加氢裂化裂化装置危险因素分析及防范措施
一、装置简介
****化工有限公司180×10t/a加氢裂化裂化装置，采用中国石化石油化工科学研究院开发的多产石脑油加氢裂化裂化技术（RCH-C)及配套的催化剂、两段式加氢裂化裂化工艺，由天津辰鑫石化工程设计有限公司进行项目总承包，陕西化建承建。加工原料为蜡油、蒽油和洗油（混合比例6:2:2)的混合原料油。所需氢气来自120×10 t/a连续重整装置。
加氢裂化裂化装置是我公司180万吨/年加氢裂化裂化项目的一部分，是生产国V柴油和重整原料的重要生产装置，生产过程具有高温、高压、易燃易爆、有毒等特点，同时典型的量段式加氢裂化裂化设备多、流程复杂，装置安全平稳生产的要求更高。另外，本装置原料和产品、氢源、蒸汽动力等重要生产条件受外界因素影响较大。 二、重点部位及设备 (一)重点部位 1．加热炉及反应器区
加氢裂化装置的加热炉及反应器区布置有加氢预处理反应加热炉、加氢预处理汽提塔底重沸炉、加氢裂化反应加热炉、分馏塔进料加热炉，高压换热器等设备，其中大部分设备为高压设备，介质温度比较高，而且加热炉又有明火，因此，该区域潜在的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸是安全上重点防范的区域。 2.高压分离器及高压空冷区
高压分离器及高压空冷区内有高压分离器及高压空冷器，若高压分离器的液位控制不好，就会出现严重问题。主要危险为火灾、爆炸和H2S中毒，因此该区域是安全上重点防范的区域。
3．加氢裂化压缩机厂房
加氢裂化压缩机厂房内布置有循环氢压缩机、氢气增压机，该区域为临氢环境，氢气的压力较高，而且压缩机为动设备，出现故障的机率较大，因此，该区域潜在的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸中毒，是安全上重点防范的区域。 4．分馏塔区
分馏塔区的设备数量较多，介质多为易燃、易爆物料，高温热油泵是应重点防范的设备，高温热油一旦发生泄漏，就可能引起火灾事故，分馏塔区内有大量的燃料气、液态烃及油品，如发生事故，后果将十分严重，此外，脱丁烷塔及其干气、液化气中H2S浓度高，有中毒危险，因此该区域也是安全上重点防范的区域。 (二)主要设备
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1.加氢裂化反应器
加氢裂化反应器多为固定床反应器，加氢裂化反应属于气—液—固三相涓流床反应，加氢裂化反应器分冷壁反应器和热壁反应器两种：冷壁反应器内有隔热衬里，反应器材质等级较低；热壁反应器没有隔热衬里，而是采用双层堆焊衬里，材质多为2×1/4Cr—1M0。加氢裂化反应器内的催化剂需分层装填，中间使用急冷氢，因此加氢裂化反应器的结构复杂，反应器人口设有扩散器，内有进料分配盘、集垢篮筐、催化剂支承盘、冷氢管、冷氢箱、再分配盘、出口集油器等内构件。
加氢裂化反应器的操作条件为高温、高压、临氢，操作条件苛刻，是加氢裂化装置最重要的设备之一。 2．高压换热器
反应器出料温度较高，具有很高热焓，应尽可能回收这部分热量，因此加氢裂化装置都设有高压换热器，用于反应器出料与原料油及循环氢换热。现场的高压换热器为U型管式，其中部分为双壳程换热器，该种换热器可以实现纯逆流换热，提高换热效率，减小高压换热器的面积。管箱多用螺纹锁紧式端盖，其优点是结构紧凑、密封性好、便于拆装。
高压换热器的操作条件为高温、高压、临氢，静密封点较多，易出现泄漏，是加氢裂化装置的重要设备。 3．高压空冷
高压空冷的操作条件为高压、临氢，是加氢裂化装置的重要设备，我国华北地区某炼油厂中压加氢裂化裂化装置，高压空冷两次出现泄漏，使装置被迫停工处理，因此，高压空冷的设计、制造及使用也应引起重视。 4．高压分离器
高压分离器的工艺作用是进行气—油—水三相分离，高压分离器的操作条件为高压、临氢，操作温度不高，在水和硫化氢存在的条件下，物料的腐蚀性增强，在使用时应引起足够重视。另外，加氢裂化装置高压分离器的液位非常重要，如控制不好将产生严重后果，液位过高，液体易带进循环氢压缩机，损坏压缩机，液位过低，易发生高压窜低压事故，大量循环氢迅速进入低压分离器，此时，如果低压分离器的安全阀打不开或泄放量不够，将发生严重事故。因此，从安全角度讲高压分离器是很重要的设备。 5.反应加热炉
加氢裂化反应加热炉的操作条件为高温、高压、临氢，而且有明火，操作条件非常苛刻，是加氢裂化装置的重要设备。加氢裂化反应加热炉炉管材质一般为高Cr、Ni的合金钢，TP347。 加氢裂化反应加热炉的炉型为纯辐射室单面辐射，这样设计的目的是为了增加辐射管的热强度，减小炉管的长度和弯头数，以减少炉管用量，降低系统压降。为回收烟气余热，提高加热炉热效率，加氢裂化反应加热炉设置前置预热器和空气预热器。
6．新氢压缩机
新氢压缩机的作用就是将原料氢气增压送入反应系统，压缩机进出口的压差较大，流量相对较小，采用往复式压缩机。
往复式压缩机的每级压缩比为2.0—2.1，根据氢气气源压力及反应系统压力，采用3级压缩。
往复式压缩机的多数部件为往复运动部件，气流流动有脉冲性，因此往复式压缩机不能长周期运行，多设有备机。
往复式压缩机用电动机驱动，通过刚性联轴器连接，电动机的功率较大、转速较低，采用异步电机。 7．循环氢压缩机
循环氢压缩机的作用是为加氢裂化反应提供循环氢。循环氢压缩机是加氢裂化装置的“心脏”。如果循环氢压缩机停运，加氢裂化装置只能紧急泄压停工。
循环氢压缩机在系统中是循环作功，其出人口压差一般不大，流量相对较大，一般使用离心式压缩机。由于循环氢的分子量较小，单级叶轮的能量头较小，所以循环氢压缩机一般转速较高(氮气工况8000r/min，额定工况11359r/min)，级数为7级。
循环氢压缩机除轴承和轴端密封外，几乎无相对摩擦部件，而且压缩机的密封多采用干气式密封和浮环密封，再加上完善的仪表监测、诊断系统，所以，循环氢压缩机一般能长周期运行，无需使用备机。
循环氢压缩机采用汽轮机驱动，这是因为蒸汽汽轮机的转速较高，而且其转速具有可调节性。
8．自动反冲洗过滤器
加氢裂化原料中含有机械杂质，如不除去，就会沉积在反应器顶部，使反应器压差过大而被迫停工，缩短装置运行周期。因此，加氢裂化原料需要进行过滤，现采用自动反冲洗过滤器。 自动反冲洗过滤器内设约翰逊过滤网，过滤网可以过滤掉≥25μm的固体杂质颗粒。 三、危险因素及其防范措施
(一)开停工时的危险因素及其防范措施 1.开工时的危险因素及其防范措施 (1)加氢裂化反应系统干燥、烘炉
加氢裂化装置反应系统干燥、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。加热炉点炉时，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。 (2)加氢裂化反应器催化剂装填
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裂化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)。 (3)加氢裂化反应系统置换
加氢裂化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。 (4)加氢裂化反应系统气密
加氢裂化反应系统气密是加氢裂化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。加氢裂化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。由于加氢裂化反应器材质具有冷脆性，一般要求系统压力大于4.75MPa时，反应器器壁温度不小于100℃，所以，氢气4.75MPa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。 (5)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。 (6)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℃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。
(7)加氢裂化反应系统升温、升压
加氢裂化反应系统升温、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。 (8)加氢裂化催化剂的硫化、钝化
加氢裂化反应催化剂在开工前为氧化态，氧化态催化剂没有加氢裂化活性，因此，催化
剂需要进行硫化。催化剂硫化计划采用干法硫化，硫化剂为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。
新硫化的加氢裂化裂化催化剂具有很高的加氢裂化裂化活性，为抑制这种活性，需要对加氢裂化裂化催化剂进行钝化。钝化剂为无水液氨。加氢裂化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％。 (9)加氢裂化反应系统逐步切换成原料油
加氢裂化催化剂的硫化、钝化过程完成后，加氢裂化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裂化反应器床层温升的变化情况。 (10)装置操作调整
加氢裂化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 (1)反应系统降温、降量
加氢裂化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，加氢裂化反应器温升增加，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。 (2)用低疑点原料置换整个系统
加氢裂化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。
(3)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。 (4)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。
(5)反应系统降温、降压
加氢裂化反应系统按要求的速度降温、降压。 (6)反应系统N2置换
反应系统用N2置换成N2环境，使系统的氢烃浓度<1％。 (7)卸催化剂