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加氢工艺、设备及安全防控要点

时间：2023-03-12 来源：浏览：

加氢工艺、设备及安全防控要点

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加氢工艺、设备及安全防控要点

加氢工艺是国家安监局公布的首批重点监管的危险化工工艺之一，同时也是国家安监局要求开展反应风险评估的工艺之一。前面已经介绍过“工艺安全”专题的光气及光气化工艺、氯化工艺、硝化工艺，今天小编带大家了解一下加氢工艺。

工艺简介

加氢是在有机化合物分子中加入氢原子的反应，涉及加氢反应的工艺过程为加氢工艺，主要包括不饱和键加氢、芳环化合物加氢、含氧化合物加氢、含氮化合物加氢、氢解等。

典型工艺

不饱和炔烃、烯烃的三键和双键加氢： 环戊二烯加氢生产环戊烯等。
芳烃加氢： 苯加氢生成环己烷；苯酚加氢生产环己醇等。
含氧化合物加氢： 一氧化碳加氢生产甲醇；丁醛加氢生产丁醇；辛烯醛加氢生产辛醇等。
含氮化合物加氢： 己二腈加氢生产己二胺；硝基苯催化加氢生产苯胺等。
油品加氢： 馏分油加氢裂化生产石脑油、柴油和尾油；渣油加氢改质；减压馏分油加氢改质；催化（异构）脱蜡生产低凝柴油、润滑油基础油等。

工艺危险特点

反应物料具有燃爆危险性，氢气的爆炸极限为4%~75%，具有高燃爆危险特性；
加氢为强烈的放热反应，氢气在高温高压下与钢材接触，钢材内的碳分子易与氢气发生反应生成碳氢化合物使钢制设备强度降低，发生氢脆；
催化剂再生和活化过程中易引发爆炸；
加氢反应尾气中有未完全反应的氢气和其他杂质在排放时易引发着火或爆炸。

重点监控工艺参数

氢气温度及流速；

冷却介质流量及出口温度；

反应釜内温度、压强；

反应釜密封性；

环境温度；

系统氧含量；

出口气体成分及浓度等。

安全控制的基本要求

以高性能的工业控制计算机为基础，以过控系统（DCS/PLC/FCS）为运行环境，在常规的控制方法的基础上，对整个生产工艺过程中的设备装置或特定的核心设备实现繁复的、多变量的、大规模和高稳定性的高性能控制。在先进控制方法实际实施后能够改善生产过程的控制效果，提高各项控制指标以增加企业经济效应和减少能源损耗。

实现自动加料、设置安全联锁；
使用自动控制系统，实时记录装置状况和联锁保护条件和状态，一旦发生异常系统能够自动报警；
确定工艺最大允许氢气压强，设置不可超调的限流措施；
采用双温度控制系统，实时监控釜内温度不超过反应温度上限和系统允许最高温度；
设置紧急冷却系统（不间断），以保障在冷却水故障、停电等突发状态下能够迅速停车并冷却反应釜；
定期对自动生产系统、安全连锁系统进行维护和测试，保障其可靠性；
设置防雷隔离措施。

措施建议

每次使用反应釜均需气密检查、加强现场通风，最大限度降低可燃气体泄漏量，使其浓度降低到爆炸极限以下；
严格控制火源，避免发生可燃气体着火爆炸事故；
定期维护和校验现场报警仪器的维护、校验工作；
严格监控反应器、高压换热器、高压空冷器、循环氢压缩机、循环氢脱硫塔、尾油系统等重要部位，一旦出现超温超压、超工艺指标等问题，迅速报警、及时处理；
在装置停工过程中，注重高压临氢设备对氢的彻底充分释放，防止氢脆现象的发生；
加强对设备的管理，提高装置的本质安全系数。对可能发生高温氢腐蚀的部位重点关注。对腐蚀较为严重的设备、管线进行材料升级，确保设备的本质安全；
加强事故应急预案的演练，定期组织岗位操作人员学习各种事故预案，提高职工处理突发事故的能力；
加强消防、气防管理，确保消防、气防设施完好，消防道路畅通；
装置中可燃气体报警设施，定期校验。

事故回顾

2020年1月15日下午1点40分左右，广东珠海长炼石化设备有限公司重整与加氢装置预加氢单元发生闪爆，现场火光冲天。下午4点06分，珠海市委宣传部发布消息说，现场明火已经被扑灭，环境在线监测站点各项指标未出现异常。
2018年5月3日13时49分左右，泰兴市扬子医药化工有限公司加氢车间1号氢化釜撤催化剂作业过程中发生釜内闪爆，事故导致1人死亡，直接经济损失144.6万元。
2018年3月12日16时14分，中石化九江分公司60万吨/年柴油加氢装置原料缓冲罐V501发生爆炸事故，造成2人死亡，1人轻度灼伤，直接经济损失338万元。
1987年3月22日7时，英国格朗季蒙思炼油厂加氢装置低压分离器因超压发生爆炸，并继而发生大火。事故造成一人死亡，装置严重损坏，经济损失7850万美元。

加氢工艺简介及注意事项

一、工艺简介

随着石油化工的发展，我国原油品种不断增加，油田部分油井所产原油中硫氮、氧非烃化合物含量较高，严重影响成品油的质量，尤其高硫原油对炼油设备有着严重腐蚀性。为了解决炼油设备腐蚀，油品质量问题，七十年代，发展催化加氢精制工艺，通过加氢精制装置脱去原料油中硫、氮、氧非烃化合物，解决了设备腐蚀、油品质量大问题。

另外，由于较高效益驱动性，延迟焦化工艺的得到极大发展，其中焦化汽柴油收率均在50~60%，但是，由于焦化汽柴油含硫含氮量较高，烯烃含量高，油品安定性较差，焦化汽柴油不能直接作为车用，需进行脱去硫氮化合物，烯烃饱和等深加工，来改善油品性质。所以，建延迟焦化装置必建加氢精制装置，否则产品质量得不到解决，那就严重影响到企业效益。因此加氢装置是石油化工必建项目，是解决二次油品创优，增加效益的出路。

二、加氢精制催化剂

加氢精制催化剂活性组分中，非贵金属主要是W、Mo、Co、Ni，贵金属有Pt、Pb等。活性组份含量常在15~35%，在催化剂制备过程中，常常添加一些助剂，以改善加氢精制催化剂某些方面的性能，如活性、稳定性，大多数助剂是金属氧化物。通常硫化态的催化剂比氧化态的具有更高的活性，而加氢精制催化剂是以氧化态出厂，所以在使用前都预硫化，以提高其活性。

三、加氢装置安全知识

1.安全知识：加氢装置是在高温(300~480℃)、高压(4~20Mpa)条件下操作。装置的原料油及产品属易燃易爆。汽油、柴油是装置的原料油。油品泄漏易造成火灾。氢气是装置的原料气，氢气泄漏易造成火灾、爆炸事故。

装置氢气中含高浓度硫化氢。装置所排废氢、酸性气中，含有硫化氢。硫化氢属于剧毒物质，它可以使人中毒，麻痹中枢神经导致死亡。装置要做好人员防毒。

2.安全生产注意事项：

选用合格的材料，例如管线、管件、阀门、垫片、静动设备等，材料进厂由技术人员严格把关。陶瓷阀门及相关陶瓷管件有很好的耐磨损、耐高温、、耐腐蚀、抗氧化、耐冲刷、高强度等性能优势。缩短了操作人员与有毒有害介质的接触时间，更好的保护了操作人员的生命安全；可以实现零污染、零泄漏，有效的保护了环境安全；运转可靠，使用寿命长，降低了运行的成本，节约了生产费用。
管线焊接质量过关。
操作人员正确操作，加强巡检。