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连续催化重整装置主要危险因素分析

2.0MPa ,火灾爆炸危险程度较高:预加氢产物经汽提塔和石脑油分馏塔处理后即为重整进料, 2 个塔操作压力分别为 1.43MPa 0.58MPa ,操作温度也较高,存在着物料泄漏发生火灾爆炸的危险性;汽提塔回流罐和石脑油分馏塔顶回馏罐操作压力分别是 1.38MPa 0.63MPa ,操作介质是石脑油,同样具有泄漏而发生火灾爆炸事故的可能。

4. 重整反应区

重整反应区包括 4 台呈叠置式布置的径向式反应器,形成了一个管线很少、非常紧凑的装置,系统临氢,操作介质为汽油和氢气的混合物,其设计入口温度为 549 ,平均反应压力为0.35MPa ,反应空速(υ)为 1.19h-1 ,反应器设计温度超过操作介质自燃点,一旦该反应器泄漏,并达到介质爆炸极限,不需要外界点火源即可引发火灾爆炸事故。

5. 重整催化剂再生区

重整再生区主要包括分离料斗、再生器、闭锁料斗等,其作用是通过烧焦、氯化、干燥、还原等过程将经过重整反应后结焦积炭、活性降低的催化剂重新恢复活性。其中催化剂剂烧焦使用,氧含量 0.5 %~ 0.8 %的氮气,再生温度控制在约 565 。再生器(氧环境)与闭锁料斗(氢环境)之间靠氮封罐隔离,一旦氮封罐出现故障可造成氧 - 氢环境互窜,有引发爆炸事故的可能,是该装置的一个危险点。

6. 重整加热炉区

重整加热炉为“四合一”立式炉,加热炉燃烧介质为燃料气,排出 780 高温烟气,供余热锅炉发生温度为 420 、压力为 3.8MPa 的中压蒸汽。对流室烟气直接经加热炉区公用烟囱排入大气。加热炉为明火火源,加热介质为汽油和氢气的混合物,最高温度达 532 ,增大了发生火灾、爆炸的可能性。

7. 重整产物分离区

重整产物分离区主要包括重整产物分离罐、脱戊烷塔、脱戊烷塔顶回流罐、脱 C6 、脱 C6 塔顶回流罐、氢提纯系统(氨气与重整产物 2 个再接触罐之间逆向流动接触吸收,氢气中的轻烃组分被吸收,以提高氢气纯度)、氨冷冻系统、氢气脱氯罐、空冷器、换热器等。该区工艺过程为物理过程。

该区设有一套氨冷冻系统,包括2台氨压机,目的是降低重整产氢中混烃温度,便于轻烃吸收,以提高产氢纯度。氢烃混合物温度可降至 0 ,其温度变化幅度较大,对安全生产有一定影响;氨与空气能形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起燃烧爆炸;若遇高热,氨容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。

8. 氨气压缩机区

氢气压缩机区主要包括预加氢循环氢压缩机(往复式)、预加氢补充氢增压机(往复式)、重整循环氢压缩面(离心式)、重整氢增压机(往复式)、重整氢增压机入口分液罐等设施。该区为临氢区域,且所有压缩机均设置在同一厂房内其中预加氢循环氢压缩机出口压力达 3.0MPa ,增大了火灾、爆炸危险性。生产火灾危险性为甲类,爆炸危险区为 2 区。

四、工艺装置火灾危险性

重整装置生产过程中有甲类火灾危险性物质存在,一旦系统中出现泄漏现象,有可能引发火灾爆炸事故。按照《石油化工企业设计防火规范》附表 5.1 对工艺装置或装置内单元的火灾危险性确定的原则,重整装置应为甲类火灾危险性工艺装置。

五、爆炸性气体环境分区

在重整装置生产过程中,一旦出现泄漏,就会在装置区作业环境的空气中形成爆炸性气体混合物。因此,装置区域内属于爆炸危险环境。根据本装置爆炸性气体混合物出的频繁程度和持续时间,按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》第 2.2.1 条对爆炸性气体环境分区划分的原则,本装置主要生产区域应为 2 区;区域内的地炕、地沟等应为 1 区。

六、设备腐蚀危险

重整装置过程中有硫化氢及氢气存在,因此以硫化氢及氢气为介质的工艺设备、管道可能存在氢脆、氢腐蚀和硫化氢腐蚀的问题。

氢脆现象是在高应力和氢气的联合作用下发生的一种脆性破坏,使金属延性和韧性降低甚至产生裂纹。通过热处理控制材料的强度,并尽可能地消除焊接和加工的残余应力,能有效防止氢脆裂纹的产生。

氢腐蚀是高温下侵入钢中的氢与金属晶体碳化物反应产生甲烷气泡,并在金属晶体间和非金属灰渣部位聚焦,引起延性和韧性劣化的现象。

硫化氢对铁有腐蚀作用,特别在 260 以上时,硫化氢的腐蚀速度加快,生成硫化铁和氢气。硫化铁锈皮的形成,会阻碍硫化氢按触母材,减缓腐蚀速度,而当氢气和硫化氢共同存在时,腐蚀速度加快,因为原子氢不断侵入硫化物的垢层中,造成垢层疏松多孔,使硫化氢介质扩散渗透。另一方面,硫化氢的存在,会阻止原子氢再组合成氢气,使溶解在钢中的原子氢浓度增大到 10ppm 以上(一般为 2 6ppmm ),容易造成受压容器氢脆开裂。

因此,在该工程初步设计中,如何采用有效措施,防止生产工艺设备、管道出现氢脆、氢腐蚀问题,是防止物料泄漏、防火的重要措施之一。

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