高小偉

(河南龍宇煤化工有限公司，河南 永城 476600)

0 前言

河南龍宇煤化工有限公司原有的甲醇卸車裝置自動化程度低，作業(yè)量之內(nèi)所卸甲醇無法滿足裝置高負荷運行所需的甲醇量，因而需要對甲醇卸車裝置進行改造升級，而改造升級后的甲醇卸車裝置在整個卸車過程實現(xiàn)了自動化操作，大大提升了裝置的安全性，并且減少了工作人員的勞動強度，能夠很好地滿足每年卸甲醇量10萬t的需求。

1 原卸車裝置存在的問題

原甲醇卸車裝置采用活接頭的金屬軟管連接，配3根金屬軟管和2臺離心泵(泵之間相互備用)，同時能夠卸2輛甲醇槽車，通過離心泵將甲醇輸送至甲醇儲罐。原卸車裝置存在的問題如下：

1.1 采用活接頭的金屬軟管連接，不符合安全要求

根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》(GB50160—2008)規(guī)定，甲醇(乙類)液體應采用液下裝卸車鶴管進行裝車，使用金屬軟管不符合安全規(guī)定，而原有裝置采用活接頭的金屬軟管進行甲醇的卸車，明顯安全標準不達標。

1.2 卸車時罐車VOC(揮發(fā)性有機化合物)不達標排放

原有甲醇卸車氣相未收集，未設置VOC回收系統(tǒng)，從而使得VOC不能達標排放，造成了環(huán)境污染。

1.3 卸貨能力不能滿足裝置生產(chǎn)需求

原有甲醇卸車采用2臺離心泵進行輸送，每臺泵的流量為20 m3/h，每天卸車時長為6～8 h，甲醇每天最大卸車量達200 t，全年最大卸甲醇量為7.3萬t，無法滿足龍宇煤化工每年卸車甲醇量10萬t的需求。

1.4 自動化程度低，勞動強度大

原有甲醇卸車裝置的操作都是通過手動進行流程操作，自動化程度低。甲醇卸車期間，工作人員必須在現(xiàn)場看護，當罐車快卸完時，調(diào)整離心泵出口閥，避免機泵出現(xiàn)抽空。同時，罐車底部未卸完的甲醇需要人工排放干凈，導致工人勞動強度較大。

1.5 卸車裝置急停按鈕和聯(lián)鎖裝置不健全，安全標準不達標

原有甲醇卸車裝置急停按鈕和聯(lián)鎖裝置不健全，未設置現(xiàn)場和遠程的急停按鈕和保護機泵的聯(lián)鎖裝置。在整個卸車過程中，如果出現(xiàn)緊急情況，無法通過急停按鈕和聯(lián)鎖裝置立刻停止運行，故而在卸車過程中安全標準不達標。

1.6 采用填料密封的離心泵進行輸送，在填料處，易發(fā)生泄漏

原有甲醇卸車裝置采用填料密封的離心泵進行輸送，在填料處，極易發(fā)生甲醇泄漏。泄漏的甲醇如若遇到明火或靜電，有發(fā)生火災或爆炸的重大安全隱患。

2 升級改造措施

針對原卸車裝置的問題所采取的改造措施如下：

2.1 使用液下萬向裝卸車鶴管

新裝置使用液下萬向裝卸車鶴管來代替金屬軟管，不僅滿足新規(guī)范要求，同時提高了操作便捷性。

2.2 罐車頂部采用鎖緊式密閉鶴管，氣相收集進入洗滌裝置

新裝置的罐車頂部采用鎖緊式密閉鶴管，設有氮氣管線和VOC回收管線，氮氣管線設置流量調(diào)節(jié)閥(手動)、氣動快關(guān)閥、止回閥，VOC回收管線前端設置止回閥。當卸車時，向罐車內(nèi)充氮氣，補氮量略高于卸車泵的額定流量，從而避免罐車出現(xiàn)負壓，空氣進入罐車，形成爆炸空間，而多余的氮氣和罐車內(nèi)揮發(fā)出來的甲醇蒸氣等通過VOC回收管線進入洗滌塔。通過除鹽水的洗滌回收氣相中的甲醇，使得VOC達到排放標準。此外，洗滌塔塔釜含醇水通過泵輸送至甲醇精餾裝置進行回收。為了避免補氮系統(tǒng)或VOC回收系統(tǒng)突發(fā)故障，在密封裝置上設置了呼吸閥(排氣壓力6～8 kPa，吸氣壓力-3～-2 kPa)，防止故障突發(fā)。

2.3 增大卸貨能力，滿足生產(chǎn)需求

新裝置的甲醇卸車采用4臺高流量屏蔽泵進行輸送，每個卸車泵流量為50 m3/h，每天卸車時長6～8 h，精甲醇每天最大卸車量可達600 t，粗甲醇每天最大卸車量可達600 t，滿足了本公司每年卸車甲醇量10萬t的需求。

2.4 自動化操作，采用順控程序

新裝置的卸車過程自動化操作，由待卸載車輛駛?cè)胄盾嚄Ｅ_，經(jīng)工作人員安全檢查及對接鶴管后，利用DCS集成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了一鍵式自動卸車操作模式。在整個卸車順控系統(tǒng)中集成了三部分功能：自動化卸車、故障應急安全處置、卸車參數(shù)控制集中在順控模塊上，從而在卸車過程中實現(xiàn)了自動安全卸車，保證了工藝參數(shù)的正常操作，避免了因參數(shù)偏離引發(fā)的安全事故，避免操作人員誤操作所帶來的安全隱患。

2.5 完善聯(lián)鎖

新的甲醇卸車裝置設置現(xiàn)場和DCS急停按鈕聯(lián)鎖，每臺鶴管設置靜電接地失效聯(lián)鎖、補氮氣的低流量聯(lián)鎖、保護機泵的低電流聯(lián)鎖、鶴管入口斷流聯(lián)鎖，完善各個聯(lián)鎖系統(tǒng)，使卸車工作安全達標。

2.6 使用無泄漏機泵輸送

新裝置的每支卸車鶴管匹配一臺甲醇卸車泵，卸車泵采用屏蔽泵，避免了甲醇介質(zhì)的泄漏，消除了卸車過程中的安全隱患。

3 新的甲醇卸車裝置

新的甲醇卸車裝置工藝流程見圖1(其中1套裝卸車鶴管)，新裝置采用液下裝卸車鶴管，罐車頂部氣相采用氮氣鎖緊式密閉鶴管，頂部氣相收集進入洗滌裝置，使VOC達標排放，并且設置有4套卸車裝置，可同時進行粗甲醇和精甲醇的卸載，并且配備1套甲醇尾氣洗滌塔和2臺洗滌塔塔釜含醇水輸送泵，使含醇水送入甲醇精餾裝置進行回收甲醇的作業(yè)。

圖1 卸車裝置工藝流程

3.1 順控程序

3.1.1順控滿足條件

順控需要滿足的條件有：現(xiàn)場每套鶴管設置確認按鈕；中控設置檢測確認按鈕信號，確認到位信號；現(xiàn)場和DCS急停按鈕處于復位狀態(tài)(非聯(lián)鎖狀態(tài))；每套鶴管靜電接地系統(tǒng)，接地信號正常；對應鶴管卸車泵的進口閥、出口閥和排液閥處于關(guān)閉狀態(tài)；鶴管入口斷流開關(guān)未觸發(fā)。

3.1.2順控程序

以1#鶴管為例，其余2#、3#、4#鶴管程序相同。中控啟動1#鶴管按鈕，啟動前需確認以下幾步：現(xiàn)場確認1#鶴管允許啟動按鈕按下；現(xiàn)場確認1#鶴管現(xiàn)場急停按鈕未按下；確認1#鶴管DCS急停按鈕未按下；確認1#～4#鶴管現(xiàn)場總急停按鈕未按下；確認1#～4#鶴管DCS總急停按鈕未按下；接地報警開關(guān)信號未激活；液位報警開關(guān)信號未激活；確認1#鶴管對應卸車泵的進口閥、出口閥、進口排液閥、出口排液閥和氮氣調(diào)節(jié)閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。以上任何一步未確認到位都無法進行下一步裝車程序。

1#鶴管順控流程見圖2，具體流程如下：①順控程序處于自動狀態(tài)，輸入貨重，中控啟動1#鶴管按鈕，1#鶴管對應卸車泵出口流量計清零；②卸車泵的進口閥、出口排液閥、氮氣閥門打開；③反饋信號到位，出口排液閥開信號延時60 s；④充分排氣后卸車泵啟動，反饋信號到位，延時2 s，出口閥打開；⑤待卸車泵出口流量 ≥10 m3/h，啟動計時器，延時2 s，出口排液閥關(guān)閉；⑥此時處于卸車狀態(tài)，等待1#鶴管入口斷流開關(guān)觸發(fā)(或卸車泵出口累計流量≥貨重×98%)，啟動計時器，延時2 s，卸車泵停泵；⑦啟動計時器，延時1 s，出口閥關(guān)閉，進口排液閥打開；⑧啟動計時器，延時300 s，此時處于罐車底部殘液排放狀態(tài)，300 s后進口排液閥、進口閥和氮氣閥門關(guān)閉；⑨提示卸車完成。

圖2 1#鶴管順控流程

3.2 聯(lián)鎖說明

①現(xiàn)場設置共計5個急停按鈕：1臺總按鈕(設置巡檢室內(nèi)，觸發(fā)后，4套鶴管全部停運)，每套鶴管設置1臺停車按鈕(設置在鶴管附近，觸發(fā)后，對應鶴管停運)；②DCS設置緊急停車按鈕(軟按鈕)，5個急停按鈕：1臺總按鈕(觸發(fā)后，4套鶴管全部停運)，每套鶴管設置1臺停車按鈕(觸發(fā)后，對應鶴管停運)；③每臺鶴管設置靜電接地系統(tǒng)(鶴管自帶)，接地失效，對應鶴管停運；④補氮氣的低流量聯(lián)鎖，氮氣流量低于最小流量時，對應鶴管停運；⑤為避免卸車泵長時間斷流或長時間無流量(或低于最小流量)，設置泵低電流聯(lián)鎖；⑥鶴管入口斷流系統(tǒng)(鶴管自帶)，觸發(fā)后對應鶴管停運。

4 結(jié)語

針對原有甲醇卸車裝置的升級改造進行了探討研究，解決了原有裝置的各類問題。改造升級后的甲醇卸車裝置不僅提高了自動化程度，減少了工作人員的操作，而且完善了聯(lián)鎖系統(tǒng)，確保了甲醇卸車的安全可靠性，在此基礎上大大提升了甲醇卸車量，從而確保了公司每年所需的甲醇用量。