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1、加氢装置事故处理讲座,陈刚齐鲁石化公司炼油厂,近几年，我国石油化工、煤炭行业事故频发，造成严重的伤亡和财产损失。一、国内外石油化工行业发生的典型事故回顾（一）国内1北京东方化工厂特大火灾和爆炸事故 事故造成9人死亡，伤37人，直接经济损失约3亿余元人民币 直接原因：操作失误，卸轻柴油时作业人员错开错关阀门。2重庆开县“1223”特大井喷事故 243位无辜村民死亡。责任事故，责任人已判刑。3吉林石化公司爆炸 5人死亡、1人下落不明、2人重伤、21人轻伤。处理不当，发生爆炸。,4独山子原油罐闪爆 2006年日时分左右，在新疆独山子炼油厂，安徽省防腐工程总公司在其承包的万立方米原油罐罐顶进行防腐作业
2、时，现场当时有人作业，油罐内突然发生闪爆。在事故现场找到具遗体，初步认定有人受伤。事故原因初步确定为，防腐油漆中有机物挥发产生闪爆，油罐内部表面受到损伤，原罐体未受损伤。,（二）国外1BP德克萨斯炼油厂爆炸事故,15名工人死亡和170多人受伤。,2日本富士石油公司爆炸事故 造成10人死亡，7人受伤，总损失达24亿日元。3日本冲绳炼油厂加热炉火灾 大火燃烧近8h，大火彻底摧毁加热炉并破坏整座生产装置二、加氢装置发生的典型事故典型的公用工程故障：供电系统故障引起的停电和瞬时停电（晃电）循环水中断净化风压力过低或中断燃料油或燃料气压力过低或中断蒸汽（高压、中压、低压）系统压力过低或中断,典型的设备故
3、障：循环氢压缩机系统故障 新氢压缩机系统故障 高压进料泵故障 循环油泵故障 管线、阀门、机泵、压力容器等泄漏或引起火灾典型的生产操作故障:原料油中断 新氢中断 高压串低压 反应器床层飞温,紧急停工的原则 保证人身安全 保护设备 保护催化剂如下情况下应紧急停工：装置发生重大事故，多方处理不能消除事故，也不能维持循环相关装置发生事故，严重威胁本装置安全生产对于分子筛催化剂，一般认为当裂化反应器任一床层温度超过正常温度2830，获裂化反应器温度达到425427；对于无定型催化剂，一般认为当裂化反应器温度达到440装置发生火灾,设备发生故障，备用设备无法修复或启动，威胁装置安全生产时公共工程发生故障，
4、短时间内无法恢复反应部分的高压管线或设备发生原因不明的突然爆炸原料油中断后，事故可能进一步扩大时生产操作故障，引发事故时循环油中断后，事故可能进一步扩大时,国内外加氢裂化装置发生的典型事故（一）高压串低压1我国某厂25万t/a加氢裂化装置高压油泵房蒸汽云爆炸。45人死亡，58人受伤，厂房及设备遭到严重毁坏，炸毁厂房4000多m2，损失极其惨重，停工两个月后才恢复生产。2厂加氢裂化装置高压分离器排放酸性水时，造成串压，导致低压的酸性水罐被炸飞。31987年3月22日7时，英国格朗季蒙斯炼油厂加氢裂化装置低压分离器因超压发生爆炸，并继而发生大火。事故造成一人死亡，装置严重损坏,（二）高压法兰、设备
5、泄漏1加氢裂化装置高压管道法兰泄漏2高压换热器泄漏 3循环氢压缩机出口管线炸裂，9人死亡 4日本富士石油公司炼油厂燃料油加氢脱硫装置换热器垫片压板变形，引起氢气泄漏，发生爆炸，而后又引起火灾。造成10人死亡，7人受伤，炼油厂与邻近工厂部分设施与设备遭到破坏，总损失达24亿日元。5印度石油公司加氢裂化装置发生火灾，导致5人死亡，2人烧伤，被烧死的5人均是参予设备检修的人员。6加氢裂化装置加热炉炉管着火爆炸；高压阀门炸裂起火。,（三）飞温1国内某加氢裂化装置后精制床层温度由460上升到600。2中石油某加氢裂化装置今年发生停电事故，温度上升至882，2个小时后才将温度控制住，高压换热器因温度超高导
6、致泄露。部分催化剂烧坏。3加拿大石油炼制公司的反应器“飞温”，造成反应器大面积堆焊层剥离和347SS堆焊层熔敷金属裂纹和破坏现象。4美国加利福尼亚Martinez的Tosco炼油厂加氢裂解单元发生一起爆炸事故,造成1人死亡,46人受伤。,三、几种典型事故的分析事故处理的几个注意事项0.7MPa/min或2.1MPa/min紧急泄压阀启动时，应检查确认联锁系统是否动作，若未动作，应立即现场启动现场检查确认加热炉是否联锁停炉，火嘴是否熄灭，恢复时必须用消防蒸汽吹扫炉膛并采样分析合格，才能重新点火事故用氮气必须保证纯度符合要求（99.9%）事故处理必须严格执行先降温后降量的原则,（一）反应器飞温 反
7、应器飞温是加氢裂化易发生、扩大快、后果严重、影响因素多的事故，国内外多套装置已因飞温发生多起事故。今年9月份，国内两套加氢裂化装置发生反应器飞温。加氢裂化反应主要由酸性功能催化剂作用下产生的裂化反应和加氢活性催化剂作用下产生的加氢反应组成。加氢精制、加氢裂化反应均为强放热反应，提高反应温度可以加快反应速度。联合油公司认为：分子筛型裂化催化剂的床层温度若超过正常温度1213，裂化反应速度将增加一倍；催化剂床层温度若超过正常温度25，裂化反应速度将增加四倍。,表1 加氢裂化典型的反应热,飞温 催化剂床层整体的热不稳定性，即反应热及散热之间不能平衡，或者局部热点的发展，使滴流床中由于高温出现气固催化
8、的深度加氢，致使床层超温失去控制，出现超过正常操作100以上的温峰。飞温的危害 使催化剂活性受到损坏，寿命缩短，对反应系统的设备造成危害，导致高压法兰泄漏等。一旦温度达到860，由于催化剂金属组分晶格会发生不可逆的转变，“飞温”无法控制，必然会导致催化剂严重烧结，甚至威胁造价昂贵的反应器。,导致“飞温”的因素 反应器入口温度循环氢压缩机故障急冷氢调节阀失灵新鲜原料突然减少、性质突然发生变化正常生产中存在热点、径向温差较大，操作不当导致“飞温”。处理“飞温”的关键点循环氢压缩机正常运转时循环机停运，或者冷氢无法控制正常温升 0.7MPa/min及2.1MPa/min紧急放空系统是加氢裂化安全的生
9、命线，泄压是处理“飞温”的最有效方法之一。补入事故氮气。泄压过程中，如温度仍然不能有效控制，需引入事故氮气。,1美国加利福尼亚州炼油厂爆炸起火事故分析1）事故基本情况 加氢裂解反应器出口管破裂，轻质气体从管道中泄出燃烧引起爆炸和火灾事故。一名加氢裂解操作工在反应器下检查现场温度仪表时被炸死，46名工人受伤，13名重伤人员被送往当地医院治疗。2）事故原因分析（1）直接原因是反应器出口管温度超高（可能超过760），进而发生破裂所致。（2）温度偏离始于反应器四床，由于催化剂层内的介质流动和热量分布不均所致。（3）向操作人员强调安全操作反应器的力度不足。,（4）在设计和运行反应器的温度监控系统过程中，
10、没有很好地考虑人的因素。（5）监督管理不力。（6）运行准备和维护工作不充分。（7）操作人员培训不够。（8）操作程序不完善，操作程序过时且不完整。（9）工艺危险性分析存在错误。3）事故教训与防范措施（1）管理层不能只考虑成本和生产。（2）在设计工艺控制仪表时应考虑到便于操作。（3）应对操作人员实行适当的监督。,（4）企业应保持设备的完好性。（5）对操作人员加强培训。（6）制定操作程序。（7）进行工艺危险性分析。2某公司加氢裂化反应器局部过热点问题处理1）流程简述2）现象 裂化反应器第四床层下部热偶出现异常，由386上升至430460，最高至617，该床层其他邻近热偶无变化。该热偶部分时间又下降回
11、450左右波动。3）处理经过 仪表对热偶的真实性进行确认 分步对反应器温度异常部位进行处理：,提高循环氢压缩机转速到最大，加大循环氢量，提高氢油比；裂化反应器第三床层冷氢逐渐加大，直至最大（控制阀及副线阀全开）；依次加大第四、第二、第一床层冷氢量；重新测试各支热偶不同抽出位置的温度值，并把热偶放在径向最高点处观察 在生产过程中，裂化反应器又出现飞温的迹象。经研究决定再降第四床层温度，重新启动床层反应。现场处理小组研究，对操作提出了新的原则要求：一、操作方法 二、事故预案,针对随后几天的原料一直较重（密度在890kg/m3左右，最高到894.4 kg/m3）的情况，决定掺入部分直柴来改善原料油性
12、质。并研究了掺炼直柴的方案。但是裂化反应器末床层又出现了飞温迹象，并且径向温差开始加大。按预案处理后，热点温度仍居高不下，一直在390以上，并与其它两点温差很大，甚至有时超过了20。总结，提出方案和解决问题的思路。形成操作原则意见如下：车间必须统一指挥，指定工艺主任一人全权负责，做到“令出一人”。坚持平稳生产，无特殊情况，工艺较大的调整一天只进行一次；确因生产或工艺原因，提高或降低加工量时，提降量调节幅度一次不大于5吨/小时。为保证裂化四床层热偶不出现较大的过热情况，继续实行裂化第四床层冷氢控制阀不开或小开度的原则。,针对近几天操作转化率较低的情况，会议提出：1）、根据裂化二床层催化剂状态，视
13、情况适当提高该床温度；2）、裂化第三床层可减少冷氢量，以提高温度达到提转化率的目的；3）、裂化第四床层冷氢尽量减小，必要时可适当给入少量，开度热点温度平稳为准；4）、根据目前原料性质与裂化一床层的催化剂活性情况，加氢精制反应器床层温度不宜降低。四床层过热点不超过395时，不进行“床层打入冷氢降温再重启床层”的方法。若超过395或温度有急剧升高的趋势时，可全开裂化四床层冷氢阀和副线，必要时可加大裂化三床层冷氢给入量等措施进行降温。作出现氢气平衡问题时，车间应通知调度。,热点温度随着原料油的性质而表现的相对稳定，除在原料油换罐过程中会出现热点温度上升的情况外，各点温度变化不大，即使热点温度有升至4
14、00的趋势，经过各床层温度调整和第四床层打大冷氢也可控制。目前，装置操作基本平稳。装置负荷85%左右，产品质量合格。但在操作中发现，处理量提高时，该床层温度点出现定升高不稳倾向，有待于进一步摸索操作条件，提高加工负荷。,3裂化反应器后部催化剂床层超温和反应加热炉炉管结焦 循环氢压缩机是加氢裂化装置的重要设备之一，加氢裂化的循环氢压缩机一般均用蒸汽透平驱动，目的就是防止电动机可能瞬间停电的弊病，循环机称为加氢裂化的心脏设备，所以作为其动力源的蒸汽一旦中断，后果将十分严重。1）事故经过2）事故教训,（二）高压法兰泄漏 高压系统的泄漏也是加氢裂化装置常见事故。，处理不当可导致着火、爆炸等严重后果。循
15、环油流量孔板法兰的泄漏问题1）事故经过2）事故分析,（三）设备本身的问题 由于设备材质缺陷或选材不当而造成故障或事故所占比例较大。其中可分为供货质量和设计质量两大类。特别是供货质量引起的故障，应给予高度重视。其中以加工制造和动设备故障居多。1 供货质量不佳 某石化股份有限公司（1）在装置开工催化剂硫化阶段，循环氢压缩机机体发生泄漏，所幸及时将压缩机停运，才避免了一场事故。经检查发现系机体加工时开孔错误，改成螺孔并用丝堵拧在梯形坡口上，后经补焊车平处理才加以解决。,（2）装置开工时，发现高压阀门螺杆漏氢气。经查是生产制造螺杆的棒材轴向有缺陷所致。（3）仪表质量低劣，变压吸附设备上的电磁阀调节不灵
16、，装置不能正常运转，不得不全部更换，影响了正常开工。经查明是承包商为多获利润订购了次品所致。（4）分馏塔下部阀门盘根质量差，导致塔底泄漏油气和氢气，大量带油雾点形成白雾滞留在装置周围，由于处理及时而未酿成大祸。（5）高压合金管线焊口在试压过程中多处断裂，经检查是 Cr-Mo钢与 lCrl8Ni9Ti钢接口错用了不锈钢焊条，因施工单位事先未进行X光检查所至。,某石化公司（1）加氢高压热油循环泵开工后一直无法运转，致使该装置一年未进行热油循环，能耗居高不下。经查，该油泵系日本荏原制作所制造，采用美国PACIFIC公司技术，首台产品即销往中国。日方虽竭尽全力，但仍无法正常运转。一年后，荏原制作所求助
17、美方协助改造，才使油泵投入使用。日方虽然做了赔偿，但远远不能弥补一年所带来的损失。在订购国外产品时，应吸取这一深刻教训。（2）由于原设计加工原料油的硫质量含量仅为0.64m，换热器部分芯子末采用不锈钢，而实际加工原料油的硫含量偏高，造成大量硫化铁碎片堆集在管束间，换热器传热系数下降，压力降增加，不得不提前更换不锈钢芯子。,某炼油厂（1）40万吨年加氢裂化装置开工时，末对外购高压阀门进行认真检查，致使在升温后高压阀门炸裂起火。（2）到厂的卷板式反应器，经检查发现焊缝有末焊透的缺陷，不得不运回生产厂家返修，耽误了工期。,某石化公司 高压立式换热器下部设置的形膨胀圈，由于焊接质量不良，检查不细，导致
18、首次开工在催化剂硫化结束后的降温过程中，焊缝裂纹、开裂，大量热油气喷出，着火成灾。由于该厂吸取了当时华东A厂的经验教训，处理及时、得当，未嚷成大祸，后来的开工还算顺利。某石化股份有限公司 该厂的加氢裂化装置，是采取成套国产化技术的重点建设项目，高压的静设备和转动设备基本上由国内生产制造。开工时曾出现以下故障。（1）离心式循环氢压缩机轴间隙过大，大气倒入迷宫式密封油系统，造成轴瓦部分间断性向外喷密封油，被迫停工处理。,（2）离心式循环氢压缩机转子叶片硬度超高，运转中因脆裂崩下小碎片，影响转子动平衡，造成紧急停机，随后反应系统温骤升。由于处理及 时才末酿成大祸。（3）往复式新氢压缩机各段出入口的阀
19、片质量不过关，短期运转即告破裂，致使两台压缩机不能同时运转，由于供氢量减少，使装置加工量在60100之间波动，蒙受了较大的经济损失。,2 设计质量不佳某石化股份有限公司（1）由于设计时对热膨胀考虑不周，在加氢裂化反应器升温后，反应器与上面平台的工字钢相碰，不得不将工字钢钢架切割出一个月牙形缺口。（2）高温高压主管线固定卡子设计不良，导致升温后管线受力不均，进而造成法兰泄漏。（3）油气管线固定管卡设计不合理，造成多处管线振动幅度偏大超标。,某石化公司（1）高压放空管线固定卡子设计不良，调试启动紧急卸压阀时，造成长距离管线从管架上坠地。（2）反应器引入冷氢的分配系统设计欠佳，催化剂床层温度分布不均
20、匀，注入冷氢时造成径向温差过大，第五床层温差高达52。（3）制氢装置设计时也因对加热炉热膨胀考虑不周，被迫停工改造。,（四）生产管理问题1 提高生产管理水平 由于供货质量不好，设计质量欠佳，会给生产管理带来很大麻烦；反之，即使供货质量，设计质量均为上乘，假若管理跟不上，事故也会频繁发生。某石化公司（1）反应器催化剂床层有偏流现象，检修期间卸出催化剂过程中，发现不正常的地方有烧焦了的灯头和电线，系检查管理不严，装填催化剂作业时将安全灯遗留在反应器内所致。,（2）蒸汽中钠离子含量偏高，使得汽轮机叶片上沉淀有沉积物。致使汽轮机出动平衡失稳，造成紧急停车。（3）减压瓦斯油钠含量超高，导致催化剂中毒。经
21、查明是原油电脱盐装置工况不良所至。（4）催化剂器内再生过程中由于注碱不及时，造成空冷器严重腐蚀，不得不提前检修更换。,某炼油厂 由于催化剂在器内再生，反应器内不锈钢堆焊层表面出现37条裂纹，金相观察呈明显的沿晶开裂。大大降低了使用寿命。某石化公司（1）因管理不严，操作人员在进入反应器内装填催化剂前，未分析反应器中氧含量，不带氧气面具进入反应器窒息生亡。（2）开工初期，对原料油中环烷酸含量重视不够，造成反应器压力降迅速升高，多次被迫停工撇头。后来通过改进常减压蒸馏塔内的材质，原料油罐施行惰性气体保护，反应器上部填装脱铁催化剂，才使问题基本得到解决。,东北A厂 氢气加热炉管在运转过程中破裂着火，被
22、迫停工。经分析检查是重整氢气氯含量偏高,导致其炉管腐蚀破裂。重整氢经脱氯处理后问题便得到了解决。某化纤总厂（1）加氢裂化装置加热炉炉膛爆炸。原因是在开工时未分析炉膛内有无爆炸性气体，就冒然点火。（2）加氢裂化装置污水系统的架空污水罐爆炸。原因是操作不当，将中压水窜入低压的架空污水罐，造成爆炸。,结束语提高员工素质；制定切实可行的规章制度；对事故进行剖析并总结经验；加强对加氢裂化装置设计、定货、基建施工、投产直至正常运转的全过程科学管理；搞好设备管理，建立健全高压设备档案（设备、管线、接头、法兰、螺栓以及检修后水压试验的记录）；配备必要现代检测设施（手提式测定金属组分的光谱仪和超声波测厚仪），加强定期监测。,谢谢！,
