化工工程设计中的宁静设计,你知道怎么做吗?(上篇)

时间:2021-06-25 02:38 作者:ROR体育
本文摘要:本文针对石油化工装置中存在的危险因素,从工艺门路的选择、工程设计(包罗工艺系统设计、仪表及自动控制设计、设备设计、装置部署设计、管道设计、土建设计、供排水设计、通风设计、消防设计)多方面保证石油化工装置宁静的设计方法和措施,强调了宁静设计的重要性。因内容较多,分为上下两篇在今明两日推送。 石油化工装置多以石油、天然气,煤及其产物为原料举行加工处置惩罚,以获得社会种种产物。装置的原料和产物多属可燃、易爆、有毒物质,装置一定存在着潜在的火灾、爆炸和中毒危险。

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本文针对石油化工装置中存在的危险因素,从工艺门路的选择、工程设计(包罗工艺系统设计、仪表及自动控制设计、设备设计、装置部署设计、管道设计、土建设计、供排水设计、通风设计、消防设计)多方面保证石油化工装置宁静的设计方法和措施,强调了宁静设计的重要性。因内容较多,分为上下两篇在今明两日推送。

石油化工装置多以石油、天然气,煤及其产物为原料举行加工处置惩罚,以获得社会种种产物。装置的原料和产物多属可燃、易爆、有毒物质,装置一定存在着潜在的火灾、爆炸和中毒危险。这不只是由于石油化工装置较其它设施有历程庞大、条件苛刻、制约因素多、设备集中等特点,另有社会的、经济的、治理的原因。发生宁静隐患的原因(1)强调经济规模,工厂(装置)日趋大型化;(2)淘汰建设用地,设备部署变得拥挤,资产密度加大;(3)为消除瓶颈、扩能增效、节能、改善情况,在现有装置内增加设备或设施;(4)增加生产工日,长周期运转,设备得不到实时维修和更新;(5)人员淘汰,操作治理人员流动性大。

此外,技术、装备、培训是否实时跟进也是原因之一。如何做到设计宁静,如何对石油化工历程潜在的种种危险举行识别,如何对偏离历程条件做出预计,并在工程建设的基础环节(设计)上接纳措施,防患于末然,已为人们广泛关注。外洋现在较为通行的做法是,除强调本质宁静设计外,在项目设计中推行(危险性和可操作性研究)(Hazard and Operability Study,缩略为HAZOP),用一系列对历程偏离研究提示,系统地、定性地去认识历程危险和潜在的结果,并接纳措施。

在项目治理上,推行(宁静卫生执行法式)(Health and Safety Executive 缩略为HSE),对项目各阶段的宁静、卫生和环保内容举行审查和确认。此外,还可以应业主要求,对项目举行宁静评估。我国石油化工装置设计,现在尚无一套完整的宁静分析方法和治理体系。

有关宁静、卫生和环保要求,多疏散在有关政府法例和各级尺度规笵中,执行治理诸多未便,加之设计中许多关于宁静、卫生和环保的要求,尺度规笵没有或无法纳入。在项目治理上更是只重视“前期”审查,忽视“后期”实施,往往事倍功半。如何保证装置设计宁静,首先要严格、正确地执行政府法例、尺度规笵(特别是强制性尺度)。

设计人员还该做些什么?本人凭据自已的学习和体会,供石油化工装置设计和生产宁静的同行探讨。1装置危险因素石油化工装置类型甚多,由于技术门路、原料、产物、工艺条件的差异,存在的危险因素不尽相同,大致归纳如下。1.1中毒危险石油化工生产历程中,以原料、制品、半制品、中间体、反映副产物和杂质等形式存在的职业性接触毒物,工人在操作时,可经由口、鼻、皮肤进入人体生理功效和正常结构的病理改变,轻则扰乱人体的正常反映,降低人在生产中作出正确判断、接纳恰当措施的能力,重则致人死亡。

1.2火灾爆炸危险可燃气体、油气、粉尘与空气形成的混淆物,当其浓度到达爆炸极限时,一旦被引燃,就会发生火灾爆炸,火灾的辐射热和爆炸发生的打击波可能对人、设备和修建物造成杀伤和破坏。尤其大量可燃气体或油气泄漏形成的蒸汽云爆炸,往往是扑灭性的。

如2001年抚顺石化公司的乙烯空分装置的爆炸、2000年北京燕山石化的高压聚乙烯装置的爆炸、1967年大庆石化公司的高压加氢装置的氢气的爆炸这样的例子另有许多,损失是十分惨重的。1.3反映性危险化学反映历程分吸热和放热两类。通常,放热反映较吸热反映更具危险性,特别是使用强氧化剂的氧化反映;有机分子上引入卤原子的卤化反映。1.4负压操作负压操作易使空气和湿气进入系统,或是形成爆炸性气体混淆物,或是空气中的氧和水蒸汽引发对氧、水敏感物料的危险反映,如炼油的常减压装置中的减压塔系统。

1.5高温操作可燃液体操作温度凌驾其闪点或沸点,一旦泄漏会形成爆炸性油气蒸汽云;可燃液体操作温度即是或凌驾其自燃点,一旦泄漏即能自燃着火或成为引燃源;高温外貌也是一个引燃源,可燃液体溅落其上可能引起火灾。如茂名焦化妆置2001年由于用错管线质料,高温渣油冲出形成大火灾,发生重大人身伤亡事故。1.6低温操作没有按低温条件设计,由于低温介质的窜入,而引起设备和管道的低温脆性破坏。

如空分的低温设备的损坏,大化肥渣油气化流程的低温甲醇洗-195℃的低温脆性断裂。1.7腐蚀腐蚀是导致设备和管道破坏引生机灾的常见因素。质料的抗腐蚀性能的重要性,在质料优化性能方面,仅次于质料的机械性能,其耐蚀性多出于履历和试验,无尺度可循(中石化加工高硫油的装置选材有现行尺度)。加之腐蚀类型的多样性和千变万化的情况条件影响又给腐蚀危险增加了不行预见性。

如:天津石化的油鑵着火,高温硫腐蚀、低温硫的腐蚀等。1.8泄漏泄漏是设备管道内危险介质释放至大气的重要途径。设备管道静密封和动密封失效,尤其温度压力周期变化、渗透性腐蚀性介质条件更易引起密封破坏。

设备管道上的单薄环节,如波纹管膨胀节、玻璃液位计、动设备的动密封的失效等,一旦损坏会引发严重的事故。镇海炼化公司的加氢装置的机械密封泄漏引发的重大火灾。1996年加氢裂化妆置的高温高压螺纹锁紧环的管线泄漏的事故等。

1.9明火源一个0.5mm长的电弧或火花就能将氢气引燃。装置明火加热设备(加热炉),高温外貌以及可能泛起的电弧、静电火花、撞击磨擦火花、烟囱飞火能量都足以引燃爆炸性混淆物。如镇海炼化公司2001年的新电站开工历程中汽轮机厂房大火。2工艺门路选择的宁静思量工艺方法宁静是装置设计宁静的基础,在项目立项和可行性研究阶段,应充实注意工艺门路的宁静思量。

2.1只管选用危险性小的物料为获得某种目的产物,其原料或辅助质料并非都是唯一的。在有条件时,应优先接纳没有危险或危险性小的物料。2.2只管缓和历程条件苛刻渡过程条件的苛刻度也不是不行以改变的。

好比,接纳催化剂或更好的催化剂,接纳稀释、接纳气相进料取代液相进料,以缓和反映的猛烈水平。2.3删繁就简避开滋扰及本质宁静历程事故几率和影响因素有关,参数越多滋扰越大。

对一台设备完成多种功效的情况,能否接纳多台设备,划分完成一个功效,以增加生产可靠性。提高设备、自控、电气的可靠性及本质宁静水平。2.4只管淘汰危险介质藏量危险介质藏量越大,事故时的损失和影响规模越大。

如用膜式蒸馏取代蒸馏塔、用連续反映取代间歇反映、用闪蒸干燥取代盘式干燥塔、用离心抽提取代抽提塔等。2.5淘汰生产废物历程用原料、助剂、溶剂、载体、催化剂等是否须要,是否可淘汰;是否可接纳循环使用;废物是否能综合使用,举行无害化处置惩罚,淘汰生产废物,做到物尽其用,淘汰对情况的污染。3工程设计的宁静3.1工程设计的宁静原则>>>>物料危险性的形貌物料危险性通常可以用物料宁静数据表举行形貌,主要内容如下:一般火灾危险特性:闪点、引燃温度、爆炸极限、相对密度、沸点、熔点、水溶性。

火灾危险性分类(见GB50160/GBJ16)对康健的危害性:事情场所有害物质最高允许浓度(见TJ36),急性毒性(LC50或LD50)及发病状况、慢性中毒患病状况及结果、致癌性。毒物危害水平分级(见GB5044)。反映性危险:情况条件下的稳定性、与水反映的猛烈水平、对热或机械打击的敏感性。

反映性危险品级(参考NPPA704) 储运要求。事故扑救方法、应急措施。>>>>历程条件正常生产历程的实质是各工艺参数的相对平衡。任一参数超规模的变化,平衡就被打破,可能导致事故。

如何对历程条件举行控制和调治,一旦失控如何紧迫处置以淘汰和制止损失。种种反映,包罗主反映、副反映,以及可能发生的有害反映、防止有害反映的发生。接纳优化软件对生产历程举行控制和调治。

>>>>组合操作单元间衔接石油化工装置实际是若干工艺操作单元的组合。如何实现单元间的宁静衔接,制止相互滋扰;某单元处置惩罚事故或故障时,如何举行隔离,其它单元如何举行维持,如何平稳停车。

团结装置是若干原观点装置的组合,资产密度相对加大,尤其要在工艺系统设计上处置惩罚好衔接。>>>>密封和密封系统一连散发可燃、有毒气体、粉尘或酸雾的生产系统,应设计成密闭的,并设置除雾、除尘或吸收设施。低沸点可燃液体、有毒液体或能与空气中的氧气、水发生氧化、剖析、自聚反映或变质时,应接纳惰性气体密封,应有防腐的工艺措施。

>>>>淘汰危险介质进入火场在滿足生产平稳前提下,只管缩短物料在设备内的停留时间,选用存液量少的分馏设备。对大型设备底部、大排量泵、高温(≥闪点,≥自燃点)泵入口、排量大于8m3/h液化烃泵入口、液化烃鑵出口,均应思量事故隔离阀,事故时紧迫切断,以淘汰事故外泄量。气体火灾的最好扑救方法是切气绝源。

因此,气体加工装置界限可燃气体管应设事故隔离阀。>>>>设备的超压掩护GB150和压力容器宁静技术监规程都要求压力容器设超压掩护;正排量泵及有超压掩护要求的设备均应有宁静泄压设施。介质腐蚀、结焦、凝堵使宁静阀失效时,应思量宁静阀爆破片组合使用,或设蒸气掩护、蒸汽(或电)伴热。

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对有突然超压的设备,受热压力急剧升高的设备,还应设自动泄压或导爆筒、爆破片组合设施。>>>>压力泄放与放空可燃介质宁静阀泄压应进入火炬系统,由于泄放物夹带液体,装置应设分液罐;纵火炬总管应能处置惩罚任何单个事故最大排放量。

石化妆置的放空火炬排放中事故。液化烃类设备和管道放空应进入火炬系统。毒性、腐蚀性介质泄放应举行无害化处置惩罚。

设备和管道排净应密闭收集。>>>>吹扫和置换开停工装置内设备和管道的吹扫和置换为宁静开停工及检验缔造条件。

吹扫不净,不完善的吹扫系统,不合要求的吹扫介质会为火灾缔造条件。牢固吹扫系统应有防止危险介质反串的措施。

>>>>与系统的隔离收支装置的危险物料均应在界限处设切断阀,并在装置侧装“8”字盲板,防止装置火灾或停工检验时相互影响。处置惩罚可燃、有毒介质的设备,在装置运行中需要切断举行检验清理时,应设双阀或阀加盲板。>>>>公用工程供应供水中断时,冷却系统应能维持正常冷却10min以上。其它象燃料、仪表用风应思量事故供应源或事故储蓄量。

>>>>很是工况处置惩罚装置开停工、事故停车极易发生火灾等事故。工艺系统不只提供正常操作法式,还应提出开、停工法式和停水、停电等情况下停车步骤,保证生产全历程都是有序的。如石化大型装置的事故预案。


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