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石化企业空分装置安全生产管理探讨

装管理规定,充装液氧液氮不准超过罐体容积的90%。液氧充装时一方面要做好接口的脱脂,另一方面要做好槽车的静电接地,建议采用静电接地显示装置,接地是否正常可以显示报警,提醒操作人员,以保证充装的安全

3)液氧储槽碳氢的控制。没有规范或标准对液氧储槽碳氢含量提出要求,一般按照主冷碳氢的要求来做,由于储槽内一般相对为静态,减少了压力脉冲、静电等不安全因素,液氧蒸发积聚较主冷也偏弱,因此其碳氢含量要求也可以适当放宽。

  3 主冷防爆

  主冷防爆由于其机理的复杂性、环节的多样性、后果的严重性成为空分安全生产管理的重中之重。

  (1)主冷碳氢的控制指标问题

  中石化1989年制定的《关于空分设备液氧中乙炔及其碳氢化合物控制指标的规定》,控制指标如表。

  表3空分设备危险杂质含量控制指标

  项目报警值停车值

  甲烷

  乙烷15×10-640×10-6

  丙烷10×10-625×10-6

  乙炔0.1×10-61×10-6

  乙烯10×10-625×10-6

  丙烯2×10-65×10-6

  总烃100×10-6250×10-6/500×10-6

  注:1.总烃指标按碳计

  2.若各单组份含量均在报警值范围内,总烃停车值可放宽到500×10-6

  控制值的确定方法根据以下几点:1.首先是根据《机械工程手册》第17章安全技术1.4.1液氧中危险杂质许可量的控制”中有关内容计算出来的某一数值,然后再根据流程及设备特点,结合实践经验加以修正确定。2.定标中参考林德、日本和法国有关标准。即乙炔靠近林德标准,总碳控制值靠近日本标准,单项碳氢化合物靠近法国标准。3.注意国内空分设备运行现状和部分生产厂的大气条件。

  该控制指标制定的原则规定,除乙炔外其它碳氢化合物溶解度<50000ppm以下的杂质,控制指标警戒值的计算依据为其许可含量(按溶解度的1/3~1/20)乘以安全系数。以乙烷为例,警戒值=20000×1/2)×0.015=15ppm

  可见其碳氢含量控制还是比较宽泛的。

  (2)影响主冷碳氢含量各过程环节的监控问题

  影响主冷碳氢含量的过程环节主要包括:大气、空压机出口气体、空冷塔循环水、分子筛出口气体、增压机后冷出口气体、膨胀机出口气体、主冷操作等。

  ①大气

  作为石化企业,大气CmHn普遍较高,若遇生产装置不正常,大量排放物料,或天气恶劣,高湿多雾,空气中的有害杂质将会成倍增加。

  Ⅰ.对大气质量每天分析一次。分析项目包括CmHnNOXSO2

  Ⅱ.设立风向标,随时掌握四季风向。

  Ⅲ.建立装置紧急排放联系制度,若生产装置不正常排放,通知调度,调度再通知空分,加强对液氧的分析监测。

  Ⅳ.建立装置排放及气象台帐,有利于对CmHn积聚的分析及控制。

  ②空压机出口气体

  空压机如果存在油烟泄漏至气侧,将会导致出口气体含有油烟成份,并且可能会在高温高压下裂解成轻馏份,分子筛又难以吸附,就带入主塔积聚在冷凝蒸发器内,对空分塔造成威胁。因此也应将空压机出口气体纳入监控体系进行定期检测。

  ③空冷塔

  空冷塔要注意循环水水质情况,如浊度、COD、油含量、是否投加杀菌剂而产生泡沫等。浊度较高,会堵塞空冷塔筛板或填料换热通道,增大阻力;COD、油含量较高会毒化分子筛,引起主冷碳氢含量超高;循环水带有泡沫,会造成出塔气体带水,进入分子筛造成淹塔事故,轻则需要停车加温,重则不能继续使用。鉴于这种情况,建议有条件的企业尽量采取闭路循环的方式,减少外界干扰,但要注意定期置换,以防水质不断变坏,形成恶性循环。

  ④分子筛

  Ⅰ.尽可能降低分子筛入口温度,以降低水份负荷,提高分子筛吸附杂质的能力。

  Ⅱ.当大气条件恶化或装置紧急排放时,应对分子筛进行高温再生,并适当缩短运行周期,以尽可能降低CmHn入塔量。

  Ⅲ.保证对分子筛再生的彻底性,如果分子筛再生不彻底,就会大大降低对CO2CmHn的吸附率,形成恶性循环。

  Ⅳ.虽然分子筛净化流程对主冷CmHn有了极大的改善,但亦经不起大气条件的恶化及长周期运行的考验。另外目前分子筛对CmHn的吸附效果不是很理想。因此建议空分生产企业与分子筛厂家、研究设计院联合研制开发对CO2CmHn选择吸附性更强的专用吸附剂。

  Ⅴ.加强对分子筛出口品质的监测,包括露点、CO2CmHn,在线与离线分析相互结合。一般空分装置分子筛出口露点、CO2均配备了在线分析,而离线分析只有水份,没有CO2,实际运行经验表明,配备CO2实验室分析仪是必要的,尤其对于国产在线分析仪来讲。出口CO2含量的增加将直接导致主换阻力上升,最后被迫停车,在线分析为操作提供了运行趋势,由于其精度一般比实验室分析仪要低,因此不能成为生产决策依据,需要通过实验室分析仪来加以验证,以确定是否需要停车,什么时候停车,为生产决策提供重要依据。

  ⑤增压膨胀机

  这里有几点需要注意:

  Ⅰ.增压机后冷出口气体露点。一旦由于换热器泄漏而造成超标,主换阻力将会迅速上升,最终要被迫停车,因此做好出口气体露点的监控是必需的。鉴于增压机后冷的重要性,建议其管束材质选用不锈钢材质。

  Ⅱ.膨胀机出口气体有存在油、烟的可能性,其危害与空压机出口气体基本相同,唯一不同的是由于膨胀机出口温度较低,润滑油一旦漏入气侧便会凝固,堵塞通道。我空分99年便发生过一次,由于晃电造成空分系统停车,当时速关阀未能及时关闭,膨胀机继续运转,密封受损,再次开车,油进入气侧,通道堵塞,造成被迫停车的事故。

  ⑥主冷操作

  (1)主冷应采取全浸式操作,防止烃类析出,在液位波动时与裸露的翅片摩擦产生静电,减少发生爆炸的危险性。

  (2)保持至少1%的液氧取出量。使主冷液氧始终保持部分更新,将CmHn的积聚消灭在萌芽之中。实际运行经验表明,主冷做到连续排放,可以极大改善主冷碳氢危险性,比间歇一次性大量排放效果要好得多。

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