1. 如何保证加氢精制装置的安全
加氢精制装置属于高温高压生产,生产物料属于甲类危险品,生产过程为化学反应,可能产生有毒气体硫化氢、氨气等,所以在炼油厂中易出现事故,设备故障率也较高。
开、停工危险因素分析及其安全预防管理措施
(1)开工时的危险因素及可以采取的安全预防管理措施。开工时,装置从常温、常压逐渐升温升压到各项正常操作指标。在这一过程中,物料、水、电、汽逐步引入装置,所以在开工时,装置的参数变化较大,可能出现的问题也比较多,容易产生事故。
柴油加氢开工的基本步骤为:临氢系统干燥、烘炉→反应器催化剂、保护剂的装填→压缩机试车→临氢系统气密(氮气气密和氢气气密两个阶段)→低压系统蒸气贯通,建立冷油运→反应系统进油,升温、硫化→与低压系统串联,调整操作。
在开工阶段,上述各个环节紧密关联,因此,在开工过程中必须注意保持系统内的压力平衡和热平衡。对开工阶段各系统易发生的事故可以作如下分析。
①在反应系统干燥、烘炉阶段,点炉前要作燃料气的爆炸分析,并彻底用蒸气吹扫炉膛,不能残留可燃气体,以免达到爆炸极限,容易诱发事故。
②在催化剂的装填阶段,应严格按照催化剂的装填方案进行,同时还须保证催化剂的装填均匀,避免反应器内发生偏流或热点现象。此外,对进入反应器的人员,还应特别检查穿戴劳动保护装置的情况,以便防止异物落入反应器内。
③在压缩机试车和临氢系统气赛阶段,首先在开工前必须用氮气进行贯通;然后在氢气气密阶段,则应特别注意检查泄漏点,以避免着火事故的发生。
④在反应系统进油和硫化阶段,升温时,需要注意缓慢而循序渐进地进行,以免反应床层超温或“飞温”现象发生;另外,当高分油与低压系统串联时,应随时注意调节系统压力等参数,以避免高压窜低压而引起重大事故的发生。
(2)停工时的危险因素分析及其防范管理。装置停工是一个由正常操作状态逐渐降温、降压、降量的过程,操作参数变化较大,属于不稳定操作状态,也曾发生因操作不当而造成着火、爆炸、中毒的事故。在停工时,主要应注意以下几点:
①要严格按停工方案进行,根据实际情况进行操作。
②降量时,应遵循先降温后降量的原则,防止反应器床层超温或“飞温”。
③临氢系统循环带油时,要严格控制高压分离器的液位,避免高压窜低压恶性事故的发生;退油时,防止冷热油互窜,避免发生突沸爆炸事故。
④退油结束后,高硫容器一定要进行冷却或水溶解、冲洗,避免容器内硫化铁自燃和人员中毒事件发生;同时在打开设备前,要有防护措施。
⑤处理干净装置的辅助流程管线和地下污油罐中的残油,避免动火可能造成着火或爆炸。
正常生产中危险因素及可以采取的安全预防管理措施
加氢精制装置在长周期运转过程中,由于受工艺设备、公用工程条件、加工量调节、人员操作水平、仪表可靠度等诸多因素的影响,对正常生产时较稳定的工艺参数可能产生影响,导致不安全因素的产生。现将各单元的危险因素和可以采取的安全预防管理措施进行简单分析。
(1)反应系统单元。加氢精制反应过程中总的热效应为放热反应。为了保持反应温度的稳定,必须及时导出反应余热。可以采取的工艺措施主要为在催化剂床层间注冷氢,从而防止和控制催化剂床层的“超温”和“飞温”现象发生。
(2)汽提分馏单元。汽提分馏系统是将反应生成油按沸点范围分割成柴油、粗汽油和干气等馏分。在这一过程中必须注意控制影响本单元安全的因素:塔顶压力、顶回流、进料温度和汽提蒸气等参数。
(3)脱硫单元。该单元的脱硫溶剂一般为乙醇胺,乙醇胺在低温下呈碱性,高温下呈中性,因此必须注意控制乙醇胺的进料温度。
(4)压缩机单元。本单元的压缩机为新氢机和循环氢机,这些都是装置的重要设备,一旦出故障轻则造成装置停工,重则可能发生着火甚至爆炸等恶性事故。因此,在日常的生产中首先应重视压缩机单元的故障,一经发现应及时处理,以尽量避免严重事故的发生。
2. 煤焦油加氢的装置有哪些
加氢首先有制氢,氢气也可外购,到那样成本太大。制氢主要技术就是psa变压吸附装置,然后最重要的就是转化炉,也叫反应炉,制氢中的炉子不仅仅是其他装置中炉子那样起加热作用,还会在炉子中反应。然后就是几个塔罐,这个具体不太清楚
然后加氢方面,主要有新氢压缩机,循环氢循环机,高压进料泵,加热炉,反应器(重油一般都会有多个反应器,分别除不同的杂质),热高分,冷高分,热低分,冷低分,硫化氢吸收塔,硫化氢汽提塔(有的装置有有的会没有,到会在后边的分馏塔加汽提或前边冷低分后边加一个闪蒸)分馏塔,还有进料的过滤器(一般为自动反冲洗)。上为主要装置,还有一系列缓冲罐,换热器和各种泵子等
3. 裂解汽油加氢装置为什么又叫bg装置
汽油加氢是炼油厂的一个工艺过程,就是为提高汽油品质的一个过程。
加氢
氢与其他化合物相互作用的反应过程,通常是在催化剂存在下进行的。加氢反应属还原的范畴。
加氢过程可分为两大类:
①氢与一氧化碳或有机化合物直接加氢,例如一氧化碳加氢合成甲醇: CO+2H加氢反应釜
2─→CH3OH ;己二腈加氢制己二胺:NC(CH2)4CN+4H2─→H2N(CH2)6NH2;
②氢与有机化合物反应的同时,伴随着化学键的断裂,这类加氢反应又称氢解反应,包括加氢脱烷基、加氢裂化、加氢脱硫等。例如烷烃加氢裂化,甲苯加氢脱烷基制苯,硝基苯加氢还原制苯胺,油品加氢精制中非烃类的氢解:RSH+H2─→RH+H2S 非烃类含氮化合物最难氢解;在同类非烃中分子结构越复杂越难氢解。
4. 实验室湿法脱硫试验与大型火电厂湿法脱硫装置有何不同
1、规模无法比拟,设备容量无法比拟。实验室受场地限制、投资等限制,规模较小,气回量少。
2、烟气条件差别答很大。实际的燃煤烟气脱硫,烟气中成分非常复杂,粉尘,二氧化硫、氮氧化物、水蒸气等等。实验室气体就比较单纯了,除非你从锅炉尾气接管。
3、试验装置一般都是测试脱硫效果,对技术的稳定性无法检验。
总之,试验是试验,最终还要接受实践的考验。
5. 谁知道都有哪些脱硫技术 最好能把你知道的其中一种说详细点、带上你的设计图为了写作业。。
生物脱硫,又称生物催化脱硫(简称BDS),是一种在常温常压下利用需氧、厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术。早在1948年美国就有了生物脱硫的专利,但一直没有成功脱除烃类硫化物的实例,其主要原因是不能有效的控制细菌的作用。此后有几个成功的“微生物脱硫”报道,但却没有多少应用价值,原因在于微生物尽管脱去了油中的硫,但同时也消耗了油中的许多炭而减少了油中的许多放热量[9]。科学工作者一直对其进行了深入的研究,直到1998年美国的Institute of Gas Technology(IGT)的研究人员成功的分离了两种特殊的菌株,这两种菌株可以有选择性的脱除二苯并噻吩中的硫,去除油品中杂环硫分子的工业化模型相继产生,1992年在美国分别申请了两项专利(5002888和5104801)。美国Energy BioSystems Corp (EBC)公司获得了这两种菌株的使用权,在此基础上,该公司不仅成功地生产和再生了生物脱硫催化剂,并在降低催化剂生产成本的同时也延长了催化剂的使用寿命。此外该公司又分离得到了玫鸿球菌的细菌,该细菌能够使C-S键断裂,实现了脱硫过程中不损失油品烃类的目的[10]。现在,EBC公司已成为世界上对生物脱硫技术研究最广泛的公司。此外,日本工业技术研究院生命工程工业技术研究所与石油产业活化中心联合开发出了柴油脱硫的新菌种,此菌种可以同时脱除柴油中的二苯并噻吩和苯并噻吩中的硫,而这两种硫化物中的硫是用其它方法难以脱除的[11]。
BDS过程是以自然界产生的有氧细菌与有机硫化物发生氧化反应,选择性氧化使C-S键断裂,将硫原子氧化成硫酸盐或亚硫酸盐转入水相,而DBT的骨架结构氧化成羟基联苯留在油相,从而达到脱除硫化物的目的。BDS技术从出现至今已发展了几十年,目前为止仍处于开发研究阶段。由于BDS技术有许多优点,它可以与已有的HDS装置有机组合,不仅可以大幅度地降低生产成本,而且由于有机硫产品的附加值较高,BDS比HDS在经济上有更强的竞争力。同时BDS还可以与催化吸附脱硫组合,是实现对燃料油深度脱硫的有效方法。因此BDS技术具有广阔的应用前景,预计在2010年左右将有工业化装置出现。
4 新型的脱硫技术
4.1 氧化脱硫技术
氧化脱硫技术是用氧化剂将噻吩类硫化物氧化成亚砜和砜,再用溶剂抽提的方法将亚砜和砜从油品中脱除,氧化剂经过再生后循环使用。目前的低硫柴油都是通过加氢技术生产的,由于柴油中的二甲基二苯并噻吩结构稳定不易加氢脱硫,为了使油品中的硫含量降到10 μg/g,需要更高的反应压力和更低的空速,这无疑增加了加氢技术的投资费用和生产成本。而氧化脱硫技术不仅可以满足对柴油馏分10 μg/g的要求,还可以再分销网点设置简便可行的脱硫装置,是满足最终销售油品质量的较好途径。
(1) ASR-2氧化脱硫技术
ASR-2[12]氧化脱硫技术是由Unipure公司开发的一种新型脱硫技术,此技术具有投资和操作费用低、操作条件缓和、不需要氢源、能耗低、无污染排放、能生产超低硫柴油、装置建设灵活等优点,为炼油厂和分销网点提供了一个经济、可靠的满足油品硫含量要求的方法。
在实验过程中,此技术能把柴油中的硫含量由7000 μg/g最终降到5 μg/g。此外该技术还可以用来生产超低硫柴油,来作为油品的调和组分,以满足油品加工和销售市场的需要。目前ASR-2技术正在进行中试和工业实验的设计工作。其工艺流程如下:含硫柴油与氧化剂及催化剂的水相在反应器内混合,在接近常压和缓和的温度下将噻吩类含硫化合物氧化成砜;然后将含有待生催化剂和砜的水相与油相分离后送至再生部分,除去砜并再生催化剂;含有砜的油相送至萃取系统,实现砜和油相分离;由水相和油相得到的砜一起送到处理系统,来生产高附加值的化工产品。
尽管ASR-2脱硫技术已进行了多年的研究,但一直没有得到工业应用,主要是由于催化剂的再生循环、氧化物的脱除等一些技术问题还没有解决。ASR-2技术可以使柴油产品的硫含量达到5 μg/g,与加氢处理技术柴油产品的硫含量分别为30 μg/g和15 μg/g时相比,硫含量和总处理费用要少的多。因此,如果一些技术性问题能够很好地解决,那么ASR-2氧化脱硫技术将具有十分广阔的市场前景。
(2) 超声波氧化脱硫技术
超声波氧化脱硫 (SulphCo)[13]技术是由USC和SulphCo公司联合开发的新型脱硫技术。此技术的化学原理与ASR-2技术基本相同,不同之处是SulphCo技术采用了超声波反应器,强化了反应过程,使脱硫效果更加理想。其流程描述为:原料与含有氧化剂和催化剂的水相在反应器内混合,在超声波的作用下,小气泡迅速的产生和破灭,从而使油相与水相剧烈混合,在短时间内超声波还可以使混合物料内的局部温度和压力迅速升高,且在混合物料内产生过氧化氢,参与硫化物的反应;经溶剂萃取脱除砜和硫酸盐,溶剂再生后循环使用,砜和硫酸盐可以生产其他化工产品。
SulphCo在完成实验室工作后,又进行了中试放大实验,取得了令人满意的效果,即不同硫含量的柴油经过氧化脱硫技术后硫含量均能降低到10 μg/g以下。目前Bechtel公司正在着手SulphCo技术的工业试验。
4.2 光、等离子体脱硫技术[14]
日本污染和资源国家研究院、德国Tubingen大学等单位研究用紫外光照射及等离子体技术脱硫。其机理是:二硫化物是通过S-S键断裂形成自由基,硫醚和硫醇分别是C-S和S-H键断裂形成自由基,并按下列方式进行反应:
无氧化剂条件下的反应:
CH3S- + -CH3 CH4+CH2 ==== S
CH3S- + CH3CH2R CH3SH+CH2 ==== SCH2R
CH3S- + CH3S- CH3SSCH3
CH3S- + CH2 ==== S CH3SCH2S- -CH3 CH3SCH2SCH3
有氧化剂条件下的反应:
CH3S- + O2 CH3SOO- RH CH3SOOH + R-
SO3+ -CH3
CH3SOOH Rr CH3SO- + -OH
CH3SO- + RH CH3SOH + R-
3CH3SOOH CH3SOOSCH3 + CH3SO3H
此技术以各类有机硫化物和含粗汽油为对象,根据不同的分子结构,通过以上几种方式进行反应,产物有烷烃、烯烃、芳烃以及硫化物或元素硫,其脱硫率可达20%~80%。若在照射的同时通入空气,可使脱硫率提高到60%~100%,并将硫转化成SO3、SO2或硫磺,水洗即可除去。
6. 加氢装置循环氢脱硫系统加氢装置为什么设置循环氢脱硫
汽柴油加氢循环氢脱硫一般控制脱后硫化氢浓度多少原料中的硫、氮化合物在加氢裂化过程中大多转化为H2S和NH3。H2S和NH3在反应过程中部分溶解在油相中,另一部分有时通过尾气排放至装置以外。还有一部分H2S与物流中的氨反应生成(NH4)2S和NH4HS
7. 催化裂化汽油选择性加氢脱硫的基本原理是什么其优点有哪些
现在进口了S-zorb工艺,效果不错,硫含量小于5PPM,但造成汽油辛烷值下降5个点。
8. 脱硫技术的新型脱硫
氧化脱硫技术
氧化脱硫技术是用氧化剂将噻吩类硫化物氧化成亚砜和砜,再用溶剂抽提的方法将亚砜和砜从油品中脱除,氧化剂经过再生后循环使用。目前的低硫柴油都是通过加氢技术生产的,由于柴油中的二甲基二苯并噻吩结构稳定不易加氢脱硫,为了使油品中的硫含量降到10 μg/g,需要更高的反应压力和更低的空速,这无疑增加了加氢技术的投资费用和生产成本。而氧化脱硫技术不仅可以满足对柴油馏分10 μg/g的要求,还可以再分销网点设置简便可行的脱硫装置,是满足最终销售油品质量的较好途径。
ASR-2氧化脱硫技术
ASR-2[12]氧化脱硫技术是由Unipure公司开发的一种新型脱硫技术,此技术具有投资和操作费用低、操作条件缓和、不需要氢源、能耗低、无污染排放、能生产超低硫柴油、装置建设灵活等优点,为炼油厂和分销网点提供了一个经济、可靠的满足油品硫含量要求的方法。
在实验过程中,此技术能把柴油中的硫含量由7000 μg/g最终降到5 μg/g。此外该技术还可以用来生产超低硫柴油,来作为油品的调和组分,以满足油品加工和销售市场的需要。目前ASR-2技术正在进行中试和工业实验的设计工作。其工艺流程如下:含硫柴油与氧化剂及催化剂的水相在反应器内混合,在接近常压和缓和的温度下将噻吩类含硫化合物氧化成砜;然后将含有待生催化剂和砜的水相与油相分离后送至再生部分,除去砜并再生催化剂;含有砜的油相送至萃取系统,实现砜和油相分离;由水相和油相得到的砜一起送到处理系统,来生产高附加值的化工产品。
尽管ASR-2脱硫技术已进行了多年的研究,但一直没有得到工业应用,主要是由于催化剂的再生循环、氧化物的脱除等一些技术问题还没有解决。ASR-2技术可以使柴油产品的硫含量达到5 μg/g,与加氢处理技术柴油产品的硫含量分别为30 μg/g和15 μg/g时相比,硫含量和总处理费用要少的多。因此,如果一些技术性问题能够很好地解决,那么ASR-2氧化脱硫技术将具有十分广阔的市场前景。
超声波氧化脱硫技术
超声波氧化脱硫(SulphCo)[13]技术是由USC和SulphCo公司联合开发的新型脱硫技术。此技术的化学原理与ASR-2技术基本相同,不同之处是SulphCo技术采用了超声波反应器,强化了反应过程,使脱硫效果更加理想。其流程描述为:原料与含有氧化剂和催化剂的水相在反应器内混合,在超声波的作用下,小气泡迅速的产生和破灭,从而使油相与水相剧烈混合,在短时间内超声波还可以使混合物料内的局部温度和压力迅速升高,且在混合物料内产生过氧化氢,参与硫化物的反应;经溶剂萃取脱除砜和硫酸盐,溶剂再生后循环使用,砜和硫酸盐可以生产其他化工产品。
SulphCo在完成实验室工作后,又进行了中试放大实验,取得了令人满意的效果,即不同硫含量的柴油经过氧化脱硫技术后硫含量均能降低到10 μg/g以下。目前Bechtel公司正在着手SulphCo技术的工业试验。
光、等离子体脱硫技术
日本污染和资源国家研究院、德国Tubingen大学等单位研究用紫外光照射及等离子体技术脱硫。其机理是:二硫化物是通过S-S键断裂形成自由基,硫醚和硫醇分别是C-S和S-H键断裂形成自由基,并按下列方式进行反应:
无氧化剂条件下的反应:
CH3S- + -CH3 CH4+CH2 ==== S
CH3S- + CH3CH2R CH3SH+CH2 ==== SCH2R
CH3S- + CH3S- CH3SSCH3
CH3S- + CH2 ==== S CH3SCH2S- -CH3 CH3SCH2SCH3
有氧化剂条件下的反应:
CH3S- + O2 CH3SOO- RH CH3SOOH + R-
SO3+ -CH3
CH3SOOH Rr CH3SO- + -OH
CH3SO- + RH CH3SOH + R-
3CH3SOOH CH3SOOSCH3 + CH3SO3H
此技术以各类有机硫化物和含粗汽油为对象,根据不同的分子结构,通过以上几种方式进行反应,产物有烷烃、烯烃、芳烃以及硫化物或元素硫,其脱硫率可达20%~80%。若在照射的同时通入空气,可使脱硫率提高到60%~100%,并将硫转化成SO3、SO2或硫磺,水洗即可除去。
高效雾化脱硫除尘技术
高效雾化脱硫除尘技术主要通过研究烟尘及二氧化硫等有害物质的化学成分与物流运动特性,利用流体力学、空气动力学、化学、机械学等,集实心喷雾技术、雾化洗涤技术、凝聚雾化技术、冲击湍流技术、过滤吸收技术、除雾分离技术等高科技于一体的多科学、多工艺的环保技术,该技术的主要特点是它具有使用寿命长,高效低阻节能,占地小,造价低,运行费用低,维修率低,管理方便,灰水闭路循环,无二次废水及扬尘污染。烟尘经处理后各项指标低于国家环境保护排放标准,符合国家鼓励发展(高效、耐用、低阻、低费用)环保产业政策,实现了高效除尘、脱硫、脱氮、除雾一体化同时完成的大气污染控制净化目的。对减轻酸雨、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉尘、可吸入悬浮微粒等有害物质,改善大气环境质量有很大的环境效益、社会效益、与经济效益,也有很好的市场前景。
工艺流程为含尘气体首先进入高效实心喷雾洗涤室,烟气经碱性溶液冷却降温达到饱和状态,大颗粒粉尘及二氧化硫首先被吸收,继而烟气、水雾、粉尘三相气流由于质量的差异、以不同的惯性互相传质并同时进入高效凝聚雾化洗涤室进行收缩、急聚、扩散等运动作用后第二次被脱硫与除尘,随后烟气、水雾。粉尘三相气流以一定速度冲击装有碱性溶液的高效循环流化过滤室通过充分冲出、湍流、搅拌、过滤、传质等运动机理后第三次被脱硫与除尘,此时比较洁净的烟气一切向或蜗壳走向进入高效上稳旋流逆传质洗涤室通过由上往下的碱性液膜与液雾产生逆向传质运动最后一次脱硫除尘,净化后的洁净通过切向或蜗壳走向进入高效下稳旋流脱水除雾室进行气水分离处理后,由引风机送到烟囱排向高空。而灰水则分别从高效实心喷雾洗涤室、高效循环流化过滤室、高效上稳旋流逆传质洗涤室底部的自动溢流水封出灰口排向循环池经碱性水中和沉淀处理、碱性废水回收供脱硫除尘器使用,洁净谁从高效下稳旋流脱水除雾室底部的排水口流出,同时完成了消烟、脱硫、脱氮、除尘、脱水、除雾的全过程。
技术优势:1集消烟、脱硫、脱氮、除尘、脱水一体化同时完成的技术设计,结构简单紧凑、工艺流程合理,内部不易结垢堵塞,烟气不带水设计; 2设备内部有效面积使用率达100%设计,用烟尘在整个净化过程中全部完全溶于碱性水溶液,达到高效传质的效果; 3应用高效外溅喷射雾化设计,设备内部无易损件设计,保证最高效的脱硫与除尘; 4构成烟气与碱性溶液最充分的传质过程、以保证达到最高效的脱硫与除尘; 5制造材料可选用天然耐磨蚀的花岗石制成,解决了环保设备长期以来不耐磨、不抗腐蚀、寿命短等缺点; 6保证一定的液气化、稳定的二氧化硫吸收速率、控制ph值在10左右25%的稀碱液作为二氧化硫吸收剂。不易挥发、损失小,实现脱硫效率高、效果稳定,还有效地解决了设备内部积灰、结垢问题; 7设备内部畅通的烟气通道设计、烟气走向没有死角,降低烟气热态阻力,保证设计工况下的效果,不影响锅炉等燃烧设备的运行; 8简易高效的循环双碱法脱硫原理,充分利用了工厂生产的废碱液、以废治废、综合利用、降低运行成本、碱性水闭路循环使用、废水利用率100%、实现无二次废水污染排放
9. 加氢裂化装置的防范措施
⒈开工时的危险因素及其防范措施
⑴加氢反应系统干燥、烘炉
加氢装置反应系统干燥、烘炉的目的是除去反应系统内的水分,脱除加热炉耐火材料中的自然水和结晶水,烧结耐火材料,增加耐火材料的强度和使用寿命。加热炉煤炉时,装置需引进燃料气,在引燃料气前应认真做好瓦斯的气密及隔离工作,一般要求燃料气中氧含量要小于1.0%。防止瓦斯泄漏及窜至其他系统。加热炉点火要彻底用蒸汽吹扫炉膛,其中不能残余易燃气体。加热炉烘炉时应严格按烘炉曲线升温、降温,避免升温过快,耐火材料中的水分迅速蒸发而导致炉墙倒塌。
⑵加氢反应器催化剂装填
催化剂装填应严格按催化剂装填方案进行,催化剂装填的好坏对加氢装置的运行情况及运行周期有重要影响。催化剂装填前应认真检查反应器及其内构件,检查催化剂的粉尘情况,决定催化剂是否需要过筛。催化剂装填最好选择在干燥晴朗的天气进行,保证催化剂装填均匀,否则在开工时反应器内会出现偏流或“热点”,影响装置正常运行。催化剂装填时工作人员须要进入反应器工作,因此,要特别注意工作人员劳动保护及安全问题,需要穿劳动保护服装,带能供氧气或空气的呼吸面罩,进反应器工作人员不能带其他杂物,以防止异物落入反应器内(一般催化剂装填由专业公司专业人员进行)。
⑶加氢反应系统置换
加氢反应系统置换分为两个阶段,即空气环境置换为氮气环境、氮气环境置换为氢气环境。在空气环境置换为氮气环境时需要注意,置换完成后系统氧含量应<1%,否则系统引入氢气时易发生危险;在氮气环境置换为氢气环境时应注意,使系统内气体有一个适宜的平均分子量,以保证循环氢压缩机在较适宜的工况下运行,一般氢气纯度为85%较为适宜。
⑷加氢反应系统气密
加氢反应系统气密是加氢装置开工阶段一项非常重要的工作,气密工作的主要目的是查找漏点,消除装置隐患,保证装置安全运行。加氢反应系统的气密工作分为不同压力等级进行,低压气密阶段所用的介质为氮气,氮气气密合格后用氢气作低压气密。由于加氢反应器材质具有冷脆性,一般要求系统压力大于2.0MPa时,反应器器壁温度不小于100℃,所以,氢气2.0MPa气密通过以后,首先开启循环氢压缩机,反应加热炉点火,系统升温,当反应器器壁温度大于100℃后,系统升压,作高压阶段气密。
⑸分馏系统冷油运
分馏系统冷油运的目的是检查分馏系统机泵、仪表等设备情况,分馏系统冷油运应注意工艺流程改动正确,做到不跑油、不窜油。
⑹分馏系统热油运
分馏系统热油运的目的是检查分馏系统设备热态运行状况,为接收反应生成油作好准备。分馏系统升温到100~C左右时应注意系统切水,防止泵抽空。升温到250℃左右时应进行热紧。
⑺加氢反应系统升温、升压
加氢反应系统升温、升压时应按要求的升温、升压速度进行,一般要求系统升温速度为20℃几左右,系统升压速度不大于1.5MPa/h。如升温、升压速度过快易造成系统泄漏。
⑻加氢催化剂的硫化、钝化
加氢反应催化剂在开工前为氧化态,氧化态催化剂没有加氢活性,因此,催化剂需要进行硫化。催化剂硫化的方法有湿法硫化、干法硫化两种方法,常用的硫化剂有二硫化碳、DMDS,催化剂进行硫化时系统的H2S浓度很高,有时高达1%以上,因此,要特别注意硫化氢中毒问题。
新硫化的加氢裂化催化剂具有很高的加氢裂化活性,为抑制这种活性,需要对加氢裂化催化剂进行钝化。钝化剂为无水液氨。加氢裂化催化剂进行钝化时应注意维持系统中硫化氢浓度不小于0.05%。
⑼加氢反应系统逐步切换成原料油
加氢催化剂的硫化、钝化过程完成后,加氢反应系统的低氮油需要逐步切换成原料油,切换步骤应按开工方案要求的步骤进行。切换过程中应密切注意加氢反应器床层温升的变化情况。
⑽装置操作调整
加氢反应系统原料切换步骤完成之后,应进一步调整装置的工艺操作,使产品质量合格,从而完成开工过程。
2.停工时的危险因素及其防范措施
⑴反应系统降温、降量
加氢装置停工首先反应系统降温、降量。在此过程中应遵循先降温后降量的原则。反应系统进料量降低,空速减小,加氢反应器温升增加,易出现反应“飞温”现象。所谓“飞温”就是反应器温度迅速上升,以致不可控制的现象。
⑵用低疑点原料置换整个系统
加氢装置的原料油一般较重,凝点较高,在停工时易凝结在催化剂、管线及设备当中。为避免上述情况出现,在停工前应用低疑点油置换系统,所用的低凝点油一般为常二线油。
⑶停反应原料泵
切断反应进料时,应注意反应器温度应适宜,使裂化反应器无明显温升。
⑷反应系统循环带油及热氢气提
切断反应进料后,反应加热炉升温,用热循环氢带出催化剂中的存油,热氢气提的温度应根据催化剂的要求确定,一般为枷℃左右,热氢气提的温度不能过高,以避免催化剂被热氢还原。
⑸反应系统降温、降压
加氢反应系统按要求的速度降温、降压。
⑹反应系统N:置换
反应系统用N,置换成N:环境,使系统的氢烃浓度<1%。
⑺卸催化剂
使用过的含碳催化剂在空气中易发生自燃,反应器是在N2气环境下进行卸催化剂作业,必须由专业的卸剂公司人员进反应器进行卸剂,因此,在卸催化剂装桶应使用N:或干冰保护催化剂,避免催化剂自燃。
⑻加氢设备的清洗及防腐
加氢装置高压部分的设备及部件,在停工后应用碱液进行清洗,以避免在接触空气后发生腐蚀,损坏设备。另外,高硫系统的设备主要是后处理部分在打开前应用水进行冲洗,以避免硫化铁在空气中自燃。
⑼装置退油及吹扫
加氢装置停工,应将装置内的存油退出并吹扫干净,保证不留死角。
⑽辅助系统的处理
加氢装置停工后将装置的火炬系统、地下污水系统等辅助系统处理干净,并加盲板使装置与系统防腐以使装置达到检修条件。
⒊正常生产时的危险因素及其防范措施
⑴遵守“先降温后降量”的原则
加氢装置正常操作调整时必须遵守“先降温后降量”、“先提量后提温”的原则,防止“飞温”事故的发生。
⑵反应温度的控制
加氢装置的反应温度是最重要的控制参数,必须严格按工艺技术指标控制加氢反应温度及各床层温升。
⑶高压分离器液位控制
高压分离器液位是加氢装置非常重要的工艺控制参数,如液位过高易循环氢带液,损坏循环氢压缩机;如液位过低易出现高压窜低压事故,造成低压部分设备毁坏,油品和可燃气体泄漏,以至更为严重的后果。因此应严格控制高压分离器液位,经常校验液位仪表的准确性。
⑷反应系统压力控制
加氢装置反应系统压力是重要的工艺控制参数,反应压力影响氢分压,对加氢反应有直接的影响,影响加氢装置反应系统压力的因素很多,应选择经济、合理、方便的控制方案对反应系统的压力进行控制。
⑸循环氢纯度的控制
循环氢纯度影响氢分压,对加氢反应有直接的影响,是加氢装置重要的工艺控制参数,影响循环氢纯度的因素很多,催化剂的性质、原料油的性质、反应温度、压力、新氢纯度、尾氢排放量等因素都影响循环氢纯度,其中可操作条件为尾氢排放量。加大尾氢排放,循环氢纯度增加;减小尾氢排放循环氢纯度降低。
循环氢纯度高,氢分压就会较高,有利于加氢反应进行,但是,高循环氢纯度是以大量排放尾氢、增加物耗为代价的;循环氢纯度低,氢分压就会较低,不利于加氢反应进行,而且,循环氢纯度低时,循环氢平均分子量大,在循环氢压缩机转速不变的情况下,系统压差就会增加,循环氢压缩机的动力消耗也会增加。因此,循环氢纯度要控制适当。
⑹加热炉的控制
加热炉是加氢装置的重要设备,加热炉的使用应引起重视。加热炉各路流量应保持均匀,并且不低于规定的值,防止炉管结焦;保持加热炉各火嘴燃烧均匀,尽量使炉堂内各点温度均匀;控制加热炉各点温度不超温;保持加热炉燃烧状态良好。
⑺闭灯检查
加氢装置系统压力高,而且介质为氢气,容易发生泄漏,高压氢气发生泄漏时容易着火,氢气火焰一般为淡蓝色,白天不易发现,在夜间闭上灯后,很容易发现这种氢气漏点。因此,定期进行这种夜间闭灯检查,对发现漏点,将事故消灭在萌芽状态,保证装置安全稳定运行具有重要意义。
⑻装置防冻凝问题
加氢装置的原料一般较重,凝点较高,通常在20—30℃,容易发生冻凝。如发生冻凝事故,不但影响装置稳定生产,还容易引发安全生产事故,因此,加氢装置的防冻凝问题应引起足够重视。
⑼循环氢压缩防喘振问题
加氢装置的循环氢压缩机多为离心式压缩机,离心式压缩机存在喘振问题,因此,在操作中应保持压缩机在正常工况下运行,避免压缩机出现喘振。
⑽原料质量的控制
加氢装置的原料性质,对加氢装置的操作有重要影响,必须严格控制。一般控制原料的干点在规定的范围内,Pe不大于1X10(-6,如铁含量高,反应器压差增加过快,装置不能长周期运行。C1不大于1X10(-6,N低于规定的值,原料没有明水。
⑾防硫化氢中毒
加氢装置的原料中含有硫,这些硫在加氢后变为硫化氢,并在脱丁烷塔塔顶及脱硫部分富集,形成高浓度的硫化氢。硫化氢的毒性很强,允许最高浓度为10mg/m3。因此,加氢车间必须注重防硫化氢中毒问题,在高硫区域内进行切液、采样等操作时尤其注意,要求带防毒面具并有人监护。
⑿时刻保持冷氢线畅通
加氢装置的急冷氢是控制加氢反应器床层温度的重要手段,它对抑制反应温升具有重要作用。高凝点油有时倒窜人冷氢线内凝结,堵塞冷氢线,如有这种情况发生将十分危险,因此,操作过程中要时刻保持冷氢线畅通。
⒀密切注意热油泵及轻烃泵的运行状况
加氢装置的一些热油泵运行温度较高,高于油品的自燃点,若有泄漏,易发生火灾事故。因此,在操作时要注意热油泵的运行状态,注意泵体、密封等处有无泄漏,如有泄漏应立即处理。
加氢装置内存有大量的轻烃,如发生泄漏,会引发重大事故。因此,对轻烃泵的运行状况也要引起足够重视。
设备腐蚀
加氢装置高温、高压、临氢、系统内存在U2S、NH3,因此,加氢装置的腐蚀问题也应引起重视,解决加氢装置腐蚀问题的主要方法是合理选材,在使用时加强监视与检测。
1.高温氢腐蚀
氢气在常温下对普通碳钢没有腐蚀,但是在高温、高压下则会产生腐蚀,使材料的机械强度和塑性降低。
高温氢腐蚀的机理为氢气与材料中的碳反应生成甲烷,使材料的机械强度和塑性降低,形成的甲烷在钢材的晶间积聚,使材料产生很大的内应力或产生鼓泡、裂纹。至于在什么条件下产生腐蚀,则根据Nels。n曲线确定。
为避免高温氢腐蚀,加氢装置高温、高压、临氢部分的设备、管线多采用合金钢或不锈钢。
2.氢脆
氢原子渗入钢材后,使钢材晶粒中原子结合力降低,造成材料的延展性、韧性下降,这种现象称为氢脆。这种氢脆是可逆的,当氢气从材料中溢出后,材料的力学性能就能恢复。
氢脆的危害主要出现在加氢装置的停工阶段,装置停工阶段,系统温度、压力下降,氢气在材料中的溶解度下降,由于氢气溢出的速度很慢,这时材料中的氢气处于过饱和状态,当温度冷却到150℃时,大量的过饱和氢气会聚积到材料的缺陷处,如裂纹的前端,引起裂纹扩展。
所以加氢装置停工时降温、降压的速度应进行适当的控制,进行脱氢处理。
3.高温n2S腐蚀
高温U2S腐蚀主要发生在反应系统高温部分,高温H2S腐蚀表现为与H2共同作用,氢气的存在加强了H2S的腐蚀作用,同时,U2S的存在也加强了氢气的腐蚀作用。该种腐蚀的防治方法是选择抗H2S腐蚀材质。
4.湿H2S的腐蚀
湿H2S的腐蚀是指温度较低并且含水部位的U2S腐蚀,包括高压空冷、高压分离器、脱丁烷塔塔顶系统、脱硫系统等部分。
湿H2S的腐蚀形态主要有:电化学腐蚀引起的表面腐蚀;H2S腐蚀过程中,产生氢原子引起的氢脆、氢裂;硫化氢引起的应力腐蚀破裂。
该种腐蚀的防止方法为:H2S浓度不高时,使用普通碳素钢,适当加大腐蚀裕度,在设备制造及施工中进行消除应力处理;当H2S浓度较高时,选用抗H2S腐蚀材料,或对设备内壁进行内喷涂处理。
加氢装置的安全设施
1.设备平面布置
加氢装置火灾危险性属于甲类,设备平面布置按《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160---92)中的要求进行布置。同类设备集中布置。
2.消防设施
加氢装置内设有环行消防道路,以利于发生事故时消防车进出。装置内设有环行消防水管网,装置内设有多处消防蒸汽服务站,装置内设置有一定数量的干粉式灭火器。
3.防火、防爆
加氢装置内的介质多为易燃、易爆介质,加氢装置内的电器、仪表设备均选用防爆型设备,管道、设备上安装防静电接地设施,要求接地电阻不大于412。
4.加热炉安全设施
加热炉周围设有蒸汽消防汽幕,加热炉炉堂内设有灭火蒸汽人口。
5.可燃气体报警器
在可能发生可燃性气体泄漏的位置,安装可燃气体报警器。
6.气防用品
由于加氢装置内有H2S等有毒气体,所以车间配备有防毒面具、正压式呼吸器等气防用品。
7.安全阀
按设计要求,凡需要安装安全阀的部位均安装有安全阀,而且按有关安全要求为双安全阀。
紧急放空联锁系统
加氢装置的危险性较大,加氢反应为强放热反应,如控制不好,反应温度会迅速上升,反应温度升高后,会进一步加剧加氢裂化反应,使反应器温度在很短时间内上升很高,也就是发生“飞温”,以至烧毁催化剂和反应器。为避免“飞温”事故发生,加氢装置设有紧急放空联锁系统,系统降压速度为0.7MPa/min或2.1MPa/min。
1.紧急放空系统的联锁条件
①循环氢压缩机停运联锁。②循环氢压机人口分液罐高液位联锁。③由于系统较大泄漏、反应温度失控等原因,手动联锁。
2.紧急放空系统的联锁动作
①紧急放空阀打开,反应系统泄压。②反应进料泵停机。③新氢压缩机停机。④反应加热炉灭火。
10. 石家庄炼油厂加氢车间工艺简介以及安全操作规程注意事项
由上游装置来的重油催化裂化柴油,进入本装置后,依次经过自动反冲洗过滤器(SR-4001)、分水罐(D-4001)滤去固体杂质和切出游离水后,进入原料油缓冲罐(D-4002),再经原料油泵(P-4001/1.2)升压;由重整装置来的2.0MPa、40℃的工业氢进入工业氢压缩机入口缓冲罐(D-4020)后分两路、一路经重整氢压缩机(K-4001/3)升压。另一路与1.167Mpa的PSA氢混合进入PSA氢缓冲罐(D-4003),经工业氢压缩机(K-4001/1.2)之一升压。升压后的重整氢、PSA氢与来自循环氢压缩机(K-4002)的循环氢首先混合,然后与原料油混合。混氢后的原料油两次与反应产物换热(E-4001/1.2,E-4003/1.2),进入反应进料加热炉(F-4001),加热至260~304℃进入加氢精制反应器(R-4002)。在反应器中,混氢原料油在催化剂作用下,进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃饱和、芳烃开环饱和等反应。反应产物从反应器底出来,经与混氢原料油(E-4001/1.2,E-4003/1.2),汽提进料(E-4001/1.2)三次换热后,再经空冷器(EC-4001/1-4),水冷器(E-4005/1.2)冷至40℃,进入高压分离器(D-4005)。为使反应生成物中的氯化胺、硫化胺等在冷却过程中不致析出结晶,堵塞冷却器管来,在进入空冷器前注入软化水,溶解洗涤铵盐类。在高压分离器中,经过气、油、水三相分离后,顶部出来的循环氢引至循环氢压缩机入口缓冲罐(D-4004),再进入循环氢压缩机(K-4002),升压后与工业氢、原料油混合,返回反应系统,水经减压后,从高压分离器分出,与低压分离器(D-4006)分出的微量水一道送至装置外污水汽提装置处理;油经减压后进入低压分离器(D-4006)中,分离出溶解在油中的富气和微量水。富气送至装置外气体脱硫装置处理。生成油先与汽提塔底精制油换热(E-4004/1-4),再与反应产物换热(E-4002/1.2)至245~265℃进入汽提塔(C-4001),汽提除去轻组分后,经空冷器(EC-4003/1-4)及水冷器(E-4007),冷却至50℃左右后送到装置外成品油罐。
从汽提塔顶出来的油气、水蒸汽、不凝气,经空冷器(EC-4002/1-4)、水冷器(E-4006)冷却至40℃,进入塔顶回流油罐(D-4007),分离出的不凝气送到装置外气体脱硫装置处理;凝结水送到装置外污水汽提装置处理;粗汽油经泵(P-4003/1.2)抽出升压后,回流油返回塔顶,粗汽油送到装置外加氢油品灌区。
本装置属甲类火灾危险装置,从原料到产品均具有可燃的性质,并产生部分有毒 的H2S等物质。因此,从物料的输送、加工及产品的输出,火灾、爆炸危险是主要的不安全因素。装置大部分区域为爆炸危险区,装置操作温度、压力高,条件苛刻,尤其是氢气具有爆炸范围宽(4%-74%),泄漏后不须火源即有可能自燃的特性。因此要求全体职工严格遵守安全操作规程,具备高度的责任心和良好的安全意识,以确保装置顺利开、停工及正常生产。
1.由于本装置介质具有易燃易爆特点,因此,不准在生产区使用不防爆的电器设备,如临时电源要经车间同意办临时使用电票,在装置运行过程中不允许动用明火或进行有发火可能性的各项工作。坚持“三不动火”:即没有经批准的用火票不动火;动火监护人不在现场不动火;防火措施不落实不动火。
2.进入装置前或上班前不准饮洒,不准脱岗串岗,不准带火种,不准在装置内吸烟。
3.进入装置不得穿带有铁钉的鞋,不允许穿高跟鞋及凉鞋,女工上岗必须带工作帽,穿戴好工作服和工作帽及其它防护用具。
4.摩托车不准进入装置内,无防火设施的机动车辆,严禁进入生产装置。自行车及其它用具摆放在规定位置,不准随处放置。
5.严禁乱动仪表、阀门和电器设备。非本岗位人员不准擅自操作。
6.禁止使用汽油擦洗衣物、工具、机械设备及擦洗地板,不准向下水井(沟)排放(倾倒)清扫杂物、汽油等,蒸汽和其它高温管线、设备上不准放抹布、拖布等易燃品。
7.加强运行设备的维护和检查,尤其是重点设备,发现异常及时报告,及时处理。
8.禁止用铁器等物件敲击设备,禁止用水浇高温设备,非经批准不准处理带压设备,高温季节作好设备管线的防膨胀工作,以免蹩坏设备。
9.不准随便进入打开的设备、容器及下水井等,以防窒息中毒,进入容器作业必须开安全工作票及做好一切安全防护措施,派专人监护,严禁一人单独进入打开的设备。
10.工作中做好联系工作,听从指挥,遵守各种规章制度,不准用工作电话与外人闲聊。