烯烴輸送管道建設與運行的技術(shù)問(wèn)題

E & C Technology |工程技術(shù)烯烴輸送管道建設與運彳的技術(shù)問(wèn)題侯學(xué)瑞中國石化集團管道儲運公司華東管道設計研究院江蘇徐州221008摘要以揚于石化一揚州化工園區的烯烴輸送管道為例，分析了烯烴管道在施工和運行期間的環(huán)境污染和危害因素,提出了管道設計、建設及運營(yíng)期間的安全和環(huán)境保護措施。從環(huán)境保護和安全運行的角度出發(fā),認為在管道設計上應確保管道的本質(zhì)安全，在施工和運營(yíng)上應加強管理工作。關(guān)鍵詞烯烴管道環(huán)境保護危險因素設計施工運行安中圖分類(lèi)號TU7文獻標識碼B文章編號1672-9323 (201 1)01 -0068-031管道概況2009年底建設的揚于石化-揚州化工園區的烯烴管道工正常運營(yíng)期內的廢氣主要來(lái)自清管掃線(xiàn)排氣、系統超壓排程是從揚于石化鋪設2條管線(xiàn)分別輸送20萬(wàn)t/a乙烯和16萬(wàn)氣和無(wú)組織排氣等,主要污染物為乙烯丙烯,廢氣納入首末站t/a丙烯至揚州化工園區。管道長(cháng)度36.3 km,其中埋地管道的焚燒系統焚燒后排放。29km,管廊(已建成)架空管道7.3km。管道經(jīng)過(guò)南京六臺區和.2.2廢水揚州儀征市。全線(xiàn)設首、末兩座站場(chǎng),乙烯管徑273mm,設計壓施工期間產(chǎn)生的廢水主要為施工人員的生活污水和試壓所力4.1MPa,輸送介質(zhì)為氣相乙烯;丙烯管徑168mm,設計壓力產(chǎn)生的廢水。施工期間不在野外設集中營(yíng)地，施工人員生活依托4.0MPa,輸送介質(zhì)為液相丙烯,設計輸送溫度為-10~60C。賓館原有的生活設施解決。分段試壓的廢水主要含鐵銹和泥沙，根據《石油化工企業(yè)設計防火規范》GB50160-2008的規擬經(jīng)沉淀過(guò)濾處理后重復使用,重復利用率可達50%,只有少量定,乙烯和丙烯都屬于甲A類(lèi)危險物質(zhì),與空氣能形成爆炸性排人地表水體或作為灌溉用水?；旌衔?遇熱源、明火或與氧化劑接觸,有燃燒爆炸的危險。一旦營(yíng)運期間的廢水有生產(chǎn)廢水和生活污水，生產(chǎn)廢水為場(chǎng)地泄露，將會(huì )產(chǎn)生嚴重的后果。對于跨區域長(cháng)距離的烯烴輸送管機械沖洗水，站場(chǎng)的廢水排人當地的污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理。道,目前國內尚未制訂可以直接執行的標準和規范。該烯烴輸送2.3固體廢物管道在工程設計.施工和運營(yíng)過(guò)程中,結合實(shí)際情況,參照執行施工期間的固體廢物來(lái)源于施工廢料、試壓用水的沉淀物了國內外的相關(guān)標準規范，并進(jìn)行了專(zhuān)題的安全評價(jià)和環(huán)境影和生活垃圾。施工棄土大部分就地平整,頂管穿越產(chǎn)生的棄土可響評價(jià),采取了積極的環(huán)保和安全控制措施,為其它類(lèi)似管道的作為填土處置或在指定地點(diǎn)堆放;定向鉆穿越過(guò)程中產(chǎn)生的以環(huán)境保護和安全運行提供了有益的借鑒。膨潤土為主要成分的廢棄泥漿，應安全填埋或送當地環(huán)保部門(mén)2環(huán)境污染.危險因素分類(lèi)指定的垃圾堆放場(chǎng)處置。生活垃圾由環(huán)衛部門(mén)進(jìn)行處理,焊接廢2.1廢氣料等不得隨意丟棄,應集中回收利用。施工期間的廢氣主要為機動(dòng)車(chē)輛和施工機械作業(yè)燃油產(chǎn)生營(yíng)運期間的固體廢物主要是站場(chǎng)的生活垃圾，由當地環(huán)衛的廢氣和揚塵。管道所經(jīng)區域雨水多,氣候濕潤,管道施工采用部門(mén)收集處置。清管作業(yè)及檢修產(chǎn)生的少量廢渣,作為危廢由當邊開(kāi)挖邊埋設管道的措施,因此施工中產(chǎn)生的揚塵極少。管道悍地職能處理部門(mén)有償處置。接、管溝開(kāi)挖、頂管和定向鉆穿越所使用的柴油機等設備會(huì )產(chǎn)生2.4噪聲少量的燃燒廢氣,但由于施工現場(chǎng)在野外,有利于廢氣的擴散,施工期間的噪聲主要來(lái)自施工機械產(chǎn)生的噪聲，由于施工且產(chǎn)生的廢氣量小,廢氣污染源具有間歇性和流動(dòng)性的特點(diǎn)，且點(diǎn)多在野外,通過(guò)臺理安排施工作業(yè)時(shí)間,噪聲-般不會(huì )對居 民68|石油化工建設201.01的相互影響,也減少了氣相管道遭到破壞的幾率。產(chǎn)生影響。運行期間的噪聲主要為泵機組和壓縮機組運行時(shí)驅動(dòng)電機自然地畫(huà)自然地面所產(chǎn)生的，應選用低噪聲電機和輸送設備。2.5危險因素乙烯和丙烯為甲A類(lèi)危險物質(zhì),屬易燃易爆、易揮發(fā)危險物，有燃燒爆炸的危險。乙烯管道4273( )乙烯,常溫常壓下為帶有甜味的無(wú)色可燃氣體。幾乎不溶于水,溶于有機溶劑。乙烯在低濃度時(shí),有刺激作用,高濃度時(shí)具有較強的麻醉作用，但無(wú)明顯興畝階段,麻醉快,清醒也快。對皮膚粘膜沒(méi)有刺激作用。主要中毒途徑是呼吸道吸人，其次為皮膚接丙烯管道觸1900丙烯,常溫下為無(wú)色、無(wú)臭.稍帶有甜味的氣體。不溶于水，L__ 10」L_100溶于有機溶劑。屬低毒類(lèi)。丙烯的麻醉作用及對心血管系統的毒圖1乙烯.丙烯管道管溝布置圖(單位: mm)性較乙烯強。丙烯是經(jīng)呼吸道侵入人體吸人可導致感覺(jué)異常和(5) 管道焊接及檢驗意識喪失。管道悍接采用氬弧焊打底，手工下向焊填充蓋面的焊接方3管道建設期間的安全與環(huán)境保護措施式。焊接施工前先進(jìn)行焊接工藝評定,焊接作業(yè)嚴格按照焊接工3.1管道設計藝規程的要求進(jìn)行。(1) 鋼管選擇焊縫先進(jìn)行外觀(guān)質(zhì)量檢查，外觀(guān)檢驗合格后方可進(jìn)行超聲鋼管類(lèi)型結合輸送工藝及沿線(xiàn)管道的敷設條件，按照安全.波檢測和x射線(xiàn)檢測,超聲波檢測1級焊縫為臺格,射線(xiàn)檢測可靠、經(jīng)濟的要求進(jìn)行選擇。結合本工程管徑較小，選用o級焊縫為臺格。不合格的焊縫按照修補作業(yè)規程進(jìn)行返修。L245NB等級的無(wú)縫鋼管，鋼管執行質(zhì)量和檢驗要求相對較高(6)清管.試壓和氮氣置換的《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第2部分:B級鋼分段試壓前采用清管器進(jìn)行分段清管，清管應確保將管道管》GB/T9711.2-1999,并編制了補充技術(shù)規定,對鋼管的化學(xué)內的污物清除干凈。成分、力學(xué)性能、幾何尺寸.制造及檢驗等提出附加要求。管道下溝后分段進(jìn)行強度試壓及嚴密性試壓，試驗介質(zhì)采管道壁厚參照輸氣管道工程設計規范)GB50251-2003中用清潔水.其中強度試驗壓力為1.5倍的設計壓力,嚴密性試驗的三級地區進(jìn)行設計,強度設計系數取0.5,穿跨越公路和河流壓力為設計壓力。強度試驗以穩壓4h,無(wú)泄漏為合格:嚴密性試處強度設計系數取0.4,通過(guò)提高管道的強度設計系數來(lái)確保驗以穩壓24h.壓降不大于1%的試驗壓力值且不大于0.1MPa管道的本質(zhì)安全。為臺格。(2)防腐層選擇管道試壓、清管結束后采用干燥空氣進(jìn)行吹掃吹掃完畢充為避免管道因腐蝕造成泄露，根據管道敷設地段的土壤腐人干燥氮氣,并保持管內0.12~0.15MPa的微正壓密封,防止蝕情況和植被類(lèi)型.管道采用三層PE加強級防腐層,并在末站外界濕氣重新進(jìn)入管內。設置陰極保護站1座，采取外防腐層和外加強制電流的聯(lián)合陰(7) 截斷閥室設置極保護來(lái)確保管道不受腐蝕;在沿線(xiàn)每隔skm設置均壓線(xiàn),以為了在管道發(fā)生事故時(shí)減少輸送介質(zhì)泄漏量、減輕管道事消除兩管道間的電位差;在管道下溝完成后，采用地面低壓音頻故可能造成的次生災害，便于管道的維護搶修，全線(xiàn)設置兩座檢漏儀對防腐層進(jìn)行檢查,發(fā)現漏點(diǎn)進(jìn)行修補。RTU截斷閥室.閥門(mén)采用全通徑全焊接球閥。(3)安全間距(8)線(xiàn)路標志和警示帶設置參照《城鎮燃氣設計規范)GB 50028- 2006中關(guān)于液態(tài)液管道建成后，為便于對管道的養護和檢修,在管道上方設置化石油氣埋地管道與相臨設施安全間距的要求，管道與村鎮、居線(xiàn)路標志柱和警示牌。民點(diǎn)及公共建筑的距離不應小于40m，與高速公路、I口級公路埋地管道全線(xiàn)加設警示帶，警示帶置于管道上方約0.5m和其它管道平行數設時(shí),安全間距不宜小于10m.四級及以下公處，寬度不小于0.5m。警示帶采用聚乙烯材料制作,厚度不小于路不宜小于5m。0. 2mm,底色為黃色警示帶上書(shū)寫(xiě)“下有化工原料管道，禁止挖(4)管溝布置掘,危險!”等警示語(yǔ),以提請第三方施工時(shí)注意保護管道。由于乙烯丙烯在輸送時(shí)分屬不同的液相和氣相，同溝敷設3.2管道建設采取分層布置管道的措施,液相乙烯置于管溝上方,氣相丙烯處管道建設期間作業(yè)帶的臨時(shí)占地及線(xiàn)路標志樁和截斷閥室于管溝下方(埋設相對較深) ,管道水平凈距約1.7m.堅向凈距的永久占地將不可避免地對當地的農業(yè)、林業(yè).種植業(yè)等產(chǎn)生一約1m。在方便施工減少工程投資的前提下，盡可能避免兩管道石油化工建設2011.01 |69E & C Technology |工程技術(shù)定的影響;管道敷設和穿越作業(yè),也會(huì )改變一定范圍內的土壤結(1) 制定嚴格的操作規章制度。對操作人員進(jìn)行崗位培訓,構,可能影響到土地利用,引起水土流失;穿越施工可能會(huì )影響提高操作人員的素質(zhì)和技能,防止誤操作、違章作業(yè)及操作失誤到水生物的洄游和棲息環(huán)境，施工產(chǎn)生的棄渣可能會(huì )對附近的帶來(lái)的風(fēng)險事故。地表水環(huán)境產(chǎn)生影響;開(kāi)挖穿越道路,還會(huì )給當地居民的生活出(2)設置自動(dòng)檢測系統。利用DCS系統對輸送過(guò)程的重要行產(chǎn)生一定的不便。參數進(jìn)行監控,并實(shí)現輸送過(guò)程的操作控制和安全控制;同時(shí)信在管道建設期間，應嚴格按照國家現行的法律法規和標準號隨光纜傳輸，實(shí)現首站和末站間的通訊聯(lián)絡(luò );兩端均設置流量規范的要求，從施工設備和現場(chǎng)管理兩方面著(zhù)手加強現場(chǎng)的管計,監測、計量流量的變化。里。施工作業(yè)過(guò)程中要嚴格控制作業(yè)帶的寬度,不得隨意擴大施(3) 按規定對設備進(jìn)行維護、保養,更換易損、老化部件,防工帶寬,開(kāi)挖施工保證生土和熟土分開(kāi)堆放,回填時(shí)先填生土再止跑、冒、滴、漏的發(fā)生。填熟土;河流大中型穿越采用定向鉆方式，河流開(kāi)挖穿越施工應(4)加強外管道的管理。設置專(zhuān)職的巡線(xiàn)員,增加巡線(xiàn)的頻在枯水期進(jìn)行，道路穿越盡量采用頂管方式。管道建設完畢后，次,以便能及時(shí)發(fā)現對管道直接或潛在的危害作業(yè),除正常的農通過(guò)種植新的草皮和植被,恢復沿線(xiàn)地表原貌,以減少對生態(tài)環(huán)業(yè)生產(chǎn)外，不得在管道附近從事其它活動(dòng)，嚴禁在管道附近取境的影響。土.挖塘或修建其它構筑物。4管道運營(yíng)期間的安全要點(diǎn)(5)建立管道風(fēng)險事故處理應急系統,制定完善的管道風(fēng)管道采用密閉輸送工藝，正常情況下不會(huì )對當地的環(huán)境產(chǎn)險事故應急措施。設立搶維修中心，配備必要的搶維修機具,用生不利影響,但在發(fā)生事故的情況下,烯烴的泄漏會(huì )污染當地的于發(fā)生泄漏事故后應急搶修工作,以確保管道安全、可靠、高效環(huán)境,并可由此引起的火災,爆炸.中毒事故。運行。在管道運營(yíng)期間，采取以下的措施來(lái)預防和防范事故的發(fā)(收稿日期:2010-10-30)生(上接67頁(yè))在穩定塔下端出油口處安裝一閘閥,閥門(mén)外側安裝進(jìn)水口,我們覺(jué)得為了防止硫化亞鐵自燃而引發(fā)爆炸，仍然有一些緩慢上水;開(kāi)啟穩定塔頂部排氣閥，向穩定塔體內充水,待穩定問(wèn)題值得探討:塔頂部排氣閥溢水為止,確保塔體內殘余氣體排盡。在原油處理工藝系統內,只要有硫存在,必然會(huì )產(chǎn)生硫化亞(3) 注人氮氣,排空積水鐵?；钚粤蚋g產(chǎn)物一FeS是含硫原油處理及儲運設備檢修、拆從穩定塔頂部排氣閥向塔體內注人氮氣,開(kāi)啟穩定塔底部除的一大“隱形殺手”,目前國內外主要采取隔離法、清洗法和鈍的進(jìn)水口閘閥，直至塔內的水排盡,關(guān)閉塔頂的排氣閥和穩定塔化法等方法防止硫化亞鐵自燃。下端的進(jìn)水閘閥。隔離法:即防止硫化亞鐵與空氣中的氧氣接觸,如采用情性(4)吊車(chē)預吊,割斷裙座氣體保護或水封保護。本工程采用隔離法用于原油處理設備的采用80t吊車(chē)將穩定塔頂部吊起，并使鋼絲繩負載。采用火.拆除施工,成功避免了因硫化亞鐵自燃引發(fā)的爆炸事件。焰切割，切斷穩定塔體底部裙座。清洗法:對容器設備采用蒸汽.酸性溶液或堿性溶液等化學(xué)(5)起吊塔體,緩慢放倒清洗方法。清洗的廢液必須進(jìn)行一定的化學(xué)處理，否則會(huì )對環(huán)境采用80t吊車(chē)吊起塔體頂部，同時(shí)55t吊車(chē)配合吊起塔底,造成一定的傷害。將穩定塔體緩慢平放。鈍化法:用鈍化劑對設備進(jìn)行處理,將易自燃的硫化亞鐵轉(6) 二次充水,排除氮氣化為穩定的化臺物,從而防止硫化亞鐵的自燃。這是防止硫化亞再次將穩定塔體充水,置換塔體內的氮氣后密封。鐵自燃最為安全的方法,通過(guò)鈍化消除其活性,達到阻止其自燃(7)帶水切割,縱向“剖腹”的目的，而且對設備腐蝕性小，對環(huán)保無(wú)影響,但成本較高。在平放的穩定塔上側，沿塔體全長(cháng)縱向切開(kāi)。選用何種方法預防硫化亞鐵自燃，應因時(shí)因地.因設備、因(8)環(huán)向肢解，移運站外環(huán)境而確定。對穩定塔環(huán)向切割成三部分,迅速移運站外。由于塔體內部參考文獻已完全暴露在空氣中，硫化亞鐵自燃產(chǎn)生的大量熱量散發(fā)到空|劉忠生，王有華，戴金鈴.酸性水罐氮氣保護防止硫化亞鐵自燃事故氣中,也就不可能引發(fā)爆炸。的設計分析|刀].當代化工, 2009,(02).2萬(wàn)成略,汪麗.可燃氣體含氧量安全限 值的探索.中國安全科學(xué)學(xué)3問(wèn)題討論經(jīng)過(guò)項目部周密的部署,嚴格遵守制定的施工措施,原油穩報,1999.3謝傳欣，王慧欣.硫化鐵自燃防范研究報告.中國石化青島安全工程研定塔及9臺設備和管網(wǎng)按期、安全.順利的完成了拆除任務(wù)。究院, 2006.(收稿日期:2010-07-22)70|石油化工建設20101