一、裝置簡(jiǎn)介
(一)裝置發(fā)展及其類型
1．裝置發(fā)展
氣體分餾裝置是對(duì)催化裂化裝置生產(chǎn)的液化氣進(jìn)行進(jìn)一步分離和精制的裝置。隨著近年來催化裂化裝置加工量的增加以及裂化深度的增加，液化氣的產(chǎn)量比以前有了大幅度的增長(zhǎng)。人們對(duì)液化氣的認(rèn)識(shí)和利用也越來越深人，液化氣不僅可作為民用燃料，而且其中的丙烷、異丁烷、異丁烯、2—丁烯等都是重要的化工原料，其中丙烷和異丁烷還是清潔燃料——車用液化氣的調(diào)和組分。
化工企業(yè)的大部分原料是從液化氣中獲得的。隨著化工裝置對(duì)原料需求量的增加，以及氣體分餾裝置的原料和產(chǎn)品均為易然易爆的特點(diǎn)，近20年來許多石化企業(yè)新建或改建時(shí)將氣體分餾裝置作為獨(dú)立的生產(chǎn)裝置進(jìn)行布局建設(shè)。氣體分餾裝置已成為化工裝置提供丙烯和丁烯原料的重要裝置。
目前，國(guó)內(nèi)最大的氣體分餾裝置處理量可達(dá)42．8X104t／a，可以生產(chǎn)丙烷、丙烯、異丁烷、異丁烯等數(shù)十種產(chǎn)品，其中，作為下游化工企業(yè)原料的丙烯的純度能達(dá)到聚合級(jí)。碳四組分分離出輕碳四可作甲基叔丁基醚裝置原料，重碳四組分作為烷基化原料。2—丁烯是合成橡膠的原料。戊烷可做汽油調(diào)合組分，也可進(jìn)一步分離做化工原料。
2．氣體分餾裝置按其對(duì)產(chǎn)品的不同需求，可有三塔、四塔和五塔之分。生產(chǎn)聚丙烯原料精丙烯時(shí)，必須設(shè)第二丙烯塔。生產(chǎn)橡膠和烷基化原料時(shí)，必須設(shè)輕重碳四的分離塔。不生產(chǎn)化工原料的氣體分餾設(shè)有三塔即可。
二、裝置重點(diǎn)部位及設(shè)備
(一)重點(diǎn)部位
1.丙烯精制系統(tǒng)
本系統(tǒng)含有脫硫、脫水、脫砷等催化劑以及脫水分子篩再生加熱器，更換催化劑時(shí)，要打開催化劑罐更換催化劑，因此，不可避免的會(huì)有催化劑粉塵，尤其是脫砷罐，吸收飽和了砷的催化劑有一定毒性，操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格避免直接接觸和吸人體內(nèi)，對(duì)廢棄催化劑的處理也要遵守安全規(guī)定。
2．脫硫醇系統(tǒng)
脫硫醇系統(tǒng)物料內(nèi)由于有很高濃度的堿，因此，物料對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕作用。尤其是堿泵、堿罐以及堿線部位，必須做好防腐工作，選擇合適的耐堿材料。操作過程中應(yīng)特別注意穿戴防護(hù)用品，避免人體皮膚與堿液接觸，以免灼傷皮膚或眼睛。
脫硫醇系統(tǒng)由于是對(duì)液化氣進(jìn)行處理，在對(duì)堿液進(jìn)行再生的過程中，要把空氣引進(jìn)堿液系統(tǒng)。由于堿液與液化氣直接接觸，當(dāng)堿液和液化氣之間的界面控制不好時(shí)，會(huì)由于堿液面過低而導(dǎo)致液化氣與空氣直接相遇，形成爆炸性混合氣體是相當(dāng)危險(xiǎn)的。
3．丙烯精餾塔系統(tǒng)以及進(jìn)料系統(tǒng)
丙烯精餾塔由于分離的餾分要求純度很高，因此塔身很高，回流泵的功率和負(fù)荷也很大，在操作過程中，如果調(diào)節(jié)幅度過大，容易導(dǎo)致設(shè)備泄漏，造成事故。特別是丙烯回流泵端面密封易泄漏引發(fā)大量丙烯泄出，遇明火引起爆炸燃燒；大量丙烯泄漏揮發(fā)會(huì)形成白霧狀氣體使在其環(huán)境中操作人員發(fā)生窒息中毒事故。
另外，氣體分餾原料帶水后，水將隨物料進(jìn)入回流罐，從而進(jìn)入回流泵。水分進(jìn)入回流泵后由于泵體葉輪人口壓力低，液化氣氣化吸熱，水析出結(jié)冰，對(duì)泵的密封造成損壞，導(dǎo)致泵密封泄漏、跑液化氣的事故發(fā)生。
4．冷卻循環(huán)水系統(tǒng)
氣體分餾冷卻器用循環(huán)水進(jìn)行冷卻，由于液化氣和產(chǎn)品中H2S和循環(huán)水對(duì)冷卻器的腐蝕，或操作濃度和壓力變化，都有可能發(fā)生介質(zhì)泄漏到循環(huán)水系統(tǒng)中去，循環(huán)水場(chǎng)會(huì)有瓦斯揮發(fā)，如發(fā)現(xiàn)或處理不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故發(fā)生。
(二)重點(diǎn)設(shè)備
1．脫丙烷塔回流泵
如果原料帶水，主要聚集在脫丙烷塔回流罐內(nèi)，如果脫水不及時(shí)，水很容易進(jìn)入脫丙烷塔回流泵中形成結(jié)冰，劃傷機(jī)泵密封，造成瓦斯泄漏。管線極易凍結(jié)，在注意回流罐脫水的同時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)脫丙烷塔回流泵的監(jiān)護(hù)，避免事故發(fā)生。
2．丙烯塔回流泵
氣體分餾裝置生產(chǎn)聚合級(jí)丙烯時(shí)，其丙烯回流泵體高、功率大，易發(fā)生端面密封泄漏，泄漏有時(shí)來勢(shì)猛，泄漏量大，極其危險(xiǎn)。因此，該泵除選擇質(zhì)量好的端面密封材料外，為防止泄漏發(fā)生事故，有時(shí)企業(yè)選用屏蔽泵或在泵出人口管線上加快速切斷閥。
3．塔頂冷卻器
氣體分餾裝置各塔頂冷卻器是冷卻塔頂餾出物的重要設(shè)備。冷卻器冷卻效果直接影響著精餾塔的平穩(wěn)操作。冷卻器的冷卻介質(zhì)是循環(huán)水，冷卻器在運(yùn)行中易出現(xiàn)循環(huán)水結(jié)垢堵塞管束，腐蝕生銹導(dǎo)致塔頂溫度和壓力升高，有時(shí)會(huì)發(fā)生氣體泄漏事故。
4．非凈化風(fēng)差壓截?cái)嚅y
脫硫醇裝置非凈化風(fēng)差壓截?cái)嚅y是控制空氣與脫硫醇系統(tǒng)差壓的控制閥。在正常的生產(chǎn)狀態(tài)下，非凈化風(fēng)(空氣)的壓力比堿系統(tǒng)的壓力大，因此，堿系統(tǒng)的堿不會(huì)進(jìn)入風(fēng)系統(tǒng)，從而避免液化氣進(jìn)入風(fēng)系統(tǒng)引起爆炸。差壓閥的作用就是保證風(fēng)系統(tǒng)與堿系統(tǒng)有一定壓差，當(dāng)風(fēng)系統(tǒng)壓力低或堿系統(tǒng)壓力高，差壓小于安全設(shè)定值時(shí)，差壓閥自動(dòng)關(guān)閉，保證風(fēng)與堿系統(tǒng)斷開。如果差壓閥出現(xiàn)故障，會(huì)引起堿液倒竄，情況非常危險(xiǎn)。
三、危險(xiǎn)因素及防范措施
氣體分餾裝置原料和產(chǎn)品均為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)，其爆炸極限大都在1％～16％(體積)，極易與空氣混合形成爆炸性的可燃?xì)怏w，遇明火發(fā)生爆炸事故。又由于該裝置是在壓力下操作，如發(fā)生泄漏，可燃物質(zhì)會(huì)迅速擴(kuò)散、揮發(fā)，形成大范圍的爆炸區(qū)域。國(guó)內(nèi)也曾發(fā)生過氣體分餾裝置因管線泄漏引發(fā)了一起重大爆炸火災(zāi)傷亡事故。這起事故使氣體分餾裝置摧毀，催化裂化裝置部分受損，5人死亡，數(shù)十人受傷。
氣體分餾裝置原料和產(chǎn)品為微毒和低毒物質(zhì)，低濃度對(duì)人影響不大，但高濃度時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間在這種環(huán)境中工作，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良癥狀。特別是機(jī)泵端面密封故障。突然大量泄漏或管線破裂物料泄漏出入在空氣稀薄高濃度氣體中作業(yè)時(shí)會(huì)發(fā)生窒息中毒事故。另外，設(shè)備管線泄漏時(shí)會(huì)出現(xiàn)冰霜，易引起凍傷事故。
(一)開停工危險(xiǎn)因素及其防范
1．裝置開工按以下主要步驟進(jìn)行
開工前的設(shè)備檢查一貫通吹掃流程一氣密試壓一拆盲板一趕空氣一裝置開工。
裝置開車順序：裝堿液、催化劑一引液化氣一升溫升壓一建立回流一調(diào)整操作在開工過程中容易發(fā)生的危險(xiǎn)因素主要有機(jī)泵密封泄漏、冷換設(shè)備密封泄漏，發(fā)生爆炸堿液外泄傷人。其危險(xiǎn)因素及其防范措施見表2—42。
2．裝置停工按以下主要步驟進(jìn)行
裝置停工程序：降進(jìn)料量一切斷進(jìn)料一退物料一退催化劑、堿液一設(shè)備、管線吹掃一設(shè)備水洗在停工過程中，容易產(chǎn)生危險(xiǎn)因素主要是：降溫速度過快造成設(shè)備凍壞，硫化物自燃損壞設(shè)備。停工過程危險(xiǎn)因素及其防范措施見表2—43。
(二)設(shè)備防腐
隨著石油的深加工，工藝越來越先進(jìn)，程序越來越細(xì)化，但防腐蝕問題也越來越突出。對(duì)加工設(shè)備的防腐要求也越來越高，由于各種硫化物和有機(jī)酸隨加工過程逐步積累到最輕部分。在氣體分餾加工過程中也較為明顯，其下游裝置對(duì)其含硫物質(zhì)的要求也越來越苛刻。脫除硫化物一般都在物料進(jìn)入裝置前進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行加工，但目前氣體分餾裝置仍存設(shè)備腐蝕問題，氣體分餾裝置設(shè)備腐蝕及防范見表2—45。
