煤制烯烴項目液化烴充裝危險性分析及整改措施

馬尚杰(神華包頭煤化工有限責任公司，內蒙古 包頭 014010)

煤制烯烴項目液化烴充裝危險性分析及整改措施

馬尚杰(神華包頭煤化工有限責任公司，內蒙古 包頭 014010)

煤制烯烴項目屬于新型產業，其生產出的副產品液化烴由于屬易燃易爆物品,傳統槽車充裝過程中存在物料泄露、超裝等問題，存在較大的安全風險，文中結合某煤化工公司生產實際情況，分析煤制烯烴項目液化烴充裝過程、超裝、槽車缺陷、違章操作中存在的風險性，明確危害因素和產生的原因，根據分析的結果，制定出可行有效的解決措施，有效的解決了傳統液化烴充裝過程中存在的安全隱患，在實際生產中取得了良好的使用效果。

液化烴;充裝作業；危險性分析；整改措施

某煤化工公司液化烴裝車棧臺主要負責混合碳四、戊烯等液化烴槽車的充裝作業，這屬于一項風險性較高的工作，因為液化烴一旦遇到空氣，就會形成一種具有爆炸特性的混合物，此混合物在有明火和高熱的環境下就會發生爆炸。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散，遇火源引著回燃。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。因此，為了避免發生爆炸情況，需要認真分析化烴充裝過程中存在的危險因素，明確其規律和特點，針對這些不安全因素，提前做好預防工作。

1 現狀調查

以某煤化工公司180萬噸煤制烯烴項目為例，各類液化烴槽車每天的充裝量約300-500噸，充裝槽車近20輛/天。充裝過程中由于車輛的不確定性、物料性質特殊，產生的風險較大。

1.1 現有工藝流程

氣相管線和液相管線共同組成了裝車鶴位，前者的作用主要是向火炬放空或者對氣體進行回收，后者裝有CFM(質量流量計)和DCV(數字控制閥)，其作用主要是向槽車充裝混合碳四、戊烯，液相管線來自罐區的液化烴經泵輸送到充裝鶴位通過鶴管進行充裝，在充裝開始前，空車內部的壓力比較低，遠遠低于線管內部的壓力，這樣一來，液化烴在流至空槽車內時會迅速發生氣化反應，伴隨著充裝數量的不斷增多，槽車內部的壓力會不斷升高，一旦槽車內部的壓力達到一定值時，充裝速度將會大幅減慢，將槽車氣相與球罐氣相連通閥門打開，使兩者壓力平衡，提升充裝效率和安全系數。

數控閥聯鎖邏輯控制回路

1.2 液化烴充裝危險性分析

面對眾多的充裝車輛，曝露出很多問題，如有的駕駛員不按規定路線行駛，車速過快；駕駛員或押運員著裝不規范；槽車的相關證件造假、槽車罐內氧氣含量超標、管線閥門泄漏，槽車本身存在缺陷，鶴管快速接頭“O” 型圈破損、流量計不準造成超裝等不安全因素在充裝過程中時有發生。

1.3 超裝危險性分析

在液化烴充裝的過程中，一定要注意避免出現超裝的情況，否則將容易出現風險事故。因此，在對液化烴進行充裝時，一定要符合規定量的標準。在達到動態平衡液化氣超量充裝狀態后，槽車內壓力會隨著溫度上升而快速增加。滿液時容器內介質壓力與溫度關系可由公式估算。

式中：ΔP為壓力升高值，MPa；Δt為溫度升高值，℃；β為液

化烴液態體積膨脹系數；α為液化烴液態壓縮系數。

以上公式當中，β值和α值差距非常大，β值遠大于α值，因此溫度升高，內部壓力也會隨之升高，通過計算得知，溫度升高l℃，壓力將增加l～2 MPa，當溫度上升l0℃時，就可使槽車屈服而發生爆炸。但是如果充裝時是按照規定量進行充裝的，即使溫度上升l0℃，其飽和蒸氣壓就不會增加過多，增加值為0.15 MPa。

a)液化烴超裝的危害是：

①超量或滿液充裝情況出現時，如果溫度上升比較多，就會導致內部的壓力值大幅度增加，當壓力超出容器的承受能力就會發生爆炸。另外，壓力急劇上升之后，容器材料會發生屈服變形的情況，從而引發危險。

②化學性爆炸。超裝是導致容器破裂的主要原因，容器一旦破裂之后，液化烴就會迅速蒸發并膨脹，同時與外界的空氣相結合而產生具有爆炸性的混合物質，一旦遇到容器碎片由于撞擊而產生的火花，就會發生爆炸。

b)充裝超量的原因有：

充裝超量的原因包括很多方面，主要有體積流量計算出現誤差，從而導致充裝量超出規定量；充裝之前對充裝量設定不夠準確；用戶不按要求標準對槽車進行修改；相關設備出現故障或者閥門關閉不及時。

1.4 槽車缺陷危險性分析

槽車缺陷危險性主要包括三個方面，具體闡述如下：

①各種證件不全，違反有關法規。②安全附件缺失或損壞。③槽車罐內氧氣含量超標。由于部分不法危化品營運者向槽車內充壓縮空氣及槽車卸車流程不規范，導致槽車罐內氧氣含量超標。

1.5 違章操作危險性分析

違章操作危險性極大，主要包括以下幾個方面：①開關閥門動作粗糙，甚至用鐵器敲打；②槽車在陽光下曝曬；③勞保著裝不合格；④違章用火。

1.6 液化烴泄漏的主要形式

①管線腐蝕穿孔泄漏。由于保冷需要，大部分液化烴管線有保溫層。保溫材料具有較強的吸水性和透氣度，在外部鐵皮破損或施工不規范的情況下，極易吸收空氣中的水分和雨水，且吸水后不易揮發，容易在管線防腐漆破損處、焊接接頭處產生腐蝕，造成管線局部的腐蝕穿孔。

②管線超壓破裂泄漏。管線如果不落實相關的泄壓措施，管線兩端閥門全部關閉時，夏季環境溫度升高，使管線內物料迅速氣化，管線內壓力劇增，易導致管線上承壓能力弱的部位泄漏。另外，若裝車結束后操作失誤，沒有提前打開回流閥，管線也會發生超壓，導致管線破裂發生泄漏。

③“O”型圈老化破損。由于快速接頭頻繁與槽車對接，容易破損或本身質量差以及老化等原因，易產生裂紋，造成鶴管與槽車連接處密封不嚴，產生泄漏。

2 整改措施

2.1 充裝前的安全管控

在槽車充裝前，除加強對槽車證件及從業人員的相關資質進行檢查外，增加對槽車外觀、緊急切斷閥、壓力表、液位計、靜電接地線等安全附件進行檢查并做好相關記錄。由于在前期運行過程中，存在槽車車內介質不明的情況，故建立槽車空車罐內氧氣含量檢測常態化機制，車內氧氣含量低于0.5%，方可予以充裝，徹底消除因槽車罐內氧氣含量超標引起的安全風險。

2.2 充裝過程安全控制要求

由于原來采用體積流量計，導致定量裝車系統受環境溫度的影響較大，因此充裝重量與預裝量存在很大出入。根據國家質檢總局關于“開展承壓汽車罐車充裝站專項整治活動通知”中的相關要求，為了從根本上解決充裝質量問題，結合該公司實際情況，將原有的體積流量計更換為計量效果較精準的質量流量計，超壓自動控制以及槽車IC卡管理子系統，實現了以現場安全條件為指標的充裝過程計算機化的管理方式。通過槽車IC卡管理系統實現了對充裝車輛的管理和監控，讀卡器用于對充裝車輛的車體特征和車檢信息進行監管，未通過年檢或未年檢的不合格車輛，不允許進廠裝車。

2.3 模索槽車充裝液位最佳高度范圍

收集各槽車的充裝高度與充裝量的對應值，選擇出該槽車的最佳充裝高度范圍，做為今后該車充裝的參照。二者相結合，并根據國家相關規定的要求，在運輸車輛上添加IC卡管理子系統，以便對充裝過程進行智能化計算，保證其安全性。

添加槽車IC卡進廠后，槽車使用證信息以及其它的各項信息都會由讀卡器讀取，并將讀取的結果存入控制系統數據庫，如果信息不符合要求則不允許車輛進廠。

2.4 建立槽車充裝誠信檔案

為了進一步加強裝車司機及押運員的管理，從根本上杜絕槽車違規，特建立槽車充裝誠信檔案及向司機告知書，內容包括槽車使用證編號，槽車違規次數，違章現象，視情節輕重，對其進行警告，拒絕為其充裝等相應的處理，從而實現安全充裝。

3 結語

通過對煤制烯烴項目液化烴充裝危險性分析，多角度，全方位的剖析了在充裝作業過程中產生的安全隱患，并提出了相應的整改措施。另外，還需要利用槽車IC卡系統對充裝車輛進行嚴密的監察，保證運輸的安全性。

[1]龐偉國.承壓汽運罐車安全充裝控制系統設計與應用[J].遼寧化工，2009.10(38-10)：755-758.

[2]肖軍.采用目標管理 提高充裝質量[J].城市燃氣，1998(04).

[3]劉中興,司書軍.液化烴充裝作業危險性分析及對策[J].安全.健康和環境,2009(9-8)：21-23.