石脑油管线动火施工前的工艺处理方法

1 石脑油管线处理难点

与一般轻质油管线相比, 作为原料的石脑油管线一般管径较大 (DN200以上的较多) , 又因为炼油与化工装置的区分, 输送管线一般距离也较长, 给管线处理增加了难度。

石脑油爆炸极限是1.1%-8.7% (体积比) , 动火标准为爆炸下限的0.1倍即0.11%, 合格指标较苛刻, 工艺处理困难。

目前使用的石脑油中硫含量较多, 高硫石脑油 (硫含量>600mg/L) 使用情况较多, 在长周期运行的石脑油管线内壁可能存在硫腐蚀甚至硫化亚铁的存在, 在动火施工环节存在较大的安全隐患。

2 石脑油管线处理的一般方法

石脑油管线动火前的工艺处理通常做法是首先水顶线, 然后接低压蒸汽进行蒸线, 最后进行管线内可燃气体浓度检测, 合格后即可进行动火施工。此类做法处理装置内距离短、管径较小的石脑油线效果不错。但是对于管线较长、管径大的管线在蒸线环节上就会出现问题:首先石脑油管线是裸管设计, 长距离管线在蒸线时, 管线末端因为热量的逐步散失, 低压蒸汽温度也逐步降低, 最后蒸汽基本都变为冷凝液, 达不到蒸线的效果。如果增加蒸汽的压力与流量 (由低压蒸汽170℃/0.4MPa变为中压蒸汽260℃/1.0MPa) , 但是考虑到石脑油管线的设计温度一般较低 (60℃以下) , 使用低压蒸汽蒸线本来就是勉强, 如果更换中压蒸汽, 管线耐高温明显不够。不仅如此, 在蒸线的过程中, 管线温度突增, 热应力变化剧烈, 管线不可避免的存在形变, 对于长距离管线尤为严重, 管线移位、管托掉坑, 如果是固定式管托甚至会出现因管线位移管托撕裂的情况。

另外, 蒸汽蒸线会产生明显的油蒸汽, 石脑油沸点较低 (20-160℃) , 高温会使管线内的液相石脑油迅速气化, 产生较多石脑油蒸汽, 对环境产生不利影响, 与中沙公司推行的SHEM管理也产生冲突。较浓度的石脑油蒸汽产生, 也会对周围的操作者产生不良影响。

“高度易燃液体和蒸气, 接触可引起皮肤、眼睛和呼吸道刺激, 中枢神经系统抑制, 严重过度吸入可致昏迷和死亡”——来自中沙安全部MSDS信息

3 冷作业施工在石脑油管线的应用

石脑油管线工艺处理困难, 管线内难以达到动火施工条件, 我们被迫改变思路, 放弃热作业形式, 采用冷作业形式, 利用管刀在管线外部进行切割, 这个过程不产生热能, 即使管线内部存有可燃气体 (或液体) , 也可以把管线断开, 管线断开后根据具体施工的内容进行不同的处理形式。下面是一个实际施工的例子:

“2012年石脑油管线 (DN250) 增加流量计, 采用管道刀断开管线后进行如下的施工处理, 管线两端尽快用提前准备的木质挡板封堵管线, 木板上固定铁丝以便抽出, 木板之外再用面粉封堵, 必须保证密封效果。然后在割开管线末端焊接法兰, 法兰焊接完毕后, 抽出封堵木板, 清理堵塞面粉, 尽快在新接法兰处打盲板。在其他连接流量计的管线预制完成后, 拆除盲板, 进行连接。”——来自《2012年仓储部检修方案》

随着施工技术的发展, 封堵材质现在有专业的橡胶球 (气球) , 封堵效果更好, 施工更加的方便。如果上述施工是在管线上增加短节或三通, 也可采用上述措施, 只不过需要在施工完毕后进行吹扫, 确认把封堵的材料吹扫出来即可。

管道刀确实在石脑油这类不易处理干净的物料管线上得到广泛应用, 取得很好效果。但管道刀施工条件要求管线周围有一定的空间, 便于管道刀旋转作业, 对于在管线排列密集的管廊上, 管道刀就无法进行切割作业了, 这种情况下, 又如何来处理呢?

4 管线水封技术在施工中的应用

管线水封技术的最早应用是隔离, 与现在的盲板性质差不多, 此处的水封是考虑管线内存在可燃气, 用水充满管线之后, 可以把可燃气体完全“挤压掉”, 即使管线内壁还会有可燃气体溢出, 它们也会溶解在水里, 管线外面动火施工的安全性大大增加。同时, 管线保存的水的比热容较大, 管线动火作业过程中产生的高热也会被密封水吸收一部分, 安全性再次提高。

从理论上看管线水封后可以进行安全的动火施工了, 但一些细节还是需要特殊考虑。

保证管线内充满水, 这个非常重要的环节, 如果管线内还有气体空间, 那个空间中可燃气体含量必定较高, 并且它的密度远低于水, 所以必定会聚集在管线的上部, 一般管线动火切割恰恰是在上部开始, 所以一旦进行施工, 发生事故的危险性极大。

管线的水封形成后, 进行管线施工, 一旦管线开孔, 密封水就会流出, 所以要求施工一定要迅速, 同时, 做好废水的收集与引流。如果能利用管廊的起伏龙门或π型弯曲, 把动火点控制在两个相对高点之内, 利用管线的自然弯曲进行水封, 这样安全性就相对增加。

随着施工进展, 管线可能会完全断开, 此时水封因彻底破坏而消失。作为对石脑油管线的处理上, 就会面临硫化亚铁的问题。随着高硫石脑油的广泛应用, 管线硫腐蚀的情况比较普遍, 众所周知, 硫化氢气体是操作个体防护的重点, 而硫化亚铁的自燃是影响设备安全中的隐形杀手。长时间投用的石脑油管线内壁上可能存有硫化亚铁, 硫化亚铁在水封的湿润环境下是安全的, 一旦水封破坏, 硫化亚铁就会因为自身特性而产生自燃 (并放出大量的热) , 在石脑油管线内还有残存的油蒸汽情况下, 后果不堪设想。

摘要：石脑油是炼化企业常见的油品, 在常温、常压下为无色透明或微黄色液体, 一般由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得, 是管式炉裂解制取乙烯、丙烯、催化重整制取苯、甲苯、二甲苯的重要原料。作为原料的石脑油通常都是采用较大管径的管线输送至生产装置, 石脑油管线上因生产需要会遇到需要进行动火施工的情况, 鉴于石脑油管线的特殊性, 对管线进行恰当的前期工艺处理使之达到或者符合动火作业要求就是必须面对的问题。

关键词：石脑油管线,动火,工艺处理,安全