宋鎮(青島石化檢修安裝工程有限責任公司,山東 青島 266043)
石油化工工藝又被稱為石油化工技術,該技術主要是指石油的原始物料經過一系列的化學、物理反應以后,生產出不同性能的產品或不同形態的產品方法及其相關的過程。例如,對原油進行蒸餾處理根據不同組分的沸點不同,從而分離出不同的產品,就是一次加工,然后在此基礎上,針對蒸餾得到的成分進行二次加工,使其成為商品油。而在上述二次加工的基礎上,將商品有的成分制造成有機化工原料就是三次加工工藝[1]。在上述一系列的操作流程中,所涉及到的內容十分龐雜,所以存在著較多的安全風險,同時蒸餾所得到的一次、二次產品都具有易燃、易爆的特點,具備極高的腐蝕性,稍有不慎很容易為相關的從業人員帶來一定程度的傷害。考慮到上述問題,加強石油化工工藝的穩定性、安全性相關研究極其重要,廣大石油化工企業領導人員必須根據生產的實際需求,精確地判斷出生產過程中所涉及到的危險性因素,并采取強有力的舉措,確保技術人員的人身安全及企業的平穩運行。
一般情況下,石油化工工藝生產過程中所涉及到的基本流程為原料處理、化學變化、產品精制三個步驟。上述三個環節所涉及到的生產工藝十分復雜,例如在處理原料過程中,不同的原料都需要經過凈化、混合和粉碎中預處理階段,而在化學變化環節中,經過上述操作的原料,在一定的壓力和溫度甚至催化劑的作用下進行化學反應,從而實現所需要的產品,在這一環節中涉及到反應轉化率和轉化效率等不同的參數,而在產品精制環節中,將上述反應所得到的產物進行提純和分離,去除相應的副產品。
上述不同的環節都需要在特定的壓力容器中進行,同時需要較為苛刻的操作條件,所以在安全設計方面很容易存在疏忽的地方,從而使產品在生產過程中具備一定的危險性,尤其是操作人員沒有按照流程操作,很容易帶來安全隱患,主要包括如下幾方面[2]。
作為一項十分嚴謹復雜的工作,由于化工工藝生產線在正式投入使用之前必須經過嚴格的測試和檢驗,保證工藝的技術性安全。但根據筆者的調查來看,我國一些石油化工企業的工藝研發人員,為了盡快使企業投入生產,占據市場份額,在沒有滿足安全設計周期的前提下,就將生產線投入到實際工作中,造成安全隱患的發生。
由于石油化工生產所涉及到的原料十分特殊,并且往往反應過程中需要在高溫高壓的條件下才能完成,同時整個反應所涉及到的產品和原料都易燃易爆、腐蝕性強,對操作人員可能帶來潛在的安全風險。所以為了保證整個生產線能夠順利運行,對操作人員的人身安全提供堅實的保障,技術人員要不斷地優化設備的生產流程,同時為一線操作人員提供大量的培訓。但根據筆者的調查來看,一些企業對于一線操作人員和化工生產過程的條件重視程度仍然不足,造成了安全隱患一定程度上的產生。
在石油化工生產過程中,往往涉及到不同狀態的成品、半成品、副產物和原材料,上述物質的化學性質和物理性質各不相同,同時這些物質的形態也各不相同,經常以氣態和液態混合的形式存在于反應設備當中,同時反應所使用的設備一般長期處于高溫、高壓的狀態中,所以上述情況造成設備很容易出現爆炸或燃燒等意外情況[3]。因此相關的工藝設計人員為提高工藝技術的安全性,必須全面系統地掌握不同反應物的危險特性,詳細地研判不同物質的腐蝕性、易燃易爆性、準確的規避反應過程可能涉及到的安全隱患,最大程度的保障整個工藝技術性的安全。
石油化工工藝設計在實際的生產背景下,往往擁有不同的工藝路線,但如何選擇合適的工藝路線是技術人員必須重點考慮的,一方面要考慮生產工藝的安全程度,同時還要考慮企業的經濟效益及可操作性。也就是說,設計人員在實際工程設計過程中,一方面要全面地了解生產所使用的原材料特性,全面而系統地考慮企業的生產條件、現有的化工生產設備,從而最大限度的優化反應過程中的劇烈程度,同時還要積極地引進先進的生產技術和化工設備,嚴格的控制整個反應過程中的速率和熱效應,盡可能地實現多級化工反應[4]。除此之外,還要提高化工裝置冷卻速度,減少三廢的排放,提高凈化回收設備的數量及質量,爭取廢棄物能夠被高質量的回收利用,實現社會效益和企業經濟效益的雙贏。
工藝管道在石油化工生產過程中承擔著輸送腐蝕性、有毒性或易燃易爆性較強的化學物品功能,同時也是輸送廢氣和廢液的重要通道,考慮到上述情況,化工管道的安全性十分重要,一旦出現泄漏,必然會造成易燃易爆的有毒化學品輸送到環境當中,一方面會為整個企業的生產過程帶來嚴重的威脅,對工作人員的生命財產安全帶來不良的影響,同時還會污染周邊的生態環境,造成惡劣的社會影響。考慮到上述情況,技術人員在設計化工管道過程中,必須準確地計算化工管道的機械應力,科學的分析管道制造材料、管道的強度、剛度基本定性,同時對管網進行合理的布置,確保布置完成的化工管道無論在室內還是室外,都與地面之間有可靠的承接。
工藝裝置是石油化工生產過程中十分重要的子系統,工藝裝置承擔著化工反應的場所,同時石油化工所使用的原料往往具備極強的腐蝕性和氧化性,所以在高溫高壓的狀態下,很可能對工藝裝置帶來一定程度的破壞,從而造成安全事故在整個生產過程中發生的概率變大。基于此,技術人員在選擇工藝裝置是必須合理地選擇生產的,材質根據自身的實際情況針對性地選擇抗氧化性、防腐蝕的材質,最大程度的保障整個裝置的安全性。除了上述級別以外,還需科學地設計裝置的結構,詳細地分析整個工藝流程,保證安全級別和型號都能滿足生產的要求及相關規范,確保在整個工藝流程的運行過程中,工藝裝置不會出現任何問題。
2.5.1 做好準備
由于整個石油化工生產過程中,裂化、裂解及后續整個產品的輸出都需要經過壓力容器,而管道是壓力容器的重要組成部分,同時由于整個石化工廠中的工藝管線十分龐雜,在進行生產工藝管線安裝完畢以后,必須對其進行詳細的壓力測試,從而保障生產過程中的安全。為了確保整個試壓工作能夠有序的高質量完成,首先要根據生產工藝的實際制定出相關的預案,同時采用得當的方法進行測試。
2.5.2 對其完整性進行檢查
在管線試壓過程中,管線的固定不牢靠、銜接不緊密或漏洞破損等不完整因素都會造成管線試壓的異常,所以技術人員必須詳細的檢查,選擇的完整性及時修補,發現問題立即整改,具體工作可以從如下幾方面展開[5]。首先,施工人員要根據試壓系統的設計圖紙和管道系統的設計圖紙,對整個管路的組裝、朝向及各項裝置的配備情況展開系統的自檢查,規范安裝過程中的不規范情況;其次,具體施工的技術人員還應該根據剖面設計圖、管路平面設計圖等標明的規格,對每段管線進行仔細的復查;最后,質檢部門和生產部門在原有檢查的基礎上對所有的線路進行檢查,同時做好驗收工作。
2.5.3 充分準備檢測儀器和養護材料
一般情況下,在管線的試壓過程,往往會采用氣體測試或液體測試。其目的是為了檢驗整個線路流程是否存在漏滴或漏氣。所使用的液體材料,一般情況下為純凈水或普通水,而氣體材料為空氣或氮氣。常規的石油進口管線測試可以使用液態水完成,該項檢查可以判斷管道內部流體速度變化,對整個線路所帶來的應力影響,是否會造成管路折斷、破裂或坍塌等,同時在壓力測試之前還要準備好替換材料,全面檢查各個薄弱環節可能所使用到的零部件是否準備齊全。
分餾塔和汽提塔管道所使用的技術要滿足高溫高壓及整個化學反應過程中所涉及到的全部條件。所以在進行分餾塔、汽提塔和壓力容器等設備的選擇及設計過程中,必須按照生產流程來科學系統地設計。一般情況下,連接分餾塔和汽提塔的管道控制閥門,應該距離汽提塔稍微近一些,同時回流的管道與分餾塔管道設計過程中,需要將閥門安裝在回流管的上方,同時控制分餾塔塔頂壓力的熱旁路盡可能地縮短,在容器的旁邊要設計企業兩項的管路閥門,防止出現震動破壞容器或管道[6]。
油泵是煉油生產設備中必不可少的設備,油泵與吸入管道之間合理的搭配,才能正常順利地使用該泵,如果管道口徑和泵的入口存在偏差,可以充分地利用偏心大小頭來控制氣體,同時偏心異徑管在安裝過程中要保持項平,該技術可以保持在排液過程中在最低點。
綜上所述,石油化工工藝在使用過程中要求具備極高的安全性,所以為確保整個石油化工企業在生產過程中順利地完成各項生產任務,技術人員需要全面系統的了解整個生產工藝所存在的潛在危險性因素,同時保證這些危險因素能夠被常態化的檢查,進而維持在可控的范圍內。廣大設計人員必須及時地了解石化生產過程中的新設備和新技術,不斷改進企業化工的生產工藝,提高生產效率,保障安全性的同時,使企業的社會效益也能夠穩步提升,進而實現安全、綠色、優質、高效、可持續發展。