PX装置含苯介质管道的选用

尹辉

摘 要：苯介质毒性较高，可致癌，输送苯介质管道普遍存在于炼化行业中。苯介质管道在设计、安装和检验过程中，不同行业、不同规范对苯的毒性级别有不同的要求。从苯的毒性和危害出发，根据苯介质的状态、含量、温度、压力、存在场所、输送条件等参数，分析了含苯介质的管道级别应如何进行划分，以及苯介质管道选材的建议原则，苯在管道中的毒性级别应根据具体使用环境条件确定，避免人为的高估或低估其危害程度，造成损失。

关 键 词：苯；含量；管道；级别

中图分类号：TQ 241 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）04-0865-03

Abstract： The toxicity of benzene is higher； it can cause cancer， the pipeline transporting benzene media is widely used in the refining industry. Design， installation and test of benzene medium pipeline have different requirements in different industries based on different specifications of the benzene toxicity level. In this article， based on the toxicity and harm of benzene， according to the status， content， temperature， pressure， the places， transportation condition and other parameters， how to divide the benzene-containing medium pipe level was analyzed， advice on benzene medium pipeline material selection was put forward. Its pointed out that benzene toxicity level in the pipe shall be determined according to the specific use environment condition.

Key words： Benzene； Content； Pipeline； Grade

在炼化企业中，由于苯的挥发性、易燃、蒸汽爆炸等性能，在通风不良的环境中易发生苯中毒。根据苯介质管道的毒性水平不同行业的设计者在管道设计时有不同的观点。本文基于PX项目的含苯介质管道进行了分析，并对苯介质管道的毒性水平提出了一些自己的看法。

1 苯的危害

苯是一种无色、甜香味的液体，在室温下有强烈的香气。苯可燃，毒性高，是一种致癌物质。通过皮肤和呼吸道进入身体，身体极难降解，苯的沸点是80.1 ℃，熔点为5.5 ℃，密度较低，密度是880 g/L。苯溶解有机分子和一些非极性分子的能力很强，是一种良好的有机溶剂。苯能与多数有机溶剂混溶。除了碘和硫磺，大部分无机化合物不溶于苯。

苯是一种最简单的芳烃，是石油化工的基本原料。苯的产量和生产水平象征一个国家石油化工行业的发展水平。根据GB/T18883《室内空气质量标准》，室内空气中苯的浓度最高0.11 mg/m3[1]。苯对中枢神经系统有较大的危害，可导致急性中毒。会有严重的头痛、恶心、呕吐、意识模糊，意识不清、昏迷、抽搐等现象，严重可因为中枢神经系统瘫痪和死亡。少量的苯可引起嗜睡、头晕、头痛、心率、震颤、困惑、混乱等现象。摄入含有苯太多食物会导致呕吐、胃疼、头晕、失眠、抽搐、心率等症状甚至死亡。

如果长期接触苯可以对血液造成很大伤害，引起慢性中毒，甚至导致神经衰弱综合征。苯能破坏骨髓、红细胞、白细胞、血小板，使染色体畸变，导致白血病，甚至引起再生障碍性贫血。苯可引起大出血，从而抑制免疫系统的功能，国际癌症研究中心（IARC）已被证实为一种致癌物质。

苯吸入中毒的病人应该迅速采取救治行动，移至新鲜空气处，脱掉受污染的衣物，并释放所有衣服和颈部、胸部约束。采取仰卧位，鼻子如有污垢，应立即除去，使中毒者确保正常的肺通气、平稳的呼吸。

2 PX项目中的苯介质管道

PX装置是以生产苯、甲苯、二甲苯（PX即对二甲苯）等芳烃类产品为主化工装置，一般附属于炼化企业的芳烃联合装置。装置通常包括重整、抽提、分离、歧化、吸附和异构等7部分。

PX中含苯的管道较多，如芳烃抽提装置的C6～C7馏分，苯含量31.4%（wt）；芳烃，苯含量41.18%（wt）；贫溶剂，苯含量31.4%（wt）；富溶剂，苯含量10.88%（wt）。

苯、甲苯分离及歧化装置的烃类介质，苯含量12.6%及0.16%（wt）。

二甲苯异构化装置的氢气和烃类混合物介质，苯含量2.62%（wt）；氢气介质，苯含量1.02%（wt）。

二甲苯分馏装置的烃类介质，苯含量17.3%（wt）。

可以看出，PX装置管道介质的苯含量从0.16%～41.18%范围很大，那么如何根据介质中的苯含量对管道进行分类设计，既保证管道的安全性，又合理的利用资金，是PX装置设计中一个关键问题。

3 苯介质管道设计

《职业性接触毒物危害程度分级》规定将毒物危害程度分为轻度危害、中毒危害、高度危害和极度危害四个等级[2]。其中苯在含苯粘合剂的生产和使用过程中，为极度危害介质。

在SH3501-2009《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》对于含苯的介质进行毒性危害程度划分，等同于高度危害介质，同时苯为甲B类可燃液体[3]。

《职业性接触毒物危害程度分级》与《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》对苯的分类存在不同，主要在于《职业性接触毒物危害程度分级》的有毒物质是工人在生产中接触的存在于原材料、成品、半成品、中间体和反应副产物和杂质中，在操作过程中可以通过呼吸道、皮肤或通过口腔进入体内从而对健康产生有害影响的物质。未在GB5044标准列明的其他行业，其同样有暴露在毒物中的可能性，可以根据工作场所的空气中毒物浓度，暴露长短划定级别。虽然毒物在空气中的浓度达到《工业企业设计卫生标准》所规定的最高允许浓度，但因其患病率或症状低于分级标准中相应值，可以考虑降低一级。因此SH3501对苯的分类可以与GB5044不同。

根据TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程—工业管道》[4]的附件A-工业管道级别及其介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性划分条款规定中的A1-工业管道级别划分规定。GC1级管道为输送毒性程度为极度危害介质，高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害的液体介质的管道。同时在其条款中明确表明，压力管道中介质毒性程度的分级按照《职业性接触毒物危害程度分级》的规定，即苯按照极度危害等级考虑。所以对于气态苯压力管道，其管道级别应为GC1；对于含有液态苯介质的压力管道，其管道级别应按照苯介质的浓度进行划分。

GB/T20801-2006《压力管道规范 工业管道》表1中，明确注明液体混合物中极度危害组分质量分数≥7%的介质[5]，其危害程度应按照极度危害等级。

因此，对于PX中含苯的液态介质，只要其苯含量≥7%（wt），管道级别应为GC1。

对于GC1管道，压力管道安全技术监察规程在表1-钢管及其对接焊管件的使用限制表中，GB/T8163 GB3087 GB/T9711.1管道不允许使用在GC1管道中。即含苯介质的GC1类压力管道应采用GB9948材质。

按照此原则设计的苯介质管道，在70万t/aPX装置中，GB9948管道重量243 t。若是含苯介质的管道均考虑为GC1管道，则管道重量为830 t。GB9948比照GB8163管道每吨节省2 100元，共节省管道投资123万元。

4 结束语

苯危害程度的划分，决定施工质量标准和管道的检验要求级别，同时也决定具体工程施工时划分许可证级别。若苯被视为极度危害介质，施工单位应持有GC1级安装许可证，而苯被视为高度危害介质时，则施工单位持证级别由管道的设计压力和设计温度决定。

国家标准和行业标准在划分介质危害等级时存在差异是正常的，炼化企业的管道其生产过程以输送介质为主，有毒物质处于连续、密闭状态，发生泄漏事故的可能性相对较小，可以通过事故导致有毒物质与人接触的具体情况来确定其危害程度。

炼化企业输送有毒介质管道因经常性泄露从而引起职业性慢性危害的概率，通常低于开放性生产过程。所以，在压力管道设计时应主要以所在场所空气中有毒物质的浓度、中毒患病几率、接触时间长短来具体确定毒物危害等级。

参考文献：

[1] 陈吉宁.室内空气质量标准[S].北京：国家质量监督检验检疫总局，2002.

[2] 黄汉林.职业性接触毒物危害程度分级[S].北京：中华人民共和国卫生部，2010.

[3] 吴忠宪.石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范[S].淄博：中国石化集团第十建设公司，2011.

[4] 俢长征.压力管道安全技术监察规程-工业管道[S].北京：国家质量监督检验检疫总局，2009.

[5] 应道宴.压力管道规范 工业管道[S].北京：全国锅炉压力容器标准化技术委员会，2006.