淺談延遲焦化密閉除焦技術的職業衛生意義

＊郭強之 婁峰 史松良 裴偉姬 崔濤 張磊

（1.中石化安全工程研究院有限公司 山東 266100 2.中石化國家石化項目風險評估技術中心有限公司 山東 266100）

目前，我國延遲焦化生產能力約1億噸，位居全球第二[1]。隨著全球原油趨向于重質化、劣質化，延遲焦化裝置因原料適應性強、技術成熟、投資和操作費用較低等優勢，從而在煉油工業中的作用將愈發重要[2]。

傳統的延遲焦化生產工藝多為開放式作業，生產過程中產生的石油焦粉塵、有毒有害氣體對作業環境造成嚴重污染，威脅作業安全及人員健康，成為制約延遲焦化發展的主要原因[3]。隨著國家對環境保護的日益重視，近年來國內相繼研發了延遲焦化密閉除焦技術，其環保效果顯著。為驗證其在職業衛生方面的效果，本研究針對關鍵作業環節及主要職業病危害因素進行了分析探討。

1.對象和方法

(1)對象

一是以某大型煉化企業延遲焦化裝置為研究對象，對其實施密閉除焦技術改造前后存在的主要職業病危害因素檢測結果進行對比分析；二是以類比對象資料數據作為研究對象，包括相同工藝延遲焦化裝置的數據資料及文獻資料。

(2)方法

①基本情況調查。采用職業衛生學調查方法，對研究對象的生產工藝、原輔材料、勞動定員、工作制度及作業方式等進行現場調查。

②資料收集。一是通過中國知網檢索獲取部分延遲焦化裝置的職業病危害因素檢測數據；二是收集部分延遲焦化裝置的職業衛生評價報告、日常檢測數據及有毒氣體報警器報警記錄。

③檢測分析。按照GBZ 159—2004《工作場所空氣中有害物質監測的采樣規范》要求，對延遲焦化裝置存在的主要職業病危害因素及關鍵作業環節進行現場分析。

2.結果

(1)基本情況

①生產工藝。研究對象采用四爐兩塔的生產技術，生產規模為290萬噸/年。密閉除焦改造前，除焦工藝采用普通的半密閉半自動頂、底蓋機形式；改造后為密閉式自動頂、底蓋機，并新增冷焦、切焦順控系統。焦炭池改造前為開放式作業，石油焦依靠汽車運輸，瀝干水分的石油焦需使用行車轉移到儲焦池外面的堆焦場地，再由鏟車裝運，其過程中產生大量的粉塵；焦炭池進行密閉化改造后，整個石油焦取料過程采用遠程程序化控制，在脫水倉（取料間）內設有攝像頭，并在程控室設有監視器，運行人員僅需在控制室對設備進行監視和操作。同時，脫水倉（取料間）倉頂設有排氣口，將倉內廢氣集中外排處理。

②原輔材料。研究對象除焦工藝涉及的主要物料為石油焦，改造前后無變化。

③勞動定員與工作制度。研究對象除焦班崗位實行三班一運轉，3人/班，合計9人，改造前后除焦作業人員數量不變。

④作業方式。除焦崗位作業流程中，改造前除焦崗位人員需在焦炭塔底部12m平臺進行人工開蓋、平臺焦炭清理等人工操作，以上操作在改造后全部通過現場操作盤完成，人員現場停留時間由原來的40min縮短到10min之內。整個除焦作業流程約需要4h，改造前后無變化。

(2)主要職業病危害因素分布及接觸情況

延遲焦化裝置存在的主要職業病危害因素包括：化學毒物（硫化氫、一氧化碳、石油烴、焦爐逸散物）、粉塵（石油焦粉塵）、物理因素（噪聲、高溫及電離輻射）等[4]。

①化學毒物。研究對象采用密閉除焦工藝前，硫化氫、一氧化碳、石油烴及焦爐逸散物會隨著除焦過程中大量逸散的水蒸氣存在于周圍環境中，其中切焦期間冷焦水罐排放氣中的硫化氫濃度可超過100mg/m3[5-6]，以上造成除焦工接觸硫化氫濃度超標[4]。一氧化碳主要是除焦工在焦炭塔開啟頂蓋時接觸，接觸濃度可超過行動水平（職業接觸限值的一半）[7]。石油烴（戊烷、正己烷、環己烷、正庚烷、辛烷、壬烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等）和焦爐逸散物接觸濃度相對較低，均符合國家職業接觸限值要求[4,8]。采用密閉除焦工藝后，除焦過程逸散的水蒸氣顯著減少，產生的廢氣經過集中處理達標后外排，減少了有毒有害氣體無組織排放，作業現場環境得到改善。通過查閱研究對象在焦炭塔底部平臺及頂部平臺設置硫化氫報警器的報警記錄，發現報警記錄在采用密閉除焦工藝后顯著減少，且報警值顯著降低。

②粉塵。石油焦粉塵主要是作業人員在人工手動清理焦炭塔平臺殘留的焦炭過程中進行接觸，同時也會受到焦炭池內焦炭運輸作業的影響。因水力除焦產生的石油焦含水率高，粉焦平均含水率超過10%[9]，因此除焦工在焦炭塔平臺附近接觸石油焦粉塵濃度相對較低[4,8]。采用密閉除焦工藝前，焦炭池裝車場地推土機、裝載機、運輸車輛進行石油焦裝車及裝車場地清理時，灑落在場地的石油焦被反復碾壓成細顆粒，風干后會形成揚塵，裝車工在裝車場地接觸石油焦粉塵濃度超過國家職業接觸限值[4]。采用密閉除焦工藝后，作業人員主要在控制室遠程操作，無需到作業現場，不接觸石油焦粉塵。

③物理因素。延遲焦化裝置高噪聲設備多，裝置現場整體的噪聲強度較高，除焦崗位作業人員接觸噪聲主要是高壓水泵運轉和周圍裝置高噪聲設備的影響，其噪聲強度超過80dB(A)[8]，屬于噪聲作業崗位。延遲焦化裝置雖然存在生產性熱源，為露天框架結構，作業人員主要受環境高溫的影響，因現場停留時間短，且控制室、外操室都設置了空調，作業人員接觸高溫的時間加權平均WBGT指數在國家標準限值以內。研究對象在焦炭塔上均安裝了γ射線料位計，并加裝了金屬保護盒，在其1m處的劑量當量率水平為（0.23～0.87）μSv/h[10]，料位計周圍輻射劑量水平檢測結果低。相比密閉除焦改造前，改造后除焦崗位作業人員現場停留時間縮短，其接觸物理因素強度降低。

(3)類比對象資料數據結果

對延遲焦化裝置的文獻資料、職業衛生評價報告及日常檢測數據進行對比分析，結果顯示延遲焦化裝置采用密閉除焦技術前后各職業病危害因素檢測結果差異顯著，其作業現場存在的化學毒物和粉塵濃度顯著降低，見表1。

表1 類比對象資料數據結果（單位：mg/m3）

(4)現場檢測結果

針對延遲焦化裝置存在的主要職業病危害因素，對某大型煉化企業延遲焦化裝置在密閉除焦技術改造前后分別進行了檢測。密閉除焦技術改造前，焦炭塔頂蓋機開啟時，焦炭塔53m平臺操作間外硫化氫檢測結果高于國家限值要求（10mg/m3）[7]，改造后隨著水蒸氣及廢氣逸散減少，其檢測結果低于國家限值要求。焦炭池未密閉前，石油焦粉塵超標嚴重，對焦炭池進行密閉后，其檢測結果大幅降低，且低于國家限值要求。其他職業病危害因素經現場職業病危害因素檢測分析，檢測結果顯示延遲焦化裝置采用密閉除焦技術后，其作業現場存在的化學毒物、粉塵和物理因素濃度/強度顯著降低，見表2、表3。

表2 現場檢測結果（單位：mg/m3）

表3 采用密閉除焦技術前后物理因素測量結果對比情況

3.討論

延遲焦化裝置存在可揮發性有機物（VOCs）無組織排放，焦炭池大風揚塵等環保問題。隨著國家對以上環保問題的重視，國內相繼研發了多種延遲焦化密閉除焦技術。目前市場接受度比較高的技術有兩種，一是中石化洛陽工程有限公司開發的安全環保型延遲焦化密閉除焦、輸送及存儲成套技術（S-CCHS）[12]；二是洛陽澗光特種裝備股份有限公司開發的延遲焦化罐式密閉除焦脫水技術。其中S-CCHS可適用于老裝置的改造項目，而罐式密閉除焦技術適用于新建延遲焦化項目。本文研究對象為老舊裝置改造，均采用S-CCHS技術。

延遲焦化裝置原料油復雜多變，隨著重質化和劣質化原油的增加及減壓深拔技術的發展，延遲焦化原料更加劣質化，嚴重影響除焦操作的安全性。例如原料油的劣質化會導致生成彈丸焦，造成放水困難，人工強行開焦炭塔底蓋，大量的彈丸焦和冷焦水噴出，容易燙傷作業人員，不利于作業人員的人身安全[13]。此外，非密閉除焦會逸散大量的廢氣及石油焦粉塵，不僅造成環境污染，也造成作業現場職業病危害因素超標。

目前，國內文獻資料中僅包括延遲焦化裝置實施密閉除焦技術前的檢測數據資料，隨著延遲焦化密閉除焦技術的廣泛應用，以上文獻資料數據已不適用于目前延遲焦化裝置職業接觸水平等級及職業病危害因素關鍵控制環節判定。本研究通過對延遲焦化密閉除焦技術實施前后的不同資料檢測數據進行了分析，研究結果顯示，采用密閉除焦技術后，延遲焦化裝置存在的主要職業病危害因素均低于國家限值標準，尤其是硫化氫和石油焦粉塵，檢測結果從普遍超標降到符合國家限值要求。此外，密閉除焦技術自動化程度高，減少了作業人員現場停留時間和勞動強度，除焦崗位人員接觸化學毒物、粉塵、物理因素的濃度/強度均降低。

4.結論

延遲焦化密閉除焦技術可以降低作業人員勞動強度，提高作業效率，有利于作業安全和人員健康，可有效降低職業接觸水平等級，是一種有效的職業衛生工程措施。本研究結果可為后續延遲焦化裝置密閉除焦技術改造提供參考，并為職業衛生評價類比資料選擇及關鍵控制點的控制提供依據。