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，對汽油餾分中的烴類分子結(jié)構進行重新排列，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）用氫的重要來源。

但重整裝置所產(chǎn)的氫氣（以下簡稱重整氫）中往往含有大量的氯離子，如不及時脫除會對下游用氫裝置及全廠的氫氣管網(wǎng)帶來危害。近年來，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不鮮。故此一般在重整氫送出裝置前通常會經(jīng)過脫氯罐進行處理。一般脫氯劑的使用壽命在3～6個月，經(jīng)常需要在裝置連續(xù)生產(chǎn)期間進行更換。

1 重整氫含氯的產(chǎn)生原因及對策

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：一是原料本身帶入的氯。近年來，隨著采油技術的變化與發(fā)展，油田采用了化學處理手段來提高采收率，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，要求催化劑在運轉(zhuǎn)過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、注氯實現(xiàn)水氯平衡控制，但這也會造成重整氫中的氯含量升高。

1.2 重整氫含氯的解決對策

目前大部分煉廠普遍采用低溫吸附脫氯工藝來解決重整氫含氯的問題，其突出的優(yōu)點是可以在系統(tǒng)壓力控制和常溫條件下實現(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)中常見的雜質(zhì)，上游的含硫雜質(zhì)隨著流程進入脫氯罐，脫氯罐在含硫環(huán)境中長時間運行，設備中硫化亞鐵含量越來越多，卸劑打開設備時，一旦硫化亞鐵接觸到氧氣便會發(fā)生反應導致自燃等危險發(fā)生[1]。

2.2 可燃氣與有毒氣體

煉油裝置對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)上應用的氫氣脫氯劑在工藝處置過程中卻不能進行蒸汽吹掃。因為通入蒸汽極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—氮氣充泄壓置換。但因為無法進行蒸汽吹掃，罐內(nèi)脫氯劑及瓷球仍可能會吸附有一定量的烴類、氫氣、硫化氫等可燃氣體及有毒氣體。在卸劑過程中隨著脫氯劑的攪動，會造成可燃氣和有毒有害氣體的聚集，一旦與空氣或人體直接接觸會引發(fā)嚴重危害。

2.3 無氧環(huán)境作業(yè)

如上分析，一般在氫氣脫氯劑的卸劑時為防止硫化亞鐵自燃和可燃氣體、有毒氣體殘留發(fā)生危險，通常需要向脫氯劑內(nèi)連續(xù)通入氮氣來制造無氧環(huán)境。如在充滿氮氣的無氧環(huán)境下進行受限空間作業(yè)，人員窒息的風險性極高，因為氮氣是一種惰性氣體，大量吸入氮氣會降低人體內(nèi)氧氣含量，導致局部缺氧窒息。

2.4 墜落風險

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

2.5 脫氯劑粉塵的風險

脫氯罐在使用過程中由于罐內(nèi)脫氯劑顆粒之間相互的磨損、擠壓使得罐內(nèi)產(chǎn)生了大量的細微顆粒[2]。這些顆粒在卸劑過程中會逸散出來，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，因脫氯劑不能進行蒸汽吹掃，為在工藝處置后達到相對安全的卸劑作業(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)的抽真空置換和氮氣置換也應至少在48 h以上。二是處置后要及時做好采樣分析，當可燃氣體分析烴含量≯0.5% （v/v）且有毒有害氣體處于接觸限以內(nèi)時方可交出。三是在抽真空前應打開抽空器蒸汽導淋排凈管線內(nèi)存水、確認脫氯罐與周圍系統(tǒng)隔離，無串壓可能；在抽真空過程中要嚴格控制流量，防止負壓過大導致脫氯劑粉碎；在真空靜置期間，應將脫氯罐至抽空器的雙閥關閉并在中間導淋處接上氮氣，防止雙閥內(nèi)漏將蒸汽倒抽入脫氯罐內(nèi)。

4 無氧環(huán)境作業(yè)的安全管理措施

4.1 選擇專業(yè)的作業(yè)單位

無氧環(huán)境下的受限空間作業(yè)環(huán)境十分復雜，應對作業(yè)單位的資質(zhì)進行審查。應重點審查其過往安全業(yè)績，及是否有建立了在無氧環(huán)境下的操作規(guī)程和救援體系。

4.2 避免人員長時間在罐內(nèi)作業(yè)

在卸劑過程中應優(yōu)先采取打開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才由人工進入脫氯罐內(nèi)撇出。單人次進入罐內(nèi)的時間不宜過長，應每隔30～60min更換作業(yè)人員，在人員進出罐時要做好登記，記錄好進出時間、人員姓名、所持工具及隨身物品信息等。

4.3 嚴格執(zhí)行好作業(yè)方案與作業(yè)許可制度

作業(yè)前生產(chǎn)單位應編制好工藝處置方案，施工單位應根據(jù)現(xiàn)場實際情況編制好施工作業(yè)方案。方案中應明確作業(yè)的具體方法、安全要求與注意事項、專項的應急預案等，方案應逐級審批，層層把關。

生產(chǎn)單位與施工單位應聯(lián)合組成JSA分析小組，開展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。有條件的單位應組織開展專項的應急演練、在卸劑過程中可派單位的應急救援隊伍現(xiàn)場值守。

作業(yè)許可應嚴格按照《GB/30871-2014》的有關要求開具，因是無氧環(huán)境的受限空間作業(yè)，作業(yè)許可宜提級審批。

4.4 連續(xù)監(jiān)測罐內(nèi)環(huán)境

在無氧環(huán)境受限空間作業(yè)期間應采取連續(xù)監(jiān)測的措施監(jiān)測好罐內(nèi)氧氣、可燃氣體、有毒有害氣體的含量及罐內(nèi)溫度的變化情況。罐內(nèi)溫度一般可通過遠傳儀表進行監(jiān)控，但普通的可燃氣報警儀無法在氮氣環(huán)境的罐內(nèi)正常工作，如在現(xiàn)場采球膽拿回實驗室進行色譜分析又浪費時間。為滿足連續(xù)監(jiān)測的要求，作業(yè)期間應配備帶有IR探頭的紅外式氣體檢測儀。

4.5 使用防爆工具

在拆卸脫氯罐頭蓋、人孔、卸料管和彎頭時應使用防爆扳手，進入罐內(nèi)人員需要照明時應使用防爆燈具,在作業(yè)過程中盡量避免金屬撞擊火花、不防爆電氣設備等成為點火源。

4.6 進入罐內(nèi)作業(yè)的安全措施

無氧環(huán)境受限空間作業(yè)的最關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警設施。供氣系統(tǒng)也應備有獨立的雙氣路，一方出現(xiàn)問題另一系統(tǒng)會自動啟動.當供氣系統(tǒng)氣壓低于0.4 MPa時設備應能進行低氣壓聲光報警。另外罐內(nèi)作業(yè)人員也可佩帶能立即打開的備用小鋼瓶供應急使用。除作業(yè)點設置專職監(jiān)護人外，施工單位應設置專人負責空壓機正常工作，作業(yè)期間嚴禁離開，全程作好設備監(jiān)護。

供氣管應采用內(nèi)含金屬絲的防碾膠管，中間不應有接頭。當人員進入罐內(nèi)作業(yè)前應全面檢查供氣系統(tǒng)，防止供氣管開裂、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)護人應幫忙確認面罩佩戴情況。作業(yè)人員正確穿戴防護用品的步驟及要點如下:（1）穿好防護服、防護鞋，戴好防護手套；（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膏或防護油；（5）戴好呼吸面具；（6）系緊五級帶狀收緊裝置；（7）再次試驗呼吸，檢查密封性能；（8）戴好通信對講機，四合一氣體報警儀與防爆頭燈；（9）背上自救小鋼瓶，接上小鋼瓶與腰帶接頭；（10）由監(jiān)護人員對以上各項再作檢查。

4.7 應急措施

為防止作業(yè)人員在使用軟梯時發(fā)生墜落事故，作業(yè)人員應佩戴安全帶及防墜器。作業(yè)過程中應在罐內(nèi)放置防爆型視頻監(jiān)控設備，連續(xù)監(jiān)控罐內(nèi)作業(yè)人員的動態(tài)。另外，作業(yè)時監(jiān)護人員可利用對講機每隔5 min向罐內(nèi)通話一次，詢問內(nèi)部情況。罐口應設置帶有滑輪的應急三腳架，防墜器的另一端與應急三腳架相連，一旦在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)的作業(yè)人員有意外情況可在罐口搖動三腳架的絞盤，通過滑輪快速的將作業(yè)人員提升上來。

4.8 脫氯劑卸出后的危險預防措施

在脫氯罐的底部人孔處應拉好水線保護，卸出的脫氯劑應立即扎好口，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到隔離空氣及降溫的作用。對于裝好桶的廢脫氯劑應及時聯(lián)系廢劑處置單位運送出廠，切勿長時間大量堆放在生產(chǎn)裝置現(xiàn)場。對于仍在現(xiàn)場堆放的廢脫氯劑，要定期檢查鐵桶溫度，及時查看是否有陰燃的情況發(fā)生。

對于卸劑過程中產(chǎn)生的粉塵應采取工程措施予以治理，如使用文丘里除塵器等設施及時進行處置。

5 結(jié)語

盡管催化重整裝置氫氣脫氯罐卸劑作業(yè)的風險較高，但通過選擇優(yōu)秀的施工隊伍、精心編制施工方案、把控好工藝處置質(zhì)量及落實好無氧環(huán)境下受限空間作業(yè)的安全管理及應急措施，還是可以保障作業(yè)安全，避免事故發(fā)生的。本文主要通過筆者實際經(jīng)驗，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。