摘要：隨著人類對自然資源的開發(fā)，原油價格逐年上漲，很多煉油廠開始以常減壓裝置改煉高含硫原油，期望以此降低成本。然而高含硫原油的煉制存在很多危險因素，往往造成很多危險事故，不但威脅到了工作人員的生命健康，而且造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。有鑒于此，本文對常減壓裝置改煉高含硫的危險因素進(jìn)行分析，并提出了一些旨在解決問題的對策措施，希望能為高含硫煉油廠的安全運(yùn)行提供參考。
        關(guān)鍵詞：常減壓裝置，高含硫，危險分析，對策措施
        引言
        隨著原油量逐年減少，其價格也逐年升高，在此形勢下，我國不得不從國外原油豐富的市場進(jìn)口越來越多的原油，然而出于對成本的考慮，這些原油中往往含有很多硫，高含硫原油在進(jìn)口原油中占的比例越來越大。一方面低含硫原油越來越少，另一方面其價格攀升，兩方面的原因使得國內(nèi)很多煉制低含硫原油的煉油廠開始改煉高含硫原油。而用常減壓裝置改煉高含硫原油存在很多安全隱患，對高含硫煉制能否安全進(jìn)行構(gòu)成了威脅。高含硫煉制過程中主要可能出現(xiàn)的危險事故有：煉油、儲運(yùn)設(shè)備泄露以及火災(zāi)。其原因體現(xiàn)在含硫腐蝕，硫化氫毒性和硫化亞鐵等腐蝕產(chǎn)物的自燃等三方面的內(nèi)容上。本文正是在分析改煉前后原油變化的基礎(chǔ)上對三方面的危險因素進(jìn)行研究，并從防腐、防中毒、防自燃三方面提出了一些應(yīng)對措施。
        1.改煉前后的原油性質(zhì)對比
        常減壓裝置改煉高含硫前后原油性質(zhì)存在多處不同，這也是其危險因素出現(xiàn)的原因。常減壓裝置改煉之前大多采用的是國產(chǎn)原油，其性質(zhì)主要有①密度大，從密度上看國產(chǎn)原油大多在0.86至0.98g/cm3，密度大小反應(yīng)了原油化學(xué)組成上的差別，密度大的原油輕油產(chǎn)率較低，因此煉油成本相對較高；②含蠟量高，以我國南海原油來說，其含蠟量達(dá)到30.3%。含蠟量與原油的凝點直接相關(guān)，南海原油的凝點高達(dá)45攝氏度，而大慶原油的含蠟量為26.2%，其凝點也相應(yīng)降低為30攝氏度，新疆低凝原油含蠟量僅有1.5%，因此其凝點降低至零下58攝氏度；③粘性較大，因此造成國產(chǎn)原油輸送成本較高；④含硫量較低，對裝置的腐蝕性較小，煉制過程中發(fā)生中毒以及爆炸、燃燒等意外事故的可能性也較小。
        而改煉之后一般采用的是高含硫原油，其與改煉之前原油性質(zhì)最大的不同就是含硫量高，一般原油中含硫量達(dá)到1%以上就可稱之為高含硫原油，國外進(jìn)口的高硫原油典型的有伊朗拉萬原油的含硫量為1.939%。改煉之后的原油還有一個性質(zhì)是輕餾分多，這使得其蠟油收率較高。如沙特拜里原油小于180℃輕餾分質(zhì)量收率達(dá)22.39%，而蓬萊19-3原油小于180℃輕餾分質(zhì)量收率只有5.1%左右。因此加工含硫原油會帶來加工工藝的改動，設(shè)備的腐蝕與防護(hù)，以及環(huán)境保護(hù)等問題。
        2. 煉油過程的硫分布情況
        高硫原油中含有的大部分含硫化合物都會進(jìn)入煉油裝置的二次加工程序中，隨著煉油過程的深入，原油的硫分布情況會逐漸變化，主要受到含硫化合物的類型、原油轉(zhuǎn)化深度以及催化劑性能好壞等的影響。二次加工程序油品中噻吩類含硫化合物的比例是最高的，因此在煉油的催化裂化以及延遲焦化的過程中，硫成分是從輕油品向著重油品逐漸轉(zhuǎn)移的。
        3.加工高含硫的危害
        3.1腐蝕
        腐蝕容易發(fā)生的部位主要有：①焦炭塔腐蝕，焦炭塔長期處于冷熱交變的操作下，因此其材質(zhì)本來就受到熱應(yīng)力影響，如果高硫物質(zhì)長期覆蓋，則很容易被腐蝕出現(xiàn)裂縫，焦炭塔上最容易被腐蝕的部位是裙座焊縫，情況嚴(yán)重的時候甚至?xí)l(fā)生裙座焊縫整個一周開裂，另外還有堵焦閥接管焊縫開裂，有的接管內(nèi)壁焊縫開裂為縱向裂紋一直延伸至母材 20～200mm，有的為接管外壁加強(qiáng)板角焊縫開裂，環(huán)向裂紋長度接近一周；②焦化分餾塔腐蝕，焦化分餾塔的腐蝕屬于高溫硫腐蝕，如果原油中寒酸量較高，則也有可能出現(xiàn)環(huán)烷酸腐蝕；③焦化加熱爐腐蝕，此裝置長期在高溫環(huán)境下工作，因此出現(xiàn)的腐蝕主要屬于高溫腐蝕，其中包括高溫硫腐蝕和高溫氧化腐蝕兩種。焦化加熱爐的迎火面的溫度最高可達(dá)到800攝氏度，長時間溫度不低于600攝氏度，這使得其出現(xiàn)高溫氧化腐蝕的情況較多，而這并非說加熱爐內(nèi)部就不會出現(xiàn)腐蝕，一般情況下內(nèi)部也會受到外部高溫的影響，因此雙面腐蝕很常見。
        3.2硫化氫中毒危害
        高含硫原油的煉制過程包括在常減壓裝置中對原油進(jìn)行蒸餾處理，在此過程中，進(jìn)出常減壓裝置的硫含量基本保持平衡，而液體油品中含有總硫量的90%以上，尤其是渣油，占了將近一半兒，其他較少的硫含量則分布在氣體或者污水中。然而就是這么少的硫量，已經(jīng)足以形成危害了。在氣體中的硫主要以硫化氫的形式存在，硫化氫不但大量存在于焦化裝置的富氣、干氣中，而且存在于加熱爐燃料氣體中，這就使得焦化裝置成為硫化氫中毒多發(fā)部分。一般情況下，當(dāng)氣體中的硫化氫含量明顯增多時，可聞見臭雞蛋味，而且煉油廠一般安裝有有毒氣體報警儀，可以用來監(jiān)測硫化氫含量過高的現(xiàn)象。
        3.3硫化亞鐵自燃危害
        煉油裝置受到硫的腐蝕會產(chǎn)生硫化亞鐵，其在長期的氧化反應(yīng)中會放出大量熱量，熱量聚積到一定程度則會使周圍原油以及其本身的溫度大幅度上升，這是硫化亞鐵發(fā)生自燃的原理。尤其是改煉高含硫原油之后，原油中的硫含量大大增加，對煉油裝置的腐蝕性也大大增強(qiáng)，生成的硫化亞鐵產(chǎn)物量也增多，其發(fā)生復(fù)雜的氧化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量也大大增加，導(dǎo)致其發(fā)生自燃的機(jī)會也大大增加。
        4.防控措施
        4.1防腐措施
        要想防止硫腐蝕，最根本也是最有效的方法是減少原油中以及二次產(chǎn)品中的硫含量，這就要提升煉油裝置的脫硫工藝。具有關(guān)研究，有效的脫硫工藝能夠除掉原油中99%以上的硫。除此之外，對低溫硫腐蝕的部位可采用諸如緩蝕劑的方法減輕硫腐蝕的危害，比如焦化裝置分餾塔以及吸收穩(wěn)定之前的空冷器入口處等部位?？傊?，為了減少硫腐蝕，應(yīng)該完善裝置的工藝參數(shù)，保持環(huán)境內(nèi)溫度以及流速等的穩(wěn)定，避免波動，因為這些參數(shù)對腐蝕快慢有很大影響。
        4.2防中毒措施
        防止硫化氫中毒需要在管線質(zhì)量上下功夫，硫化氫是通過管線輸送的，如果管線出現(xiàn)裂縫，則硫化氫進(jìn)入生產(chǎn)車間為可能性很大。因此，首要的措施是提升硫化氫輸送管線的密封度。其次，硫化氫泄露是不可能百分之百避免的，因此就要從預(yù)知其危害發(fā)生的角度來考慮。煉油廠應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)置報警裝置，提高其準(zhǔn)確度，并定時維修，以免發(fā)生故障而不知。
        4.3防自燃措施
        放硫化亞鐵自然應(yīng)該從燃燒的三個條件考慮：可燃物、溫度、氧氣。首先應(yīng)該加強(qiáng)脫硫工藝的建設(shè)，這能夠從根本上避免硫腐蝕過程中生成大量的硫化亞鐵，這是從可燃物的角度切斷其發(fā)生自然的可能性。其次是溫度，燃燒需要達(dá)到可燃物的燃燒點，這個燃燒點代表著一定的溫度。因此，可采取高溫天氣下用冷水噴淋裝置燃燒可能性較高的部位的方法降低其溫度。最后是在各種措施周圍增加氮封措施，防止形成的硫化亞鐵與氧氣接觸。
        5.結(jié)論
        本文主要分析了常減壓裝置改煉高含硫的危險因素并提出了一定的安全對策。首先介紹了改煉前后原油材料性質(zhì)的變化以及其可能對煉油過程的影響，其次對硫分布情況以及煉油過程中可能產(chǎn)生的三種危害進(jìn)行分析，最后根據(jù)三種危害提出了一定的方危害措施，希望能為相關(guān)人士提供參考。
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