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某蒸餾裝置安全拆除中的工藝介質(zhì)清掃處理分析

文檔作者：徐立安文檔來源：中國石油化工股份有限公司上海高橋分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月04日
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★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù) ★
∞ ‘ PETROCHEMICAI SAFETY AND ENVIRONMENTAL PRO FECTION TECHNOI OGY 2014年第30卷第1期
某蒸餾裝置安全拆除中的工藝介質(zhì)清掃處理分析
徐立安
(中國石油化工股份有限公司上海高橋分公司，上海200137)
摘要：就某蒸餾裝置拆除項(xiàng)目的實(shí)施過程進(jìn)行了介紹，分析指出了拆除過程中裝置物
料性質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物和設(shè)備布局等方面存在的風(fēng)險(xiǎn)。為防范大型填料減壓塔中腐蝕產(chǎn)物自燃的
風(fēng)險(xiǎn)，采取了減壓塔鈍洗、蒸汽保護(hù)、注水等安全技術(shù)措施；裝置工藝管道的管線走向、流
程設(shè)置等，形成了工藝介質(zhì)清掃作業(yè)的難點(diǎn)，現(xiàn)場采取了有效的安全保護(hù)措施；對(duì)數(shù)量眾多
的換熱器制訂了專門吹掃方案，對(duì)位于高空平臺(tái)、多組并聯(lián)的空冷，則實(shí)施了整體吊裝方案，
實(shí)現(xiàn)了安全拆除。
關(guān)鍵詞：蒸餾裝置拆除工藝介質(zhì)處理
1 拆除項(xiàng)目概述
某常減壓蒸餾裝置始建于1953年，原加工能
力為5萬t／a，歷經(jīng)數(shù)次改造，1996年加工能力
達(dá)到330萬t／a規(guī)模。2010年為配合節(jié)能及隱患
治理，將原裝置整體拆除，實(shí)施異地改造。
此裝置屬于燃料一潤滑油型常減壓蒸餾裝
置，采用三塔兩爐工藝，常壓塔設(shè)有3個(gè)中段回
流以及塔頂冷回流，5條側(cè)線分別引出航煤、輕
柴油、柴油、變壓器油等半成品、裂化原料油作
二次加工裝置原料。減壓塔也設(shè)有2個(gè)中段回流
1個(gè)頂回流，6條側(cè)線。減壓塔內(nèi)填裝了大量規(guī)
整填料。
兩個(gè)月內(nèi)共拆除設(shè)備471臺(tái)，工藝管線123
根、計(jì)35 881 m，過磅廢料達(dá)4 100 t。
2 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析
2．1 承裝介質(zhì)的易燃易爆風(fēng)險(xiǎn)
煉油裝置的工藝介質(zhì)普遍具有易燃易爆特
性，既有閃點(diǎn)小于28℃ 的甲類易燃液體汽油、
原油，也有閃點(diǎn)在28℃至60℃區(qū)間內(nèi)的乙類可
燃液體如航煤等，以及閃點(diǎn)大于60℃ 的丙類可
燃液體裂化原料油、柴油、潤滑油等。
甲類易燃液體汽油、原油，閃點(diǎn)低、揮發(fā)性
強(qiáng)、蒸發(fā)速度快，當(dāng)其蒸氣與空氣達(dá)到一定濃度
極限時(shí)遇火易燃燒爆炸，火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性大。航
煤等輕質(zhì)油品粘度較小，易流動(dòng)、擴(kuò)散，點(diǎn)燃后
易蔓延和擴(kuò)大火災(zāi)。另外，各石油產(chǎn)品在流動(dòng)過
程中均易由于摩擦產(chǎn)生靜電，當(dāng)所帶的靜電荷聚
積到一定程度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生靜電火花，有引起燃
燒和爆炸的危險(xiǎn)。為實(shí)現(xiàn)安全拆除，工藝停工、
退料、吹掃、清洗等環(huán)節(jié)十分重要。
2．2 設(shè)備腐蝕生成的硫化亞鐵
此裝置加工低硫原油，在拆除前已連續(xù)運(yùn)行
了近4年。由于原油中的硫易富集在高溫位重質(zhì)
油品中，高溫部位的腐蝕更為明顯。低溫硫腐蝕
機(jī)理復(fù)雜，集中發(fā)生在三塔塔頂冷凝系統(tǒng)。
在長周期運(yùn)行后，腐蝕生成的硫化亞鐵FeS，
附著于設(shè)備內(nèi)壁(或散落呈疏松的片狀碎屑)。硫
化亞鐵及鐵的其它硫化物在空氣中受熱(如氣割
散落的火星濺人)或光照時(shí)，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：
FeS+3／202=FeO 十SO2+49KJ
2FeO+1／202=Fe203+271KJ
FeS2+O2=FeS+SO2+222KJ
F。2S3+3／202=Fe2O3+3S+586KJ
硫化亞鐵自燃的過程中放出大量的熱，當(dāng)周
圍有其它可燃物存在時(shí)，會(huì)冒出濃煙，并引發(fā)火
收稿日期：2013—09—10。
作者簡介：徐立安，男，2010年畢業(yè)于上海交通大
學(xué)工業(yè)工程與自動(dòng)化專業(yè)，工程碩士，主要從事煉
化裝置HSE管理工作，現(xiàn)任煉油一部安全總監(jiān)，注
冊(cè)安全工程師， 高級(jí)工程師。E—mail：roycycle
@ 163．corn
2014年第30卷第1期 ★ 徐立安．某蒸餾裝置安全拆除中的工藝介質(zhì)清掃處理分析 ★
災(zāi)和爆炸。近年來，硫化亞鐵自燃引發(fā)事故國內(nèi)
已有數(shù)起，是風(fēng)險(xiǎn)防范重點(diǎn)。
2．3 設(shè)備布局及大型化
需拆除的9臺(tái)表面蒸發(fā)式空冷自重達(dá)到
34．71 t，每片管束自重3．48 t，14臺(tái)濕空冷、自
重3．48 t，均布置在框架頂層平臺(tái)。減頂空冷平
臺(tái)的現(xiàn)場高度為35 m。拆除的常壓塔凈高50．42
m，內(nèi)設(shè)層塔盤；減壓塔塔內(nèi)徑最大處為6．4 m，
本體高度41 m，現(xiàn)場總高達(dá)到57．5 m，內(nèi)設(shè)規(guī)整
填料，圖紙總重量353 t。
塔設(shè)備的拆除是整個(gè)拆除工程的重點(diǎn)。減壓
塔單體尺寸大、重量大，不便吊裝、駁運(yùn)，最終
確定進(jìn)行破壞性分段拆除。為規(guī)避進(jìn)入塔內(nèi)動(dòng)火
切割的高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，填料等塔內(nèi)件均安排在地面
進(jìn)行拆解。選用225 t汽車吊為主要吊車，共分
27吊(不包括管道吊裝)實(shí)施拆除。
3 拆除項(xiàng)目實(shí)施分析
3．1 前期安全確認(rèn)
退凈物料后，與外界連通的管道在邊界處加
裝盲板隔絕(包括退污油管線)；內(nèi)部工藝管道逐
條開低點(diǎn)放空，確認(rèn)介質(zhì)已掃清。內(nèi)部排水系統(tǒng)
沖凈存油，檢驗(yàn)合格后，排水井填埋沙袋，內(nèi)部
井蓋封堵，防止外界易燃易爆氣體倒竄入施工區(qū)
域。供電全部切斷后，需供電設(shè)備辦理臨時(shí)用電
手續(xù)，并在現(xiàn)場警示。消防水保留，安排消防
駐防。
3．2 塔的拆除
3．2．1 拆除前的鈍洗
減壓塔內(nèi)裝有大量規(guī)整填料，填料的比表面
積大，經(jīng)過長周期運(yùn)行后浸潤油漬，一旦塔內(nèi)腐
蝕產(chǎn)生的FeS遇空氣放熱自燃，極易引發(fā)塔內(nèi)件
火警。而減壓塔現(xiàn)場高度達(dá)到57．5 m，設(shè)備內(nèi)部
的火警施救難度很大?？紤]到拆除存在FeS自燃
風(fēng)險(xiǎn)，在裝置停車過程中著重對(duì)減壓塔進(jìn)行了鈍
化處理。
本次鈍洗采用FZC一1高效硫化亞鐵鈍化劑，
主要成分為鰲合劑，利用硫化亞鐵具有較強(qiáng)的活
性和易被鰲合的特點(diǎn)，通過鰲合反應(yīng)溶解消除硫
化物，實(shí)現(xiàn)鈍化，鈍化后的金屬表面能形成保護(hù)
膜，有效地防止金屬表面的進(jìn)一步腐蝕、避免硫
化亞鐵自燃。
1)鈍化前準(zhǔn)備工作
為防止塔內(nèi)殘留的油品影響鈍化劑作用效
果，減壓塔內(nèi)退料后，柴油沖洗時(shí)間、熱水沖洗
時(shí)間各延長了6～8個(gè)h。
鈍化前，先將減壓塔上部中段回流(減一中)
流程，在控制閥處脫開；連接鈍化劑移動(dòng)機(jī)泵，
接通臨時(shí)流程，使鈍化劑可借用減一中流程注入
減壓塔。
2)減壓塔鈍化
利用減頂回流泵，打水進(jìn)減壓塔，減壓塔底
建立可監(jiān)控的液面；改通減壓塔底至減頂回流泵
進(jìn)口流程，建立減壓塔底部一減頂回流泵一減壓
塔頂部水循環(huán)；冷卻減壓塔，至全部測點(diǎn)溫度≯
80℃后，將FZC—l硫化亞鐵鈍化劑按劑水比1：10
的比例在移動(dòng)藥劑槽內(nèi)配好，通過預(yù)先接好的臨
時(shí)流程，使用移動(dòng)機(jī)泵，從減一中控制閥處打入
減壓塔上部，減壓塔鈍化；建立循環(huán)，不斷補(bǔ)充
鈍化劑；根據(jù)減壓塔底放空排出的藥劑顏色判斷
鈍化進(jìn)程。
另外，本次鈍化增加了中段回流循環(huán)流程，
建立由塔內(nèi)集油箱一中段循環(huán)泵一塔內(nèi)液相分布
器一集油箱的循環(huán)(兩部中段循環(huán)泵都開)。
從鈍洗情況看，塔內(nèi)硫腐蝕情況較預(yù)想的嚴(yán)
重，為保障鈍洗效果，鈍洗時(shí)間由10 h延長到
24 h，藥劑加入量相應(yīng)增加。
3)常壓塔鈍化
常壓塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)與減壓塔不同，為板式塔。
為盡量降低拆除作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)常壓塔也進(jìn)行了鈍
洗處理，自常頂回流泵流程加入藥劑，打開常壓
塔底放空入加劑臨時(shí)水槽，建立循環(huán)流程。觀察
鈍洗情況，塔內(nèi)也存在一定量的FeS。
4)鈍洗過程中的問題
常壓塔在準(zhǔn)備過程中，塔內(nèi)下部的塔板溫度
持續(xù)偏高。經(jīng)過排查，是最下一根側(cè)線、常五線
汽提蒸汽閥門內(nèi)漏，蒸汽通過汽提塔揮發(fā)線再進(jìn)
入主塔。加裝盲板隔絕后，順利進(jìn)行了鈍洗。
3．2．2 拆除過程中的防范措施
在減壓塔拆除過程中，進(jìn)一步采取了防范措
施：未停蒸汽前，開塔底汽提蒸汽，始終保持塔
頂微見汽；為避免人員灼燙、切斷蒸汽后，塔頂
回流泵持續(xù)通過回流返塔流程向塔內(nèi)填料注水保
★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù) ★ 2014年第30卷第1期
護(hù)；頂回流流程拆除后，依次啟用減一中、減二
中流程向塔內(nèi)注水；減二中流程切斷后，注水使
減壓塔內(nèi)待拆除填料保持水浸；駐防消防人員，
高壓水帶隨作業(yè)面移動(dòng)，保持向塔內(nèi)注水；地面
拆解，使用消防水帶霧狀噴射保護(hù)。
3．2．3 拆除情況
鈍化效果明顯，塔內(nèi)填料受到嚴(yán)格控制，整
個(gè)減壓塔高處拆除、吊裝進(jìn)展順利。但高溫硫腐
蝕作用，使塔的下部FeS較多；另一因素是塔內(nèi)
重油較難徹底退清，鈍化效果會(huì)有影響；因此塔
內(nèi)安裝位置較低的填料，相對(duì)自燃風(fēng)險(xiǎn)大。
這在地面拆解時(shí)得到驗(yàn)證。減五線汽提塔
(頂部揮發(fā)線與主塔直接連通，無切斷閥門)有少
量存油，減壓塔最底部側(cè)線(減六線)的集油箱、
填料層有少量殘余FeS，在地面接觸空氣、陽光
照射后，出現(xiàn)過零星自燃。見煙后，使用消防水
冷卻受控。
塔頂?shù)牡蜏亓蚋g也有顯現(xiàn)。減壓塔頂柴油
收集罐未經(jīng)過鈍洗，整體拆除后靜置在地面，內(nèi)
壁附著的少量FeS自燃，煙從打開的人孔冒出。
由于罐內(nèi)無殘留油品，向內(nèi)部注水后即消除。
3．3 工藝管道拆除
3．3．1 工藝管線的清洗
一般工藝管道先以蒸汽按流程將油品趕凈，
再分段用蒸汽吹掃、清洗。由于裝置內(nèi)未設(shè)置氮
氣管網(wǎng)，因此初頂、常頂、常一、常二等輕質(zhì)油
品的管道引江水頂油、清洗。吹掃、清洗后，通
過拆開管線低點(diǎn)放空放凈存水，并確認(rèn)介質(zhì)已
清除。
3．3．2 拆除異常情況處理
部分管線由于走向問題，形成了局部低點(diǎn)，
如圖1中c處為低點(diǎn)放空處，ab段內(nèi)會(huì)存有殘留
物。部分泵進(jìn)(出)口管線垂直布置時(shí)，在掃線蒸
汽口下方、與泵進(jìn)(出)口閥門間，也存在一段掃
線死角。見圖2中a點(diǎn)至閥門段。
a
圖1 工藝管線走向示意
圖2 掃線蒸汽下垂直管段示意
回流流程，先自塔內(nèi)引出、再返入塔內(nèi)，吹
掃方案與側(cè)線出裝置流程有所不同。特別是塔頂
循環(huán)回流的返塔管線，關(guān)閉人塔閥門方可切斷與
塔內(nèi)油品的竄漏，只能依靠管徑較小的污油放空
口退油，吹掃時(shí)間不足也導(dǎo)致部分油品殘留在管
道內(nèi)。
蒸汽管線本身并不是油品流程，但在大量工
藝管道同時(shí)使用蒸汽憋壓吹掃的過程中，局部蒸
汽壓力甚至低于工藝介質(zhì)的退油壓力，導(dǎo)致局部
蒸汽管內(nèi)有少量油品竄人。
裝置的常壓塔設(shè)有緊急放空管線，無吹掃介
質(zhì)入口。裝置運(yùn)行時(shí)，緊急放空閥并未開啟過，
但仍有微量氣體經(jīng)閥門漏入此管線內(nèi)。常壓塔第
五側(cè)線的介質(zhì)是重質(zhì)油品，粘度大、凝固點(diǎn)高，
蒸汽退料掃線時(shí)后路不暢、時(shí)間不足，有少量油
品附著在管壁。
由于裝置進(jìn)行拆除時(shí)，切斷了退油流程及蒸
汽，有油品殘余的管道，由駐防消防人員保護(hù)，
暫停相關(guān)區(qū)域作業(yè)，在拆除現(xiàn)場進(jìn)行處理。重質(zhì)
油品常溫下為固態(tài)或半流體，不易擴(kuò)散，比較容
易收集、清理。
輕質(zhì)油品由于易燃易爆、易擴(kuò)散揮發(fā)、易產(chǎn)
生靜電，因此必須要避免擴(kuò)散?，F(xiàn)場噴淋水霧保
護(hù)，拆開法蘭或鋸開管線，將油品收集在事先準(zhǔn)
備的容器內(nèi)；高處法蘭需脫開、以避免吸真空；
介質(zhì)停止溢出、滴漏后，檢查是否由于積鹽或雜
質(zhì)堵住排放口，確認(rèn)介質(zhì)放凈后，再引入大量水
補(bǔ)充沖洗。
3．4 冷換設(shè)備拆除
3．4．1 換熱器
蒸餾裝置為回收側(cè)線、渣油中的熱量，降低
裝置的能源消耗，使用了大量換熱器。裝置內(nèi)浮
頭式、u型管式換熱器共計(jì)105臺(tái)，每臺(tái)自重為
5～15 t，主要集中在一個(gè)4層和一個(gè)3層的框架
內(nèi)(常壓塔區(qū)域2臺(tái)重沸器未計(jì)人)，密集布置增
加了現(xiàn)場拆除作業(yè)工作量和難度，必須掃清此類
較大容積設(shè)備以降低風(fēng)險(xiǎn)。
生箜 壑箜 塑 ★ 徐立安．某蒸餾裝置安全拆除中的工藝介質(zhì)清掃處理分析 ★
在停工吹掃時(shí)，換熱器的吹掃先按物料流程
進(jìn)行，以避免進(jìn)出口、付線閥等處遺留死角；其
后，對(duì)密集在框架的各換熱器，均逐一改單體進(jìn)
行本體吹掃確保物料退凈掃清?？紤]到渣油換熱
器存在高溫硫腐蝕，減壓塔鈍化結(jié)束后，再使用
塔底鈍化液對(duì)渣油換熱器等增加了一次水沖洗。
在長周期運(yùn)行中，泥沙等雜質(zhì)沉降、積存在大型
換熱器殼體內(nèi)，拆除時(shí)對(duì)此部分可燃物進(jìn)行了現(xiàn)
場清理。
3．4．2 空冷拆除
裝置初頂、常頂共設(shè)有9臺(tái)表面蒸發(fā)式空冷，
單臺(tái)自重34．71 t。減頂有10臺(tái)預(yù)冷空冷、4臺(tái)一
級(jí)空冷和2臺(tái)二級(jí)空冷，安裝在減頂空冷框架頂
層平臺(tái)，現(xiàn)場高度為35 113。
空冷吹掃時(shí)的難點(diǎn)分析：管束設(shè)計(jì)壓力低限
制了空冷吹掃的介質(zhì)壓力和流量；冷卻面積大使
蒸汽迅速減壓，難以有效吹掃；多組并聯(lián)，長周
期運(yùn)行后空冷進(jìn)出口大口徑閥門內(nèi)漏等故障多，
甚至導(dǎo)致無法進(jìn)行單體吹掃，吹掃時(shí)易走短路、
無法均勻有效的分布作用于各并聯(lián)設(shè)備。因此，
空冷設(shè)備拆除時(shí)，采取了空冷片整體吊裝的方式
進(jìn)行。
4 結(jié) 論
停工退料、吹掃、清洗等工藝處理過程的
有效實(shí)施，是保障裝置拆除安全、降低風(fēng)險(xiǎn)的
必要措施。蒸餾裝置拆除時(shí)，通過鈍洗減壓塔
等措施防止塔內(nèi)填料FeS自燃；換熱器的吹掃
采用流程吹掃與單體吹掃結(jié)合；工藝管道拆除
中必須重視殘留油品可能產(chǎn)生的危害，補(bǔ)充現(xiàn)
場措施控制風(fēng)險(xiǎn)；空冷拆除時(shí)宜采取管束整體
吊裝方案。
(上接第25頁)
續(xù)表3
序號(hào) 偏差 1原因 2后果 P A E R 保護(hù)措施 建議措施
1、來氣壓力高； 1、造成管線破
2、儀表誤指示； 裂，乙烯泄漏， A4 A4 A2 A4
3 1、DCS壓力指示，現(xiàn)場
、緊急停車，繼續(xù)供乙烯； 可能造成火災(zāi)
4、過濾器或脫硫床堵塞，繼續(xù) 爆炸 確認(rèn)，并與調(diào)度聯(lián)系；
1 壓力高 供乙烯 2、過濾器、脫硫床壓差
， 導(dǎo)致脫硫床前的管線壓
力高； 2、造成^員中毒 A3 A1 A2 Al 指示，現(xiàn)場確認(rèn)；
5 3、脫硫床安全閥泄放。
、閥f-I FV104誤關(guān)閉(誤操作 3
、 造成上游設(shè) Al A3 A2 A1
或儀表故障)造成閥前壓力高。 備損壞或停車
1、嚴(yán)格按照工藝規(guī)程和
操作法進(jìn)行現(xiàn)場巡檢；
l、火災(zāi)、爆炸 A4 A4 3．2 A4 2、設(shè)備、儀表定期進(jìn)行
檢查維護(hù)；
1、超壓； 3、嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備檢修管
2、管線設(shè)備不合格(如焊接質(zhì) 理規(guī)定，如閥門、管線、
量，管線未按規(guī)定設(shè)計(jì)等)； 墊片的材質(zhì)，設(shè)備內(nèi)清
3、墊片、填料或密封失效； 潔等；
2 泄漏 2
、
4 人員中毒 C1 C1 C2 C1 4、點(diǎn)火源控制 (現(xiàn)場操
、排放閥誤打開； 作均使用防止火花產(chǎn)生的
5、腐蝕； 銅質(zhì)工具)
6 ；
、儀表引壓線與設(shè)備接口泄漏； 5
、7 制定 了 EC MSDS；
、填料線不合格。 6
、現(xiàn)場設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)
警儀；
3、環(huán)境污染 D1 D1 D1 Dl 7、配備相應(yīng)防護(hù)器具；
8、裝料線使用專用快速
接頭。
3結(jié)語 葦 薹
本次利用HAZOP風(fēng)險(xiǎn)分析，對(duì)EO／EG生產(chǎn) 企業(yè)制定預(yù)防措施，消除安全隱患提供了依據(jù)，
裝置的5個(gè)單元?jiǎng)澐至?7個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的287 確保裝置安穩(wěn)長運(yùn)行。

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