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磁浮子液位計在液氨的生產(chǎn)測量中的應用

發(fā)布時間:2020-12-30 13:09:13??點擊次數(shù):1755次

摘要:隨著安全生產(chǎn)和環(huán)境保護的要求日益嚴格,對于液氨的安全生產(chǎn),也提出了更高的要求。分析了液氨泄漏的危險性、液氨生產(chǎn)過程中容易泄漏的部位以及液氨泄漏擴散的過程,從選用管件、閥門,到裝磁浮子液位計液氨報警儀,改進工藝和加快隱患治理等方面采取措施,減少液氨泄漏。
作為重要的基礎化工原料和制冷劑,液氨(氨水)被廣泛應用于化肥、塑料、制藥、合成材料、冷庫及石油化工等行業(yè)中。某石化公司有3套酸性水汽提裝置,采用單塔加壓側(cè)線抽出汽提工藝,分別將酸性水中的H2S、NH3汽提出來,其中側(cè)線抽出的粗氨,送入氨精制單元,進行精制,生產(chǎn)出液氨。在長期的生產(chǎn)實踐中,裝置發(fā)生過各種險情和安全事件,針對這些問題,車間采取了一系列措施,確保液氨的正常生產(chǎn),裝置生產(chǎn)環(huán)境大為改善。
1、液氨泄漏的危害
液氨因泄漏而導致的人員中毒及環(huán)境污染事件時有發(fā)生,根據(jù)我國重(特)大典型化工泄漏統(tǒng)計數(shù)據(jù),氨氣泄漏事故在發(fā)生頻率和危害程度上,僅次于氯氣泄漏,位列*二。
1.1液氨泄漏危險性分析
氨氣是一種無色透明而具有刺激性氣味的氣體,*易溶于水成為氨水(又稱氫氧化銨),呈弱堿性,1%水溶液pH值11.7。氨易液化,經(jīng)壓縮后成為液氨。根據(jù)衛(wèi)法監(jiān)發(fā)(2003)142號《高毒物品目錄》,氨氣屬于2.3類高毒氣體,8類腐蝕品,火災爆炸危險性類別為乙A類。氨與空氣混合到一定比例時,遇明火能引起爆炸,其爆炸*限(體積分數(shù))為15.5%~25%。低濃度氨對粘膜有刺激作用。高濃度氨可引起組織溶解性壞死、皮膚及上呼吸道粘膜化學性炎癥及燒傷、肺充血、肺水腫及出血等。常易發(fā)生輕度、重度中毒。外露皮膚可出現(xiàn)II度化學灼傷。氨對人體的危害見表1。
蒸發(fā)1kg液氨可得到1316L氣氨,氣氨會對水源、土壤和大氣造成嚴重危害。低濃度的氨氣可被植物葉子吸收和同化,所以利用植物防止大氣氨污染是可能和有效的。但當工業(yè)生產(chǎn)或運輸過程中發(fā)生事故,造成大量高濃度的氨氣漏逸時,卻會傷害植物。
1.2液氨生產(chǎn)過程中容易泄漏的部位
根據(jù)裝置長期運轉(zhuǎn)紀錄,泄漏部位的統(tǒng)計情況列于表2。液氨泄漏部件占比見圖1。
從圖1和表2可以直觀看出:裝置容易泄漏的部位有三個,分別為閥門、氨壓機和鶴管。所以,應重點對這幾個部位采取防泄漏措施。
1.3液氨泄漏擴散過程
液氨泄漏發(fā)生時,周圍溫度急劇下降,泄漏出的氨蒸氣及其形成的混合物在一段時間內(nèi),在空氣中按其特有的理化性質(zhì)而擴散,即使氨蒸氣及其液滴混合物的密度大于空氣,它也不會迅速下落到地面,這就是重氣擴散特點。
一般液氨泄漏包括三個階段:
1)泄漏初始階段:該階段為液氨泄漏至氣云形成之間的階段,主要是液氨的氣液二相流階段的泄漏過程。具有重氣擴散的特點。
2)氣云形成階段:經(jīng)過一段時間后,氣液二相流形成的液氨混合物,在空氣中稀釋后,此時表現(xiàn)為非重氣云擴散。
3)氨氣云的擴散階段:在氨氣云形成后,湍流作用將會對氣云擴散起主要作用。該階段是分析液氨危害性的重要階段。
根據(jù)液氨泄漏擴散的特點,當處理平臺上的液氨泄漏時,可能在地面感覺不到泄漏,但在下風向一定的距離,感覺就會非常明顯。
2、液氨泄漏的防控措施
2.1液氨系統(tǒng)的管件、閥門要符合液氨的使用特性
根據(jù)氨閥的選用要求,密封面可采用巴氏合金、聚四氟乙烯等材料。氨用截止閥為防止管道壓力過高影響上密封損壞填料,氨氣截止閥內(nèi)部閥桿加工1道∧型閥圈,閥體下部壓制∧型PTFE密封圈,閥桿上制作2道∧型結(jié)構(gòu)緊扣,可成功有效防止閥桿永久不外漏。改進氨用截止閥閥座:氮化處理軟化閥桿,以有效防止閥桿和閥座因硬對硬卡死,而出現(xiàn)打不開關不緊現(xiàn)象。再適當加寬閥瓣、閥座,在中部車1道C型凹槽,機壓四氟O型圈,形成了O型圈密封和閥瓣外圍硬密封2道密封,以增加氨罐截止閥的使用壽命。對比原產(chǎn)品,使用期大大延長了。
氨閥通常與凸面法蘭連接,按相應壓力,通常高一個等級。在對密封要求嚴格的部位,一般選用截止閥,特別在高低壓有可能互竄的部位,一定要選用截止閥。對于泄漏閥門,平時做好登記,大檢修時集中進行更換。在更換前,必須對閥門逐臺進行水壓試驗,確保水壓試驗合格;對于容器底部的排凝閥,一般在檢修結(jié)束之后,在閥后加盲板,將排凝線盲死。車間新建酸性水汽提裝置液氨儲罐設計參數(shù)見表3。
從表3可以看出:液氨儲罐設計壓力為2.1MPa,但像液面計、安全閥下截止閥等,均選用4.0MPa。如液面計型號為UHC-MTDJ PN4.0。液面計上下游閥門也采用PN4.0級別。對于液面計,采用磁浮子式液面計代替玻璃板液面計,*大地減少泄漏的機會。磁浮子液位計是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。由于其跟液位同步上升的磁浮子通過指示器上的磁翻柱耦合翻轉(zhuǎn)來顯示液位,顯示器不直接與容器連通,所以可以制成防泄漏、耐高壓、耐腐蝕的液位計,特別適合測量強揮發(fā)性的介質(zhì)。
在液氨裝車過程中,若發(fā)現(xiàn)裝卸臂接口閥門、轉(zhuǎn)動臂密封圈出現(xiàn)泄漏,應立即檢查泄漏點; 若是因操作人員沒有連接好裝車臂和槽車接口,應停止裝液氨,重新連接。若泄漏較大,應關閉裝氨閥門、氣氨返回線閥門和運氨槽車閥門,打開消防噴淋線,用水對泄漏的液氨進行吸收,待氨排盡后,再檢修更換。對于液氨裝車鶴管,要加強檢查,一旦發(fā)現(xiàn)泄漏,立即組織更換萬向節(jié)的O型圈密封墊。
2.2裝設氨報警儀
裝置液氨裝車點距離主操室較遠,不能做到**處于操作人員的監(jiān)控之下,一旦泄漏,不能及時被發(fā)現(xiàn)。一些老裝置,未設計固定式氨報警儀或者有設計了報警儀,但安裝距離不符合規(guī)范,安裝高度也不相同。根據(jù)相關規(guī)范的要求: 處于封閉或局部通風不良的半敞開廠房內(nèi),有毒氣體檢(探)測器距釋放源不宜大于1m;在露天下風向布置,有毒氣體檢(探)測器距釋放源不宜大于2m;汽車裝卸站的裝車鶴管與檢(探)測器的水平距離,不應大于15m。根據(jù)這一要求,對老氨精制系統(tǒng)、液氨裝車點均安裝了符合規(guī)范的氨聲光報警儀,且將信號傳入主操室。對于安裝高度,規(guī)范要求: 檢測比重小于空氣的有毒氣體檢(探)測器,其安裝高度應高出釋放源0.5~2m。考慮到檢維修、標定的需要,本次安裝高度統(tǒng)一為1.2m。針對以前裝置報警儀探頭出現(xiàn)下雨進水的情況,這次在報警儀上方增設防雨板。
2.3改進工藝
1)將液氨裝車氣氨返回線由進酸性水中間罐改為進氨氣分液罐V4412。以前,氣氨返回線至酸性水中間罐,由于液氨裝車時有大量氣氨返回原料水中間罐,氣氨不能及時吸收、溶解,造成原料水中間罐(V4410或V5407)壓力上升,水封被破壞,罐內(nèi)氣體外逸,形成安全環(huán)保隱患。為減少原料水罐氣氨返回量,在大檢修期間,增加了氣氨至V4412入口管線流程(氨壓機入口)。具體流程見圖2。
新接流程應用效果良好。后在新建酸性水汽提裝置時,也把這一做法復制到新裝置上。
2)將液氨裝車由泵裝改為壓送,把液氨裝車泵砍掉,采用壓送裝車,減少液氨泄漏點。一般壓送采用液下方式,裝置利用液氨儲罐底部管線,將液氨壓送到罐車。從表3可以看出:液氨儲罐的操作壓力可達1.93MPa,從原理上來說是可行的。采用泵裝液氨時,由于機泵機封頻繁泄漏,造成機泵周圍氨超標,裝置探索采用壓送的辦法裝車,效果比較理想。之后利用檢修的機會,將2臺機泵砍掉,減少28個密封點,相應也減少了泄漏的幾率。在新建120t/h酸性水汽提裝置時,也采用壓送的辦法。
2.4加快隱患治理步伐
1)氨精制單元平臺東側(cè)增設鋼斜梯。根據(jù)規(guī)定:可燃氣體、液化烴和可燃液體的塔區(qū)平臺或其它設備的構(gòu)架平臺應設置不少于2個通往地面的梯子,作為安全疏散通道;但長度不大于8m的甲類氣體和甲、乙A類液體設備的平臺或長度不大于15m的乙B、丙類液體設備的平臺,可只設1個梯子。液氨作為乙A類液體,其設備的平臺長度為12m,超過了8m的規(guī)定,應設2個安全通道,而實際只設了1個通道。為此,在東側(cè)增設了斜鋼梯。
2)液氨儲罐增設噴淋系統(tǒng)。液氨易溶解于水,裝置增設霧狀水噴淋系統(tǒng)后,一旦液氨泄漏,從現(xiàn)場打開水噴淋系統(tǒng),就可*大減少氨的揮發(fā)。另外氨具有較高的體積膨脹系數(shù)。如:滿量充裝液氨的鋼瓶,在0~60℃范圍內(nèi),液氨溫度每升高1℃,其壓力升高約1.32~1.80MPa,致使液氨氣瓶超裝*易發(fā)生爆炸。為此液氨裝車點、液氨儲罐設置了降溫噴淋裝置。同時,要求用罐車拉運液氨時,其充裝系數(shù)不得大于0.9。在新建120t/h的酸性水汽提裝置中,不但在液氨儲罐上增設噴淋系統(tǒng),而且在粗氨分液罐、氨結(jié)晶器、氨液循環(huán)罐等6組設備均增設了噴淋系統(tǒng)。具體見圖3。
3)氨精制單元增設圍堰。氨在20℃ 水中的溶解度為34%。基于氨的這一特性,在處理泄漏時,決定大量使用水來吸收泄漏的氨氣。而這種處理方法,會產(chǎn)生大量含氨的酸性水。根據(jù)清污分流的要求,這些污水不得排入工業(yè)污水中,而一般酸性水裝置都不設計含硫污水系統(tǒng),因此設置圍堰,可防止這些污水進入工業(yè)污水或雨排中,避免對工業(yè)污水或雨排系統(tǒng)形成較大的沖擊。日常工作中,有時需要加、拆盲板、臨時更換氨閥,為創(chuàng)造較好的工作環(huán)境,采用接臨時水線,對這些部位進行沖洗,效果也比較理想。
4)液氨裝車點移位改造。液氨裝車點不規(guī)范。根據(jù)相關要求,液氨裝車時,周圍不能有機動車通行,但液氨裝車點位于14號馬路西側(cè)5m處,對車輛及施工人員并無法完全封閉,裝車存在很大的安全風險。以前,液氨裝車由汽提崗位外操負責,由于外操工作繁忙,造成液氨裝車過程的監(jiān)督時斷時續(xù),為解決這一隱患,車間指派專人負責監(jiān)管液氨裝車的全過程。監(jiān)管人員不但要檢查接頭有無泄漏,還要核實駕駛員和押運員的資質(zhì)。車間根據(jù)液氨裝車的實際情況,編制《液氨裝車泄漏應急操作卡》、《液氨裝車操作規(guī)程》,以便進一步規(guī)范液氨裝車操作程序。應分開設置液氨裝卸站的進出口,當進出口合用時,站內(nèi)應設回車場。由于液氨裝車點東側(cè)5m處就是煉油區(qū)雨排系統(tǒng),為了解決液氨裝車過程泄漏噴淋水污染公司煉油區(qū)雨排系統(tǒng),在裝車點東西側(cè)各增設圍堰。從圖4可以看出:液氨裝車點改造后,現(xiàn)場更為規(guī)范,管理更為嚴格。
3、結(jié)語
通過采用符合液氨特性的管件和閥門,安裝符合規(guī)范要求的氨報警儀,改進工藝并積*進行各種隱患的治理,液氨泄漏現(xiàn)象大大減少,保障了生產(chǎn)安全。

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