含硫天然气净化厂生产运营的危险性分析

李铭

（四川省诚实安全咨询技术服务有限责任公司， 四川 成都 610041）

含硫天然气净化厂的主要生产工艺装置包括：过滤分离装置和脱硫装置、脱水装置、硫磺回收装置、硫磺成型装置、火炬及放空系统等。

1 过滤分离装置和脱硫装置运营期的危险性分析

（1）在过滤分离装置和脱硫装置生产运行中，管道、压力容器因窜气、超压和腐蚀引发的潜在危险。（2）天然气脱硫时，原料气重力分离器、原料气过滤分离器、脱硫吸收塔（以上为高压）、闪蒸塔（中压）、再生塔、回流罐（低压）等在不同压力下运转，在出现液位过低（或假液位）、联锁阀门失效等情况下，可能造成高压气窜入较低的压力容器，从而引发管线或压力容器破裂的事故。（3）当设备内的操作压力超过其设计压力时，将可能损坏设备，引起有毒及可燃气体的泄漏，从而导致火灾、爆炸的事故发生。（4）脱硫装置停止循环后，如果高、中、低系统之间的隔断阀门内漏，可能发生窜压事故。（5）热、冷循环过程中，如果再生塔的压力控制不好，加之塔内温度大范围变化，可能造成再生塔出现负压抽空事故。（6）水洗过程中如果操作不当，可能造成再生塔出现负压抽空事故。（7）热循环结束时重沸器停止使用蒸汽，如锅炉房不及时降低负荷，可能造成管网超压。（8）原料气分离器。如果用于制造分离器的钢板在轧制过程中出现白点（由钢中氢引起的一种内部缺陷，此外它还与钢材中的微量元素含量超标、加工焊接过程中有残余应力以及钢材金相组织、强度等因素有关），则会影响分离器的抗开裂性能，导致设备出现分层缺陷。在湿H2S工况下，一旦这些内部分层缺陷沿壁厚方向叠加，发展成垂直于壁厚的应力导向氢致开裂（SOHIC）时，就会大大减弱设备强度，甚至产生纵向裂纹，造成设备机械撕裂。原料气过滤器“O”形圈泄漏，焊缝或阀门因腐蚀泄漏。（9）在湿H2S酸性环境下，脱硫塔塔体接头及焊缝区域往往容易发生应力腐蚀开裂，处置不当会造成严重后果。脱硫塔上开孔接管的焊缝、阀门或与之相连的仪表引压管线因维修作业不当引起的泄漏。（10）再生塔的腐蚀通常比吸收塔严重。再生塔重沸器，重沸器气相返回线，再生塔下部，半贫液管线、贫富液换热器富液出口等是腐蚀严重的部位。再生塔至硫磺回收装置的管线、设备、仪表上的焊缝或接头处因腐蚀泄漏。（11）换热器中流动的是待加热及待冷却的甲基二乙醇胺，易发生由于腐蚀穿孔和减薄导致的火灾爆炸事故。（12）原料气过滤分离器需定期清洗或更换过滤元件，因分离器内含有大量的易自燃的硫化铁，操作不当可能引发火灾，甚至爆炸事故。过滤分离器更换滤料时，可能因阀门泄漏造成人员中毒。（13）原料气过滤分离器排出的污水含有硫化铁，操作不当易引发火灾，甚至爆炸。（14）贫液循环泵的叶轮，在使用过程中由于气穴腐蚀引起大量蚀坑，严重处成海绵状。（15）含硫天然气自上游来的温度高，影响吸收塔中H2S的吸收效果，造成湿净化气中H2S含量超标，对下游装置造成损坏，导致人员中毒。

2 脱水装置运营期的危险性分析

（1）湿净化气脱水时，TEG吸收塔、TEG闪蒸罐、TEG再生塔、TEG缓冲罐、TEG再生气分流罐、产品气分离器等在不同压力下运转，在出现液位过低、相关阀门未关闭或紧急停电等情况下，可能造成高压气窜入较低的压力容器，从而引发管线或压力容器破裂的事故。（2）脱水装置停止循环后，如果高、中、低系统之间的隔断阀门内漏，可能发生窜压事故。（3）当设备内的操作压力超过其设计压力时，将可能损坏设备，引起有毒及可燃气体的泄漏，从而导致火灾、爆炸事故的发生。（4）设备或管线及其焊缝、接头、垫圈、仪表、阀门等因少量硫化氢、二氧化碳等的腐蚀而造成泄漏，但因装置处理的是净化天然气，其腐蚀程度远远低于原料气的腐蚀。（5）高温管道和高温设备存在高温烫伤的危险。（6）脱水工艺TEG循环泵、补充泵等设备存在噪声、振动的危害。

3 硫磺回收装置运营期的危险性分析

（1）酸气分离器因窜气导致管线、压力容器破裂，从而导致人员中毒事故。（2）紧急停电时，主燃烧炉供风突然停止，如果酸气关闭不及时或泄漏，则酸气可能通过空气管线从风机入口倒出造成酸气中毒。（3）当装置突然发生停电时，酸性气反串入空气管线，从风机入口泄漏造成酸气中毒、装置停工事故。（4）主燃烧炉点火时，可能因未认真对炉内进行彻底吹扫（尤其是点火失败后的再点火）或因点火工具不可靠（特别是点火枪）以及直接利用炉膛高温引燃酸气点火时，容易发生点火爆炸。（5）主燃烧炉可能在因紧急停电及酸气系统波动时而熄火，而熄火后又没有及时切断酸气和空气，则极易发生由炉膛高温再点燃的爆炸事故（即熄火爆炸）。（6）主燃烧炉回火时，可能引发酸气系统发生回火爆炸。（7）主燃烧炉为高温设备，可能引发灼伤事故。（8）由于耐火及隔热材料质量差、施工质量差或振动等原因，可能使炉顶耐火材料脱落，导致炉膛烧穿事故。（9）硫磺回收装置的腐蚀介质是SO2、S（蒸气）、H2S、CO2、H2O（蒸汽）。在装置高温部位——废热锅炉、换热器、冷凝器中，上述介质与碳钢互相发生化学反应，生成硫化铁。这种硫化铁的保护作用小，化学腐蚀继续进行，如果有水进入系统，则将产生H2SO3、H2CO3及H2S的强电化学腐蚀。高浓度酸气易对设备和管线造成腐蚀、穿孔破裂，泄漏的高浓度酸气易造成严重的硫化氢中毒事故。（10）酸气放空管线、设备、仪表管线上的焊缝或接头处因腐蚀泄漏。（11）因液硫管线内液硫温度在120℃以上，排放时温降又较慢，容易造成烫伤事故。硫磺在温度较低时易发生凝固堵塞。

4 尾气处理装置、酸水汽提装置运营期的危险性分析

（1）再生塔顶回流罐与污水池间若酸气分液罐的液位过低，酸气外漏，将致使污水池边的工作人员酸气中毒。（2）尾气焚烧炉紧急停电时，尾气焚烧炉炉供风突然停止，如果过程气关闭不及时，单向阀失效或泄漏。（3）尾气焚烧炉含硫过程气可能通过空气管线从风机入口倒出，造成人员中毒。（4）尾气焚烧炉炉内吹扫不彻底（尤其是点火失败后的再点火）或因点火工具不可靠以及直接利用炉膛高温引燃燃料气点火，可能发生点火爆炸。（5）尾气焚烧炉可能因紧急停电而熄火，而熄火后又没及时切断燃料气，极易发生由炉膛高温再点燃的爆炸事故（熄火爆炸）。（6）余热锅炉缺水造成锅炉损坏；陶瓷保护管套堵塞及炉管和管板连接处的金属出现高温硫化腐蚀，造成蒸汽和酸气泄漏；锅炉满水引起蒸汽管线水击，损坏设备管线、可能造成灼伤事故；锅炉给水水质不达标使炉管管壁结垢，可能发生高温腐蚀。（7）换热器流体为腐蚀性介质，对管壁造成腐蚀，流体含有的固体物、悬浮物，冷却水中的藻类、细菌、泥沙等都会导致严重结垢，对管壁造成腐蚀，引起泄漏。（8）在高温下过程气中的硫化氢、二氧化硫、二氧化碳等易造成设备、管线以及各焊缝或接头处的腐蚀；溶液管线及设备中的硫化氢、胺类溶液等腐蚀而造成泄漏，造成设备损坏和中毒事故。

5 辅助生产设施运营期的危险性分析

5.1 硫磺成型

（1）硫磺成型车间的硫磺在成型过程中，产生大量硫磺粉尘对职工造成卫生危害，且在其爆炸极限范围（35～1400g/m3）内遇明火发生爆炸。（2）液硫脱气效果不良存在人员中毒危害的可能。（3）硫磺成型车间液硫池、液硫储罐硫磺遇火易燃，易引发火灾。（4）排送液硫的管线，因管线内液硫温度在120℃以上，排放时温降又较慢，容易造成烫伤事故。

5.2 火炬及放空系统

（1）放空系统可能由于气液混流，即气体管线中积存有液体，或液体管线中积存有气体而产生强大的冲击力，使管线剧烈振动，甚至带动相连接的设备跳动（即管线水击事故），危险性较大。（2）高压天然气紧急放空和硫回收装置酸气放空时，火炬产生辐射热和噪声。（3）由于放空管道或放空分液罐内积液，导致在系统泄压过程中，天然气、酸气、燃料气等不能顺利放空至火炬，导致放空管道剧烈震动，造成放空管网损坏。（4）在脱硫、脱水单元进行空气吹扫过程中，可能发生空气窜入火炬进而造成火炬系统的闪爆事故。

6 含硫天然气净化厂生产运营危险有害因素汇总

综合上述分析，含硫天然气净化厂生产运营存在的主要危险有害因素包括：火灾、爆炸、中毒、窒息、触电。