催化重整裝置氫氣脫氯罐卸劑作業(yè)的安全管理

呂笛 (中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

在石化煉廠中，催化重整裝置主要是以常減壓裝置提供的低辛烷值直餾石腦油、加氫裂化裝置提供的重石腦油為原料，在有催化劑作用的條件下，對(duì)汽油餾分中的烴類(lèi)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列，生成富含芳烴的高辛烷值汽油（重整生成油），并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣，其中重整裝置副產(chǎn)的大量氫氣是煉廠加氫裝置（如加氫精制、加氫裂化）用氫的重要來(lái)源。

但重整裝置所產(chǎn)的氫氣（以下簡(jiǎn)稱重整氫）中往往含有大量的氯離子，如不及時(shí)脫除會(huì)對(duì)下游用氫裝置及全廠的氫氣管網(wǎng)帶來(lái)危害。近年來(lái)，許多煉廠因重整氫含氯先后多次發(fā)生氯腐蝕事故，致使換熱器穿孔被迫停工的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。另外，造成系統(tǒng)NH4Cl堵塞、爐管結(jié)焦等使裝置停工的事故案例也屢見(jiàn)不鮮。故此一般在重整氫送出裝置前通常會(huì)經(jīng)過(guò)脫氯罐進(jìn)行處理。一般脫氯劑的使用壽命在3～6個(gè)月，經(jīng)常需要在裝置連續(xù)生產(chǎn)期間進(jìn)行更換。

1 重整氫含氯的產(chǎn)生原因及對(duì)策

1.1 重整氫含氯的產(chǎn)生原因

通常，造成重整氫含氯的原因有二點(diǎn)：一是原料本身帶入的氯。近年來(lái)，隨著采油技術(shù)的變化與發(fā)展，油田采用了化學(xué)處理手段來(lái)提高采收率，其中有的采用了氯化物，造成原油中氯含量升高，這部分氯在原油中絕大部分集中在汽油餾分，這也正是重整裝置的原料餾分；二是催化重整工藝在生產(chǎn)過(guò)程中需要注氯。催化重整重要的操作參數(shù)之一是催化劑的水氯平衡控制。為了充分發(fā)揮催化劑的性能，要求催化劑在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中保持一定的氯含量。但由于循環(huán)氣中含有一定量的水，使催化劑上的氯不斷流失。同時(shí)水又起著使催化劑上的氯分布均勻的作用，為此雙功能的重整催化劑必須注水、注氯實(shí)現(xiàn)水氯平衡控制，但這也會(huì)造成重整氫中的氯含量升高。

1.2 重整氫含氯的解決對(duì)策

目前大部分煉廠普遍采用低溫吸附脫氯工藝來(lái)解決重整氫含氯的問(wèn)題，其突出的優(yōu)點(diǎn)是可以在系統(tǒng)壓力控制和常溫條件下實(shí)現(xiàn)吸附脫氯。

2 氫氣脫氯劑卸劑作業(yè)的有害因素分析

2.1 硫化亞鐵自燃

硫及硫化物是煉油系統(tǒng)中常見(jiàn)的雜質(zhì)，上游的含硫雜質(zhì)隨著流程進(jìn)入脫氯罐，脫氯罐在含硫環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，設(shè)備中硫化亞鐵含量越來(lái)越多，卸劑打開(kāi)設(shè)備時(shí)，一旦硫化亞鐵接觸到氧氣便會(huì)發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致自燃等危險(xiǎn)發(fā)生[1]。

2.2 可燃?xì)馀c有毒氣體

煉油裝置對(duì)于油氣最有效的工藝處置方法是蒸汽吹掃，但是目前工業(yè)上應(yīng)用的氫氣脫氯劑在工藝處置過(guò)程中卻不能進(jìn)行蒸汽吹掃。因?yàn)橥ㄈ胝羝麡O易造成脫氯劑的板結(jié)，增加施工難度。因此氫氣脫氯罐在卸劑前的工藝處置步驟是工藝隔離—熱氮置換—抽真空置換—氮?dú)獬湫箟褐脫Q。但因?yàn)闊o(wú)法進(jìn)行蒸汽吹掃，罐內(nèi)脫氯劑及瓷球仍可能會(huì)吸附有一定量的烴類(lèi)、氫氣、硫化氫等可燃?xì)怏w及有毒氣體。在卸劑過(guò)程中隨著脫氯劑的攪動(dòng)，會(huì)造成可燃?xì)夂陀卸居泻怏w的聚集，一旦與空氣或人體直接接觸會(huì)引發(fā)嚴(yán)重危害。

2.3 無(wú)氧環(huán)境作業(yè)

如上分析，一般在氫氣脫氯劑的卸劑時(shí)為防止硫化亞鐵自燃和可燃?xì)怏w、有毒氣體殘留發(fā)生危險(xiǎn)，通常需要向脫氯劑內(nèi)連續(xù)通入氮?dú)鈦?lái)制造無(wú)氧環(huán)境。如在充滿氮?dú)獾臒o(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行受限空間作業(yè)，人員窒息的風(fēng)險(xiǎn)性極高，因?yàn)榈獨(dú)馐且环N惰性氣體，大量吸入氮?dú)鈺?huì)降低人體內(nèi)氧氣含量，導(dǎo)致局部缺氧窒息。

2.4 墜落風(fēng)險(xiǎn)

一般情況下作業(yè)人員需要使用軟梯從脫氯罐頂部進(jìn)入罐內(nèi)，由于軟梯使用不當(dāng)、罐內(nèi)照明不良等因素，可能發(fā)生人員墜落的風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 脫氯劑粉塵的風(fēng)險(xiǎn)

脫氯罐在使用過(guò)程中由于罐內(nèi)脫氯劑顆粒之間相互的磨損、擠壓使得罐內(nèi)產(chǎn)生了大量的細(xì)微顆粒[2]。這些顆粒在卸劑過(guò)程中會(huì)逸散出來(lái)，損害接觸者的呼吸系統(tǒng)。

3 氫氣脫氯劑卸劑作業(yè)前的工藝安全處置

如前文所述，因脫氯劑不能進(jìn)行蒸汽吹掃，為在工藝處置后達(dá)到相對(duì)安全的卸劑作業(yè)條件，保障工藝處置的質(zhì)量尤為重要。一是要保障工藝處置的時(shí)間，以產(chǎn)氫量100 000 Nm3/h的催化重整裝置為例，一般熱氮置換需要至少連續(xù)進(jìn)行96 h以上且要保證熱氮溫度在170 ℃左右，后續(xù)的抽真空置換和氮?dú)庵脫Q也應(yīng)至少在48 h以上。二是處置后要及時(shí)做好采樣分析，當(dāng)可燃?xì)怏w分析烴含量≯0.5% （v/v）且有毒有害氣體處于接觸限以內(nèi)時(shí)方可交出。三是在抽真空前應(yīng)打開(kāi)抽空器蒸汽導(dǎo)淋排凈管線內(nèi)存水、確認(rèn)脫氯罐與周?chē)到y(tǒng)隔離，無(wú)串壓可能；在抽真空過(guò)程中要嚴(yán)格控制流量，防止負(fù)壓過(guò)大導(dǎo)致脫氯劑粉碎；在真空靜置期間，應(yīng)將脫氯罐至抽空器的雙閥關(guān)閉并在中間導(dǎo)淋處接上氮?dú)猓乐闺p閥內(nèi)漏將蒸汽倒抽入脫氯罐內(nèi)。

4 無(wú)氧環(huán)境作業(yè)的安全管理措施

4.1 選擇專(zhuān)業(yè)的作業(yè)單位

無(wú)氧環(huán)境下的受限空間作業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜，應(yīng)對(duì)作業(yè)單位的資質(zhì)進(jìn)行審查。應(yīng)重點(diǎn)審查其過(guò)往安全業(yè)績(jī)，及是否有建立了在無(wú)氧環(huán)境下的操作規(guī)程和救援體系。

4.2 避免人員長(zhǎng)時(shí)間在罐內(nèi)作業(yè)

在卸劑過(guò)程中應(yīng)優(yōu)先采取打開(kāi)卸料孔利用脫氯劑的自重使大部分脫氯劑自由流出，底部剩余少量脫氯劑和瓷球時(shí)才由人工進(jìn)入脫氯罐內(nèi)撇出。單人次進(jìn)入罐內(nèi)的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)每隔30～60min更換作業(yè)人員，在人員進(jìn)出罐時(shí)要做好登記，記錄好進(jìn)出時(shí)間、人員姓名、所持工具及隨身物品信息等。

4.3 嚴(yán)格執(zhí)行好作業(yè)方案與作業(yè)許可制度

作業(yè)前生產(chǎn)單位應(yīng)編制好工藝處置方案，施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況編制好施工作業(yè)方案。方案中應(yīng)明確作業(yè)的具體方法、安全要求與注意事項(xiàng)、專(zhuān)項(xiàng)的應(yīng)急預(yù)案等，方案應(yīng)逐級(jí)審批，層層把關(guān)。

生產(chǎn)單位與施工單位應(yīng)聯(lián)合組成JSA分析小組，開(kāi)展JSA分析并將分析結(jié)果以安全交底的形式告知作業(yè)人員。有條件的單位應(yīng)組織開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)的應(yīng)急演練、在卸劑過(guò)程中可派單位的應(yīng)急救援隊(duì)伍現(xiàn)場(chǎng)值守。

作業(yè)許可應(yīng)嚴(yán)格按照《GB/30871-2014》的有關(guān)要求開(kāi)具，因是無(wú)氧環(huán)境的受限空間作業(yè)，作業(yè)許可宜提級(jí)審批。

4.4 連續(xù)監(jiān)測(cè)罐內(nèi)環(huán)境

在無(wú)氧環(huán)境受限空間作業(yè)期間應(yīng)采取連續(xù)監(jiān)測(cè)的措施監(jiān)測(cè)好罐內(nèi)氧氣、可燃?xì)怏w、有毒有害氣體的含量及罐內(nèi)溫度的變化情況。罐內(nèi)溫度一般可通過(guò)遠(yuǎn)傳儀表進(jìn)行監(jiān)控，但普通的可燃?xì)鈭?bào)警儀無(wú)法在氮?dú)猸h(huán)境的罐內(nèi)正常工作，如在現(xiàn)場(chǎng)采球膽拿回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行色譜分析又浪費(fèi)時(shí)間。為滿足連續(xù)監(jiān)測(cè)的要求，作業(yè)期間應(yīng)配備帶有IR探頭的紅外式氣體檢測(cè)儀。

4.5 使用防爆工具

在拆卸脫氯罐頭蓋、人孔、卸料管和彎頭時(shí)應(yīng)使用防爆扳手，進(jìn)入罐內(nèi)人員需要照明時(shí)應(yīng)使用防爆燈具,在作業(yè)過(guò)程中盡量避免金屬撞擊火花、不防爆電氣設(shè)備等成為點(diǎn)火源。

4.6 進(jìn)入罐內(nèi)作業(yè)的安全措施

無(wú)氧環(huán)境受限空間作業(yè)的最關(guān)鍵要素便是呼吸供氣系統(tǒng)。它一般由電源、氣源、減壓及空氣濾清器、呼吸流量器等部分組成。電源要求配置雙路電源和斷電報(bào)警設(shè)施。供氣系統(tǒng)也應(yīng)備有獨(dú)立的雙氣路，一方出現(xiàn)問(wèn)題另一系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng).當(dāng)供氣系統(tǒng)氣壓低于0.4 MPa時(shí)設(shè)備應(yīng)能進(jìn)行低氣壓聲光報(bào)警。另外罐內(nèi)作業(yè)人員也可佩帶能立即打開(kāi)的備用小鋼瓶供應(yīng)急使用。除作業(yè)點(diǎn)設(shè)置專(zhuān)職監(jiān)護(hù)人外，施工單位應(yīng)設(shè)置專(zhuān)人負(fù)責(zé)空壓機(jī)正常工作，作業(yè)期間嚴(yán)禁離開(kāi)，全程作好設(shè)備監(jiān)護(hù)。

供氣管應(yīng)采用內(nèi)含金屬絲的防碾膠管，中間不應(yīng)有接頭。當(dāng)人員進(jìn)入罐內(nèi)作業(yè)前應(yīng)全面檢查供氣系統(tǒng)，防止供氣管開(kāi)裂、磨損、曲折等，要確保面罩安全可靠性，使用前要作好氣密性檢查，作業(yè)人員穿戴好面罩后監(jiān)護(hù)人應(yīng)幫忙確認(rèn)面罩佩戴情況。作業(yè)人員正確穿戴防護(hù)用品的步驟及要點(diǎn)如下:（1）穿好防護(hù)服、防護(hù)鞋，戴好防護(hù)手套；（2）系好安全帶，接好安全繩與防墜器；（3）系好供氣接頭、腰帶快插；（4）臉部暴露部分全部涂上防護(hù)膏或防護(hù)油；（5）戴好呼吸面具；（6）系緊五級(jí)帶狀收緊裝置；（7）再次試驗(yàn)呼吸，檢查密封性能；（8）戴好通信對(duì)講機(jī)，四合一氣體報(bào)警儀與防爆頭燈；（9）背上自救小鋼瓶，接上小鋼瓶與腰帶接頭；（10）由監(jiān)護(hù)人員對(duì)以上各項(xiàng)再作檢查。

4.7 應(yīng)急措施

為防止作業(yè)人員在使用軟梯時(shí)發(fā)生墜落事故，作業(yè)人員應(yīng)佩戴安全帶及防墜器。作業(yè)過(guò)程中應(yīng)在罐內(nèi)放置防爆型視頻監(jiān)控設(shè)備，連續(xù)監(jiān)控罐內(nèi)作業(yè)人員的動(dòng)態(tài)。另外，作業(yè)時(shí)監(jiān)護(hù)人員可利用對(duì)講機(jī)每隔5 min向罐內(nèi)通話一次，詢問(wèn)內(nèi)部情況。罐口應(yīng)設(shè)置帶有滑輪的應(yīng)急三腳架，防墜器的另一端與應(yīng)急三腳架相連，一旦在監(jiān)控過(guò)程中發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)的作業(yè)人員有意外情況可在罐口搖動(dòng)三腳架的絞盤(pán)，通過(guò)滑輪快速的將作業(yè)人員提升上來(lái)。

4.8 脫氯劑卸出后的危險(xiǎn)預(yù)防措施

在脫氯罐的底部人孔處應(yīng)拉好水線保護(hù)，卸出的脫氯劑應(yīng)立即扎好口，密閉存放于鐵質(zhì)廢劑桶中。扎口前可使用干冰覆蓋在卸出的脫氯劑上以達(dá)到隔離空氣及降溫的作用。對(duì)于裝好桶的廢脫氯劑應(yīng)及時(shí)聯(lián)系廢劑處置單位運(yùn)送出廠，切勿長(zhǎng)時(shí)間大量堆放在生產(chǎn)裝置現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)于仍在現(xiàn)場(chǎng)堆放的廢脫氯劑，要定期檢查鐵桶溫度，及時(shí)查看是否有陰燃的情況發(fā)生。

對(duì)于卸劑過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵應(yīng)采取工程措施予以治理，如使用文丘里除塵器等設(shè)施及時(shí)進(jìn)行處置。

5 結(jié)語(yǔ)

盡管催化重整裝置氫氣脫氯罐卸劑作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)較高，但通過(guò)選擇優(yōu)秀的施工隊(duì)伍、精心編制施工方案、把控好工藝處置質(zhì)量及落實(shí)好無(wú)氧環(huán)境下受限空間作業(yè)的安全管理及應(yīng)急措施，還是可以保障作業(yè)安全，避免事故發(fā)生的。本文主要通過(guò)筆者實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，介紹了一些催化重整裝置氫氣脫氯罐卸劑作業(yè)的安全管理措施，希望能給讀者提供一定的參考。