加氫裝置高溫高壓部位泄露應急措施淺析

馬永剛

摘 要：介紹了加氫裝置是煉油廠中高溫、高壓、有毒、有害最集中的單元，高溫高壓部位泄漏是加氫裝置常見的生產事故，通過對加氫裝置高溫高壓部位泄漏產生的危害及應急措施的闡述，為加氫裝置安全、平穩運行提供參考，避免造成財產損失及人員傷亡事故的發生。

關鍵詞：加氫裝置;高溫高壓;臨氫;緊急停工;應急措施

1 概述

加氫裝置加工處理的都是可燃物料，并處在高溫、高壓、臨氫的條件下，在生產過程中會由于各種不同的原因而發生介質的泄漏，當加氫裝置高溫高壓部位發生泄漏時，往往會因泄漏介質溫度高于其自燃點而發生著火，在臨氫條件下引發爆炸，加氫裝置中高濃度硫化氫泄漏會造成裝置操作人員及周邊人員傷亡，裝置必須進行緊急停工處理。緊急事故發現的不及時或處理不妥當，就會出現：人身危險;設備損壞;加熱爐結焦;催化劑過分結垢[1]。因此，操作人員必須熟悉高溫高壓部位泄漏應急處理措施。

隨著原油質量變差、環保問題越來越受到世界各國的重視等問題的凸顯，加氫技術應運而生。加氫技術是指原料在氫氣與催化劑的作用下，通過加氫反應和（或）加氫裂化反應達到產品要求的一種工業技術總稱。加氫技術的主要任務是改變原料化學組成、脫除雜質、改善產品質量、油（餾分油、渣油及頁巖油）及煤的輕質化。加氫技術主要有加氫精制、加氫裂化，與之相對應的有汽（煤、柴）油加氫裝置、蠟油加氫裂化裝置。無論哪一種加氫工藝，裝置組成基本由反應部分、分餾部分（脫硫部分）及公用工程部分組成。其中反應部分是加氫裝置安全防護的核心。反應部分主要設備集中了裝置的高壓設備和大型機組、機泵，包括反應器、高壓冷換設備、高壓分離器和加熱爐及高壓的轉動設備如循環氫壓縮機、補充氫壓縮機、原料泵和循環油泵、連接這些設備的管道、閥門等。它們都處在苛刻的反應條件下運行，是催化加氫過程重點防護的部位。

2 加氫裝置高溫高壓部位泄漏原因

2.1 升降溫（壓）速度過快

在裝置開停工過程中升溫（壓）降溫（壓）都是有嚴格的升降溫（壓）速度限制，一般升溫度≯30℃/h，降溫速度200℃以上≯30℃/h，升降壓速度≯1.5MPa/h[2]，因加氫系統均為厚壁設備，為了避免設備壁內形成過大的溫度梯度和應力梯度，緩慢升溫和降溫可使熱量有充足的時間從金屬內壁內擴散出來，同時也可避免熱脹冷縮引起的設備法蘭面的泄漏。在正常生產中，反應器飛溫也可導致高壓法蘭泄露著火。

2.2 腐蝕

由于反應部分處在裝置的高溫高壓的操作條件下，處理的介質為易燃易爆的氫氣和烴類化合物，其中還含有對金屬腐蝕作用的氫、硫化氫。氫能破壞金屬的晶格，有很強的滲透能力，使金屬產生裂紋、鼓包、氫脆等現象;硫化氫、氯離子可使金屬產生應力腐蝕，生成的金屬硫化物在流體的沖刷下脫落，結果會造成金屬開裂、減薄甚至穿孔。高壓設備或管道如果出現裂口、穿孔這樣的一些情況很有可能引發噴射式泄漏性火災、容器爆炸、蒸汽云爆炸等嚴重的后果[3]。

2.3 高溫、高壓設備設計、制造不當

高溫、高壓設備設計、制造不當主要是管線材質與實際生產不符合，未進行合適的熱處理，焊接質量不合格導致管線彎曲處發生炸裂、焊口開裂。

2.4 竄壓

反應部分高壓至低壓部分減壓閥失控導致減壓閥失去減壓功能后管線設備法蘭超壓引起泄露爆炸。

3 加氫裝置高溫高壓部位泄漏應急措施

3.1 處理原則

①應堅持以人為本的原則，任何情況下，均應保證操作人員的安全，盡可能避免人員受到傷害;

②保護設備。加氫裝置處于高溫、高壓、臨氫操作環境，高壓設備投資高，制造周期長，運輸、安裝困難，應盡可能減少設備損壞，降低停工時間，為國家節省資金;

③保護催化劑。催化劑所占加氫裝置一次投資比例和操作費用均較高，裝填、卸劑占用時間較長，其性能好壞直接影響目的產品的收率、目的產品的質量和裝置經濟效益。

3.2 應急措施

①按照規定向有關部門和人員匯報;

②停反應進料加熱爐，停補充氫壓縮機，反應系統緊急泄壓;

③原料/反應流出物換熱器改走副線，注意防止換熱器單程受熱;

④停止反應進料，防止有機氮造成裂化催化劑中毒;

⑤控制好各高、低壓分離器液位、界位，防止竄壓引發次生事故;

⑥反應流出物空冷最大負荷運轉，防止緊急泄壓循環氣溫度過高帶液損壞循環氫壓縮機;

⑦反應部分循環氫脫硫塔改走副線，停胺液系統;防止緊急泄壓循環氫帶液;

⑧停反應部分高壓注水;

⑨分餾產品改走不合格線;

⑩汽提塔、分餾塔塔底吹汽停;

？輥？輯？訛系統壓力降至事故氮以下時，引入事故氮置換反應系統。

3.3 注意事項

①緊急放空啟動時，應檢查程序系統是否動作，若失效，立即啟動現場地面手動放空閥;

②事故氮必須保證純度符合要求（如：>99.99%）;

③反應系統壓力降低至某一個值前，溫度應在最低值以上（如壓力<3.5MPa前，溫度應>93℃）;

④事故處理應嚴格執行先降溫后降量的原則。

4 結束語

加氫裝置具有高溫、高壓、有毒、有害、臨氫等特點，了解并熟悉加氫裝置高溫高壓部位泄漏應急措施，避免財產損失和人員傷亡事故的發生。

參考文獻：

[1]李立權.加氫裂化裝置操作指南（257-258）[M].北京：中國石化出版社，2005.

[2]史開洪，艾中秋.加氫精制裝置技術問答（69）[M].2版..北京：中國石化出版社，2014，1.

[3]艾中秋，王勇.汽（煤、柴）油加氫裝置應急知識問答（187）[M].北京：中國石化出版社，2010，8.