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汽柴油加氢装置火灾爆炸危险性及安全措施

作业五区8套装置，基本都有加氢工艺， 以加氢工艺装置为例，汽柴油加氢装置含有多种可燃气体，且有高温、中压的特点，因而具有易燃易爆的特点。工艺物料中的氢气、燃料气、汽柴油等这些物质具有强爆炸危险性和穿透性；而主要危险性为火灾爆炸危险性，以下主要分析物料的火灾爆炸危险性；工艺装置火灾危险性；工艺设备的火灾危险性。通过对主要危险性分析，结合作业05年以来，发生的火灾状况，从装置的工艺、设备及安全管理方面提出综合控制措施，降低装置发生火灾的概率，提升装置安全运行。
一、汽柴油加氢装置火灾爆炸危险性
1 物料的火灾爆炸危险性
汽柴油加氢装置以焦化汽柴油、催化柴油和直馏柴油为原料，在催化剂作用下，经高温、中压、临氢反应，并在分馏塔内进行脱硫化氢以及汽、柴油的分开，以生产高质量的汽柴油产品。所用燃料气来自管网，产品主要是汽油、柴油，还有部分轻烃和污油产生。上述物料在生产过程中大多处于高温、中压条件，一旦出现泄漏，易引发火灾爆炸事故。装置主要原料及产品火灾爆炸危险性见表一：
表1：主要原料及产品火灾爆炸危险性

名称
爆炸极限%(V/V)
引燃温度℃
闪点℃
火灾危险类别
汽油
1.1～9.5％
263～300
-50
甲
柴油
1.4～4.5％
257
60℃
丙〔乙B〕
氢气

560
-
甲
燃料气
3.0～13．O
538
-
甲
硫化氢

260
-
甲
丙烷

450

甲

燃料油自燃点384℃，

2 工艺装置火灾危险性
汽柴油加氢生产过程中有甲类火灾危险性物质存在，且操作温度高、压力大，一旦系统中出现泄漏现象，泄漏介质在高温下，一旦碰到空气就会着火，有可能引发火灾爆炸事故。按照《石油化工企业制定防火规范》对生产装置或装置内单元的火灾危险性确定的原则，汽柴油加氢装置应为甲类火灾危险性装置。
●爆炸性气体环境分区
在汽柴油加氢生产过程中，一旦出现泄漏，就会在装置区作业环境的空气中形成爆炸性气体混合物。因此，装置区域内属于爆炸危险环境。依据本装置爆炸性气体混合物出现的频繁程度和继续时间，按照《爆炸和火灾危险环境电力装置制定规范》第2．2．1条对爆炸性气体环境分区划分的原则，装置主要生产区域应为2区：区域内的地坑、地沟等应为1区〔防火防爆区域等级〕。
3 工艺设备的火灾危险性
1加热炉
加热炉，如炉管壁温超高，会缩短炉管寿命；当超温严重、炉管强度降低到某一极限时，可能导致炉管爆裂，造成恶性爆炸事故。材质缺陷、施工质量低劣、高温腐蚀、阀门不严、违章操作、点火等造成炉管和燃料系统泄漏，是炉区发生火灾的主要原因。炉管焊口、回弯头等处是容易发生火灾的主要部位。按《石油化工企业制定防火规范》的规定，加热炉属于丙类火灾危险设备。
2反应器
反应器是汽柴油加氢装置的关键设备，器内主要介质为汽柴油、氢气，且器内操作温度高、压力高，反应器在发生泄漏或超温超压时，有火灾爆炸的危险性。高压氢与钢材长期接触后还会使钢材强度降低〔氢脆)出现裂痕，导致物理性爆炸发生火灾。按《石油化工企业制定防火规范》的规定，以反应器为主要反应设备的加氢精制属于甲类火灾危险设备。工艺介质温度较高〔360℃以上，重整500℃加上摩擦温度上升〕

3高压分开器
高压分开器包括热高压分开器和冷高压分开器。高压分开器既是反应产物的气液分开设备，又是反应系统的压力控制点。分开器内压力非常高，如液面控制不好，液面过高，会造成循环氢带液而损坏循环氢压缩机；液面过低，容易发生高压系统窜人低压系统而发生爆炸事故。其玻璃液面计、压力表、安全阀、调节阀任何1个部件失灵都可能导致重大事故的发生。
4氢压缩机
新氢和循环氢压缩机是本装置的重要设备，其主要功能是保证反应系统氢气循环，为反应过程提供氢气，提供操作用全部高压氢气。由于气体经过压缩产生高温、高压，所以压缩机缸体、部件、轴密封、管线、阀门、仪表等处容易发生泄漏和损坏，泄漏气体容易发生火灾爆炸事故。此外，高压分开器液面过高，循环氢带液，也会导致压缩机失去平衡，产生振动，严重时会损坏设备，造成氢气漏气，引起燃爆。按《石油化工企业制定防火规范》的规定，氢压缩机属于甲类火灾危险设备。
5其他
冷凝器、冷却器和换热器因腐蚀、安装质量差、热力作用等原因，冷换头盖大法兰、进出口阀门、法兰等处常发生泄漏或内漏，是石化企业常常发生火灾的部位，如装置开停工时法兰泄漏着火。
二、作业区近年发生的火灾状况
作为炼油装置中爆炸和火灾危险性较高的装置，其安全的可靠性取决于工艺条件的控制、设备的可靠制定及正常运行和日常的安全管理。如高压串低压可能引起低压系统爆炸；高温、高压设备制定、制造产生的问题，可能引起火灾或爆炸；管线、阀门、仪表的泄漏可能产生严重的后果；制定方案的不合理、生产管理中的问题〔操作失误，违章作业〕均可能引发事故。
工艺制定：如加氢裂化05年3.14加氢裂化分馏区域着火状况，脱硫系统干气分液罐D-3301向轻污油罐D-3412排凝缩油时，轻油满出。通过D-3412顶朝天放空喷向C-3202平台，碰到高温管线发生自燃。1
设备泄漏：2005-2-4连续重整装置再生催化剂提升管局部腐蚀爆裂引发火苗(缺陷) ；08年连续重整反应系统高温法兰多次发现泄漏，曾有2次发生火苗，08年装置开工时曾发现加裂汽包两层平台油品泄漏到高温管线处发生火苗。制氢原料中变器、加氢反应产物原料换热器曾发生开工时，法兰泄漏着火，都是重点关注对象；2008年3月5日20:20重整装置氢压机K202B一级出口阀阀盖密封圈老化，造成发生氢气泄漏，摩擦产生静电，引起着火。〔缺陷〕7
生产管理：07年5月11日中午12：54，运行的氢气管网末端DN200上法兰垫片泄漏，氢气漏出，在20KG压力的作用下，氢气泄漏逐步扩展，与空气磨檫产生静电引起火警。〔缺陷〕1
用火管理：连续重整装置泵房明沟曾发生一长串火苗；加氢裂化曾发生闪爆，窨井盖板掀起；蜡油加氢C601曾发生动火时保温燃烧；重整曾在改换一段江水管线时，由于协调不畅，发生操作人员在切换液化气泵时，泄漏的液化气被四周动火作业点燃。4
三、 防火防爆安全措施
总结作业区以前发生的火警原因，说明我们以前有许多工作没有做到位或没有做好的，安全生产意识存在欠缺的，主要提出5项防火防爆管理措施。
1、强化装置高温部位的保温，及时修复保温缺坏现象，不但对装置节能降耗、防止人员烫伤有作用，同时对装置万一发生泄漏，由于低燃点介质碰到高温部位发生自燃概率减少。如采样、切液、动设备泄漏等等引起高温燃烧爆炸。
2、动火前，对四周明沟，窨井〔大多已覆盖〕、地漏进行检查，在此，建议装置在平常采样，机泵泄漏积油不得倒入明沟之内，防止动火时，发生闪爆。另外还应强化对保温检查，防止在保温材料内部存在残余积油；动火期间，严禁在动火点四周进行机泵切换、采样、切液等含可燃气体泄漏的操作。
3、定期组织人员对高温法兰，包括容易产生摩擦静电的部位测爆检查，对存在泄漏点及时进行螺栓紧固，对暴雨季节更要强化检查。
4、装置开工时严格执行装置开工方案，缓慢提升工艺介质的温度及压力，防止管线膨胀变形过大，引起法兰泄漏，防止设备遭到破坏，装置停工时同样遵循平稳、缓慢变化的原则，防止设备因温度变化过快造成泄漏。
 5、做好关键设备的安全检查，如密封圈、防止老化，油雾润滑系统，防止干摩擦，高温着火，橡皮管等易耗品的定期强制改换。保证设备的本质安全。
三、结论
 以上总结作业五区从05年～08年发生的13起着火件事件，其中4起计入当前缺陷当量〔05年2起当量6，06年无，07年1起当量3，08年1起当量1，分类，制定方案的不合理1起；生产管理1起 设备缺陷〔法兰漏〕7； 施工用火4，几类火灾，涉及工艺控制、设备缺陷及安全生产管理，相信09年通过作业区安全管理，提升员工安全意识及设备本质安全，提升大家防火防爆意识，在做好以上5项管理措施，将会大大减少发生火灾的可能性，降低装置缺陷，提升作业区HSE业绩。