制氢装置安全措施及常见事故案例 (3)

【案例1】 转化炉炉管烧坏事故 1．事故经过

1992年11月2日，某制氢装置（20000m3/h）发生非计划停工85小时，烧坏转化炉管（￠127×1270mmCr25Ni20）24m，装置被迫停产。

当日12时25分，操作工巡检发现制氢转化炉冒黑烟。经查明是加氢装置低分罐沉筒液位计失灵，造成炉用瓦斯带柴油。当班班长立即组织处理。15时后，转化部分基本恢复正常。16时接班后，从计算机屏幕上观察到转化炉膛东侧下部南面和北面温度达1000℃，最高点达1045℃。考虑到东侧下部一、二层火嘴已熄，加上火焰辐射强度大，从看火孔看不清炉管有异常变化，操作工对当时炉膛东侧下部的明亮异常现象，误认为是炉壁内的残油所致，未引起车间管理人员和操作工的重视。17时30分，操作工检查发现炉膛东侧下部有气流泄漏，看火孔无法靠近，在操作室内发现系统压力下降，炉膛温度显示多点漂移，制氢转化部分紧急停工处理。

2．事故原因

（1）加氢装置低分罐沉筒液位计失灵，经解体检查发现主杠杆部位几乎被铁锈和脏物堵死，造成满罐引起瓦斯带柴油，导致制氢操作波动。

（2）转化炉从1988年10月至1992年11月，历经5个周期的运转，炉管焊缝质量出现缺陷。在瓦斯带油引起操作波动的特殊情况下，炉东侧北向和南向的第一根炉管产生裂纹，并逐渐断裂。约1.3MPa的油气和氢气喷溅至邻近炉管上燃烧，而热电偶离其有一定距离，未能反映出真实情况。

（3）因东侧北、南向的两根炉管靠近炉壁，位于两看火孔的视线死区内，炉管从下部焊口处断开后，从看火孔观测不到。车间管理人员和操作工缺乏经验，对炉管裂纹断裂后喷出的大量抽余油和氢气燃烧所产生的明亮异常现象未能及时判断出，从而导致其他邻近10根炉管局部过热破裂，直到计算机屏幕温度显示达1045℃，装置被迫停工。

3．整改及预防措施

（1）岗位人员责任心不强，判断处理事故能力差，对炉膛出现的异常现象，判断失误，未及时处理。

（2）装置设备管理不到位，转化炉炉管焊缝质量存在缺陷，未及时发现、消除。

六、坠落事故案例分析

一、典型坠落事故案例分析

【案例】 吊装管线，事故 1．事故经过

1993年12月16日17时6分，某公司管焊班在制氢装置进行循环水线改造。在相应的作业任务完成后，电焊工对一管线进行焊接。因管线较粗，看不到背面确切位置，点了两下未焊准位置，准备下去改换位置再焊接北侧。当他从阀门阀杆上往地面下跳时，左手本能地揽着立管，造成管线晃动，焊缝开裂。致使L型弯管同时与人一起滑落，弯管下落中撞击后脑部，因伤势过重死亡。

2．事故原因

（1）L弯管与管架角钢及阀门法兰固定点焊处强度不够是导致事故发生的直接原因。当L弯管找正后，虽然对临时支撑的角钢及阀门法兰连接处的几个主要部位进行了点焊，但经检查有两处不牢固，虚焊二分之一以上，所以当其下跳拉动管子时，L弯管几个焊接处断裂，与人同时坠落。

（2）防范措施不得力是导致事故发生的重要原因。在L弯管吊装、焊接、碰头过程中，虽然对立管部分采取了支撑等措施，但疏忽了整个管线的晃动因素，在找偏差时也没有保护措施，所以当管线晃动、焊接处断裂时，L弯管坠落，导致人坠地。

二、高处坠落事故的防范措施

发生高处坠落事故的原因主要是：洞、坑无盖板或检修中移去盖板；平台、扶梯的栏杆不符合安全要求，临时拆除栏杆后没有防护措施，不设警告标志；平台板腐蚀减薄、开裂、存有孔洞；高处作业不系安全带、不戴安全帽；梯子使用不当或梯子不符合安全要求；不采取任何安全措施，在石棉瓦之类不坚固的结构上作业；高处作业用力不当、重心失稳；危险物料高处坠落伤害等。

针对以上发生高处坠落事故的原因，预防高处坠落的安全措施主要有： 1．消除物的不安全状态

2．消除人的不安全行为

员工进入生产现场必须戴安全帽，高处作业人员须系安全带；从事高处作业的人员必须办理《高处安全作业证》，落实安全防护措施，方可施工。

七、催化剂损坏事故案例

制氢装置的催化剂，特别是转化催化剂、中低变催化剂和甲烷化催化剂，由于对原料的净化要求较高，操作条件苛刻，在装置操作发生波动时，极易发生超温、中毒事故，轻者降

低了催化剂活性，影响了产品质量，缩短了催化剂使用寿命，重者导致催化剂报废，装置非计划停工，造成较大的经济损失。

【案例1】 转化催化剂硫中毒事故 1．事故经过

1996年2月2日，某厂制氢装置因原料气中H2S在非化验时间发生严重超标，导致转化催化剂严重硫中毒，炉管出现大面积亮管，催化剂无法再生，装置被迫停工换剂。

2．事故原因

上游装置原料气脱硫效果差，制氢装置脱硫剂硫容趋于饱和，原料气分析频率不足，分析结果滞后等。

3．整改及预防措施

加强对原料气中H2S的分析监控，发现异常及时联系化验分析，如原料气中H2S超标，要及时切除原料气。

【案例2】 转化催化剂氯中毒事故 1．事故经过

1999年2月2日，某厂制氢装置因原料气中H2S在非化验时间发生严重超标，导致转化催化剂严重硫中毒，炉管出现大面积亮管，催化剂无法再生，装置被迫停工换剂。

2．事故原因

上游装置原料气脱硫效果差，制氢装置脱硫剂硫容趋于饱和，原料气分析频率不足，分析结果滞后等。

3．整改及预防措施

加强对原料气中H2S的分析监控，发现异常及时联系化验分析，如原料气中H2S超标，要及时切除原料气。

【案例3】 转化催化剂结碳事故 1．事故经过

2004年4月26日8：30分，某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，岗位人员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。车间进行了转化催化剂烧碳处理，转化炉差压没有好转，最后被迫停工更换转化催化剂。

2．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。

【案例4】 低变催化剂超温事故

【案例5】 甲烷化催化剂超温事故 八、制氢装置事故应急 1．停电事故的处理

（1）短时停动力电（晃电）

短时停电会造成装置内的动设备部分停运或全部停运，如果发生短时停电事故，应根据装置的实际情况作出正确处理，这里提供处理晃电事故的原则：

①迅速抢开锅炉给水泵、锅炉水循环泵，确保汽包液位正常，避免汽包干锅，维持汽包

水循环。

②尽快恢复转化炉引风机、鼓风机，确保转化炉燃烧正常。 ③启动原料油泵或原料气压缩机，恢复进料。

④采用苯菲尔法脱碳工艺的制氢装置，净化部分应首先将产品氢改保压放空,停止向外供氢，再打开甲烷化反应器跨线阀，关闭贫液、半贫液泵出口阀，重新启动贫液、半贫液泵，调好两塔液位并启动所有空冷，待处理正常后再切入甲烷化反应器，向外供氢。

⑤用PSA脱碳工艺的制氢装置，待装置有低变气产生后，把低变气引入PSA吸附塔，调好工业氢的压力，重新向外供氢。

（2）长时间停电

所谓长时间停电，一般指装置停电时间超过10分钟而未能恢复供电的停电事故，这主要是考虑汽包有干锅的危险，为保护转化催化剂，故应作长时间停电处理。这里主要是在之前作了切除净化，转化系统进行了大幅度降温的基础上，再进一步深化作完全停工处理。

①转化炉先停止进料（包括蒸汽），转化炉降温、熄火，马上在转化炉入口引N2置换转化中低变系统的工艺气体。

②出低变反应器，置换合格后，反应器引N2保压。

③脱硫系统紧急卸压，引N2入脱硫系统吹扫置换合格后，引N2保压，但脱硫系统的压力必须低于转化炉入口压力0.2～0.5MPa。

④出甲烷化反应器，置换合格后，反应器引N2保压。

⑤适量对再生塔补水，防止溶液浓缩。溶液泵如使用的密封水巳停，要关密封水阀，防止溶液串入汽包。

2．停仪表风事故的处理

停仪表风时，风开阀会全关，风开阀会全开，造成工艺控制过程失控，但在DCS显示器上仍能看到各工艺过程的参数值，此时应根据装置阀门的实际情况，处理如下 ：

（1）根据装置仪表风源配备的应急措施，尽可能将能代替净化压缩风的介质（如氮气等）引入仪表风系统，保持装置内仪表风系统压力正常，维持装置生产。

（2）当装置的仪表风压力实在不能保持时，调节阀将处于初始化（有联锁系统的装置部分联锁事故切断阀亦有可能启动，若要维持生产，此时首先应将此部分事故阀手动摇开），装置将进入自保状态，要将全部调节阀改为手阀控制企图维持生产是非常困难的，此时只有转化系统风开阀式调节阀改为副线操作，风关阀式调节阀改为用上游阀控制，严格控制好汽包的液位及装置的进料量，维持转化系统低负荷运转，为重新恢复打好基础。

（3）当维持转化系统的运转也做不到时，装置应按紧急停工处理，保护好催化剂及设备，

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