Сведите к минимуму риск возникновения пожара в колонке обслуживание
Понимание причин пожаров в ректификационные колонны оснащены структурированных упаковки и как их предотвратить.
В последнее время возросла осведомленность о потенциале для внутренних пожаров в перегонки оборудования, особенно в колонны оснащены структурированных упаковки. Исследование 56 случаев (с участием колонны с продуктами различных поставщиков) обнаружили, что, действительно, большинство пожаров участвуют колонках с проволокой марлю и листового металла структурированных упаковки (рис. 1). В данной статье рассматриваются результаты этого исследования (проведенного Koch-Glitsch) и содержатся рекомендации о способах предотвращения пожаров.
Wire-марлевые структурированных упаковка была введена в 1964 году с первоначальной применения ограничивается тонкой химической и фармацевтической промышленности. В первые десять лет, лишь несколько сотен колонны были оснащены структурированных упаковки. Внедрение листового металла структурированных упаковки в 1977 году продлил использование структурированных упаковки для химической и нефтехимической промышленности, а также нефтеперерабатывающих заводов (в 1983). С тех пор, установленных на структурированную упаковку значительно возрос. В настоящее время Есть несколько тысяч столбцов в эксплуатацию с использованием структурированных упаковки широкого спектра строительных материалов. При этом рост потребления пришел увеличение числа пожаров (рис. 2).
Известные причины пожаров
Структурированные упаковка пользуется большой популярностью из-за своей высокой эффективности, благодаря высокой удельной поверхности, и ее низкое падение давления. Для отделения термочувствительных продуктов, жидких провести небольшой деятельности также является преимуществом. К сожалению, эти пособия также возможные источники проблем при завершении работы и техническое обслуживание.
Любые остатки продукта углеводородов, которые остаются в колонке после выключения может пальто упаковка с очень тонкая пленка, которая имеет площадь аналогично упаковки. Это очень трудно, чтобы удалить все остатки. Небольшие количества углеводородов, обладают потенциалом для самостоятельной воспламеняются при высоких температурах при воздействии атмосферы.
Увеличение перепада давления, как правило, первым признаком формирования кокса или полимеры в упаковке. Однако к тому времени, это повышение поддается измерению, кокс уже занимает значительную часть плотный слой. Охлаждение таких кусок кокса может создать ряд проблем. Из-за низкой жидкости (или охлаждения воды) проводить деятельность в упаковке, ограниченное количество тепла, могут быть удалены. Охлаждающая вода не может проникнуть кокса образования и действовать только на верхней поверхности, в результате чего в центре и в нижней части кокса при повышенных температурах. Наконец, температура залог на колонку измеряет температуру в паровой фазе, близкой к стенке (а не температуру внутри кокса образования), поэтому он может неправильно представляется, что температура будет достигнута внутри колонки, хотя большинство кокс может оставаться при высокой температуре.
Пирофорные вещества, такие как сульфид железа (FeS), образованный серы коррозии компонентов из углеродистой стали, могут оседать на упаковку в процессе эксплуатации. Традиционные методы очистки не может удалить сульфид железа. При воздействии на атмосферу, сульфид железа будет самовоспламеняются при комнатной температуре.
Новая упаковка покрыта тонкой пленкой масла из производственного процесса. В ходе одного инцидента новой упаковке загорелся после горячей работы были выполнены над упаковкой.
После воспламеняться от углеводородов или пирофорных огонь, тонкий слой упаковки (0,1 до 0,2 мм) может поддерживать огонь металла. В некоторых столбцов, при температурах до 1500 [градусов] C (2700 [степени] F) не поступало.
Некоторые металлы - например, титана, алюминия, циркония - высокой реактивной способностью более восприимчивы к возгоранию, чем другие, и требуют особой осторожностью. Например, замена менее чувствительных конструкционного материала должны быть рассмотрены.
Зажигание источников обычно следуют одна из двух моделей:
* Самовоспламенения - либо пирофорных материала или углеводородов, если столбец температура выше температуры самовоспламенения углеводородов в
* Горячая работы внутри столбца - как правило, осуществляется в непосредственной близости от структурированных упаковки; сварки, резки, шлифовки или других операций, которые могут генерировать тепло или искр.
Поскольку большинство случаев вызваны пирофорных зажигания, на остальной части этой статье рассматривается такой вид огня.
Пирофорные зажигания структурированных упаковки в колонке сырой вакууме
Случай 1. Восточноевропейских НПЗ установлен листовой структурированного упаковки в августе 1993 года в сырой колонке вакууме. Все колонки внутренних выступили типа 410-S из нержавеющей стали. Структурированные упаковки была использована во всех разделах, чтобы уменьшить давление и минимизировать падение давления вспышки зоны в целях обеспечения максимальной выход вакуумного газойля. Колонна была рассчитана на нефть с содержанием серы 1,5-1,7%. Однако из-за проблем с сырой поставку в 1994 году завод перешел на более высокий содержанием серы сырой (2,8-3,0%). Эта группа была закрыта в апреле 1995 года впервые после того, как в непрерывной работы в течение 19 месяцев.
Отключение осуществляется следующим образом: После двух дней пропарки и охлаждения колонки, люки были открыты, начиная снизу. После открытия Мануэй второй сверху, содержание экипажа заметили дым из Мануэй и сияющий внутри плотный слой. Люки были закрыты, а пару процесс продолжался. Верхней насосные вокруг возвращения был использован для подачи воды в колонку после паром был заключен. На следующий день колонна была открыта вновь. Проверка показала, что упаковка в Bed 2 была уничтожена пожаром. Упаковка была удалена от колонны и колонны вновь ввести в действие без каких-либо упаковки в Bed 2. (Во время следующей остановки, в апреле 1996 года новой упаковке был установлен в Bed 2.)
Хотя упаковка была полностью разрушена, серьезный ущерб конструкции судна колонки и жертв удалось избежать быстрой реакцией на содержание экипажа, чтобы закрыть люки.
Случай 2. НПЗ же установлен структурированный упаковки в различных вакуумных установках в июле 1994 года. Это было сделано упаковки типа 316-L из нержавеющей стали из-за высокого содержания серы в нефти, находящихся в пользовании.
Когда высоко сернистой корма была обработана, пирофорных соединений, образовавшихся в результате коррозии внешнего оборудования (теплообменники, холодильники и т.д.), и они были вновь внесены в колонке рефлюкс и насос-по возвращении. Жидкость распределяется по сечению колонны несли пирофорных компонентов в плотный слой, где они покрыты упаковки. Большая площадь поверхности упаковки при условии больших сульфид железа поверхности, и сульфид железа воспламеняется, когда колонна была открыта в апреле 1995 выключения.
Уроки, извлеченные
Эти и другие инциденты при условии изучал несколько ценных уроков:
* Фракционирования кровать ниже верхней насосные вокруг более чувствительны к сульфид железа депозитов из-за низкой удельной жидкого груза.
* Steaming колонны и промывочной воды недостаточно для удаления месторождений сульфида железа из упаковки поверхности.
* Сульфид железа могут образовывать любой из оксида железа и сероводорода (H ^ 2 ^ к югу S). Сульфида железа в контакте с кислородом (или воздуха) будет самостоятельно загореться. Рассмотрим выбор материалов не только для упаковки и сосудов, а также для прокладки трубопроводов и теплообменников, так как сульфид железа образуется в обменниках из углеродистой стали тепло-и трубопроводов вновь в колонну по отливу.
Предупреждение
Часто обзор остановки и технического обслуживания, а также убедиться, что они оснащены по последнему слову соображений безопасности. Consult процедуры до того, как завершение работы, особенно при реконструкции trayed столбца со структурированными или случайной упаковки. В дополнение ко многим другим завод конкретных isues, следующие моменты должны быть рассмотрены в рамках процедуры. Завершение процедуры:
* Cool колонке до температуры окружающей среды до открытия.
* Мыть колонке широко и удалите остатки продукта и других месторождениях.
* Использовать химические нейтрализации (см. ниже), например, использование перманганата или перкарбоната вымыть, чтобы удалить пирофорных материала.
* Очистка столбец с инертными газами рекомендуется. Убедитесь, что вы следовать процедурам, только-пространств въезд обеспечения безопасности персонала, работающего в колонку!
* Откройте колонке тщательно и постоянно следить за температурой упаковки, а также колонны.
* Сведите к минимуму количество открытых люков, чтобы уменьшить циркуляцию воздуха и для того, чтобы колонки должны быть опломбированы быстро.
Обслуживание процедур:
* Монитор качества воздуха и температуры внутри колонны и плотный слой постоянно при завершении работы. Установка дополнительных датчиков температуры и использовать непрерывного мониторинга состояния атмосферного воздуха с несколькими газоанализаторы для обнаружения продуктов горения.
* Будьте осторожны при работе над или в непосредственной близости от структурированных упаковки. Не рубите, шлифуют или сварить упаковки. Удалите упаковку до горячей работы. Если горячего работы абсолютно указанных выше упаковке, принимать активные меры для защиты упаковки.
* Не применяйте силу циркуляции воздуха внутри колонки.
* Следите за дыма, огня и повышения температуры внутри колонки.
* Используйте знающих, опытных и подготовленных подрядчиком.
Безопасность соображения:
* Будьте осторожны при использовании воды для тушения пожара упаковки. Температура может быть очень высокой, и вода испаряется мгновенно. Если водород образуется (в случае пожара металла при очень высоких температурах), может привести к взрыву. Кроме того, жидкость удержания в упаковке очень низок, поэтому использование воды не может быть столь же эффективным, как ожидалось.
* Прекратить подачу кислорода: герметизация колонке (не препятствовать вступлению в колонку через люки во время завершения работы); чистка столбец с инертными газами, а также заполнение колонки с помощью пара.
* Подготовка персонала и положения оборудование для тушения пожара в любое время остановки.
Химическая стирка, чтобы удалить пирофорных веществ
Некоторые поставщики предлагают химической нейтрализации пирофорных соединений, до постановки судна к записи. Это правило, состоит из промывки башня с раствором перманганата калия, либо в парах или жидкой фазе. Перманганата химически окисляет сульфид железа. Окончательный промыть водой проводится до постановки судна к записи.
К сожалению, перманганат листья диоксида марганца (MnO 2 ^ ^ к югу) остаток на упаковке и судно поверхности, практически невозможно полностью смыть. Этот остаток окислитель, который может инициировать или поддерживать горение при соответствующих обстоятельствах. Перманганат калия также сталкивается с обезжиривателей как правило, используется для химической чистки. Поэтому он должен быть использован в два этапа, который простирается время, необходимое для очистки судна. Наконец, марганцевых шламов двуокиси порожденных перманганата должны быть должным образом утилизировать.
Натрий перкарбоната (карбонат натрия peroxyhydrate) является альтернативой перманганата моет, который ни один из основных недостатков последнего. Он может быть использован в процессе одного шага, не оставляет следов и не имеет особых требований распоряжении. Как и перманганата он может быть применен в любом паровая или жидкая фаза. К сожалению, немногие производители имеют опыт ее использования. Из-за природы окислителя, крайне важно, чтобы применять его только опытные сотрудники.
процедуры химической нейтрализации всегда должны быть использованы, если имеются основания подозревать наличие пирофорных веществ в упакованном башни. Однако ни нейтрализации процедуры является совершенным. Это особенно верно в значительной степени загрязненной башни. В ходе одного инцидента, плотный слой воспламеняться после нейтрализации паровой фазы с марганцовкой - сульфид железа не был полностью нейтрализован, и зажигается упаковки в башне вентиляции. Судно было закрыто, и огонь был потушен без существенного ущерба или внутренних судна оболочки за счет надлежащего контроля во время вентиляции и быстрое реагирование на эксплуатацию и техническое обслуживание персонала.
Закрытие мысли
Там не может быть заменой для тщательной оценки вентиляции, ввод и процедур реагирования на чрезвычайные ситуации. Эксплуатация и техническое обслуживание люди должны быть надлежащим образом подготовлены и готовы ответить на первый признак проблем, чтобы предотвратить серьезные повреждения оборудования или потенциального ущерба персонала завода.
Дополнительная литература
Кистер, HZ, "Перегонка операции", глава 11, столбец ввод в эксплуатацию, McGraw-Hill, Нью-Йорк, NY (1989).
Хартман, Е. Л. и др..,, "Запуск, остановка и контроль НПЗ Упакованные Fractionators", переработка углеводородного сырья, (ноябрь 1995).
Sahdev, М., "Железный Пирофорные Пожары", можно ознакомиться на сайте <a target="_blank" href="http://www.cheresources.com/ironfires.shtml" rel="nofollow"> www.cheresources.com/ ironfires.shtml </ A>.
Велла, PA, "Совершенствование метода очистки безопасно удаляет Пирофорные сульфида железа," Нефть и Газ Journal, с. 65-68 (24 февраля 1997).
CHRISTOPH ГЕНДЕРНОЕ является мировым менеджер продукта упаковка с Koch-Glitsch, LP (4111 Восток 37-я Санкт Н., Вичита, KS 67220, телефон: (316) 828-8121, факс: (316) 828-7985, E-почта: <a href="mailto:enderc@kochind.com"> <enderc@kochind.com />). Ранее он работал на различных должностях в Европе, Азии и США в процесс разработки разделения столбцов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Он обладает более чем 20 летний опыт работы в средствах массовой передачи технологии и процесса проектирования. Он получил степень бакалавра в области химического машиностроения Базельской технологический институт, Швейцария. Он является членом Айше.
DANA Лейрд является переработка консультант Koch-Glitsch, LP (PO Box 64596, Сент-Пол, MN 55164-0596, телефон: (651) 438-1382, факс: (651) 437-0504, E-почта: < HREF = "mailto: lairdd@kochind.com"> <lairdd@kochind.com />). Ранее он работал в компании Флинт Хиллз ресурсов, Л., в различных уточнения технических функций службы. Он имеет 15-летний опыт в совершенствовании процесса разработки и технического обслуживания. Он специализируется на реконструкции развития рамки проекта, запуска, и поиска неисправностей. Он степень бакалавра и магистра в области химического машиностроения Univ.of Канзас и лицензии профессионального инженера в штате Канзас.
Авторы благодарят за помощь, оказанную Рон Кеньон Дельта Технология Services, Inc (Benicia, CA). Он дал много справочной информации по химической чистки и альтернативные процедуры, особенно в связи с использованием перкарбоната.
