加氫裂化的工業(yè)裝置有多種類(lèi)型按反應(yīng)器的作用又分為一段法和兩段法。兩段法包括兩級(jí)反應(yīng)器，第一級(jí)作為加氫精制段，除掉原料油中的氮、硫化物。第二級(jí)是加氫裂化反應(yīng)段。一段法的反應(yīng)器只有一個(gè)或數(shù)個(gè)并聯(lián)使用。一段法固定床加氫裂化裝置的工藝流程是原料油、循環(huán)油及氫氣混合后經(jīng)加熱導(dǎo)入反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)裝有粒狀催化劑，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)高壓和低壓分離器，把液體產(chǎn)品與氣體分開(kāi)，然后液體產(chǎn)品在分餾塔蒸餾獲得產(chǎn)品石油餾分。一段法裂化深度較低，一般以減壓蠟油為原料，生產(chǎn)中間餾分油為主。二段法裂化深度較深，一般以生產(chǎn)汽油為主。

一、裝置簡(jiǎn)介

1、裝置的發(fā)展

    加氫技術(shù)最早起源于20世紀(jì)20年代德國(guó)的煤和煤焦油加氫技術(shù)，第二次世界大戰(zhàn)以后，隨著對(duì)輕質(zhì)油數(shù)量及質(zhì)量的要求增加和提高，重質(zhì)餾分油的加氫裂化技術(shù)得到了迅速發(fā)展。

1959年美國(guó)謝夫隆公司開(kāi)發(fā)出了Isocrosking加氫裂化技術(shù)，其后不久環(huán)球油品公司開(kāi)發(fā)出了Lomax加氫裂化技術(shù)，聯(lián)合油公司開(kāi)發(fā)出了Uicraking加氫裂化技術(shù)。加氫裂化技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。

    早在20世紀(jì)50年代，中國(guó)就已經(jīng)對(duì)加氫技術(shù)進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)，早期主要進(jìn)行頁(yè)巖油的加氫技術(shù)開(kāi)發(fā)，60年代以后，隨著大慶、勝利油田的相繼發(fā)現(xiàn)，石油餾分油的加氫技術(shù)得到了迅速發(fā)展，1966年中國(guó)建成了第一套4000kt/a的加氫裂化裝置。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的中壓加氫裂化及中壓加氫改質(zhì)技術(shù)也得到了應(yīng)用和發(fā)展。

2、裝置的主要類(lèi)型

    加氫裝置按加工目的可分為：加氫精制、加氫裂化、渣油加氫處理等類(lèi)型，這里主要介紹加氫裂化裝置。

    加氫裂化按操作壓力可分為：高壓加氫裂化和中壓加氫裂化，高壓加氫裂化分離器的操作壓力一般為16MPa左右，中壓加氫裂化分離器的操作壓力一般為9．OMPa左右。

    加氫裂化按工藝流程可分為：一段加氫裂化流程、二段加氫裂化流程、串聯(lián)加氫裂化流程。

    一段加氫裂化流程是指只有一個(gè)加氫反應(yīng)器，原料的加氫精制和加氫裂化在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。該流程的特點(diǎn)是：工藝流程簡(jiǎn)單，但對(duì)原料的適應(yīng)性及產(chǎn)品的分布有一定限制。

    二段加氫裂化流程是指有兩個(gè)加氫反應(yīng)器，第一個(gè)加氫反應(yīng)器裝加氫精制催化劑，第二個(gè)加氫反應(yīng)器裝加氫裂化催化劑，兩段加氫形成兩個(gè)獨(dú)立的加氫體系，該流程的特點(diǎn)是：對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，操作靈活性較大，產(chǎn)品分布可調(diào)節(jié)性較大，但是，該工藝的流程復(fù)雜，投資及操作費(fèi)用較高。

    串聯(lián)加氫裂化流程也是分為加氫精制和加氫裂化兩個(gè)反應(yīng)器，但兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)連接，為一套加氫系統(tǒng)。串聯(lián)加氫裂化流程既具有二段加氫裂化流程比較靈活的特點(diǎn)，又具有一段加氫裂化流程比較簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，該流程具有明顯優(yōu)勢(shì)，如今新建的加氫裂化裝置多為此種流程，本節(jié)所述的流程即為此種流程。

二、重點(diǎn)部位及主要設(shè)備

1、重點(diǎn)部位

1）加熱爐及反應(yīng)器區(qū)

    加氫裝置的加熱爐及反應(yīng)器區(qū)布置有加氫反應(yīng)加熱爐、分餾部分加熱爐、加氫反應(yīng)加熱器、高壓換熱器等設(shè)備，其中大部分設(shè)備為高壓設(shè)備，介質(zhì)溫度比較高，而且加熱爐又有明火，因此，該區(qū)域潛在的危險(xiǎn)性比較大，主要危險(xiǎn)為火災(zāi)、爆炸是安全上重點(diǎn)防范的區(qū)域。

2）高壓分離器及高壓空冷區(qū)

    高壓分離器及高壓空冷區(qū)內(nèi)有高壓分離器及高壓空冷器，若高壓分離器的液位控制不好，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題。主要危險(xiǎn)為火災(zāi)、爆炸和H2S中毒，因此該區(qū)域是安全上重點(diǎn)防范的區(qū)域。

3）加氫壓縮機(jī)廠房

    加氫壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)布置有循環(huán)氫壓縮機(jī)、氫氣增壓機(jī)，該區(qū)域?yàn)榕R氫環(huán)境，氫氣的壓力較高，而且壓縮機(jī)為動(dòng)設(shè)備，出現(xiàn)故障的機(jī)率較大，因此，該區(qū)域潛在的危險(xiǎn)性比較大，主要危險(xiǎn)為火災(zāi)、爆炸中毒，是安全上重點(diǎn)防范的區(qū)域。

4）分餾塔區(qū)

    分餾塔區(qū)的設(shè)備數(shù)量較多，介質(zhì)多為易燃、易爆物料，高溫?zé)嵊捅檬菓?yīng)重點(diǎn)防范的設(shè)備，高溫?zé)嵊鸵坏┌l(fā)生泄漏，就可能引起火災(zāi)事故，分餾塔區(qū)內(nèi)有大量的燃料氣、液態(tài)烴及油品，如發(fā)生事故，后果將十分嚴(yán)重，此外，脫丁烷塔及其干氣、液化氣中H2S濃度高，有中毒危險(xiǎn)，因此該區(qū)域也是安全上重點(diǎn)防范的區(qū)域。

2、主要設(shè)備

1）加氫反應(yīng)器

    加氫反應(yīng)器多為固定床反應(yīng)器，加氫反應(yīng)屬于氣-液-固三相涓流床反應(yīng)，加氫反應(yīng)器分冷壁反應(yīng)器和熱壁反應(yīng)器兩種：冷壁反應(yīng)器內(nèi)有隔熱襯里，反應(yīng)器材質(zhì)等級(jí)較低；熱壁反應(yīng)器沒(méi)有隔熱襯里，而是采用雙層堆焊襯里，材質(zhì)多為2×1/4Cr-1Mo。加氫反應(yīng)器內(nèi)的催化劑需分層裝填，中間使用急冷氫，因此加氫反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)器入口設(shè)有擴(kuò)散器，內(nèi)有進(jìn)料分配盤(pán)、集垢籃筐、催化劑支承盤(pán)、冷氫管、冷氫箱、再分配盤(pán)、出口集油器等內(nèi)構(gòu)件。加氫反應(yīng)器的操作條件為高溫、高壓、臨氫，操作條件苛刻，是加氫裝置最重要的設(shè)備之一。

2）高壓換熱器

    反應(yīng)器出料溫度較高，具有很高熱焓，應(yīng)盡可能回收這部分熱量，因此加氫裝置都設(shè)有高壓換熱器，用于反應(yīng)器出料與原料油及循環(huán)氫換熱?，F(xiàn)在的高壓換熱器多為U型管式雙殼程換熱器，該種換熱器可以實(shí)現(xiàn)純逆流換熱，提高換熱效率，減小高壓換熱器的面積。管箱多用螺紋鎖緊式端蓋，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、密封性好、便于拆裝。

    高壓換熱器的操作條件為高溫、高壓、臨氫，靜密封點(diǎn)較多，易出現(xiàn)泄漏，是加氫裝置的重要設(shè)備。

3）高壓空冷

    高壓空冷的操作條件為高壓、臨氫，是加氫裝置的重要設(shè)備，我國(guó)華北地區(qū)某煉油廠中壓加氫裂化裝置，高壓空冷兩次出現(xiàn)泄漏，使裝置被迫停工處理，因此，高壓空冷的設(shè)計(jì)、制造及使用也應(yīng)引起重視。

4）高壓分離器

    高壓分離器的工藝作用是進(jìn)行氣-油-水三相分離，高壓分離器的操作條件為高壓、臨氫，操作溫度不高，在水和硫化氫存在的條件下，物料的腐蝕性增強(qiáng)，在使用時(shí)應(yīng)引起足夠重視。另外，加氫裝置高壓分離器的液位非常重要，如控制不好將產(chǎn)生嚴(yán)重后果，液位過(guò)高，液體易帶進(jìn)循環(huán)氫壓縮機(jī)，損壞壓縮機(jī)，液位過(guò)低，易發(fā)生高壓竄低壓事故，大量循環(huán)氫迅速進(jìn)入低壓分離器，此時(shí)，如果低壓分離器的安全閥打不開(kāi)或泄放量不夠，將發(fā)生嚴(yán)重事故。因此，從安全角度講高壓分離器是很重要的設(shè)備。

5）反應(yīng)加熱爐

    加氫反應(yīng)加熱爐的操作條件為高溫、高壓、臨氫，而且有明火，操作條件非常苛刻，是加氫裝置的重要設(shè)備。加氫反應(yīng)加熱爐爐管材質(zhì)一般為高Cr、Ni的合金鋼，如TP347。

加氫反應(yīng)加熱爐的爐型多為純輻射室雙面輻射加熱爐，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了增加輻射管的熱強(qiáng)度，減小爐管的長(zhǎng)度和彎頭數(shù)，以減少爐管用量，降低系統(tǒng)壓降。為回收煙氣余熱，提高加熱爐熱效率，加氫反應(yīng)加熱爐一般設(shè)余熱鍋爐系統(tǒng)。

6）新氫壓縮機(jī)

    新氫壓縮機(jī)的作用就是將原料氫氣增壓送入反應(yīng)系統(tǒng)，這種壓縮機(jī)一般進(jìn)出口的壓差較大，流量相對(duì)較小，多采用往復(fù)式壓縮機(jī)。

    往復(fù)式壓縮機(jī)的每級(jí)壓縮比一般為2-3.5，根據(jù)氫氣氣源壓力及反應(yīng)系統(tǒng)壓力，一般采用2～3級(jí)壓縮。

    往復(fù)式壓縮機(jī)的多數(shù)部件為往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件，氣流流動(dòng)有脈沖性，因此往復(fù)式壓縮機(jī)不能長(zhǎng)周期運(yùn)行，多設(shè)有備機(jī)。

    往復(fù)式壓縮機(jī)一般用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)剛性聯(lián)軸器連接，電動(dòng)機(jī)的功率較大、轉(zhuǎn)速較低，多采用同步電機(jī)。

7）循環(huán)氫壓縮機(jī)

    循環(huán)氫壓縮機(jī)的作用是為加氫反應(yīng)提供循環(huán)氫。循環(huán)氫壓縮機(jī)是加氫裝置的“心臟”。如果循環(huán)氫壓縮機(jī)停運(yùn)，加氫裝置只能緊急泄壓停工。

    循環(huán)氫壓縮機(jī)在系統(tǒng)中是循環(huán)做功，其出人口壓差一般不大，流量相對(duì)較大，一般使用離心式壓縮機(jī)。由于循環(huán)氫的分子量較小，單級(jí)葉輪的能量頭較小，所以循環(huán)氫壓縮機(jī)一般轉(zhuǎn)速較高(8000-10000r／min)，級(jí)數(shù)較多(6～8級(jí))。

    循環(huán)氫壓縮機(jī)除軸承和軸端密封外，幾乎無(wú)相對(duì)摩擦部件，而且壓縮機(jī)的密封多采用干氣式密封和浮環(huán)密封，再加上完善的儀表監(jiān)測(cè)、診斷系統(tǒng)，所以，循環(huán)氫壓縮機(jī)一般能長(zhǎng)周期運(yùn)行，無(wú)需使用備機(jī)。

    循環(huán)氫壓縮機(jī)多采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，這是因?yàn)檎羝啓C(jī)的轉(zhuǎn)速較高，而且其轉(zhuǎn)速具有可調(diào)節(jié)性。

8）自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器

    加氫原料中含有機(jī)械雜質(zhì)，如不除去，就會(huì)沉積在反應(yīng)器頂部，使反應(yīng)器壓差過(guò)大而被迫停工，縮短裝置運(yùn)行周期。因此，加氫原料需要進(jìn)行過(guò)濾，現(xiàn)在多采用自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器。自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器內(nèi)設(shè)約翰遜過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)可以過(guò)濾掉≥25／1m的固體雜質(zhì)顆粒，當(dāng)過(guò)濾器進(jìn)出口壓差大于設(shè)定值(0.1～0.18MPa)時(shí)，啟動(dòng)反沖洗機(jī)構(gòu)，進(jìn)行反沖洗，沖洗掉過(guò)濾器上的雜質(zhì)。

三、危險(xiǎn)因素及其防范措施

1、開(kāi)停工時(shí)的危險(xiǎn)因素及其防范措施

1）加氫反應(yīng)系統(tǒng)干燥、烘爐

    加氫裝置反應(yīng)系統(tǒng)干燥、烘爐的目的是除去反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的水分，脫除加熱爐耐火材料中的自然水和結(jié)晶水，燒結(jié)耐火材料，增加耐火材料的強(qiáng)度和使用壽命。加熱爐煤爐時(shí)，裝置需引進(jìn)燃料氣，在引燃料氣前應(yīng)認(rèn)真做好瓦斯的氣密及隔離工作，一般要求燃料氣中氧含量要小于1．0％。防止瓦斯泄漏及竄至其他系統(tǒng)。加熱爐點(diǎn)火要徹底用蒸汽吹掃爐膛，其中不能殘余易燃?xì)怏w。加熱爐烘爐時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按烘爐曲線升溫、降溫，避免升溫過(guò)快，耐火材料中的水分迅速蒸發(fā)而導(dǎo)致?tīng)t墻倒塌。

2）加氫反應(yīng)器催化劑裝填

    催化劑裝填應(yīng)嚴(yán)格按催化劑裝填方案進(jìn)行，催化劑裝填的好壞對(duì)加氫裝置的運(yùn)行情況及運(yùn)行周期有重要影響。催化劑裝填前應(yīng)認(rèn)真檢查反應(yīng)器及其內(nèi)構(gòu)件，檢查催化劑的粉塵情況，決定催化劑是否需要過(guò)篩。催化劑裝填最好選擇在干燥晴朗的天氣進(jìn)行，保證催化劑裝填均勻，否則在開(kāi)工時(shí)反應(yīng)器內(nèi)會(huì)出現(xiàn)偏流或“熱點(diǎn)”，影響裝置正常運(yùn)行。催化劑裝填時(shí)工作人員須要進(jìn)入反應(yīng)器工作，因此，要特別注意工作人員勞動(dòng)保護(hù)及安全問(wèn)題，需要穿勞動(dòng)保護(hù)服裝，帶能供氧氣或空氣的呼吸面罩，進(jìn)反應(yīng)器工作人員不能帶其他雜物，以防止異物落入反應(yīng)器內(nèi)(一般催化劑裝填由專業(yè)公司專業(yè)人員進(jìn)行)。

3）加氫反應(yīng)系統(tǒng)置換

    加氫反應(yīng)系統(tǒng)置換分為兩個(gè)階段，即空氣環(huán)境置換為氮?dú)猸h(huán)境、氮?dú)猸h(huán)境置換為氫氣環(huán)境。在空氣環(huán)境置換為氮?dú)猸h(huán)境時(shí)需要注意，置換完成后系統(tǒng)氧含量應(yīng)<1％，否則系統(tǒng)引入氫氣時(shí)易發(fā)生危險(xiǎn)；在氮?dú)猸h(huán)境置換為氫氣環(huán)境時(shí)應(yīng)注意，使系統(tǒng)內(nèi)氣體有一個(gè)適宜的平均分子量，以保證循環(huán)氫壓縮機(jī)在較適宜的工況下運(yùn)行，一般氫氣純度為85％較為適宜。

4）加氫反應(yīng)系統(tǒng)氣密

    加氫反應(yīng)系統(tǒng)氣密是加氫裝置開(kāi)工階段一項(xiàng)非常重要的工作，氣密工作的主要目的是查找漏點(diǎn)，消除裝置隱患，保證裝置安全運(yùn)行。加氫反應(yīng)系統(tǒng)的氣密工作分為不同壓力等級(jí)進(jìn)行，低壓氣密階段所用的介質(zhì)為氮?dú)?，氮?dú)鈿饷芎细窈笥脷錃庾鞯蛪簹饷?。由于加氫反?yīng)器材質(zhì)具有冷脆性，一般要求系統(tǒng)壓力大于2.0MPa時(shí)，反應(yīng)器器壁溫度不小于100℃，所以，氫氣2.0MPa氣密通過(guò)以后，首先開(kāi)啟循環(huán)氫壓縮機(jī)，反應(yīng)加熱爐點(diǎn)火，系統(tǒng)升溫，當(dāng)反應(yīng)器器壁溫度大于100℃后，系統(tǒng)升壓，作高壓階段氣密。

5）分餾系統(tǒng)冷油運(yùn)

    分餾系統(tǒng)冷油運(yùn)的目的是檢查分餾系統(tǒng)機(jī)泵、儀表等設(shè)備情況，分餾系統(tǒng)冷油運(yùn)應(yīng)注意工藝流程改動(dòng)正確，做到不跑油、不竄油。

6）分餾系統(tǒng)熱油運(yùn)

    分餾系統(tǒng)熱油運(yùn)的目的是檢查分餾系統(tǒng)設(shè)備熱態(tài)運(yùn)行狀況，為接收反應(yīng)生成油作好準(zhǔn)備。分餾系統(tǒng)升溫到100~C左右時(shí)應(yīng)注意系統(tǒng)切水，防止泵抽空。升溫到250℃左右時(shí)應(yīng)進(jìn)行熱緊。

7）加氫反應(yīng)系統(tǒng)升溫、升壓

    加氫反應(yīng)系統(tǒng)升溫、升壓時(shí)應(yīng)按要求的升溫、升壓速度進(jìn)行，一般要求系統(tǒng)升溫速度為20℃幾左右，系統(tǒng)升壓速度不大于1．5MPa／h。如升溫、升壓速度過(guò)快易造成系統(tǒng)泄漏。

8）加氫催化劑的硫化、鈍化

    加氫反應(yīng)催化劑在開(kāi)工前為氧化態(tài)，氧化態(tài)催化劑沒(méi)有加氫活性，因此，催化劑需要進(jìn)行硫化。催化劑硫化的方法有濕法硫化、干法硫化兩種方法，常用的硫化劑有二硫化碳、DMDS，催化劑進(jìn)行硫化時(shí)系統(tǒng)的H2S濃度很高，有時(shí)高達(dá)1％以上，因此，要特別注意硫化氫中毒問(wèn)題。

    新硫化的加氫裂化催化劑具有很高的加氫裂化活性，為抑制這種活性，需要對(duì)加氫裂化催化劑進(jìn)行鈍化。鈍化劑為無(wú)水液氨。加氫裂化催化劑進(jìn)行鈍化時(shí)應(yīng)注意維持系統(tǒng)中硫化氫濃度不小于0.05％。

9）加氫反應(yīng)系統(tǒng)逐步切換成原料油

    加氫催化劑的硫化、鈍化過(guò)程完成后，加氫反應(yīng)系統(tǒng)的低氮油需要逐步切換成原料油，切換步驟應(yīng)按開(kāi)工方案要求的步驟進(jìn)行。切換過(guò)程中應(yīng)密切注意加氫反應(yīng)器床層溫升的變化情況。

10）裝置操作調(diào)整

    加氫反應(yīng)系統(tǒng)原料切換步驟完成之后，應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整裝置的工藝操作，使產(chǎn)品質(zhì)量合格，從而完成開(kāi)工過(guò)程。

2、停工時(shí)的危險(xiǎn)因素及其防范措施

1）反應(yīng)系統(tǒng)降溫、降量

    加氫裝置停工首先反應(yīng)系統(tǒng)降溫、降量。在此過(guò)程中應(yīng)遵循先降溫后降量的原則。反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)料量降低，空速減小，加氫反應(yīng)器溫升增加，易出現(xiàn)反應(yīng)“飛溫”現(xiàn)象。所謂“飛溫”就是反應(yīng)器溫度迅速上升，以致不可控制的現(xiàn)象。

2）用低疑點(diǎn)原料置換整個(gè)系統(tǒng)

    加氫裝置的原料油一般較重，凝點(diǎn)較高，在停工時(shí)易凝結(jié)在催化劑、管線及設(shè)備當(dāng)中。為避免上述情況出現(xiàn)，在停工前應(yīng)用低疑點(diǎn)油置換系統(tǒng)，所用的低凝點(diǎn)油一般為常二線油。

3）停反應(yīng)原料泵

    切斷反應(yīng)進(jìn)料時(shí)，應(yīng)注意反應(yīng)器溫度應(yīng)適宜，使裂化反應(yīng)器無(wú)明顯溫升。

4）反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)帶油及熱氫氣提

    切斷反應(yīng)進(jìn)料后，反應(yīng)加熱爐升溫，用熱循環(huán)氫帶出催化劑中的存油，熱氫氣提的溫度應(yīng)根據(jù)催化劑的要求確定，一般為枷℃左右，熱氫氣提的溫度不能過(guò)高，以避免催化劑被熱氫還原。

5）反應(yīng)系統(tǒng)降溫、降壓

    加氫反應(yīng)系統(tǒng)按要求的速度降溫、降壓。

6）反應(yīng)系統(tǒng)N：置換

    反應(yīng)系統(tǒng)用N，置換成N：環(huán)境，使系統(tǒng)的氫烴濃度<1％。

7）卸催化劑

    使用過(guò)的含碳催化劑在空氣中易發(fā)生自燃，反應(yīng)器是在N2氣環(huán)境下進(jìn)行卸催化劑作業(yè)，必須由專業(yè)的卸劑公司人員進(jìn)反應(yīng)器進(jìn)行卸劑，因此，在卸催化劑裝桶應(yīng)使用N：或干冰保護(hù)催化劑，避免催化劑自燃。

8）加氫設(shè)備的清洗及防腐

    加氫裝置高壓部分的設(shè)備及部件，在停工后應(yīng)用堿液進(jìn)行清洗，以避免在接觸空氣后發(fā)生腐蝕，損壞設(shè)備。另外，高硫系統(tǒng)的設(shè)備主要是后處理部分在打開(kāi)前應(yīng)用水進(jìn)行沖洗，以避免硫化鐵在空氣中自燃。

9）裝置退油及吹掃

    加氫裝置停工，應(yīng)將裝置內(nèi)的存油退出并吹掃干凈，保證不留死角。

10）輔助系統(tǒng)的處理

    加氫裝置停工后將裝置的火炬系統(tǒng)、地下污水系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)處理干凈，并加盲板使裝置與系統(tǒng)防腐以使裝置達(dá)到檢修條件。

3、正常生產(chǎn)時(shí)的危險(xiǎn)因素及其防范措施

1）遵守“先降溫后降量”的原則

    加氫裝置正常操作調(diào)整時(shí)必須遵守“先降溫后降量”、“先提量后提溫”的原則，防止“飛溫”事故的發(fā)生。

2）反應(yīng)溫度的控制

    加氫裝置的反應(yīng)溫度是最重要的控制參數(shù)，必須嚴(yán)格按工藝技術(shù)指標(biāo)控制加氫反應(yīng)溫度及各床層溫升。

3）高壓分離器液位控制

    高壓分離器液位是加氫裝置非常重要的工藝控制參數(shù)，如液位過(guò)高易循環(huán)氫帶液，損壞循環(huán)氫壓縮機(jī)；如液位過(guò)低易出現(xiàn)高壓竄低壓事故，造成低壓部分設(shè)備毀壞，油品和可燃?xì)怏w泄漏，以至更為嚴(yán)重的后果。因此應(yīng)嚴(yán)格控制高壓分離器液位，經(jīng)常校驗(yàn)液位儀表的準(zhǔn)確性。

4）反應(yīng)系統(tǒng)壓力控制

    加氫裝置反應(yīng)系統(tǒng)壓力是重要的工藝控制參數(shù)，反應(yīng)壓力影響氫分壓，對(duì)加氫反應(yīng)有直接的影響，影響加氫裝置反應(yīng)系統(tǒng)壓力的因素很多，應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)、合理、方便的控制方案對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)的壓力進(jìn)行控制。

5）循環(huán)氫純度的控制

    循環(huán)氫純度影響氫分壓，對(duì)加氫反應(yīng)有直接的影響，是加氫裝置重要的工藝控制參數(shù)，影響循環(huán)氫純度的因素很多，催化劑的性質(zhì)、原料油的性質(zhì)、反應(yīng)溫度、壓力、新氫純度、尾氫排放量等因素都影響循環(huán)氫純度，其中可操作條件為尾氫排放量。加大尾氫排放，循環(huán)氫純度增加；減小尾氫排放循環(huán)氫純度降低。

    循環(huán)氫純度高，氫分壓就會(huì)較高，有利于加氫反應(yīng)進(jìn)行，但是，高循環(huán)氫純度是以大量排放尾氫、增加物耗為代價(jià)的；循環(huán)氫純度低，氫分壓就會(huì)較低，不利于加氫反應(yīng)進(jìn)行，而且，循環(huán)氫純度低時(shí)，循環(huán)氫平均分子量大，在循環(huán)氫壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，系統(tǒng)壓差就會(huì)增加，循環(huán)氫壓縮機(jī)的動(dòng)力消耗也會(huì)增加。因此，循環(huán)氫純度要控制適當(dāng)。

6）加熱爐的控制

    加熱爐是加氫裝置的重要設(shè)備，加熱爐的使用應(yīng)引起重視。加熱爐各路流量應(yīng)保持均勻，并且不低于規(guī)定的值，防止?fàn)t管結(jié)焦；保持加熱爐各火嘴燃燒均勻，盡量使?fàn)t堂內(nèi)各點(diǎn)溫度均勻；控制加熱爐各點(diǎn)溫度不超溫；保持加熱爐燃燒狀態(tài)良好。

7）閉燈檢查

    加氫裝置系統(tǒng)壓力高，而且介質(zhì)為氫氣，容易發(fā)生泄漏，高壓氫氣發(fā)生泄漏時(shí)容易著火，氫氣火焰一般為淡藍(lán)色，白天不易發(fā)現(xiàn)，在夜間閉上燈后，很容易發(fā)現(xiàn)這種氫氣漏點(diǎn)。因此，定期進(jìn)行這種夜間閉燈檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，將事故消滅在萌芽狀態(tài)，保證裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

8）裝置防凍凝問(wèn)題

    加氫裝置的原料一般較重，凝點(diǎn)較高，通常在20-30℃，容易發(fā)生凍凝。如發(fā)生凍凝事故，不但影響裝置穩(wěn)定生產(chǎn)，還容易引發(fā)安全生產(chǎn)事故，因此，加氫裝置的防凍凝問(wèn)題應(yīng)引起足夠重視。

9）循環(huán)氫壓縮防喘振問(wèn)題

    加氫裝置的循環(huán)氫壓縮機(jī)多為離心式壓縮機(jī)，離心式壓縮機(jī)存在喘振問(wèn)題，因此，在操作中應(yīng)保持壓縮機(jī)在正常工況下運(yùn)行，避免壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振。

10）原料質(zhì)量的控制

    加氫裝置的原料性質(zhì)，對(duì)加氫裝置的操作有重要影響，必須嚴(yán)格控制。一般控制原料的干點(diǎn)在規(guī)定的范圍內(nèi)，F(xiàn)e不大于1×10-6，如鐵含量高，反應(yīng)器壓差增加過(guò)快，裝置不能長(zhǎng)周期運(yùn)行。N 不大于1×10-6，N低于規(guī)定的值，原料沒(méi)有明水。

11）防硫化氫中毒

    加氫裝置的原料中含有硫，這些硫在加氫后變?yōu)榱蚧瘹?，并在脫丁烷塔塔頂及脫硫部分富集，形成高濃度的硫化氫。硫化氫的毒性很?qiáng)，允許最高濃度為10mg/m3。因此，加氫車(chē)間必須注重防硫化氫中毒問(wèn)題，在高硫區(qū)域內(nèi)進(jìn)行切液、采樣等操作時(shí)尤其注意，要求帶防毒面具并有人監(jiān)護(hù)。

12）時(shí)刻保持冷氫線暢通

    加氫裝置的急冷氫是控制加氫反應(yīng)器床層溫度的重要手段，它對(duì)抑制反應(yīng)溫升具有重要作用。高凝點(diǎn)油有時(shí)倒竄人冷氫線內(nèi)凝結(jié)，堵塞冷氫線，如有這種情況發(fā)生將十分危險(xiǎn)，因此，操作過(guò)程中要時(shí)刻保持冷氫線暢通。

13）密切注意熱油泵及輕烴泵的運(yùn)行狀況

    加氫裝置的一些熱油泵運(yùn)行溫度較高，高于油品的自燃點(diǎn)，若有泄漏，易發(fā)生火災(zāi)事故。因此，在操作時(shí)要注意熱油泵的運(yùn)行狀態(tài)，注意泵體、密封等處有無(wú)泄漏，如有泄漏應(yīng)立即處理。加氫裝置內(nèi)存有大量的輕烴，如發(fā)生泄漏，會(huì)引發(fā)重大事故。因此，對(duì)輕烴泵的運(yùn)行狀況也要引起足夠重視。

四、設(shè)備腐蝕

    加氫裝置高溫、高壓、臨氫、系統(tǒng)內(nèi)存在H2S、NH3，因此，加氫裝置的腐蝕問(wèn)題也應(yīng)引起重視，解決加氫裝置腐蝕問(wèn)題的主要方法是合理選材，在使用時(shí)加強(qiáng)監(jiān)視與檢測(cè)。

1、高溫氫腐蝕

    氫氣在常溫下對(duì)普通碳鋼沒(méi)有腐蝕，但是在高溫、高壓下則會(huì)產(chǎn)生腐蝕，使材料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性降低。

    高溫氫腐蝕的機(jī)理為氫氣與材料中的碳反應(yīng)生成甲烷，使材料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性降低，形成的甲烷在鋼材的晶間積聚，使材料產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力或產(chǎn)生鼓泡、裂紋。至于在什么條件下產(chǎn)生腐蝕，則根據(jù)Nels。n曲線確定。

    為避免高溫氫腐蝕，加氫裝置高溫、高壓、臨氫部分的設(shè)備、管線多采用合金鋼或不銹鋼。

2、氫脆

    氫原子滲入鋼材后，使鋼材晶粒中原子結(jié)合力降低，造成材料的延展性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱為氫脆。這種氫脆是可逆的，當(dāng)氫氣從材料中溢出后，材料的力學(xué)性能就能恢復(fù)。

    氫脆的危害主要出現(xiàn)在加氫裝置的停工階段，裝置停工階段，系統(tǒng)溫度、壓力下降，氫氣在材料中的溶解度下降，由于氫氣溢出的速度很慢，這時(shí)材料中的氫氣處于過(guò)飽和狀態(tài)，當(dāng)溫度冷卻到150℃時(shí)，大量的過(guò)飽和氫氣會(huì)聚積到材料的缺陷處，如裂紋的前端，引起裂紋擴(kuò)展。所以加氫裝置停工時(shí)降溫、降壓的速度應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲M(jìn)行脫氫處理。

3、高溫H₂S腐蝕

    高溫H₂S腐蝕主要發(fā)生在反應(yīng)系統(tǒng)高溫部分，高溫H₂S腐蝕表現(xiàn)為與H₂共同作用，氫氣的存在加強(qiáng)了H₂S的腐蝕作用，同時(shí)，H₂S的存在也加強(qiáng)了氫氣的腐蝕作用。該種腐蝕的防治方法是選擇抗H₂S腐蝕材質(zhì)。、

4、濕H₂S的腐蝕

    濕H₂S的腐蝕是指溫度較低并且含水部位的U2S腐蝕，包括高壓空冷、高壓分離器、脫丁烷塔塔頂系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)等部分。濕H₂S的腐蝕形態(tài)主要有：電化學(xué)腐蝕引起的表面腐蝕；H₂S腐蝕過(guò)程中，產(chǎn)生氫原子引起的氫脆、氫裂；硫化氫引起的應(yīng)力腐蝕破裂。該種腐蝕的防止方法為：H₂S濃度不高時(shí)，使用普通碳素鋼，適當(dāng)加大腐蝕裕度，在設(shè)備制造及施工中進(jìn)行消除應(yīng)力處理；當(dāng)H₂S濃度較高時(shí)，選用抗H₂S腐蝕材料，或?qū)υO(shè)備內(nèi)壁進(jìn)行內(nèi)噴涂處理。

五、加氫裝置的安全設(shè)施

1、設(shè)備平面布置

    加氫裝置火災(zāi)危險(xiǎn)性屬于甲類(lèi)，設(shè)備平面布置按《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50160---92）中的要求進(jìn)行布置。同類(lèi)設(shè)備集中布置。

2、消防設(shè)施

    加氫裝置內(nèi)設(shè)有環(huán)行消防道路，以利于發(fā)生事故時(shí)消防車(chē)進(jìn)出。裝置內(nèi)設(shè)有環(huán)行消防水管網(wǎng)，裝置內(nèi)設(shè)有多處消防蒸汽服務(wù)站，裝置內(nèi)設(shè)置有一定數(shù)量的干粉式滅火器。

3、防火、防爆

    加氫裝置內(nèi)的介質(zhì)多為易燃、易爆介質(zhì)，加氫裝置內(nèi)的電器、儀表設(shè)備均選用防爆型設(shè)備，管道、設(shè)備上安裝防靜電接地設(shè)施，要求接地電阻不大于412。

4、加熱爐安全設(shè)施

    加熱爐周?chē)O(shè)有蒸汽消防汽幕，加熱爐爐堂內(nèi)設(shè)有滅火蒸汽人口。

5、可燃?xì)怏w報(bào)警器

    在可能發(fā)生可燃性氣體泄漏的位置，安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器。

6、氣防用品

    由于加氫裝置內(nèi)有H2S等有毒氣體，所以車(chē)間配備有防毒面具、正壓式呼吸器等氣防用品。

7、安全閥

    按設(shè)計(jì)要求，凡需要安裝安全閥的部位均安裝有安全閥，而且按有關(guān)安全要求為雙安全閥。

六、緊急放空聯(lián)鎖系統(tǒng)

    加氫裝置的危險(xiǎn)性較大，加氫反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，如控制不好，反應(yīng)溫度會(huì)迅速上升，反應(yīng)溫度升高后，會(huì)進(jìn)一步加劇加氫裂化反應(yīng)，使反應(yīng)器溫度在很短時(shí)間內(nèi)上升很高，也就是發(fā)生“飛溫”，以至燒毀催化劑和反應(yīng)器。為避免“飛溫”事故發(fā)生，加氫裝置設(shè)有緊急放空聯(lián)鎖系統(tǒng)，系統(tǒng)降壓速度為0.7MPa/min或2．1MPa/min。

1、緊急放空系統(tǒng)的聯(lián)鎖條件

    ①循環(huán)氫壓縮機(jī)停運(yùn)聯(lián)鎖。②循環(huán)氫壓機(jī)人口分液罐高液位聯(lián)鎖。③由于系統(tǒng)較大泄漏、反應(yīng)溫度失控等原因，手動(dòng)聯(lián)鎖。

2、緊急放空系統(tǒng)的聯(lián)鎖動(dòng)作

    ①緊急放空閥打開(kāi)，反應(yīng)系統(tǒng)泄壓。②反應(yīng)進(jìn)料泵停機(jī)。③新氫壓縮機(jī)停機(jī)。④反應(yīng)加熱爐滅火。

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