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RTO装置隐患排查要点

2022-11-30  

RTO具有去除效率高、经济适用性强,且热能利用效率比传统的直燃式氧化炉提高70%左右等优点,是目前企业解决VOCs的有效手段。

但因各企业情况的不同,RTO应用也存在局限性,在投入生产使用时,由于操作失误、设备缺陷、设计处理风量过小、沉积物清理不够及时、收集系统设计不合理等多种原因发生过生产安全事故。一起来总结一下:

某化工企业RTO净化系统在2015年3月初和3月末两次发生爆炸。事故没有造成人员伤亡,聚合物多元醇车间引风机损坏,现场仪表烧毁,RTO 部分装置损毁严重,直接经济损失达100余万元。总结分析原因:

事故原因分析

1、直接原因

真空泵出口尾气排放温度过高,而有机物沸点较低,同时新鲜空气补充不足,污染物排放浓度过高,外加环氧丙烷、环氧乙烷的化学性质活泼,最终导致直接进入焚烧炉中的废气达到相应的爆炸极限,从而造成爆炸事故的发生。

2、间接原因

(1)收集系统设计不合理
调查过程发现对于真空泵高浓度有机废气,企业均未进行冷凝回收预处理,且目前企业对 PL 系统真空泵出口废气所设计的收集方式极不合理,真空泵出口所配备的伞形罩集气量有限,废气收集总管仅DN50,正常运行时系统稀释风量难以保证。

(2)预处理措施不到位
该企业POP、PL1、PL2车间对有机废气所采用的活性炭吸附未配备脱附再生系统,基本无效,末端所配置的不锈钢高压风机无变频系统,导致废气收集管路系统中负压值过高,能耗较高且不利于有机物的冷凝回收,所采用的金属材质水洗塔强度较高,当系统发生爆炸等意外事故时无法起到有效泄爆的效果(无泄爆措施),导致爆炸产生的冲击波沿着管道进一步往生产车间传导,加剧了爆炸的次生危害。

(3)RTO炉本体存在问题
本项目中部分产品含有氯元素,很多案例表明,蓄热陶瓷体由于质量较大,支撑件通常要承受较大的应力腐蚀,当体系含氯时(如环氧氯丙烷)高温焚烧处理过程中将产生HCl等污染物,对设备本体、RTO 炉旋转阀易产生较大腐蚀,系统难以稳定、有效运行。

(4)废气中存在化学品自聚现象
项目废气中含有部分丙烯腈、苯乙烯等有机物,上述物料在温度较高时极易发生自聚合,导致RTO炉蓄热陶瓷体在使用一段时间后设备阻力变大,同时底部有高沸点有机物粘附现象,易引起火灾等安全事故。

二、典型的问题隐患排查

01企业提供的基础数据不全,导致预处理方式存在设计缺陷。
 


02RTO安全设施设计有缺陷。

(1)设计时未将可燃气体检测信号纳入RTO控制程序系统,当废气浓度达到爆炸极限后,不能及时采取稀释、走旁通等应对措施,高浓度废气直接进入RTO炉体从而引发火灾、爆炸事故。


(2)设计时不考虑可燃气体在线分析仪的安装位置。


(3)技术协议书中的P&ID与RTO装置现场不一致,或P&ID中给定的逻辑无法实现。


二、废气输送系统工艺设计未充分考虑精细化工生产过程特点

01废气支管段内压力不稳。

精细化工行业通常是间歇式生产,废气排放气量随着生产处于不同的阶段出现波动。企业未在车间总出口设置输送风机或设置废气输送风机,且风机频率未与废气系统压力实现自动控制,全部依靠RTO引风机入口压力(或引风机频率)来控制废气总管的压力,导致废气总管的最前端或废气排放气量大的车间支管段内压力波动大,存在支管段内废气压力不稳而泄漏的风险。

02车间废气采用喷淋吸收预处理工艺的,易带有大量饱和水蒸气,废气输送管道应依据《石油化工金属管道布置设计规范》要求,设计管道坡度,并在管道拐角和低点设置排凝点,定期排凝,避免管道内积液现象的产生。


03产生VOCs废气含有酸性或碱性组分的企业,为防腐需要采用玻璃钢、PP、PE管材输送废气,并在RTO引风机前才进行酸/碱处理,在上述过程中,废气输送管道一般距离较长、气体流速较快,管道内可能因产生的静电大量积聚易引发爆炸等安全事故。此类废气宜在各车间先进行酸碱预处理,然后采用金属管道,并依据《石油化工静电接地设计规范》(SH/T 3097-2017)的要求,做好管道法兰跨接和静电接地。


 

三、RTO装置操作、维护不到位

设备设施完好,是RTO装置安全稳定运行的物质基础。

01新风阀门不能正常投用。
 

02日常操作记录与实际运行状态不一致。

03设备设施检查维护缺失。
 

04操作方式不当等,部分企业将废气引风机频率设置了“手动”状态。

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