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制氢装置转化炉催化剂损坏事故

  
评论: 更新日期:2019年03月07日

一、事故经过
2004年4月26日8:30分,二化丙变出现故障,制氢装置首先发生大面积晃电,8:50分,制氢装置大停电,所有机泵停运,班组立即按装置紧急停工处理。30分钟后,仪表UPS系统停电。4月27日,在制氢装置开车过程中,发现转化炉差压高达0.6MPa(正常情况下,应小于0.3 MPa),并且转化炉管上段颜色变化明显,有大块间隔的亮区和暗区。车间立即联系技术处和研究院专家现场检查和研究对策,4月27日18:00点~28日8:00点,转化催化剂烧碳处理。后因转化差压没有好转,于4月28日上午开始停工,更换转化催化剂。
2、事故损失
该炉转化催化剂于2001年6月26日投用。经过近三年的长期使用,转化催化剂的强度明显下降,并且出现了局部花管现象,抗波动能力已相当脆弱。为此,计划在7月份装置检修时更换转化催化剂,以期达到预防性计划更换的目的。
4月26日的大停电事故,使转化催化剂破碎,只能提前两个月更换。转化催化剂22.7吨(Z417共11.5吨,单价14万元/吨;Z418共11.2吨,单价12万元/吨。单价由炼油厂供应科提供。)原价值295.4万元,原计划使用三年,实际使用两年十个月。假设最后两个月使用价值与新催化剂相同,则损失价值16.4万元。
三、事故原因
1、自产蒸汽带水。装置大停电后,转化切断进料,转化催化剂床层有残留的油气,为防止转化催化剂结碳,按照原处理预案,继续使用自产蒸汽吹扫转化15分钟。由于鼓风机和引风机同时停运,对流段内已经没有烟气流动,水保护段和水蒸发段此时已经基本不换热,再加上转化炉上猪尾管较强的散热作用,导致250℃以下、含水的饱和蒸汽进入转化催化剂床层,而此时的转化催化剂床层温度在630~780℃之间。低温水汽和高温催化剂接触,发生剧烈的热传递,使相当数量已经长期使用的转化上层催化剂崩裂粉碎。从卸出的转化催化剂情况来看,Z-417催化剂(装在转化炉管上段)的大量粉碎也证明了上述分析,这是催化剂粉碎的主要原因。
如果外来蒸汽处于备用状态,大停电后引用外来蒸汽会有利于保护转化催化剂。但是,制氢装置外来蒸汽因管线太长,每次使用前排水时间都需要在半小时以上。外来蒸汽紧急状况下根本不能马上投用。
2、转化催化剂使用末期,抗波动性差。该炉转化催化剂于2001年6月26日投用。是制氢装置使用时间最长的一炉转化催化剂。经过原料从石脑油到气体的转变和近三年的长期使用,转化催化剂的强度明显下降,并且出现了局部花管现象,抗波动能力已相当脆弱。制氢车间在充分论证后,已计划在7月份装置检修时更换。
4月26日8:30分,制氢装置首先发生大面积晃电,接着8:50分,又发生了大停电。转化催化剂在20分钟的时间内,遭受如此严重的冲击,使转化催化剂最终损坏。
3、事故预案针对性不强,操作人员经验不足。在大停电的原处理方案中,规定“立即采取措施切断所有进料,控制好蒸汽进转化流量10t/hr,维持10~20分钟,扫净转化内油气,防止催化剂结碳”。因为大停电后,鼓风机和引风机同时停运,对流段内已经没有烟气流动,水保护段和水蒸发段此时已经基本不换热,再加上转化炉上猪尾管较强的散热作用,自产蒸汽必然带水。原处理预案没有针对这一特点的措施。
制氢装置大停电,是装置建成后的第一次。技术人员和操作人员都没有亲身经历大停电,在技术分析和实战经验上都存在不足。
四、事故教训及防范措施
1、改造蒸汽流程,新上处理措施。因流程设计不合理,外来蒸汽每次使用前排凝时间都需要在半小时以上,根本不能紧急备用。为此,需要改造蒸汽流程。增上一个流量控制阀组,引外来3.5MPa蒸汽进FIC-202调节阀后,与自产蒸汽同时进转化炉对流段。这样,正常情况下,外来蒸汽用量控制3~5T/hr,保证外来蒸汽处于良好的备用状态。在事故处理时,可立即停用自产蒸汽,适当提高外来蒸汽用量至10-15 T/hr,扫净转化炉管内的存油。在新上流控阀的后边,安装温度计,时刻注意外来蒸汽温度。该项流程改造工作,在7月份停工时施工。改造后流程见附图。
2、完善事故处理预案。分析清除转化催化剂损坏的原因后,在现有流程条件下,修改完善事故处理预案。要求大停电时,①切断进料后,立即切出入转化蒸汽,②转化和脱硫系统同时分别控制好速度及时将残余油气放掉。③此措施适用于只有气体进料时或原料油低于2m3/hr时。
3.加强全员的技术培训和反事故演练,技术培训后,进行相应的考核。在事情发生后,制氢车间按照使每一位职工都从中受到教育的原则,在全体职工中展开探讨,力争使职工都清楚事故发生的原因和今后的防范措施。使大家都重视大停电事故,并区别与其他的紧急停工处理措施。

 

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