催化重整装置氢气脱氯罐卸剂作业的安全管理

吕笛 (中海油惠州石化有限公司，广东 惠州 516086)

0 引言

在石化炼厂中，催化重整装置主要是以常减压装置提供的低辛烷值直馏石脑油、加氢裂化装置提供的重石脑油为原料，在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列，生成富含芳烃的高辛烷值汽油（重整生成油），并副产液化石油气和氢气，其中重整装置副产的大量氢气是炼厂加氢装置（如加氢精制、加氢裂化）用氢的重要来源。

但重整装置所产的氢气（以下简称重整氢）中往往含有大量的氯离子，如不及时脱除会对下游用氢装置及全厂的氢气管网带来危害。近年来，许多炼厂因重整氢含氯先后多次发生氯腐蚀事故，致使换热器穿孔被迫停工的现象时有发生。另外，造成系统NH4Cl堵塞、炉管结焦等使装置停工的事故案例也屡见不鲜。故此一般在重整氢送出装置前通常会经过脱氯罐进行处理。一般脱氯剂的使用寿命在3～6个月，经常需要在装置连续生产期间进行更换。

1 重整氢含氯的产生原因及对策

1.1 重整氢含氯的产生原因

通常，造成重整氢含氯的原因有二点：一是原料本身带入的氯。近年来，随着采油技术的变化与发展，油田采用了化学处理手段来提高采收率，其中有的采用了氯化物，造成原油中氯含量升高，这部分氯在原油中绝大部分集中在汽油馏分，这也正是重整装置的原料馏分；二是催化重整工艺在生产过程中需要注氯。催化重整重要的操作参数之一是催化剂的水氯平衡控制。为了充分发挥催化剂的性能，要求催化剂在运转过程中保持一定的氯含量。但由于循环气中含有一定量的水，使催化剂上的氯不断流失。同时水又起着使催化剂上的氯分布均匀的作用，为此双功能的重整催化剂必须注水、注氯实现水氯平衡控制，但这也会造成重整氢中的氯含量升高。

1.2 重整氢含氯的解决对策

目前大部分炼厂普遍采用低温吸附脱氯工艺来解决重整氢含氯的问题，其突出的优点是可以在系统压力控制和常温条件下实现吸附脱氯。

2 氢气脱氯剂卸剂作业的有害因素分析

2.1 硫化亚铁自燃

硫及硫化物是炼油系统中常见的杂质，上游的含硫杂质随着流程进入脱氯罐，脱氯罐在含硫环境中长时间运行，设备中硫化亚铁含量越来越多，卸剂打开设备时，一旦硫化亚铁接触到氧气便会发生反应导致自燃等危险发生[1]。

2.2 可燃气与有毒气体

炼油装置对于油气最有效的工艺处置方法是蒸汽吹扫，但是目前工业上应用的氢气脱氯剂在工艺处置过程中却不能进行蒸汽吹扫。因为通入蒸汽极易造成脱氯剂的板结，增加施工难度。因此氢气脱氯罐在卸剂前的工艺处置步骤是工艺隔离—热氮置换—抽真空置换—氮气充泄压置换。但因为无法进行蒸汽吹扫，罐内脱氯剂及瓷球仍可能会吸附有一定量的烃类、氢气、硫化氢等可燃气体及有毒气体。在卸剂过程中随着脱氯剂的搅动，会造成可燃气和有毒有害气体的聚集，一旦与空气或人体直接接触会引发严重危害。

2.3 无氧环境作业

如上分析，一般在氢气脱氯剂的卸剂时为防止硫化亚铁自燃和可燃气体、有毒气体残留发生危险，通常需要向脱氯剂内连续通入氮气来制造无氧环境。如在充满氮气的无氧环境下进行受限空间作业，人员窒息的风险性极高，因为氮气是一种惰性气体，大量吸入氮气会降低人体内氧气含量，导致局部缺氧窒息。

2.4 坠落风险

一般情况下作业人员需要使用软梯从脱氯罐顶部进入罐内，由于软梯使用不当、罐内照明不良等因素，可能发生人员坠落的风险。

2.5 脱氯剂粉尘的风险

脱氯罐在使用过程中由于罐内脱氯剂颗粒之间相互的磨损、挤压使得罐内产生了大量的细微颗粒[2]。这些颗粒在卸剂过程中会逸散出来，损害接触者的呼吸系统。

3 氢气脱氯剂卸剂作业前的工艺安全处置

如前文所述，因脱氯剂不能进行蒸汽吹扫，为在工艺处置后达到相对安全的卸剂作业条件，保障工艺处置的质量尤为重要。一是要保障工艺处置的时间，以产氢量100 000 Nm³/h的催化重整装置为例，一般热氮置换需要至少连续进行96 h以上且要保证热氮温度在170 ℃左右，后续的抽真空置换和氮气置换也应至少在48 h以上。二是处置后要及时做好采样分析，当可燃气体分析烃含量≯0.5% （v/v）且有毒有害气体处于接触限以内时方可交出。三是在抽真空前应打开抽空器蒸汽导淋排净管线内存水、确认脱氯罐与周围系统隔离，无串压可能；在抽真空过程中要严格控制流量，防止负压过大导致脱氯剂粉碎；在真空静置期间，应将脱氯罐至抽空器的双阀关闭并在中间导淋处接上氮气，防止双阀内漏将蒸汽倒抽入脱氯罐内。

4 无氧环境作业的安全管理措施

4.1 选择专业的作业单位

无氧环境下的受限空间作业环境十分复杂，应对作业单位的资质进行审查。应重点审查其过往安全业绩，及是否有建立了在无氧环境下的操作规程和救援体系。

4.2 避免人员长时间在罐内作业

在卸剂过程中应优先采取打开卸料孔利用脱氯剂的自重使大部分脱氯剂自由流出，底部剩余少量脱氯剂和瓷球时才由人工进入脱氯罐内撇出。单人次进入罐内的时间不宜过长，应每隔30～60min更换作业人员，在人员进出罐时要做好登记，记录好进出时间、人员姓名、所持工具及随身物品信息等。

4.3 严格执行好作业方案与作业许可制度

作业前生产单位应编制好工艺处置方案，施工单位应根据现场实际情况编制好施工作业方案。方案中应明确作业的具体方法、安全要求与注意事项、专项的应急预案等，方案应逐级审批，层层把关。

生产单位与施工单位应联合组成JSA分析小组，开展JSA分析并将分析结果以安全交底的形式告知作业人员。有条件的单位应组织开展专项的应急演练、在卸剂过程中可派单位的应急救援队伍现场值守。

作业许可应严格按照《GB/30871-2014》的有关要求开具，因是无氧环境的受限空间作业，作业许可宜提级审批。

4.4 连续监测罐内环境

在无氧环境受限空间作业期间应采取连续监测的措施监测好罐内氧气、可燃气体、有毒有害气体的含量及罐内温度的变化情况。罐内温度一般可通过远传仪表进行监控，但普通的可燃气报警仪无法在氮气环境的罐内正常工作，如在现场采球胆拿回实验室进行色谱分析又浪费时间。为满足连续监测的要求，作业期间应配备带有IR探头的红外式气体检测仪。

4.5 使用防爆工具

在拆卸脱氯罐头盖、人孔、卸料管和弯头时应使用防爆扳手，进入罐内人员需要照明时应使用防爆灯具,在作业过程中尽量避免金属撞击火花、不防爆电气设备等成为点火源。

4.6 进入罐内作业的安全措施

无氧环境受限空间作业的最关键要素便是呼吸供气系统。它一般由电源、气源、减压及空气滤清器、呼吸流量器等部分组成。电源要求配置双路电源和断电报警设施。供气系统也应备有独立的双气路，一方出现问题另一系统会自动启动.当供气系统气压低于0.4 MPa时设备应能进行低气压声光报警。另外罐内作业人员也可佩带能立即打开的备用小钢瓶供应急使用。除作业点设置专职监护人外，施工单位应设置专人负责空压机正常工作，作业期间严禁离开，全程作好设备监护。

供气管应采用内含金属丝的防碾胶管，中间不应有接头。当人员进入罐内作业前应全面检查供气系统，防止供气管开裂、磨损、曲折等，要确保面罩安全可靠性，使用前要作好气密性检查，作业人员穿戴好面罩后监护人应帮忙确认面罩佩戴情况。作业人员正确穿戴防护用品的步骤及要点如下:（1）穿好防护服、防护鞋，戴好防护手套；（2）系好安全带，接好安全绳与防坠器；（3）系好供气接头、腰带快插；（4）脸部暴露部分全部涂上防护膏或防护油；（5）戴好呼吸面具；（6）系紧五级带状收紧装置；（7）再次试验呼吸，检查密封性能；（8）戴好通信对讲机，四合一气体报警仪与防爆头灯；（9）背上自救小钢瓶，接上小钢瓶与腰带接头；（10）由监护人员对以上各项再作检查。

4.7 应急措施

为防止作业人员在使用软梯时发生坠落事故，作业人员应佩戴安全带及防坠器。作业过程中应在罐内放置防爆型视频监控设备，连续监控罐内作业人员的动态。另外，作业时监护人员可利用对讲机每隔5 min向罐内通话一次，询问内部情况。罐口应设置带有滑轮的应急三脚架，防坠器的另一端与应急三脚架相连，一旦在监控过程中发现罐内的作业人员有意外情况可在罐口摇动三脚架的绞盘，通过滑轮快速的将作业人员提升上来。

4.8 脱氯剂卸出后的危险预防措施

在脱氯罐的底部人孔处应拉好水线保护，卸出的脱氯剂应立即扎好口，密闭存放于铁质废剂桶中。扎口前可使用干冰覆盖在卸出的脱氯剂上以达到隔离空气及降温的作用。对于装好桶的废脱氯剂应及时联系废剂处置单位运送出厂，切勿长时间大量堆放在生产装置现场。对于仍在现场堆放的废脱氯剂，要定期检查铁桶温度，及时查看是否有阴燃的情况发生。

对于卸剂过程中产生的粉尘应采取工程措施予以治理，如使用文丘里除尘器等设施及时进行处置。

5 结语

尽管催化重整装置氢气脱氯罐卸剂作业的风险较高，但通过选择优秀的施工队伍、精心编制施工方案、把控好工艺处置质量及落实好无氧环境下受限空间作业的安全管理及应急措施，还是可以保障作业安全，避免事故发生的。本文主要通过笔者实际经验，介绍了一些催化重整装置氢气脱氯罐卸剂作业的安全管理措施，希望能给读者提供一定的参考。