制氫裝置分液罐入孔泄漏原因分析及處理措施

黃國棟，孫 博，費恩柱，馮國亮

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163714）

制氫裝置分液罐入孔泄漏原因分析及處理措施

黃國棟，孫 博，費恩柱，馮國亮

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163714）

某煉油廠制氫裝置第一分液罐入孔發生了泄漏事故，文中分析了泄漏原因為裝置短期內操作溫度驟變，使入孔的緊固螺栓失去緊固力，而發生了泄漏；墊片安裝質量不合格，造成墊片密封失效。分別從工藝和設備方面采取了相應的處理措施，確保了裝置的穩定運行。

分液罐；入孔；泄漏；處理措施

2015年12月29 日某煉油廠制氫裝置發生了一起由操作波動引起裝置設備泄漏，導致裝置臨時停工的事故。在崗的操作人員發現中變氣/脫氧水換熱器（E-1202A/B）的脫氧水側安全閥冒蒸氣，汽水混合物泄漏量較大。崗位人員通知車間，經車間工藝和設備技術人員分析，決定將E-1202A/B切除才能將泄漏點保溫層扒開進行處理，在崗員工將中變氣/脫氧水換熱器進行了切除。

1 泄漏部位流程

自中變反應器出來的變換氣經過中變氣與原料氣換熱器（E-1201）溫度降至367℃后，經過中變氣與脫氧水換熱器溫度降至165℃后，進入中變氣第1分液罐（D-1203）分出冷凝液。然后依次通過中變氣北換高溫水換熱器（E-1203）、空冷（A-1201）、中變氣水冷器（E-1204），將中變氣溫度降至35℃后經第4分液罐（D-1206）分液后進入中變氣PSA提純單元［1］。

2 現場應急方案

分液罐入孔出現泄漏后，相關人員立即將中變氣/脫氧水換熱器切除，檢查泄漏點發現為脫氧水側安全閥上游閥閥蓋泄漏，2015年12月開始對該閥的閥蓋進行焊接處理，處理完畢，同時準備將換熱器并入系統。在E-1202A/B逐步恢復系統過程中，現場突然傳出巨大鳴響，并伴隨大量蒸汽噴涌而出，同時內操人員發現系統壓力突然下降，

現場人員迅速撤離并立即向操作室匯報，經現場勘察，并結合系統壓力下降情況，初步判斷泄漏點為中變氣第1分液罐（D-1203）入孔法蘭部位，介質為中變氣（2.0 MPa，170～240℃；含氫氣70%左右，蒸汽22%左右，其余為CO2、CO及CH4）。

3 泄漏原因分析

3.1 中變氣第1分液罐短期內操作溫度變化過大

在處理中變氣/除氧水換熱器除氧水閥門泄漏過程中，切除換熱器時，中變氣出D-1203的溫度在50 min內由163℃升至296℃，溫度變化較快。而在投用的過程中，雖然操作人員意識到了應該緩慢調整，但在操作過程中溫度控制仍然較快，在不到50 min內溫度由310℃降至200℃。

由于存在溫差驟變，使原先已經膨脹的螺栓在降溫過程中沒能恢復緊固力，發生了泄漏［2，3］。

3.2 墊片安裝質量不合格

拆卸中變氣第1分液罐入孔法蘭墊片后，檢查發現外環存在徑向斷口、沿圓周裂紋及缺口，且在墊片外環部位存在明顯壓痕，見圖1。

圖1 入孔墊片損壞情況

由于該處墊片為垂直安裝，墊片安裝位置不居中，且外環上存在明顯壓痕，說明墊片密封面已經被壓扁，導致墊片失去彈性，失去抗波動性能，同時由于墊片的安裝質量不合格，使墊片外環與螺栓螺紋產生干擾，在溫度急劇變化時，導致墊片外環受力變形，一旦泄漏，外環失去定位作用，墊片整體失效損壞［4］。

3.3 泄漏后的控制措施不當

在切除與投用中變氣/除氧水換熱器的過程中，會引起中變氣溫度的極大變化，尤其是在投用換熱器，中變氣降溫過程中，沒有意識到溫度變化對設備設施的影響，沒有及時進行跟進的熱緊工作，導致泄漏發生［5］。

4 處理措施

4.1 工藝處理措施

（1）在當天的19：15裝置逐漸將處理量降至最低，同時將轉化爐火嘴由尾氣火嘴燃燒，改為輔燒火嘴燃燒。

（2）于19：40將制氫原料氣切除，引氮氣至原料氣壓縮機并進入系統，保證爐子正常運轉，同時裝置改流程，將加氫反應器、脫氯反應器、脫硫反應器切除，氮氣走脫硫大跨線直接進入轉化爐。

（3）將中變反應器出口閥關閉，在中變安全閥副線處放空，控制轉化及中變系統壓力0.6 MPa。

（4）通過中變氣入PSA超壓放空閥，對中變氣冷卻分液系統進行泄壓，20：05中變氣冷卻分液系統泄壓完畢，同時對中變氣第1分液罐進行置換。

（5）在20：30檢查發現泄漏點為中變氣第1分液罐入孔法蘭，同時開始對入孔墊片進行更換，23：00墊片更換結束。

（6）于23：10打開中變反應器（R-1203）出口閥，逐漸關閉中變反應器安全閥副線閥，裝置改氮氣循環。

（7）在次日的0：30打開油田氣控制閥裝置引油田氣進料，同時將加氫反應器、脫氯反應器、脫硫反應器投用。

（8）在次日的2：40將中變氣引入到中變PSA；3：20外送合格氫氣，8：00制氫轉化爐由輔燒火嘴改為改尾氣火嘴燃燒，制氫裝置恢復正常生產。

4.2 設備處理措施

停工泄壓后更換中變氣第1分液罐入孔法蘭墊片，并對入孔墊片損壞的原因進行分析，對墊片的材質與硬度進行測量，均符合設計要求。

5 結論

（1）在處理類似泄漏事故時要根據實際情況迅速采取相適應的處理方案，首先處理要果斷，保證裝置與人員的安全，其次要采取相應的措施保護裝置催化劑。

（2）對任何生產操作與變動做細致的分析，制定相應方案，并對操作過程中的危害因素進行識別，在操作中嚴格執行，確保各項操作平穩安全。

（3）在處理生產問題時，尤其是有溫度與壓力變化較大的問題，動作要規范合理，同時對相應部位的法蘭螺栓進行跟進熱緊。

［1］趙鐵鋒.催化脫硫系統設備泄漏分析［J］.氣體凈化，2015，15（5）：10-13.

［2］林猛.制氫裝置空冷入口閥門墊片斷裂原因分析［J］.石化技術，2016，23（5）：23-24.

［3］陳圓，關凱書，馬凱，等.基于金屬與金屬接觸型螺栓法蘭接頭的墊片應力分析［J］.壓力容器，2015，32（5）：36-41.

［4］王魯君.對管道和設備法蘭螺栓熱緊和冷緊的探討［J］.廣東化工，2003，29（1）：59-60.

［5］張華陽，單偉，司朝霞.制氫裝置緊急停工的處理及注意事項［J］.大氮肥，2008，31（5）：328-330.

Cause analysis on leakage of knockout drum manhole in hydrogen production unit and treatment measures

Huang Guodong，Sun Bo，Fei Enzhu，Feng Guoliang
（Oil Refinery of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

The manhole of No.1 knockout drum in the hydrogen production unit of an oil refinery had a leakage accident.This paper made analysis to the leakage cause and determined that it was the temperature shock in a short period of operation of the unit that caused the fastening bolt of the manhole losing its fastening force,thus the leakage took place;the unqualified gasket installation quality caused gasket seal failure.Treatment measures were respectively adopted from the aspects of process and equipment,and on-schedule operation of the unit was ensured.

knockout drum;manhole;leakage;treatment measure

TQ116.2

B

1671-4962（2017）01-0046-02

2016-10-10

黃國棟，男，工程師，2003年畢業于黑龍江大學應用化工專業，現從事煉油裝置生產管理工作。