乙烯装置危险因素分析及其防范措施正式版.docx

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乙烯装置危险因素分析及其防范措施正式版

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乙烯装置危险因素分析及其防范措施正式版

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文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。

　　乙烯装置流程长，且复杂，既有高温裂解反应，又有催化反应，高温高压、低温负压，物料大多为甲类危险品，过程中使用碱、氨等腐蚀性物质，物料中存在H₂S等有毒气体，所以易发生事故。

除出现物料泄漏发生着火爆炸事故外，干燥剂粉尘、水合物等易造成冷箱冻堵，热区和裂解炉还会出现结焦、聚合等堵塞事故发生。

（一）开停工危险因素分析和防范措施

　　1。

开工危险因素分析和防范措施

　　乙烯装置开工过程，装置从常温、常压逐渐升温升压或降温减压，最终达到各项正常指标。

物料、公用工程等将逐步引人装置。

需要经历干燥、气密、压缩机试车一点火炬、燃料气接入、裂解炉点火升温一调质油、水接人、循环、升温一丙烯、乙烯接人制冷压缩机开车、机泵预冷一裂解炉投油、裂解气压缩机开车、碱洗、冷箱降温一甲烷化开车、加氢开车等大量步骤和较长时间。

物料引入、送出频繁，操作参数波动较大，人员连续作业时间长，所以事故易发生。

开工过程步骤紧密相连，一环扣一环，应提前作好开工方案，按部就班进行。

各阶段易发生事故分析如下：

（1）干燥、气密

　　干燥、气密是装置的开工准备。

此段过程时间间隔长，部分在系统引入物料后进行，低点大气排放此时不应进行，防止大量物料由于阀门关闭不严窜人处于干燥过程的系统，物料泄漏容易发生火灾爆炸事故。

此类事故以前未出现，但有未遂时间，应引起重视。

（2）点火炬接燃料气

　　火炬点燃是乙烯装置正式进入开工阶段，必须保证该系统氮气置换合格，防止通入可燃气后点火爆鸣。

开工初期物料排放量小，氮气排放量大，应控制氮气排放，防止吹灭火炬。

　　（3）裂解炉点火升温

　　裂解炉在每次点火升温前，均应炉膛置换，测爆合格方可点火。

对于KTI设计的裂解炉在点火前必须进行气密实验，可以有效地防止燃料气泄漏进炉膛，点火爆鸣。

而其他炉型没有此功能设计，所以多点测爆是必须的，尤其是联锁停炉后的恢复点火，如果炉膛温度低于燃料气的燃点时必须测爆。

此类事故曾多次发生于国内外同类装置。

另外联锁动作后切断阀门未动作或动作不严，致使裂解炉飞温烧毁炉管的事情也曾有发生。

　　（4）接乙烯、丙烯

　　首先必须保证该系统露点分析合格，否则低温物料接人容易出现管线、阀门冻堵。

轻物料接入时节流降温，会使系统材料处在低于正常使用温度以下，严重时发生冷脆，物料将大面积泄漏发生火灾爆炸等事故。

接人轻组分物料，尤其是接人液相时，必须保证系统事先气相充压完毕。

　　（5）压缩机暖机升速

　　蒸汽暖管、暖机应充分排凝，防止水锤。

暖机不合格时如果升速会因叶轮温度不均匀而压缩机振动超过标准，甚至毁坏叶轮。

升速过程应尽量避免在临界区域停留，压缩机喘振是该段过程中容易出现的最大问题。

喘振不仅会损坏压缩机本身，而且容易使系统内管线焊口、法兰撕裂，发生物料泄漏，延误开工甚至着火爆炸。

目前调速控制基本上都预设临界区域的升速速率，解决了人为升速过程可能发生的问题。

　　（6）裂解炉投油

　　裂解炉由热备转入投料，此过程需将蒸汽切人汽油分馏塔，切换过程操作不当，将使裂解气或塔内汽油蒸汽窜出，进人大气，既造成污染又可能着火。

　　（7）机泵预冷、乙烯出料

　　由于开工需要乙烯，填充乙烯精馏塔、给压缩机开车提供密封气，所以乙烯出料提前投用，出料泵预冷时间或盘车不充分，则预冷不均匀，机泵密封易泄漏。

乙烯在丙烯压缩机开车前的汽化必须由低压蒸汽完成，一侧是200℃的低压蒸汽，一侧是—30℃的液体乙烯，温差大，换热器封头泄漏严重。

遇火则蔓延，在冷区将酿成大祸。

20xx年上海某厂就是由于堵漏时引燃乙烯出料换热器而出现重大停工火险。

　　（8）裂解气送冷箱

　　碱洗合格后，裂解气逐级降温进入冷箱。

由于乙烯压缩机吸人罐为热虹吸式，切人时操

　　阼不当，乙烯压缩机出口压力控制不住，将联锁停车。

　　　2．停工时危险分析与防范措施

　　装置停工是装置由正常操作状态逐渐降温、降压、降量的过程，其操作参数变化较大，属于不稳定操作，操作不当会造成设备损坏、着火爆炸，因此应重点注意。

（1）裂解炉切出汽油分馏塔前吹扫干净，防止原料油、急冷油排人大气。

同时切出操作必须保证裂解气大阀阀前压力高于阀后0．05MPa，否则裂解气反窜，排至大气引发火灾。

（2）汽油分馏塔等热油系统蒸煮、水洗过程，由于温度从较高点迅速降下，补人适量的氮气是有益的，可以防止系统出现负压，损坏设备。

蒸煮可以将残存在填料层中的聚合物清洗干净，这些低聚物自燃点较低，燃烧时热值较高，不易扑灭。

曾经有打开人孔后自聚物自燃将塔烧塌的事故案例发生，事故中1人死亡。

　　（3）碱洗塔在倒空后也进行蒸煮，不但除去其中的聚合物、碱，还除去残存在塔内的H₂S，进入检修以前，除分析氧气含量、可燃气含量以外，同时分析H2S含量。

1992年某乙烯装置曾在检修后期出现碱洗塔清理过程中人员中毒事故。

　　（4）系统倒空时，先倒液后泄压，防止泄压过程中液体物料挥发造成设备处于设计外低温，发生脆裂事故。

排放火炬时应先排放轻物料，后排重物料。

可以避免轻物料排放时低温冻结重物料。

　　（5）冷区倒空置换过程应注意在无液体后接氮气，死角液体存在也可能使局部压力超高，物料反窜进氮气，造成事故。

　　（6）装置回流罐尤其是重烃塔一定不要过满，否则回流罐顶安全阀会在塔系统压力正常的情况下起跳。

重烃进入火炬系统，由于燃烧不完全，可能会下火雨。

汽油在倒空过程中不易倒干净，一定要多次倒液，尤其降温后进行倒液。

　　（7）含碳四各塔存积大量丁二烯、苯乙烯自聚物和共聚物，人孔开启后，可能自燃，甚至爆炸。

最好浇水使之润湿，1993年北京某乙烯曾出现清理过程燃烧、爆鸣事故。

（二）正常生产中危险因素分析及其防范措施

　　正常生产时系统相对稳定，但是不是一成不变的。

装置需要进行负荷的升降，外界条件影响、设备运行情况、季节变化、人员变化、仪表可靠度等都对长周期运行发生影响。

正常生产过程中仍存在许多的危险，现就各单元的危险因素和防范措施分析如下：

　　1．裂解炉

　　裂解炉切换、升温降温是日常较为频繁的操作。

裂解炉是乙烯装置日常维护工作量最大的单元。

　　　2。

急冷单元

　　由于原料组成变化较大，急冷油黏度变化较大，严重时机泵运转负荷大，电机吃力。

渣油送出不畅通，致使在管路中降温凝结，影响装置运行。

在急冷设计过程中选择合理的流程非常重要。

渣油外送困难，易灌肠是所有乙烯装置的通病，送出不间断，适量配人轻油可以避免类似问题发生。

　　3。

裂解气压缩单元

　　4．分离单元

　　该部位有加氢反应器，又存在大量的轻质可燃气如氢气、乙烯、丙烯，还有碳五、汽油等，泄漏后能够着火爆炸，应该重点注意防火、防爆。

其次单元中存在许多干燥器，操作不当既可能造成低温部位冻堵，又可能使高压物料窜人再生系统，影响燃料压力，裂解炉飞温，系统波动大。

　　　5．制冷压缩机单元

　　制冷压缩机单元包括丙烯机、乙烯机、二元压缩机，主要故障原因分析和防范措施分析见表3—11。

　　　6．其他单元

　　废碱处理和尾气精制单元都是主流程外间歇操作的，主要可能发生的问题有H2S泄漏、EVA伤人等事故。

废碱处理由于该系统腐蚀性较强，物料本身较脏，管线、设备易堵或泄漏，H2S泄漏不仅易燃易爆还有毒，所以发现问题应及时停车处理。

冬季火炬线由于带入部分油污和水，经常出现冻堵现象，所以火炬系统最好有一定量的伴热。

EVA废料需要装车送出，建有装车站台，人员装车时如果不做防护，醋酸既有腐蚀又有刺激性气味，容易造成事故。

此单元火炬排放时应确定液面未超高，防止固体废料堵塞火炬排放管线。

　　7．火炬单元

　　火炬单元属于紧急保护单元，火炬系统出现较大故障时是正常生产过程最大的隐患。

这种情况出现时既不可以停车，又可能无法达到动火处理的条件，是乙烯装置必须绝对避免的一种状态。

保证火炬投用完好，防止回火、蒸汽保护火炬头、防止下火雨、缓慢排放低温物料防止管线冷脆、避免空气进入，随时能够点燃是应对的最好措施。

在我国曾经出现过不灭火炬检修引起的爆鸣事故。

　　（三）设备防腐

　　乙烯装置生产过程中含腐蚀性物料，有碱和废碱、EVA废料、裂解气中酸性气体。

此部位管材均选耐腐蚀材料或者在其中注入缓蚀剂、中和剂等，急冷水pH值控制不当，可以出现碱性、酸性腐蚀。

碱性条件下腐蚀换热器封头铝制垫片，酸性腐蚀则针对所有的金属。

在pH低于4．0以下时腐蚀是十分严重的，1996年北京某乙烯装置曾由于急冷水pH值低塔

　　盘全部被溶解、管线弯头连续泄漏等问题。

　　由于系统中存在超高温、超低温存在。

系统的设备管线材料较为特殊，管线保温防腐也十分重要。

材料选择错误特别是在低温部位、超高温部位，都有可能出现问题，并且后果均十分严重。

某乙烯装置曾出现不锈钢锻件材质有问题，管线在降温后出现75％环向裂缝的情况，由于及时发现未造成严重后果。

由于管线温度低于常温，如果防腐不好，会出现管线结露的情况，天长日久，空气作用下管线易腐蚀。

老的珍珠岩保温材料在干燥条件下保温性能较好，但在潮湿的条件下就会腐蚀金属材料。

高温部位的保温不仅有利于节能，还有利于防烫。

裂解炉燃料中含有微量硫，最终产物为S0₂，排烟温度依据S0₂含量确定，过低则会形成露点腐蚀，管件、炉体均有损坏，修理困难。

　　（四）装置自保联锁系统及其作用

　　乙烯生产流程长，且较为复杂，日常操作较多，与外界公用工程系统联系密切。

所以设有联锁系统。

可以分为几个部分：

　　1．裂解炉的联锁系统

　　主要有风机故障、燃料高／低压、原料高／低压、BW水低流量、DS低流量、空气低流量、高压蒸汽超温、急冷器出口裂解气超温、汽包低液位、手动按钮等。

联锁动作基本为原料、燃料电磁阀关闭、DS预设、原料／燃料调节阀预设阀位输出为0％。

　　2．压缩机的联锁系统

　　主要联锁有润滑油低压、调速油低压、吸人罐高液位、排出温度高、密封气流量低（泄漏量高）、轴位移、入口电动阀阀位开度低、紧急停车按钮、手动停车按钮、密封油高位油槽低液位等。

动作结果切断调速油供应、最小流量返回阀全开、喷淋阀全关等。

　　3．反应器的联锁系统

　　联锁有超温、紧急手动按钮等，切断人出口物料、切断氢气输入，超压放火炬等。

　　4．精馏塔的联锁系统

　　一般精馏塔都有高压切断热源联锁，根据影响面，有的切断加热热源，有的切断自身冷源。

恢复时应注意调节阀首先关闭后慢慢开启至所需。

　　5．机泵的联锁系统

　　压缩机油泵、复水泵、急冷油泵、原料泵、燃料油泵等设有低压自启动联锁。

　　（五）装置易发生的事故及其处理在装置操作中紧急停车可由操作错误、单台设备故障或系统故障引起，这种情况需要立

　　即和协调的行动以保护装置人员和设备。

紧急停车分为全面紧急停车和局部紧急停车。

　　1．紧急事故停车处理原则

　　发生紧急情况时，应遵循以下原则进行处理：

　　在任何紧急情况下，大量的烃将被排放到火炬系统。

万一发生紧急情况，通常需要立即减少装置的热量输入（再沸器热量和裂解炉燃料），这将迅速减少火炬负荷。

有足够的蒸汽去火炬以减少环境污染是极为重要的。

（1）导致紧急情况的故