某化工廠在停車檢修過程中,發生一起脫烷烴精餾塔折斷倒塌事故。經分析,確定了積聚在精餾塔填料表面的硫化亞鐵發生自燃是導致事故的直接原因,提出了停車處理含有硫化物的設備必須加強溫度監控等防范措施。
2002年9月17日,某化工廠烷基化裝置在停車檢修過程中,發生一起脫烷烴精餾塔折斷倒塌事故,事故直接經濟損失近10萬元。
脫烷烴精餾塔已建成投用20多年,1993年擴容改造,將原來的浮閥塔盤改為填料,現塔內裝有約360m3的規整和散裝金屬填料,已有2年多時間沒有進行清洗和檢修。本次檢修要對塔內件和金屬填料進行更換,脫烷烴精餾塔基本情況如表1所示。
表1脫烷烴精餾塔基本情況
設備位號 |
塔型式 |
塔材質 |
塔高(m) |
直徑(m) |
T-405 |
填料塔 |
20#碳鋼 |
51.0 |
5.2 |
1事故經過
該廠計劃從9月3日起對該裝置進行為期60d的停工檢修。按照開停車方案,對脫烷烴精餾塔完成退料后,13~16日進行蒸汽連續吹掃。16日夜間,因工廠附近居民反映噪音大,停止吹掃。17日~15時,恢復吹掃。15時30分至17時,自上而下打開人孔通風,待精餾塔冷卻后交付檢修。
當夜22時40分左右,晚班職工巡檢時發現T-405塔體中部發紅,隨即向裝置領導報告,相關領導和技術人員趕到現場,確認塔內已著火,立即報警。22時51分,廠消防隊接警后,即趕到現場撲救。約23時,塔體中部20~21m處斷裂,塔上部倒在西南方向的裝置區空地上,斷裂塔體繼續燃燒,9月18日4時40分火被撲滅。
2原因分析
2.1硫化亞鐵自燃是導致塔體折斷的直接原因
按停車工藝處理方案,只需對該精餾塔進行48h的蒸汽吹掃。本次檢修已經過80h蒸汽吹掃,但沉積在規整填料段的殘留物,主要成分是硫化亞鐵,仍沒有被蒸汽吹掃干凈。當打開塔的人孔后,硫化亞鐵遇空氣發生自燃,放出熱量,并引燃塔內殘留物及填料。硫化亞鐵燃燒化學反應如下:
FeS + O2→FeO·Fe2O3+SO2↑+Q
因沒有及時發現,致使塔體中部局部過熱,塔壁燒得發紅,溫度升高引起碳鋼材質的塔壁強度降低,塔壁發軟,最終導致塔體在中部折斷。
2.2安全管理不到位,對硫化亞鐵的危險性認識不足是事故的重要原因
脫烷烴精餾塔進料中硫含量小于1ppm,工廠生產、安全等部門有沒有認識到,進料中微量的硫化物能在規整填料表面不斷積聚,故沒有在該塔的操作規程和停車工藝處理方案中制定針對硫化亞鐵的處理對策和應急防范措施。吹掃完成,打開人孔后,認為工藝處理就已結束,沒有安排人員監控塔內的溫度變化;裝置在安排晚間值班時,對T-405塔的巡檢內容沒有作專門要求;裝置值班人員沒有按時巡檢,導致出現異常情況時未能及時發現。
3事故教訓
硫元素在石油產品中大多以活性硫的形式存在,在工藝過程中,活性硫與鐵器設備接觸即發生化學反應,生成還原性極強的硫化亞鐵。設備檢修時,硫化亞鐵與空氣中的氧氣接觸即發生氧化還原反應,并且放出大量的熱量,成為石化裝置檢修作業中的一大安全隱患。
石油化工高溫、高壓、有毒、有害的生產特點,使得生產危險性大、技術性強,隨時隨地都可能發生一些新情況、新問題。這起事故粗看起來像是“天災”,其實是完全可以避免的。正在石化企業大力推行的職業安全健康管理體系的目的,就是要在事故發生前,用專業知識和科學方法對作業過程和設備設施進行危險識別和風險評價,對可能出現的隱患和危險采取防范措施,以防止事故的發生。
脫烷烴精餾塔進行中1ppm硫化物的不斷積聚,就能造成堅硬高大、鋼身鐵壁的精餾塔折斷。千里之堤,潰于蟻穴。安全生產管理中的任何一點疏忽或漏洞,都可能導致人身傷亡或財產損失。
4防范措施
4.1蒸汽吹掃加水洗和藥劑清洗
脫烷烴精餾塔進料中的微量硫化物會在填料表面大量積聚,用蒸汽長時間吹掃也不能吹掃干凈。停車檢修過程中,對這類設備的工藝處理,僅僅采用蒸汽吹掃還不夠,還要采用水洗和藥劑清洗等處理措施。
4.2嚴密監控設備溫度
對含有低聚物、硫化亞鐵等遇空氣自燃沉積物的填料塔及其他觸硫設備,打開設備人孔后,要對溫度參數進行嚴密監控,以及時發現和處理事故。
4.3做好危害識別和風險預測評價
對停車檢修作業要進行危害識別和風險評價,對可能出現的事故隱患和問題,制定并落實防范措施。
4.4強化安全責任制
石油化工裝置在檢修作業過程中,必須強化安全責任制的落實。停車或工藝處理,包括退料、隔離、清洗、吹掃、置換、通風、冷卻等各個環節,都要有安全監控下進行。
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