刍议典型加氢工艺危险因素分析及事故预防策略

刍议典型加氢工艺危险因素分析及事故预防策略

王庚辰 武小辉 

河南金源氢化化工股份有限公司

摘要：从物料，工艺设备和生产过程方面分析加氢工艺存在的危险因素，并对开车操作，正常生产操作和停车操作过程的事故预防措施进行了探讨。

关键词：典型加氢工艺；危险因素；事故预防

前言：作为典型的危险化学品生产工艺之一，加氢工艺过程存在诸多危险因素。习总书记关于防范化解重大风险重要论述中指出：“要坚持从源头上防范化解重大安全风险，真正把问题解决在萌芽之时，成灾之前。”“要坚持标本兼治，关口前移，加强日常防范，源头治理、前端处理。”要求从源头上管控风险、消除隐患，防止风险演变、升级。

1、典型加氢工艺危险因素

1.1火灾危险性

1）氢气：与空气混合能成为爆炸性混合物、遇火星、高热能引起燃烧。室内使用或储存氢气，当有漏气时，氢气上升滞留屋顶，不易自然排出，遇到火星时会引起爆炸。2)原料及产品：加氢反应的原料及产品多为易燃、可燃物质。例如：苯、萘等芳香烃类；环戊二烯、环戊烯等不饱和烃；硝基苯、乙二腈等硝基化合物或含氮烃类；一氧化碳、丁醛、甲醇等含氧化合物以及石油化工中馏分油、减压馏分油等油品。3）催化剂：部分氢化反应使用的催化剂如雷尼镍属于易燃固体可以自燃。4)在氢化反应过程中产生的副产物如硫化氢、氨气多为可燃物质。

1.2爆炸危险性

1)物理爆炸：加氢工艺多为气液相或气相反应，在整个加氢过程中，装置内基本处于高压条件下进行。在操作条件下，氢腐蚀设备产生氢脆现象，降低设备强度。如操作不当或发生事故，发生物理爆炸。2）化学爆炸：加氢工艺中，氢气爆炸极限为4.1%-74.2%，当出现泄漏；或装置内混入空气或氧气；易发生爆炸危险。在某些加氢工艺中如一氧化碳加氢制甲醇工艺，其原料一氧化碳亦为易燃易爆气体，产品甲醇为甲B类可燃液体，在操作温度下甲醇为气态，当出现泄漏也可能导致设备爆炸。如苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、丁醛气相加氢生产丁醇等工艺中原料、产品在常温下为液态，但在操作条件下为气态，出现泄漏导致爆炸。另外，如硝基苯液相加氢生产苯胺等工艺，反应温度、压力相对较低，反应为气液两相反应，其爆炸危险性主要来自氢。

1.3中毒危险危害性

氢化反应中不同原料和产品毒性差别较大，具体如下：1)不饱和烃及馏分油；如环戊二烯、乙炔、常、减压馏分油等无毒2）芳香烃：如苯酚、甲苯等为中低毒性物质，部分有腐蚀性。3）含氮化合物：如硝基苯、苯胺等有较强的毒性。1.4腐蚀及其他危险性

氢化反应腐蚀性具体如下：1)氢：氢化反应大多在高温高压下进行，在这种条件下，氢可以对设备钢材产生腐蚀，出现钢脆现象。2）其他：在石油化工中加氢精制多同时伴随脱硫脱氮过程，产生的副产品硫化氢、氨气等物质均有腐蚀性。

2、加氢工艺事故预防

2.1开车过程的事故预防

2.1.1反应系统干燥、烘炉

(1)装置引进燃料气前，瓦斯的气密隔离工作要做好，氧含量要达标，切要防止瓦斯泄漏及窜入其它系统。(2)加热炉点火前，用蒸气彻底吹扫炉膛，防止易燃气体残余。(3)加热炉烘炉时，升温过快耐火材料中的水分蒸发过快，致使炉墙倒塌。所以，升、降温一定要按烘炉曲线进行。

2.1.2反应器催化剂的装填

(1)催化剂装填前，需要检查催化剂磨损情况，粉尘量超标催化剂要过筛；（2)床层“局部过热”或“偏流”会影响反应器正常运行。因此，催化剂保持干燥，且装填要均匀；(3)催化剂装填时，特种作业人员入反应器内作业，要按受限空间及粉尘环境相关操作规程进行劳动防护，以免发生人身伤害事故。

2.1.3反应系统置换

(1)氮气置换空气时，氧含量低于0.5%方为系统置换完成，若氧含量高于0.5%引入氢气将造成事故隐患；(2)氢气置换氮气时，氢气含量保持在85%纯度为宜[]，保证循环氢压缩机在较适宜的工况下运转。

2.1.4反应系统气密

加氢反应系统的气密工作分不同压力等级进行，低压气密阶段所用介质为氮气，气密合格后用氢气作低压气密。高压气密操作应注意下几点：（1)气密试验过程中，要统一指挥，各步骤都要加强岗位联系，密切配合；（2)注意检查系统之间有无发生互串现象，严防设备超压，尤其是高、低压设备之间；(3)气密试验时，如超压则要降低压力，严防超压。

2.1.5分馏系统

冷运油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，应做到工艺流程改动正确，不跑油、窜油。冷油运操作要点如下：（1)冷油运循环阶段，分馏系统所有的仪表全部投用，并注意观察仪表的使用情况和调节阀的灵敏度，调节阀副线开关要灵活；（2)根据机泵电流情况，各重沸炉按照比正常生产略低的量循环，分馏系统循环的量按控制液面的需要调节，注意在冷油运期间要防止机泵超电流、抽空等现象的发生，平衡好各塔液位，多余的油从污油线退出，油不够再从装置外补油。

2.2正常生产过程事故预防

加氢工艺正常生产过程包括反应温度和压力的控制、高压分离器液位控制、循环氢纯度的控制、加热炉的控制、装置防冷冻、循环压缩机防喘振、防硫化氢中毒等。（1)温度是重要控制参数之一，正常操作调节时要严格按照技术要求升温、控温，以防飞温事故。操作原则为先降温后降量、先提量后提温；(2）高压分离器液位要严格控制，以防循环氢带液和高压窜低压事故。要保证液位仪表的准确性；(3)系统压力控制是靠调节气体循环量来实现的，循环氢纯度影响氢分压，对加氢反应有直接的影响，循环氢纯度要控制适当[12]；（4)加热炉各路流量应保持均匀，并且不低于规定值，防止炉管结焦，保持各火嘴燃烧均匀，使炉膛内各点温度均匀、不超温[]；(5)氢气火焰一般为淡蓝色，白天不易发现，应定期进行夜间闭灯检查，及时发现漏点，将事故消灭在萌芽状态；(6)在温度较低的季节应开启蒸汽伴热，并加强巡回检查，防止原料油冻凝；(7)加氢装置的循环氢压缩机多为离心式压缩机，应经常检查运行状况，防止喘振。

2.3停车过程事故预防

加氢装置的停车过程包括反应系统降温、降压、降量、置换系统、烃泵、卸催化剂、设备的清洗及防腐、装置退油及吹扫等。(1)反应系统停车过程中应遵循先降温后将量原则，按照要求的速度进行，防止空速减小而产生飞温现象发生；(2)用低凝点原料置换整个系统，避免在停车时高凝点原料油凝结在催化剂上，以及管线和设备当中；(3)停反应原料泵切断反应进料时，应注意反应器温度要适宜，防止反应器明显升温；(4)切断反应进料后，用热循环氢带出催化剂中的存由，热氢气提的温度要根据催化剂的要求确定，以避免催化剂被热氢还原；(5)反应系统置换成氮气系统，要使系统的轻烃浓度小于规定值。

结束语：从危险化学品安全生产角度出发，在导致事故发生的物的不安全因素、人的不安全行为和违章指挥等因素里，消除物的不安全因素是基础，减少人的不安全行为是关键，避免违章指挥是保障。加氢工艺是化工生产中典型的工艺之一，从物料、设备、工艺过程等环节分析危险因素，排查隐患，编制修订应急预案，对降低事故风险，预防重特大事故非常必要。

参考文献：

[1]胡长峰,吴志伟,武晓丽等. 典型加氢工艺危险因素分析及事故预防 [J]. 内蒙古石油化工, 2022, 48 (01): 30-34.

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[3]刘建平. 重油（渣油）加氢工艺研究[D]. 河北工业大学, 2019.

[4]白欣. 一套典型的加氢裂化装置工艺路线及产品调整方案 [J]. 内蒙古石油化工, 2018, 44 (10): 58-60.

[5]杨云平,邓茂广. 蜡油加氢装置流程设计优化 [J]. 中外能源, 2014, 19 (09): 71-74.