尿素合成塔泄漏事故分析及處理

陳曉林（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

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尿素合成塔泄漏事故分析及處理

陳曉林
（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

摘 要：在尿素生產(chǎn)的過程中，尿素合成塔是重要的生產(chǎn)設(shè)備。一旦合成塔出現(xiàn)泄漏問題，就會導致整個尿素生產(chǎn)裝置的安全、高效和穩(wěn)定運行受到影響。所以，出現(xiàn)泄漏事故后，設(shè)備維護管理人員還要做好泄漏原因的分析，以便尋求科學的處理措施進行事故的處理?；谶@種認識，在對尿素合成塔結(jié)構(gòu)展開分析的基礎(chǔ)上，對一種尿素合成塔泄漏事故的原因和處理問題展開了分析，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：尿素合成塔；泄漏事故；處理

在工業(yè)生產(chǎn)中，尿素合成塔的造價較高，并且具有安裝復雜和制造周期長的特點。而經(jīng)過長期運行，塔內(nèi)也容易出現(xiàn)腐蝕泄漏問題。如果沒能做好泄漏事故的處理，就會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，有必要對尿素合成塔泄漏事故分析及處理問題展開探討，從而更好地開展尿素合成塔的日常維護管理工作。

1　尿素合成塔結(jié)構(gòu)分析

從結(jié)構(gòu)上來看，尿素合成塔是由上下封頭、多個筒節(jié)、出料管和進料管構(gòu)成，而筒節(jié)采取的則是多層包扎結(jié)構(gòu)。在各個筒節(jié)中，耐腐蝕層襯里、不銹鋼盲層和碳鋼層板將按照由內(nèi)向外的持續(xù)分布。由于尿素合成塔內(nèi)含有大量的氨、二氧化碳、水和尿素介質(zhì)，所以容易形成具有較強腐蝕性的甲胺溶液。該溶液的濃度越高，對設(shè)備的腐蝕也會越強。就目前來看，尿素合成塔遭受的腐蝕形式有封頭針孔腐蝕、出液管線部件腐蝕、襯里焊縫腐蝕、封頭冷凝腐蝕和環(huán)隙沖刷腐蝕等等［1］。而這些腐蝕問題的出現(xiàn)，都會導致尿素合成塔發(fā)生泄漏事故。

2　尿素合成塔泄漏事故分析

2.1泄漏事故描述

某公司在生產(chǎn)中使用了尿素合成塔裝置，該裝置的封頭緊固螺栓為載絲，材質(zhì)為SCM3，使用液壓拉伸器緊固。而該合成塔及時在高溫高壓環(huán)境中的密封性能也良好，并且使用了具有耐腐蝕性能的齒形墊，投產(chǎn)的幾年時間里一直保持良好運行狀態(tài)。但在今年初，該合成塔上封頭在北側(cè)偏東位置形成扇形面?zhèn)嚷?，并且伴有輕微“刺刺”聲。為避免設(shè)備出現(xiàn)大面積泄漏，并且確保人員安全，則需要裝置的該次泄漏事故展開分析。

2.2事故原因分析

通過分析發(fā)現(xiàn)，該合成塔封頭螺栓共有5組，每組有4個螺栓，在進行螺栓緊固的過程中，需要分5步完成螺栓的緊固作業(yè)。但由于每組螺栓的狀況并不相同，使用液壓拉伸器進行螺栓的統(tǒng)一緊固就會導致泄壓后的螺母螺紋變形。在這種情況下，螺栓拉緊力受到了一定的影響，從而導致裝置存在密封不嚴的安全隱患。其次，在設(shè)備運行的過程中，受到操作壓力和操作溫度等工作調(diào)經(jīng)的影響，尿素合成塔的墊片容易出現(xiàn)塑性變形問題。而墊片產(chǎn)生形變，則會導致螺栓拉力和墊片比壓下降。當墊片的變形量經(jīng)過一段時間的積累后，則會導致墊片泄漏問題的發(fā)生。此外，分析合成塔泄漏事故原因時發(fā)現(xiàn)，泄漏也可能是由墊片或密封面本身的缺陷導致的。因為，如果在墊片或密封面存在缺陷的情況下，高壓介質(zhì)將隨之泄漏［2］。但在一般的情況下，該類泄漏問題會在設(shè)備運行初期出現(xiàn)。但從設(shè)備運行時間上來看，設(shè)備在最初運行的幾年時間里并未出現(xiàn)這類問題，所以可以排除墊片或密封面存在缺陷的假設(shè)。綜合以上幾點，考慮到設(shè)備泄漏點處在封頭北側(cè)偏東的位置，并且泄漏量并不大。同時，由于泄漏位置為扇形面，并且處在3個螺栓之間，因此可以認為泄漏事故是由螺栓預緊力不足導致。

3　尿素合成塔泄漏問題的處理

自設(shè)備運行以來，在使用壓力拉伸器進行合成塔封頭緊固時，緊固油壓都為100MPa。但實際上，由于經(jīng)過多年運行，設(shè)備螺栓的實際緊固油壓已經(jīng)提高到105MPa。為確保帶壓緊固安全，還要先進行螺栓能夠承受的最大預緊力的計算，然后進行拉伸器油壓的推斷。具體來講，就是使用p油壓=S螺Kσe/ S拉的公式進行油壓的計算。式中，p油壓=指的是拉伸器油壓，S螺為螺栓有效橫截面積，σe為螺栓屈服強度，S拉為拉伸器油缸承壓面積，K為安全系數(shù)［3］。通過計算可以發(fā)現(xiàn)，拉伸器油壓不能夠超過154.1MPa。而通過降低合成塔操作壓力，則可以使螺栓的預緊力得到降低，繼而使合成塔的安全裕度得到增加。所以，可以從漏點兩邊對稱向漏點部位緊固，而油壓則可以從105MPa開始增加。在這一過程中，需要按照每輪5MPa的數(shù)值進行油壓的增加。而每次完成一輪緊固，還需要對合成塔的漏量進行觀察。最終，當油壓達到125MPa后，合成塔漏點最終得到了緊固。

4　結(jié)束語

總而言之，一旦遭遇尿素合成塔泄漏事故，維護管理人員還應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場泄漏情況進行泄漏原因的判斷。而在找到真正的泄漏原因后，維護管理人員則可以采取相應(yīng)的措施進行漏點的處理。因此，相信本文對尿素合成塔泄漏事故分析

及處理問題展開的探討，可以為相關(guān)工作的開展提供指導。

參考文獻

［1］ 劉志勇.氨汽提法尿素合成塔泄漏的維護及處理［J］.化肥設(shè)計，2014，（01）：44-47.

［2］ 常亮.尿素合成塔封頭泄漏原因分析及處理［J］.大氮肥，2014，（05）：310-311+318.

［3］ 王春茂，祝衛(wèi)國，袁濤，等.尿素合成塔典型泄漏形式及其檢驗應(yīng)對策略［J］.化工設(shè)備與管道，2011，（02）：63-64.

Abstract：In the process of urea production，urea synthetic tower is an important production equipment.Once in synthetic tower leakage problems，will lead to the safety of the urea production plant，efficient and stable operation.So，Leak after the accident，equipment maintenance personnel need to get the analysis of leakage causes，in order to seek the scientific measures for the handling of the accident.Based on this understanding，this article analyses of urea synthesis tower structure on the basis of the leakage of urea is a kind of the cause of the accident analysis and deal with the problem，so as to provide reference for the people who pay attention to the subject.

Key words：urea synthesis tower；leakage accident；deal with

Urea Synthetic Tower Leakage Accident Analysis and Processing

Chen Xiao-lin

中圖分類號：TQ441.41

文獻標志碼：B

文章編號：1003–6490（2016）02–0001–02

收稿日期：2016–01–10

作者簡介：陳曉林（1986—），男，黑龍江哈爾濱人，工程師，主要從事尿素工藝生產(chǎn)工作。