐蚀与应对措施[J].安全、健康和环境,2007,7(9):15-17.
［5］马江宁.常减压装置的腐蚀与防护[J].石油化工腐蚀与防护,2006,23(3):26-29;59.
|
