RBI風險評估技術在汽油吸附脫硫裝置的應用

王 靜，劉忠友，韓海燕

(中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京102503)

RBI基于風險評估的設備檢驗(Risk Based Inspeetion)技術是基于風險管理思想的設備管理新技術，我國從20世紀9 0年代末開始研究，日前己經在百余套煉油化工裝置應用，取得了良好的應用效果［1］。

中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司近年來先后對連續重整、中壓加氫、新區蒸餾、延遲焦化、一蒸餾、三催化裂化6套煉油裝置先后應用RBI技術做了風險評估，其中，連續重整、中壓加氫裝置完成了驗證檢驗。評估結果對裝置運行的風險管理及檢驗計劃的制定都給出了較為詳細的建議，為裝置的檢修工作及日常設備管理提供了指導。

1 評估過程及結果

基于RBI技術方法，結合DNVORBIT Onshore軟件對汽油吸附脫硫裝置的靜設備和管道進行風險評估分析，共包括71臺設備及419條管道。

汽油吸附脫硫裝置共有工藝物流11種，物流回路39條，腐蝕回路21條。該裝置中存在的主要損失模式為應力腐蝕開裂、減薄、外部腐蝕等。主要損傷機理為氫致開裂、H2S腐蝕、保溫層下腐蝕、高溫氫損傷等。

1.1 風險矩陣

經過風險評估軟件的計算后獲得該裝置總風險矩陣圖和安全風險矩陣圖。在總風險矩陣圖評價時間點，裝置中沒有總風險為高風險及中高風險的單元;總風險為中風險的單元共有65個，占裝置設備的13.24%;總風險為低風險的單元共有144個，占評價單元數總數的 29.33%;其余57.43%的單元未參與計算。由安全風險矩陣圖得知，裝置不存在安全風險為高風險、中高風險的單元，中風險單元78個，占評價單元的15.89%，低風險單元131個，占評價單元總數的26.86%，其余57.43%的單元未參與計算(未參與計算可能因軟件計算所需的參數未提供，因時間及技術原因此次未解決)。

1.2 風險百分比

通過計算，裝置設備與風險關系見圖1。由圖1可知，裝置90%的風險集中在20%的設備上，也就是集中精力做好這20%的設備管理，就可以很大幅度的降低裝置的設備風險。

裝置總體風險最高的主要集中在反應器、還原器過濾器、閉鎖料斗過濾器及再生器5臺設備及1條管道上。裝置安全風險最高的設備，主要集中在儲罐D-201、穩定塔頂后冷器殼程E-201A/B的殼程及部分管道。

1.3 風險分布及損傷機理

經計算，裝置總體風險分布情況見圖2。由圖2可知，裝置中管道的累計風險最高，其次主要是換熱器及容器;平均風險從高到低的順序依次是塔、容器、換熱器、管道、爐管。由統計可知，對裝置起作用的損傷機理主要有減薄、應力腐蝕開裂、外部損傷及高溫氫損傷，這與裝置的腐蝕介質有關，該裝置原料相對潔凈，主要的腐蝕介質是少量的H2S及高溫H2。

圖1 設備與風險關系ig．1 Percentage comparison of equipment and risk

2 評估結果分析

汽油吸附脫硫裝置為新建裝置，設備資料齊全，具備較完善的管理體系及較高的管理水平，此次評估過程中搜集到的數據可信度較高。由于該裝置所用原料本身相對清潔，腐蝕介質較單一，裝置暴露的腐蝕問題不明顯，且目前裝置沒有相應的在線監測數據，因此本次評估結果沒有太多的具體數據可以驗證，但通過裝置目前的運行情況，可對本次評估結果的可靠性進行分析。

對裝置2009年至2012年6月期間發生的主要靜設備故障及維修記錄做統計，見表1。由表1可知，裝置運行期間發生故障較多的設備主要是反應器R-101、閉鎖料斗D-106，裝置對此維修維護的設備主要集中在ME-101等過濾器及進料換熱器等換熱設備上。反應器R-101發生故障較多，這與本次評估結果中該設備位于總風險最高是一致的。尤其2010年5月，反應器大蓋著火事故影響較大，經分析，此次事故主要是由于反應器大蓋墊片失效所致，而墊片失效的根本原因是氫脆導致的徑向穿透裂紋。閉鎖料斗D-106發生故障較多的原因與其結構及功能有關，閉鎖料斗的作用是將吸附劑從高壓的反應系統輸送至低壓的再生系統(包括將烴/氫環境與氧/氮環境隔絕)，并將再生后的吸附劑由低壓的再生器系統輸送至高壓的反應系統(包括將氧/氮環境與烴/氫環境隔絕)。該功能通過幾套程控閥的交替動作完成，同時閉鎖料斗內有過濾器以防止吸附劑被排出的氣體攜帶出去。其結構及功能較為復雜，發生問題較多的是與其相連的程控閥及閉鎖料斗過濾器，而閉鎖料斗過濾器風險較高與本次評估結果一致。本次評估只考慮了該設備本體，因此評估結果中閉鎖料斗并未列于高風險設備。另外，此次評估結果認為還原器過濾器ME-109A/B及再生器R-102為高風險設備，但從裝置運行情況看來，這三臺設備故障較低，這與實際情況有一定出入。

圖2 總體風險分布情況Fig．2 Total risk distribution

3 結束語

為了更深入理解風險評估技術，應用RBI軟件完成了對汽油吸附脫硫裝置進行風險評估。評估結果與裝置運行情況對比發現，反應器R-101風險最高、閉鎖料斗過濾器ME-102較高均與裝置實際情況一致，但還原器過濾器ME-109A/B及再生器R-102被評為高風險設備與裝置實際運行情況有出入。對裝置起作用的腐蝕機理與裝置的主要腐蝕介質為H2S及H2，二者是一致的。

表1 主要靜設備故障及維修記錄Table 1 Equipment trouble and maintenance recovded

本次評估結果對裝置風險分布的認識是基本合理的，但是與裝置的實際運行情況仍有一定差距。評估結果中存在部分單元未計算，此次由于時間及技術原因，未能解決。通過此次嘗試，對基于風險的檢驗RBI技術在煉油裝置的應用有了更深刻的認識，熟悉了該項工作開展的整個流程及內容，這為以后此項工作的開展提供了一定的基礎。此次評估中存在的問題及不足可在以后的工作中得以改進，該項技術的掌握可對科學識別裝置風險，管理裝置設備提供有效支持。

［1］ 楊鐵成，陳學東.基于半定量風險分析的加氫裝置安全評估［J］. 壓力容器，2002，19(12):43-45.