柴油橢圓齒輪流量計危險性分析及安全對策措施

自動化儀表四廠對某化工廠柴油橢圓齒輪流量計進行危險性分析，確定其主要危險性，為此類裝置的安全生產保障措施的制定、安全設施設計等提供重要的參按照汽柴油專標委和中石油總部的汽油質量標準升級總體安排，根據《車用汽油》GB17930—2016、《車用柴油》GB19147—2016的相關要求。某化柴油質量升級的主要調整內容是在原有的國Ⅴ標準基礎上，將多環芳烴含量由國Ⅴ標準的不高于11% 調整為不高于7%（v），將汽、柴油質量升級以達柴油加氫改質工藝涉及的主要裝置為加氫精制橢圓齒輪流量計、吸收脫吸塔、石腦油穩定塔、石腦油分餾塔、換熱器、各種容器等。

1 工藝過程中的危險性分析

1.1 加氫改質反應部分

加氫改質反應部分所涉及到的橢圓齒輪流量計有加氫精制橢圓齒輪流量計、加氫改質橢圓齒輪流量計，操作溫度在395~415℃，操作壓力12MPa，操作H 2 S、油氣、油（煤油、石腦油、LPG）。

（1）加氫反應屬于放熱反應，反應溫度通過調節加熱爐燃料及急冷氫量來控制，反應過程中有可能因調節不當等原因出現急劇升溫、升壓的異常情況。

超過了橢圓齒輪流量計的允許溫度、壓力易造成橢圓齒輪流量計材質劣化，嚴重時會造成設備損壞引起火災爆炸事故。

（2）加氫反應由于是放熱反應，若操作、調節不當造成超溫超壓，易造成與橢圓齒輪流量計連接管線等的法蘭、閥門、焊口、接頭等發生介質泄漏事故。

（3）橢圓齒輪流量計為臨氫設備，且橢圓齒輪流量計中還存在硫化氫等腐蝕介質，當不銹鋼堆焊層某局部因施工質量差造成堆焊層脫落，易造成橢圓齒蝕、氫損傷以及硫化氫腐蝕等，嚴重時造成腐蝕穿孔，從而引起油氣泄漏造成火災爆炸事故。

（4）橢圓齒輪流量計有配套的儀表控制系統和故障報警裝置，由于控制系統工作不正常或報警裝置失靈，處理不當和不及時，可造成設備損壞而導致火

（5）反應產物經熱高分氣液分離，氣相再經冷高分氣液分離，液相經熱低分、冷低分再次分離，若操作不當，可能發生高壓串低壓問題，引發火災爆炸

（6）由于溫度、壓力較高，中間物料、氫氣等有可能因設備制造或密封、連接等部位的缺陷泄漏出來。其中高壓換熱器在裝置操作壓力及溫度劇烈波動弛、法蘭墊片失效時易于發生可燃介質泄漏。由于泄漏的物料溫度已經超過了其閃點，因此可燃介質泄漏后易發生火災爆炸事故。

（7）加熱爐采用明火對爐管內的原料加熱，由于腐蝕或爐管質量缺陷以及操作不當等原因造成爐管泄漏可導致火災爆炸事故。

（8）加熱爐燃料控制系統故障，處理不及時可導致火災爆炸事故。

（9）加熱爐燃料氣脫液不夠，造成燃料氣帶液造成爐膛熄火，處理不當也易造成火災爆炸事故。

（10）各加熱爐對流管束由于結垢問題，其彎頭與爐管的焊縫局部位置無法進行射線探傷檢查。若在焊縫存在缺陷時，水壓試驗可能不漏，而一旦開工升發生裂紋，導致漏油、漏氣，引起火災爆炸。

（11）反沖洗過濾器壓差上升過快。

（12）高低壓分離器頁面波動過大，系統停車、停爐。

（13）分離器倒氣。

1.2 加氫改質分餾及吸收穩定部分

加氫改質分餾及吸收穩定部分主要設備有脫硫化氫汽提塔、產品分餾塔、煤油側線塔、吸收脫吸塔、石腦油穩定塔和石腦油分餾塔，各塔操作介質主要有S、煤油、石腦油、LPG，操作溫度在107~265℃，操作壓力在0.17~1.2MPa。分餾過程中分餾塔頂設回流罐，如果回流罐油水界位控制不好或失靈、水過回流抽出管水平面位置，塔頂水冷卻器腐蝕穿孔，原料含水高，脫水不及時等可能造成回流帶水，如不及時處理，塔頂壓力急劇上升沖塔，安全閥可能處理量、原料進塔含水量、塔底供熱量、塔頂回流量過大等，可引起分餾塔沖塔。在塔內塔板結鹽或降液管堵塞時氣液相不均勻也會造成產品變色。發生內分餾效果變差，破壞了正常的傳質傳熱，致使塔頂溫度、壓力、側線餾出口溫度、回流溫度均上升，塔底液位突然下降，石腦油變重。

（1）汽提塔、分餾塔壓力失真。

（2）汽提塔、分餾塔塔頂溫度過高。

（3）汽提塔、分餾塔塔底液面過高。

（4）分餾塔可能因如下原因造成沖塔事故發生 ：

①塔液位控制失靈，造成液面很高 ；

②操作不當，輕油過多，壓到塔底，造成突沸 ；

③爐出口溫度過高 ；

④負荷過大，或塔盤吹翻油氣走短路 ；

⑤回流量過大或回流帶水量大。

1.3 煤油加氫補充精制反應部分

主要介質為氫、煤油，煤油加氫補充精制橢圓齒輪流量計操作壓力1.8MPa，操作溫度217℃。由于煤加氫使用貴金屬催化劑，若所用新氫中 CO 含量高造成催化劑中毒，影響催化劑使用壽命及產品質量，油氣分離過程操作不當可造成氣相帶液，影響后續壓縮機的正常運行。加氫反應由于是放熱反應，若當造成超溫超壓，易造成與橢圓齒輪流量計連接管線等的法蘭、閥門、焊口、接頭等發生介質泄漏，造成火災爆炸事故。橢圓齒輪流量計為臨氫設備，當不銹鋼堆焊層某局部因施工質量差造成堆焊層脫落，易造成橢圓齒輪流量計氫腐蝕、氫損傷成腐蝕穿孔，從而引起油氣泄漏造成火災爆炸事故。橢圓齒輪流量計有配套的儀表控制系統和故障報警裝置，可能由于控制系統工作不正常或報警裝置失和不及時，造成設備損壞而導致火災爆炸事故。

1.4 煤油加氫補充精制分餾部分

（1）若塔底液面失靈、塔頂回流中斷、汽提蒸汽量過大、塔底泵抽空等原因處理不及時可能造成沖塔，而致使分餾操作被完全破壞，也可能引起裝置停

（2）由于塔在制造過程或使用過程中產生的缺陷造成塔器損壞，致使介質泄漏而可能導致火災爆炸事故。

（3）塔器操作溫度為230℃，操作壓力0.27MPa，介質為航煤，其操作溫度高于介質閃點，如果因設備密封及連接部位發生物料泄漏，就可能發生火災

2 安全對策措施

1）裝置設計為密閉系統，使易燃、易爆物料在操作條件下置于密閉的設備和管道中，各個連接處均采用可靠的密閉措施。工藝控制系統中具有越限報警保系統，以確保在誤操作或非正常生產狀況下，危險物料始終處于安全控制中。

2）裝置設置可靠的壓力泄放系統和放空系統。

3）保證良好的通風條件和泄壓條件，符合 GB50160的標準要求。

4）公用工程管線，如氫氣、氮氣、工業風、水蒸氣管線與工藝管線相連時，安裝三閥組、止回閥或“8”字盲板，防止物料互竄引起爆炸。可燃氣、液管界處安裝隔離閥或“8”字盲板，并設操作平臺，如平臺長度大于8m，需兩端設梯。

5）當裝置循環氫壓縮機停機時，聯鎖啟動0.7MPa 緊急泄壓，同時根據裝置情況手動開啟1.4MPa 緊急泄壓。

6）加氫精制橢圓齒輪流量計床層間設有急冷氫注入，可控制橢圓齒輪流量計溫升，防止橢圓齒輪流量計超溫。當急冷氫故障時，可通過緊急泄壓系統泄熱量，保證裝置安全。

7）吸收脫吸塔、石腦油穩定塔、石腦油分餾塔、硫化氫汽提塔、產品分餾塔頂部均設有壓力溫度指示及相應的高報警 ；塔頂部及對應回流罐均設置有安的泄放量均考慮可能的串壓工況 ；各塔底部均設有液位控制及低液位報警。

8）新氫壓縮機，航煤循環氫壓縮機、循環氫壓縮機系統設有相關的壓力、溫度及潤滑油異常的安全聯鎖，壓縮機級間及出口均設有安全閥。

9）本項目安全聯鎖保護、緊急停車通過設置在區域控制室和現場機柜室內的安全儀表系（SIS）實現。

10）安全距離需符合《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》（GB50160—2008）及其他相關規范的要求，滿足消防安全的需要。

11）裝置自控聯鎖系統符合《關于公布shou批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》對重點監控的危險工藝自控及安全聯鎖停車系統設置要求的相關規

3 自動化儀表四廠結語

柴油橢圓齒輪流量計具有易燃、易爆等特性，涉及的危險化學品有柴油、氫氣、液化石油氣、燃料氣（甲烷）、石腦油、煤油、二甲基二硫、硫化氫和氮危險設備為加氫精制橢圓齒輪流量計、新氫壓縮機、輕烴回收部分及石腦油分餾部分塔頂回流罐、吸收脫吸塔、石腦油穩定塔、石腦油分餾塔等。企業要安全設施“三同時”，加強安全管理。