常減壓蒸餾裝置的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析及預(yù)防措施

1、常減壓蒸餾裝置的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析及預(yù)防措施 常減壓蒸餾是目前石油化工企業(yè)必不可少的第一道工序，潛在極大的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性。本文根據(jù)常減壓蒸餾工藝及其設(shè)備分析了其生產(chǎn)過程中存在的危險(xiǎn)因素和條件，總結(jié)了火災(zāi)爆炸的預(yù)防措施與技術(shù)。常減壓蒸餾是目前石油化工企業(yè)必不可少的第一道工序，通過常減壓蒸餾可從原油中直接得到各種燃料，潤滑油餾分及裂化原料。然而，蒸餾過程火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性、危害性較大，一旦發(fā)生火災(zāi)，火熱迅速擴(kuò)大，撲救困難，損失嚴(yán)重。生產(chǎn)中必須十分強(qiáng)調(diào)防火安全。1 簡(jiǎn)要工藝流程石油是一個(gè)多組分的復(fù)雜混合物，根據(jù)組分沸點(diǎn)的差別，可用蒸餾方法對(duì)其各組分進(jìn)行分離而得到產(chǎn)品。這種生產(chǎn)過程可分為電脫鹽初餾、常壓和減壓

2、蒸餾三部分，工藝流程如圖1。原油經(jīng)換熱至90120，進(jìn)入電脫鹽脫水器，在高壓電場(chǎng)作用下，使混懸在原油中的水、鹽與原油分層后除去；再進(jìn)一步換熱至220250進(jìn)入初餾塔分出小于130的餾分；初餾塔底的撥頂原油經(jīng)常壓加熱爐加熱到360370，進(jìn)入常壓分餾塔蒸餾，其各側(cè)線餾出油再進(jìn)入汽提塔用過熱水蒸氣進(jìn)行汽提，以保證側(cè)線餾分油質(zhì)量；常壓塔底重油經(jīng)減壓加熱爐加熱到410進(jìn)入減壓塔進(jìn)行減壓蒸餾，產(chǎn)品作裂化原料及用于燃料等。圖1 蒸餾工藝流程圖2 常減壓蒸餾裝置的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析2.1 原料和產(chǎn)品具有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性石油煉制蒸餾過程中的原料、中間體及產(chǎn)品絕大多數(shù)屬于火災(zāi)危險(xiǎn)物品，其中原油和輕質(zhì)油品易燃、易爆

3、、易蒸發(fā)，并有可燃爆的瓦斯氣，遇火源即會(huì)爆炸。2.2 電脫鹽脫水具有危險(xiǎn)在電脫鹽脫水過程中，有高溫?zé)嵊停褂酶唠妷海?5kv35kv）電場(chǎng)的電氣裝置，如果脫鹽脫水罐內(nèi)未充滿原油或存在有空氣就啟動(dòng)高壓電源；或者高壓電器絕緣不良或電場(chǎng)強(qiáng)度超過2kv/cm使絕緣擊穿，會(huì)導(dǎo)致爆炸火災(zāi)。2.3 容易形成爆炸性氣體混合物蒸餾過程中，由于處于沸騰狀態(tài)，體系內(nèi)始終呈現(xiàn)氣液共存狀態(tài)，若因設(shè)備破裂或操作失誤，使物料外泄或吸入空氣，或由于冷凝、冷卻不足，使大量蒸氣經(jīng)貯槽等部位逸出，均可形成爆炸性氣體混合物，遇點(diǎn)火源就會(huì)發(fā)生容器內(nèi)或外的爆炸燃燒。例如，某煉油廠減壓塔在停工檢修前，由于消除真空過快，塔內(nèi)油氣很濃，溫度很

4、高，空氣由放空閥大量吸入，導(dǎo)致爆炸事故，塔內(nèi)有14層塔板被炸壞脫落。2.4 容易發(fā)生自燃原油和石油餾分的自燃點(diǎn)較低，如汽油為255390，柴油為350380，原油為350左右，而蒸餾裝置內(nèi)的油品溫度在220395之間，如果這些油品在生產(chǎn)裝置內(nèi)某個(gè)部位滲漏出來，均已達(dá)到與接近油品的自燃點(diǎn)而引發(fā)自燃。2.5 蒸餾操作過程復(fù)雜危險(xiǎn)蒸餾操作是一種復(fù)雜的過程，精餾塔的輔助設(shè)備多，如進(jìn)料泵、加熱的再沸器、氣相冷凝冷卻器、回流管和受液槽以及側(cè)線出料（包括多個(gè)側(cè)線出料）、頂出料、底出料系統(tǒng)等，蒸餾過程某一指標(biāo)或某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，都會(huì)干擾整個(gè)蒸餾系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致事故發(fā)生。例如，蒸餾控制溫度過高，易出現(xiàn)超壓爆炸、

5、泛液、沖料、過熱分解及自燃的危險(xiǎn)，甚至使操作失控而引起爆炸；若溫度過低，則有淹塔的危險(xiǎn)。加料量超負(fù)荷，對(duì)于釜式蒸餾，可造成沸溢性火災(zāi)；對(duì)于塔式蒸餾，則可使氣化量增大，使未冷凝的蒸氣進(jìn)入受液槽，導(dǎo)致槽體超壓爆炸。操作中回流量增大，不但會(huì)降低體系內(nèi)的操作溫度，而且容易出現(xiàn)淹塔以至操作失控。蒸餾設(shè)備的出口管道被凝結(jié)、堵塞，會(huì)造成設(shè)備內(nèi)壓力升高，發(fā)生爆炸火災(zāi)。高溫的蒸餾設(shè)備內(nèi)，若冷水或其他低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)入，瞬間會(huì)大量氣化，因內(nèi)壓驟升而出現(xiàn)爆炸火災(zāi)。某石油化工廠蒸餾釜內(nèi)油的粘度不合格，為了調(diào)整油粘度，直接加入了未進(jìn)行切水和檢查的蠟油于油溫為280的蒸餾釜內(nèi)，造成水氣膨脹，釜內(nèi)壓力急劇上升，導(dǎo)致12m3容積

6、的蒸餾釜爆炸，造成3人死亡、13人受傷的重大事故。2.6 加熱系統(tǒng)具有危險(xiǎn)加熱爐，特別是減壓加熱爐，其原料組分重，爐出口溫度高，如果各路進(jìn)料不均勻，爐管內(nèi)易結(jié)焦，造成局部過熱，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在塔內(nèi)形成焦塊，堵塞抽出管線從而引起沖塔事故。加熱爐都為管式明火加熱爐，爐管因長期使用，氧化剝蝕，管壁變薄，易導(dǎo)致爐管破裂發(fā)生漏油起火。在未關(guān)掉氣源與燃料油閥時(shí)進(jìn)行點(diǎn)火，易造成回火或爐膛爆炸，管道拉斷，油品物料噴出，隨即引起火災(zāi)事故。2.7 設(shè)備、管線易遭受破壞設(shè)備、管線等在長時(shí)間的反復(fù)加壓與物料高速流動(dòng)、摩擦過程中，金屬殼體材料易出現(xiàn)金屬疲勞。高溫條件下操作引起溫差應(yīng)力破壞，高溫蠕變破裂。高大的塔器和管道易遭

7、受外力如振動(dòng)、風(fēng)力、地基下沉和外加載荷等附加應(yīng)力的作用而發(fā)生變形裂縫。處理含腐蝕性介質(zhì)物料如石油蒸餾中原油含硫量較高，加工過程中生成酸性含硫化合物，具有較強(qiáng)的腐蝕性，在減壓塔底泵出口高溫管線、常壓塔頂油氣揮發(fā)線、空冷器的氣、液相變等部位，易發(fā)生腐蝕穿孔，壁厚減薄，進(jìn)而失去承載能力或發(fā)生泄漏，釀成火災(zāi)。2.8 工藝中存在的引火源裝置中多采用管式加熱爐，用油和燃?xì)膺M(jìn)行明火加熱，為了滿足油料的蒸餾要求，加熱爐爐膛溫度需要很高，加熱爐易成為可燃物料的引火源。常壓蒸餾裝置用電較多，有配電室，大量的電機(jī)、電線、開關(guān)、燈具，有些設(shè)備上還有變壓器。其中有不防爆或達(dá)不到防爆要求的，產(chǎn)生了電火花或發(fā)生短路就可能形

8、成引火源。油料在管道內(nèi)高速流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生靜電且易積聚，最高靜電電壓可達(dá)萬伏以上，若靜電得不到及時(shí)導(dǎo)除，就可能放電產(chǎn)生電火花。雷雨時(shí)，蒸餾塔頂部如有可燃?xì)怏w排出，可能造成雷擊起火。裝置內(nèi)的管道、設(shè)備都是金屬的，搶修、檢修都離不開電氣焊等明火作業(yè)，如違章動(dòng)火易引發(fā)事故。3 防火防爆技術(shù)措施3.1 防止形成爆炸性混合物電脫鹽脫水器開工時(shí)應(yīng)排凈罐內(nèi)空氣，充滿油后再通高壓電，以免電火花引起罐內(nèi)油氣和空氣的混合物爆炸。高壓電器應(yīng)經(jīng)常檢查、維修，發(fā)現(xiàn)絕緣不良或電場(chǎng)強(qiáng)度超高時(shí)應(yīng)停止使用，防止產(chǎn)生電火花。蒸餾系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行氣密性和耐壓試驗(yàn)檢查，保證其密閉。減壓蒸餾正常生產(chǎn)時(shí)，與塔相連的法蘭、放空閥應(yīng)嚴(yán)密，防止空氣吸

9、入塔內(nèi)形成爆炸性氣體。蒸餾完畢后要注意正確消除真空，當(dāng)塔內(nèi)溫度冷卻到200以下時(shí)，方可緩慢消除塔內(nèi)真空度。3.2 嚴(yán)格按照規(guī)程安全操作蒸餾操作中，不但要注意對(duì)溫度、壓力、進(jìn)料量、回流量等操作參數(shù)嚴(yán)格控制，而且要注意它們之間的相互制約和相互影響，應(yīng)盡量使用自動(dòng)操作與控制系統(tǒng)，以減少人為操作的失誤。通蒸汽加熱時(shí)，氣門開啟度要適宜，防止因開得過大，使物料急劇蒸發(fā)，大量蒸汽排不出去而使壓力增高，引起設(shè)備爆裂。操作中要時(shí)刻注意保持蒸餾系統(tǒng)的通暢，防止進(jìn)出管道堵塞，壓力升高，造成危險(xiǎn)。避免低沸物和水進(jìn)入高溫蒸餾系統(tǒng)，高溫蒸餾系統(tǒng)開車前必須將塔及附屬設(shè)備內(nèi)的冷凝水放盡，以防其突然接觸高溫物料，發(fā)生瞬間汽化增

10、壓而導(dǎo)致噴料或爆炸。冷凝冷卻器中的冷卻劑或冷凍鹽水不能中斷，防止高溫蒸氣使后續(xù)設(shè)備內(nèi)溫度增高，或逸出設(shè)備遇火源而引起火災(zāi)爆炸事故。3.3 保證加熱爐安全加熱爐是采用明火對(duì)管內(nèi)原料進(jìn)行加熱，生產(chǎn)中應(yīng)使各路進(jìn)料均勻，避免局部過熱。爐用燃油、瓦斯的壓力和流量要控制平穩(wěn)，加熱爐的出口溫度必須嚴(yán)格控制。減壓加熱爐的爐管在生產(chǎn)中應(yīng)注入適量的蒸汽，以免爐管結(jié)焦。如果發(fā)現(xiàn)火苗撲爐管及爐管晃動(dòng)、鼓泡、漏油等，應(yīng)及時(shí)處理。每次點(diǎn)火前，必須用氮?dú)饣蛘羝脫Q燃料管線內(nèi)的空氣，至含氧量降低到0.21為止，以防點(diǎn)火時(shí)發(fā)生回火，并再向爐膛內(nèi)吹掃1015min，驅(qū)凈可燃?xì)怏w。點(diǎn)爐時(shí)必須先點(diǎn)火，后開燃油燃?xì)忾y。在爐膛內(nèi)應(yīng)設(shè)置可

11、燃?xì)怏w濃度檢測(cè)報(bào)警裝置和自動(dòng)安全點(diǎn)火控制裝置。3.4 采取防腐措施蒸餾設(shè)備和管道在材質(zhì)和設(shè)計(jì)上應(yīng)符合安全生產(chǎn)要求，可采用合理的流速和必要的腐蝕裕度，避免在轉(zhuǎn)油線上出現(xiàn)90急轉(zhuǎn)彎頭，選擇合適的耐腐蝕材料、涂料和耐磨襯里；采取陽極保護(hù)和陰極保護(hù)；采取工藝防腐措施，如含硫物料在進(jìn)入蒸餾設(shè)備之前要進(jìn)行除硫處理，使用中和劑和緩蝕劑等。3.5 加強(qiáng)裝置的檢查維護(hù)發(fā)現(xiàn)設(shè)備破損，應(yīng)及時(shí)修復(fù)。定期更換儀器、儀表、設(shè)備容器、管線等，堅(jiān)決杜絕設(shè)備帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，超期服役和超負(fù)荷運(yùn)行。加熱爐必須加強(qiáng)維修，每次檢修必須對(duì)管壁測(cè)厚，清爐除焦。爐齡老、管子剝蝕嚴(yán)重的，應(yīng)予更新。3.6 設(shè)置安全裝置和滅火設(shè)施脫鹽脫水罐應(yīng)裝設(shè)停電、停泵、漏油報(bào)警裝置，并注意檢查其使用狀況。蒸餾設(shè)備應(yīng)具有完備的溫度、壓力、流量?jī)x表裝置。減壓蒸餾的真空泵應(yīng)裝有單向閥，防止突然停車時(shí)空氣流入設(shè)備內(nèi)。加壓蒸餾設(shè)備應(yīng)設(shè)置安全泄放裝置。加熱爐應(yīng)設(shè)防爆門，以便發(fā)生爆炸時(shí)能及時(shí)泄壓。系統(tǒng)應(yīng)附設(shè)緊急放空管等安全裝置，在出現(xiàn)事故時(shí)能保證迅速排放掉反應(yīng)器內(nèi)物料，防止發(fā)生爆炸事故。系統(tǒng)的排氣管應(yīng)通至廠房外，管上應(yīng)安裝阻火器，大型石化企業(yè)中的排放管應(yīng)通向火炬裝置。常減壓蒸餾裝置電氣設(shè)備必須防爆，并有良好的接地。在裝置區(qū)、罐區(qū)應(yīng)設(shè)置固定式可燃?xì)怏w泄漏監(jiān)測(cè)報(bào)警器