加氢装置串压风险分析方法研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq165247254
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随着炼油厂加工重质原油的数量逐年增长及清洁燃料的推广应用,加氢技术发展到一个新阶段。在加氢装置中存在较多的高压介质降压至低压部位,因此也成为高压串低压的风险部位。一旦发生串压,在极短的时间内使低压设备超压甚至爆炸,造成人员伤亡和财产损失。串压事故屡次发生的根本原因在于对串压灾害风险认识不足,如果能够有效辨识及分析串压风险,提前制定好预防措施和控制措施,则可从根源上规避或降低加氢装置的串压风险。目前还没有系统的串压风险分析方法,鉴于此,本文以风险分析理论和方法为支撑,结合后果模拟软件PHAST和动态仿真工具Aspen Dynamics,研究并提出了加氢装置串压风险分析方法,并将该方法应用于某炼油厂燃料油加氢装置。首先对燃料油加氢装置的串压风险进行定性分析,然后选取典型串压点进行定量风险分析,并对该串压点的保护层进行有效性分析,为降低串压风险提供理论指导意见。主要工作和结论如下:(1)基于灾害链理论,建立燃料油加氢装置串压事故的灾害链模型,探讨了燃料油加氢装置串压事故致灾机理。对燃料油加氢装置进行HAZOP分析,得出该装置存在8个串压风险点,依据中国石化串压风险等级矩阵对串压点进行风险等级划分,得到该装置存在4个风险等级为A的高风险串压点和4个风险等级为B的中风险串压点。(2)基于HAZOP分析得出的高风险串压点,以冷高分气串压至冷低压分离器为例,进行定量风险分析。建立因串压导致冷低压分离器超压泄漏的Bow-tie模型,计算串压发生的概率;运用PHAST软件对串压后果进行模拟,量化事故后果;根据厂区实际情况建立燃料油加氢装置风险矩阵,并根据风险矩阵确定串压事故风险。分析得出:火球和爆炸事故风险等级为H级,属于较大风险;中毒和闪火事故风险等级为M级,属于一般风险。(3)对冷高分气串压至冷低压分离器这一串压点,从保护层分析角度出发,结合动态模拟软件Aspen Dynamics,对现有的串压保护层有效性进行分析,判断该保护层能否有效保护串压事故场景。研究发现:冷高压分离器液位低报警及人员响应保护层无效,建议提高液位报警值设定,以留给操作人员足够的响应时间,同时加强厂内安全管理,提高紧急情况下的人员响应质量;冷高压分离器安全仪表系统的安全完整性等级不足,建议对联锁回路的执行元件部分增设冗余结构或核算安全阀的泄放量能否满足串压工况;经核算,冷低压分离器安全阀泄放量满足冷高分气串压工况,冷低压分离器不存在超压风险。本文依据加氢装置串压风险辨识、风险分析和保护层有效性分析,提出了针对性的预防措施和控制措施,对降低串压事故风险,保证加氢装置安全运行具有一定的指导意义。
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