(4)催化剂的升温、还原
催化剂的升温、还原在开工操作中是十分关键性的操作。其操作的好坏,将影响催化剂的活性和使用寿命。由于催化剂还原过程一般会放出大量的热量,造成温度上升,控制不当,易发生超温。超温不但降低催化剂活性,减少催化剂使用寿命,严重时,可烧毁催化剂,并损坏设备。1980年某化肥厂,低温变换炉B203型低温变换催化剂升温还原时,由于临时改用油田气直接升温还原,升温中催化剂床层温度从120℃跃升到404℃;,最高曾达725℃。该炉催化剂实际寿命只用42天,被迫停车,全炉更换催化剂。
防范措施:一是制定正确的升温、还原方案;二是确保仪表指示、检验分析数据正确三是阀门(盲板)开关无误、不窜气;四是按规程操作。
(5)压缩机开车操作
压缩机组开车包括建立油循环、投用冷却水、建立冷凝液系统、盘车、置换、静态调试、暖管暖机、冲转、过临界转速、提速提压等步骤。工作环节多,操作步骤繁杂。操作不当,易发生烧轴瓦、振动大、喘振、超温超压、气封泄漏等故障,严重时会造成重大设备事故。1978年某天然气化工厂合成气压缩机开车操作,开车升速时,由于在临界转速下停留时间过长(两分钟),振动加剧,造成轴瓦磨损。运转两天后停机,发现高压缸止推瓦烧毁。
防范措施:一是开车实行操作票制度,防止误操作发生;二是制订事故处理预案,正确处理异常情况,防止事故扩大。
2.停工中危险因素分析及防范措施
装置停工时,设备(管线)进行降压、降温、置换、吹扫;运行设备停运;催化剂进行降温、钝化(氧化)等操作。操作参数变化大,操作步骤繁杂。正常停工,一般按停工方案进行。遇紧急或事故停车,由于情况复杂,应按事故处理预案进行。停工中,特别是紧急(事故)停工时,处理不当,易发生事故。现将停工操作中存在的主要危险及防范措施分析如下
(1)降量、断料操作
停工中,设备(管线)按停工步骤都要减负荷,并切断工艺介质的进料。各种工艺物料的减量及切断都有严格的先后程序,切断后还要防止发生泄漏。如操作不当,有可能造成事故。此项操作中存在的危险有:
①空气(氧气)进入存有可燃气的设备内,(如:氧气进入已熄火的氧化炉,空气进入已停运的二段炉等),可发生爆炸;
②某种物料进入催化剂床层(如:停蒸汽后烃类进入一段炉、蒸汽进入冷态一段炉等)可损坏催化剂;
③高压气体进入低压设备(如:吸收塔高压气进入再生塔、合成高压气进入低压系统) 可发生爆炸、着火。
1978年某化肥厂因仪表故障造成全厂紧急停车,蒸汽锅炉熄火。事故处理中,天然气未及时切断,继续进入一段炉,造成催化剂结碳。1988年某化工厂合成车间在气化炉紧急停车中,由于人炉氧气阀关不动而未关,又未汇报,造成炭黑洗涤塔爆炸。
防范措施:一是按操作规程进行停工操作;二是认真监测操作参数的变化;三是及吲关闭手动截止阀,以防泄漏。
(2)设备(管线)降压、降温
与开工操作一样。设备的降压、降温也应严格控制速率。降温速度过快,会产生热应力而损坏设备。降压速度过快,可因压差大或气体(液体)倒流,而造成事故。1977年某化肥厂,由于一段炉断料造成装置紧急停车。停工中,由于中温变换炉出口放空阀开得太快、太大,降压很快,造成脱碳吸收塔压力大于中变炉出口压力,脱碳碱液倒人低温变换炉,造成58.8m3低变催化剂全部损坏。
防范措施:一是停工中,保持正常降温、降压速率;二是操作中,注意前后各工序温度、压力、液位的变化;三是检查阀门开关状况,防止内漏。
(3)催化剂降温、氧化(钝化)和保护
由于生产中催化剂处于“活化态”,停工操作中,一般视停工时间的长短及检修需要,对催化剂进行保温保压;降温降压;氮气保护或进行氧化(钝化)操作。停工中,还原态的催化剂遇到空气(氧气)会发生剧烈的氧化反应,控制不当可损坏催化剂。催化剂与水接触还会造成强度下降或粉碎,停工期间,应特别注意保护催化剂。1979年广西某氮肥厂,变换催化剂用蒸汽降温到410℃后,临时改用煤气直接降温,一小时后,温度突升到600℃以上,25t催化剂全部损坏。1979年某化肥厂,由于废热锅炉泄漏,装置停车。停车中,由于给一段转化炉循环降温的氮气中夹带水蒸气,造成一段转化催化剂部分水合、粉碎。
因此,停工中应严格按操作规程对催化剂进行降温,保护。并在操作中注意以下几点:
①一段转化催化剂品种中,凡含有MgO助剂的,遇水会生成Mg(OH)2而粉碎,降温中要特别重视。
②低温变换炉由于人口温度低(仅高于露点20~30℃)。停工中,防止产生冷凝水而损坏低变催化剂。
③停工中,因甲烷化催化剂温度下降到200℃以下,CO与Ni可生成Ni(CO)4(I级毒物)。在温度下降到200℃以前,应用氮气置换甲烷化炉。
④停工期间,催化剂一般都应充人氮气保持正压,以防止空气人内,发生氧化。
(4)压缩机停车
压缩机组停机操作与开车操作一样,步骤繁多。停机操作中,如油压过低,易发生烧轴瓦事故;如压差大,易造成止推瓦损坏;如震动大,易造成气封、密封、轴瓦等损坏,如发生带液入缸,易造成转子叶片损坏。因此,停机操作必须按停机操作票逐项进行,注意压力、温度、转速的变化。
如遇压缩机跳车或紧急停机操作时,还应注意检查备用(事故)油泵是否启动,油压变化情况,并检查机组电动盘车是否开启。
(三)正常生产中危险因素分析及防范措施
正常生产时,设备运行正常,工艺参数稳定,即使发生小幅波动,经操作人员及时调节,都能保持正常。但当有些重要的工艺参数偏离指标达到一定的时间及范围时,装置就会发生故障或事故,正常生产中要重点防范。现将正常生产中存在的主要故障、危险因素及防范(处置)措施分单元介绍如下:
1.脱硫
硫是多种催化剂的毒物。因此,脱硫单元出口原料气中总硫含量高,危害性是比较大的,所造成的损失也大。生产中要特别重视,采取防范措施。1991年某化肥厂,由于炼油厂供应的原料石脑油中混入了常压塔常二线组分,石脑油出脱硫系统的含硫量高达2.5×10-6(正常指标≤0.2×10-6)。导致一段转化催化剂发生硫中毒,并产生高级烃裂解结碳损坏一段转化催化剂34.7吨。
造成出口原料气中含硫高的原因及防范措施见表7—10。