精馏塔倒塌事故剖析

　　某化工厂在停车检修过程中，发生一起脱烷烃精馏塔折断倒塌事故。经分析，确定了积聚在精馏塔填料表面的硫化亚铁发生自燃是导致事故的直接原因，提出了停车处理含有硫化物的设备必须加强温度监控等防范措施。

　　2002年9月17日，某化工厂烷基化装置在停车检修过程中，发生一起脱烷烃精馏塔折断倒塌事故，事故直接经济损失近10万元。

　　脱烷烃精馏塔已建成投用20多年，1993年扩容改造，将原来的浮阀塔盘改为填料，现塔内装有约360m3的规整和散装金属填料，已有2年多时间没有进行清洗和检修。本次检修要对塔内件和金属填料进行更换，脱烷烃精馏塔基本情况如表1所示。

表1脱烷烃精馏塔基本情况

设备位号	塔型式	塔材质	塔高(m)	直径（m）
T-405	填料塔	20#碳钢	51.0	5.2

　　1事故经过

　　该厂计划从9月3日起对该装置进行为期60d的停工检修。按照开停车方案，对脱烷烃精馏塔完成退料后，13～16日进行蒸汽连续吹扫。16日夜间，因工厂附近居民反映噪音大，停止吹扫。17日～15时，恢复吹扫。15时30分至17时，自上而下打开人孔通风，待精馏塔冷却后交付检修。

　　当夜22时40分左右，晚班职工巡检时发现T-405塔体中部发红，随即向装置领导报告，相关领导和技术人员赶到现场，确认塔内已着火，立即报警。22时51分，厂消防队接警后，即赶到现场扑救。约23时，塔体中部20～21m处断裂，塔上部倒在西南方向的装置区空地上，断裂塔体继续燃烧，9月18日4时40分火被扑灭。

　　2原因分析

　　2.1硫化亚铁自燃是导致塔体折断的直接原因

　　按停车工艺处理方案，只需对该精馏塔进行48h的蒸汽吹扫。本次检修已经过80h蒸汽吹扫，但沉积在规整填料段的残留物，主要成分是硫化亚铁，仍没有被蒸汽吹扫干净。当打开塔的人孔后，硫化亚铁遇空气发生自燃，放出热量，并引燃塔内残留物及填料。硫化亚铁燃烧化学反应如下：

　　FeS + O₂→FeO·Fe₂O₃+SO₂↑+Q

　　因没有及时发现，致使塔体中部局部过热，塔壁烧得发红，温度升高引起碳钢材质的塔壁强度降低，塔壁发软，最终导致塔体在中部折断。

　　2.2安全管理不到位，对硫化亚铁的危险性认识不足是事故的重要原因

　　脱烷烃精馏塔进料中硫含量小于1ppm，工厂生产、安全等部门有没有认识到，进料中微量的硫化物能在规整填料表面不断积聚，故没有在该塔的操作规程和停车工艺处理方案中制定针对硫化亚铁的处理对策和应急防范措施。吹扫完成，打开人孔后，认为工艺处理就已结束，没有安排人员监控塔内的温度变化；装置在安排晚间值班时，对T-405塔的巡检内容没有作专门要求；装置值班人员没有按时巡检，导致出现异常情况时未能及时发现。

　　3事故教训

　　硫元素在石油产品中大多以活性硫的形式存在，在工艺过程中，活性硫与铁器设备接触即发生化学反应，生成还原性极强的硫化亚铁。设备检修时，硫化亚铁与空气中的氧气接触即发生氧化还原反应，并且放出大量的热量，成为石化装置检修作业中的一大安全隐患。

　　石油化工高温、高压、有毒、有害的生产特点，使得生产危险性大、技术性强，随时随地都可能发生一些新情况、新问题。这起事故粗看起来像是“天灾”，其实是完全可以避免的。正在石化企业大力推行的职业安全健康管理体系的目的，就是要在事故发生前，用专业知识和科学方法对作业过程和设备设施进行危险识别和风险评价，对可能出现的隐患和危险采取防范措施，以防止事故的发生。

　　脱烷烃精馏塔进行中1ppm硫化物的不断积聚，就能造成坚硬高大、钢身铁壁的精馏塔折断。千里之堤，溃于蚁穴。安全生产管理中的任何一点疏忽或漏洞，都可能导致人身伤亡或财产损失。

　　4防范措施

　　4.1蒸汽吹扫加水洗和药剂清洗

　　脱烷烃精馏塔进料中的微量硫化物会在填料表面大量积聚，用蒸汽长时间吹扫也不能吹扫干净。停车检修过程中，对这类设备的工艺处理，仅仅采用蒸汽吹扫还不够，还要采用水洗和药剂清洗等处理措施。

　　4.2严密监控设备温度

　　对含有低聚物、硫化亚铁等遇空气自燃沉积物的填料塔及其他触硫设备，打开设备人孔后，要对温度参数进行严密监控，以及时发现和处理事故。

　　4.3做好危害识别和风险预测评价

　　对停车检修作业要进行危害识别和风险评价，对可能出现的事故隐患和问题，制定并落实防范措施。

　　4.4强化安全责任制

　　石油化工装置在检修作业过程中，必须强化安全责任制的落实。停车或工艺处理，包括退料、隔离、清洗、吹扫、置换、通风、冷却等各个环节，都要有安全监控下进行。