PX裝置含苯介質管道的選用

尹輝

摘 要：苯介質毒性較高，可致癌，輸送苯介質管道普遍存在于煉化行業中。苯介質管道在設計、安裝和檢驗過程中，不同行業、不同規范對苯的毒性級別有不同的要求。從苯的毒性和危害出發，根據苯介質的狀態、含量、溫度、壓力、存在場所、輸送條件等參數，分析了含苯介質的管道級別應如何進行劃分，以及苯介質管道選材的建議原則，苯在管道中的毒性級別應根據具體使用環境條件確定，避免人為的高估或低估其危害程度，造成損失。

關 鍵 詞：苯；含量；管道；級別

中圖分類號：TQ 241 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）04-0865-03

Abstract： The toxicity of benzene is higher； it can cause cancer， the pipeline transporting benzene media is widely used in the refining industry. Design， installation and test of benzene medium pipeline have different requirements in different industries based on different specifications of the benzene toxicity level. In this article， based on the toxicity and harm of benzene， according to the status， content， temperature， pressure， the places， transportation condition and other parameters， how to divide the benzene-containing medium pipe level was analyzed， advice on benzene medium pipeline material selection was put forward. Its pointed out that benzene toxicity level in the pipe shall be determined according to the specific use environment condition.

Key words： Benzene； Content； Pipeline； Grade

在煉化企業中，由于苯的揮發性、易燃、蒸汽爆炸等性能，在通風不良的環境中易發生苯中毒。根據苯介質管道的毒性水平不同行業的設計者在管道設計時有不同的觀點。本文基于PX項目的含苯介質管道進行了分析，并對苯介質管道的毒性水平提出了一些自己的看法。

1 苯的危害

苯是一種無色、甜香味的液體，在室溫下有強烈的香氣。苯可燃，毒性高，是一種致癌物質。通過皮膚和呼吸道進入身體，身體極難降解，苯的沸點是80.1 ℃，熔點為5.5 ℃，密度較低，密度是880 g/L。苯溶解有機分子和一些非極性分子的能力很強，是一種良好的有機溶劑。苯能與多數有機溶劑混溶。除了碘和硫磺，大部分無機化合物不溶于苯。

苯是一種最簡單的芳烴，是石油化工的基本原料。苯的產量和生產水平象征一個國家石油化工行業的發展水平。根據GB/T18883《室內空氣質量標準》，室內空氣中苯的濃度最高0.11 mg/m3[1]。苯對中樞神經系統有較大的危害，可導致急性中毒。會有嚴重的頭痛、惡心、嘔吐、意識模糊，意識不清、昏迷、抽搐等現象，嚴重可因為中樞神經系統癱瘓和死亡。少量的苯可引起嗜睡、頭暈、頭痛、心率、震顫、困惑、混亂等現象。攝入含有苯太多食物會導致嘔吐、胃疼、頭暈、失眠、抽搐、心率等癥狀甚至死亡。

如果長期接觸苯可以對血液造成很大傷害，引起慢性中毒，甚至導致神經衰弱綜合征。苯能破壞骨髓、紅細胞、白細胞、血小板，使染色體畸變，導致白血病，甚至引起再生障礙性貧血。苯可引起大出血，從而抑制免疫系統的功能，國際癌癥研究中心（IARC）已被證實為一種致癌物質。

苯吸入中毒的病人應該迅速采取救治行動，移至新鮮空氣處，脫掉受污染的衣物，并釋放所有衣服和頸部、胸部約束。采取仰臥位，鼻子如有污垢，應立即除去，使中毒者確保正常的肺通氣、平穩的呼吸。

2 PX項目中的苯介質管道

PX裝置是以生產苯、甲苯、二甲苯（PX即對二甲苯）等芳烴類產品為主化工裝置，一般附屬于煉化企業的芳烴聯合裝置。裝置通常包括重整、抽提、分離、歧化、吸附和異構等7部分。

PX中含苯的管道較多，如芳烴抽提裝置的C6～C7餾分，苯含量31.4%（wt）；芳烴，苯含量41.18%（wt）；貧溶劑，苯含量31.4%（wt）；富溶劑，苯含量10.88%（wt）。

苯、甲苯分離及歧化裝置的烴類介質，苯含量12.6%及0.16%（wt）。

二甲苯異構化裝置的氫氣和烴類混合物介質，苯含量2.62%（wt）；氫氣介質，苯含量1.02%（wt）。

二甲苯分餾裝置的烴類介質，苯含量17.3%（wt）。

可以看出，PX裝置管道介質的苯含量從0.16%～41.18%范圍很大，那么如何根據介質中的苯含量對管道進行分類設計，既保證管道的安全性，又合理的利用資金，是PX裝置設計中一個關鍵問題。

3 苯介質管道設計

《職業性接觸毒物危害程度分級》規定將毒物危害程度分為輕度危害、中毒危害、高度危害和極度危害四個等級[2]。其中苯在含苯粘合劑的生產和使用過程中，為極度危害介質。

在SH3501-2009《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》對于含苯的介質進行毒性危害程度劃分，等同于高度危害介質，同時苯為甲B類可燃液體[3]。

《職業性接觸毒物危害程度分級》與《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》對苯的分類存在不同，主要在于《職業性接觸毒物危害程度分級》的有毒物質是工人在生產中接觸的存在于原材料、成品、半成品、中間體和反應副產物和雜質中，在操作過程中可以通過呼吸道、皮膚或通過口腔進入體內從而對健康產生有害影響的物質。未在GB5044標準列明的其他行業，其同樣有暴露在毒物中的可能性，可以根據工作場所的空氣中毒物濃度，暴露長短劃定級別。雖然毒物在空氣中的濃度達到《工業企業設計衛生標準》所規定的最高允許濃度，但因其患病率或癥狀低于分級標準中相應值，可以考慮降低一級。因此SH3501對苯的分類可以與GB5044不同。

根據TSG D0001-2009《壓力管道安全技術監察規程—工業管道》[4]的附件A-工業管道級別及其介質毒性程度、腐蝕性和火災危險性劃分條款規定中的A1-工業管道級別劃分規定。GC1級管道為輸送毒性程度為極度危害介質，高度危害氣體介質和工作溫度高于其標準沸點的高度危害的液體介質的管道。同時在其條款中明確表明，壓力管道中介質毒性程度的分級按照《職業性接觸毒物危害程度分級》的規定，即苯按照極度危害等級考慮。所以對于氣態苯壓力管道，其管道級別應為GC1；對于含有液態苯介質的壓力管道，其管道級別應按照苯介質的濃度進行劃分。

GB/T20801-2006《壓力管道規范 工業管道》表1中，明確注明液體混合物中極度危害組分質量分數≥7%的介質[5]，其危害程度應按照極度危害等級。

因此，對于PX中含苯的液態介質，只要其苯含量≥7%（wt），管道級別應為GC1。

對于GC1管道，壓力管道安全技術監察規程在表1-鋼管及其對接焊管件的使用限制表中，GB/T8163 GB3087 GB/T9711.1管道不允許使用在GC1管道中。即含苯介質的GC1類壓力管道應采用GB9948材質。

按照此原則設計的苯介質管道，在70萬t/aPX裝置中，GB9948管道重量243 t。若是含苯介質的管道均考慮為GC1管道，則管道重量為830 t。GB9948比照GB8163管道每噸節省2 100元，共節省管道投資123萬元。

4 結束語

苯危害程度的劃分，決定施工質量標準和管道的檢驗要求級別，同時也決定具體工程施工時劃分許可證級別。若苯被視為極度危害介質，施工單位應持有GC1級安裝許可證，而苯被視為高度危害介質時，則施工單位持證級別由管道的設計壓力和設計溫度決定。

國家標準和行業標準在劃分介質危害等級時存在差異是正常的，煉化企業的管道其生產過程以輸送介質為主，有毒物質處于連續、密閉狀態，發生泄漏事故的可能性相對較小，可以通過事故導致有毒物質與人接觸的具體情況來確定其危害程度。

煉化企業輸送有毒介質管道因經常性泄露從而引起職業性慢性危害的概率，通常低于開放性生產過程。所以，在壓力管道設計時應主要以所在場所空氣中有毒物質的濃度、中毒患病幾率、接觸時間長短來具體確定毒物危害等級。

參考文獻：

[1] 陳吉寧.室內空氣質量標準[S].北京：國家質量監督檢驗檢疫總局，2002.

[2] 黃漢林.職業性接觸毒物危害程度分級[S].北京：中華人民共和國衛生部，2010.

[3] 吳忠憲.石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范[S].淄博：中國石化集團第十建設公司，2011.

[4] 俢長征.壓力管道安全技術監察規程-工業管道[S].北京：國家質量監督檢驗檢疫總局，2009.

[5] 應道宴.壓力管道規范 工業管道[S].北京：全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會，2006.