安全1201裂化反应过程

1、裂化反应过程安全技术演讲：吴佳俊组员：吴超银 徐宇航 杨斌 张冬雪裂化反应概述裂化反应，是指在高温和隔绝空气的条件下，烷烃分子中的CC键或CH键发生断裂，由较大分子转变成较小分子的过程。该反应属于高温吸热反应，属于重点监管的危险化工工艺之一。裂化热裂化催化裂化加氢裂化催化裂化简介 催化裂化用于重质油生产轻质油工艺重质油生产轻质油工艺，但由于常减压塔底的塔底油和渣油含有多量胶质、沥青质，在催化裂化时易生成焦炭，同时还含有金属铁、镍等，故一般采用较重的馏分油为原材料在460520及101202kPa条件下进行反应。 所用的催化剂以天然润土、矾土或高岭土为原料制成。现代催化裂化装置是采用流化床，催化

2、剂做成粉状或微球状，靠加热的原料油气携带，循环于反应器和再生器之间。催化剂与油气形成外观与流体相似的流化状态，在流化床中，由于催化剂的激烈运动，油气与催化剂充分接触，加速了反应的进行，同时也使热量传递加快，床层温度均匀，避免局部过热。目录装置单元组成工艺流程危险性因素分析及安全技术措施装置易发生事故及其处理工艺危险特点装置安全自动保护联锁系统及其作用一、装置单元组成反应再生单元三机单元能量回收单元分馏单元吸收稳定单元干气、液化气脱硫和汽油、液化气脱硫醇单元反应再生单元 重质原料在提升管中与再生后的热催化剂接触反应后进入沉降器（反应器），油气与催化剂经旋风分离器与催化剂分离，反应生成的气体、汽油

3、、液化气、柴油等馏分与未反应的组分一起离开沉降器进入分馏单元。反应后的附有焦炭的待生催化剂进入再生器用空气烧焦，催化剂恢复活性后再进入提升管参加反应，形成循环，再生器顶部烟气进入能量回收单元。三机单元主风机：作用是将空气送入再生器，使催化剂在再生器中烧焦，将待生催化剂再生，恢复活性以保证催化反应的继续进行。气压机：作用是将分馏单元的气体压缩升压后送入吸收稳定单元，同时通过调节气压机转速也可达到控制沉降器顶部压力的目的，这是保证反应再生系统压力平衡的一个手段。增压机：作用是将主风机出口的空气提压后作为催化剂输送的动力风、流化风、提升风，以保持反应再生系统催化剂的正常循环。能量回收单元、吸收稳定单

4、元利用再生器出口烟气的热能和压力使余热锅炉产生蒸汽和烟气轮机做功、发电等，此举大大降低装置能耗，目前现有的重油催化裂化装置有无此回收系统，其能耗相差1/3左右。经过气压机压缩升压后的气体和来自分馏单元的粗汽油，经过吸收稳定部分，分割为干气、液化气和稳定汽油，此单元是本装置甲类危险物质最集中的地方。分馏单元 沉降器出来的反应油气经换热后进入分馏塔，根据各物料的沸点差，从上至下分离富气、粗汽油、柴油、回炼油和油浆。该单元的操作对全装置的安全影响较大，一头一尾的操作尤为重要，即分馏塔顶压力、塔底液面的平稳是装置安全生产的有力保证，保证气压机入口放火炬的油浆出装置系统的通畅，是安全生产的必备条件。干气

5、、液化气脱硫和汽油、液化气脱硫醇单元SH2 该两部分为产品精制单元。干气、液化气在胺液作用下，吸收干气、液化气中的 的目的。汽油和液化气在碱液状态中在磺化钛氰钴作用下将硫醇氧化为二硫化物，以达到脱除硫醇的目的二、工艺流程原料油由罐区或其他装置送来，进入原料油罐，由原料泵抽出，换热至200300左右，分馏塔来的回炼油和油浆一起进入提升管的下部，与再生器再生斜管来的650700再生催化剂接触反应，然后经提升管上部进入分馏塔，反应完的待生催化剂进入沉降器下部汽提段，被汽提蒸汽除去油气的待生剂通过待生斜管进入再生器下部烧焦罐。由主风机来的空气送入烧焦罐烧焦，并同待生催化剂一道进入再生器继续烧焦，烧焦再

6、生后的再生催化剂由再生斜管进入提升管下部循环使用。反应油气进入分馏塔后，首先脱过热，塔底油浆分两路，一路至反应器提升管，另一路经换热器冷却后出装置。脱过热后油气上升，在分馏塔内自上而下分出富气、粗汽油、轻柴油、回炼油。回炼油去提升管再反应，轻柴油经换热器冷却后出装置，富气经气压机压缩后与粗汽油共进吸收塔，吸收塔顶的贫气进入再吸收塔由轻柴油吸收其中C4C5，再吸收塔顶干气进入干气脱硫塔脱硫后作为产品出装置，吸收塔底富吸收油进入脱吸塔以脱除其中的C2。塔底脱乙烷汽油进入稳定塔，稳定塔底油经碱洗后进入脱硫醇单元。三、危险性因素分析及安全技术措施1、开工时的危险因素分析及其防范措施 装置的操作参数变化

7、较大，物料的引入、引出比较频繁，较易产生事故2、停工时的危险因素分析及其防范措施 装置由正常状态逐渐降温、降压、降量的过程，操作参数变化较大，属于不稳定操作状态3、正常生产中的危险因素分析及其防范措施 生产时，各工艺参数稳定，但在长期运转过程中，由于受到诸多因素的影响，生产中存在不少影响安全的因素4、设备腐蚀 催化原料的含硫量越来越高，再生烟气中的SO2、SO3浓度大幅度提高，另外H2S也在成倍增长 催化裂化装置由于它的技术特点，既有微球催化剂流化，还有化学反应，又是在高温、高压操作，物料大部分为甲类危险品，生产过程中产生有毒气体H2S等，所以在炼油厂中是易出现事故的装置，设备的故障率也高，其

8、中尤其是催化装置发生故障概率较高。 催化裂化装置除了物料泄露而易发生事故以外，催化剂磨损和油气结焦而造成设备泄露和堵塞事故是与其他炼油装置不同的。停工时的危险因素分析及其防范措施注意问题：保证反应器的蒸汽吹扫时间保证反应器的蒸汽吹扫时间。在保证赶尽反应器油气的同时，分馏塔的残油要尽量抽尽。分馏塔温度应下降到200以下，为安装油气管线的盲板创造条件。安装盲板时切断反应器和再生器，而反应器和分馏塔适当反应器和分馏塔适当给汽给汽，维持其微压，即反应器和分馏塔要见蒸汽少量吹出。分馏塔吹扫后一般要进行水洗，以防止残存的FeS因干燥自燃。装置的废碱罐和碱罐，其中都残存汽油，因罐处理不净而动火会发生爆炸事故

9、，装置后部吸收塔，再吸收塔、脱硫系统由于有H2S的存在必须处理干净。正常生产中的危险因素分析及其防范措施从装置组成单元进行分析：反应再生单元三机单元能量回收单元分馏单元吸收稳定和干气、液化气脱硫，液化气、汽油脱硫酸单 元反应再生单元反应再生系统组成：沉降器部分由沉降器、快速分离器、提升管、汽提段、待生斜管等组成。再生器部分由再生器、快速分离器、稀相管、外取热器、循环催化剂管、烧焦罐预混合管组成。在正常操作中主要是要防止反应一再生系统超温、超压超温、超压，另外由于两器中为了绝热和防止催化剂磨蚀都衬有绝热耐磨衬里，良好的施工和平稳操作十分重要，若衬里脱落，设备将要超衬里脱落，设备将要超温温，脱落的

10、衬里进入催化剂的斜管将发生堵塞，正常生产不能维持，只能紧急停工。三机单元大型催化裂化的主风机、气压机、增压机一般都使用离心式或轴流式，所以防止几组的喘震是首要的。另外对于主风机还要防止反应一再生系统因为超压，以致主风机处理不当造成催化剂倒入主风管线，乃至进入主风机，将造成机组毁坏的恶性事故，这里主风机管线上进入再生器处的单向阻逆阀的可靠性十分重要。气压机操作要防止分馏塔顶回流罐满罐而使富气带油，毁坏气压机事故一般气压机都由凝汽式透平带动，搞好复水器操作，保证真空度和复水泵不抽空，即能保证气压机的安全运行。因气压机复水器水位高造成停机，影响反应一再生压力，继而威胁生产的情况时有发生。不管是主风机

11、和气压机、增压机，其润滑油系统的稳定工作是机组安全运行的基础，要搞好冷油器操作以及提高润滑油泵自动启动的可靠性，另外对润滑油坚持定期分析，尤其是不能带水，否则轻者会引起蒸汽透平调速系统元件锈蚀造成机组降转速不灵，重者润滑效果破坏，发生烧瓦事故能量回收单元烟气轮机部分由于是高温带有催化剂的烟气，所以要严格执行烟气含尘250g/ 的要求，长期超标磨损叶轮，而且催化剂会沉积在叶轮上造成动平衡不好，使振动超标而影响运行周期。烟机润滑油系统要求三机系统烟机的入口蝶阀是再生器压力控制的阀门，所以本身的液压系统和调节系统要可靠，而且要有快速切断性能要求(只带发电机方案)以保证烟机不出现飞速现象。余热炉主要是

12、汽包不装满水、不缺水，以保证正常运行，所以汽包的液位计的可靠度十分重要。另外余热炉的制造质量，尤其是省煤器和发气小管的焊接和系统管线法兰连接处易造成泄漏，影响炉子运行。分馏单元该单元是催化装置物料分离的主要单元，分流塔顶回流够气压机入口放火炬线和塔底油浆出装置线是催化装置的生命线。操作出了问题，大量放火炬，气体放不出，反应再生系统就会出现超压。塔底油浆放不出去，装置内的重质油无出路，长时间放不出，油浆中的催化剂在塔和换热器中沉积、堵塞，将给装置停工带来很大的问题。分馏单元一中段以下可能产生泄漏着火、油浆堵塞、油浆磨损和油浆结焦事故，一中段以上泄露，由于气体中含有H2S，可能造成中毒、气体爆燃事

13、故。分馏单元危险危险因素及预防措施表分馏单元危险危险因素及预防措施表干气、液化气脱硫和汽油、液化气脱硫醇单元液化气、汽油脱硫酸单元主要危险因素及预防措施液化气、汽油脱硫酸单元主要危险因素及预防措施4、设备腐蚀再生器封头的应力腐蚀。只要是因为烟气中的S、N转化为高露点的SO3和NO2，从而形成硫酸盐、硝酸盐的露点腐蚀。膨胀节的腐蚀。催化裂化反应再生系统的油气管线、斜管、再生烟气以及能量回收系统大量使用波纹膨胀节，而膨胀节又容易受氯离子和硫化氢综合作用而产生应力腐蚀和穿孔。烟气管道上的膨胀节主要是烟气中的SO2，变成连多硫酸（mHxSO4),在此形成露点的应力腐蚀。分馏塔以及吸收稳定的H2S腐蚀。

14、H2S主要集中在分馏塔顶部、吸收稳定及干气、液化气脱硫部分。所以这些部分的硫化氢腐蚀十分严重，在塔体和换热器中生成大量的FeS，严重时堵塞稳点塔、吸收塔底重沸器芯子，生产不能正常进行，尤其是在停工检修时，易发生FeS自燃事故催化裂化装置设备腐蚀及其防范措施催化裂化装置设备腐蚀及其防范措施四、装置易发生的事故及其处理催化裂化常见事故处理原则催化裂化常见事故处理原则：任何情况下两器（反应器、再生器）藏量不得互压，严防再生器中空气和反应沉降器内油气互串，否则将有发生爆炸的恶性事故的可能。启用主风自动保护联锁装置后，严禁向再生器喷燃烧油。当反应提升管要进料时，要保证提升管出口温度不低于460C（蜡油催

15、化装置因原料性质不同而要求也不同），以防止待生催化剂带油进入再生器，再生器朝文和再生烟气冒黄烟。因事故切断进料，两器流化，再生温度要用燃烧油维持在500550C。因各种原因，再生温度维持不低于370C，要立即卸除催化剂，停止两器各点吹汽，防止催化剂和泥。维持好分馏塔底液面，并保证油浆循环和外排油浆正常，以防止因塔底液面高增加两器压力和催化剂堵塞塔底系统。维持好分流塔顶回流罐液面和顶温，保证不冲塔、不超温，气压机入口放火炬系统要通畅。装置发生的事故及其处理装置发生的事故及其处理（三个比较常见的事故例子）：（三个比较常见的事故例子）：由于催化装置两器存在催化剂的流化所以易发生事故部位集中在两器系统

16、，表现为催化剂的磨蚀而引发的设备的问题，反应油气的结焦而引发的沉降器、旋风分离器系统等的堵塞，两器的超温、超压是由于两器流化不正常等的因素造成。分流系统主要是分馏塔顶超温，从而引起回流罐液面上升而引起而影响两器以及气压机操作，分馏塔底油浆的堵塞、结焦和磨损会造成油浆系统泄露着火和后路不通而停工。吸收稳定系统，由于稳定塔底温度过低而造成汽油中带大量液化气，从而造成罐区的事故较为常见，另外由于催化原料的重质化，其硫含量成倍增加，其吸收稳定系统造成H2S中毒的事故也多次发生。五、工艺危险特点（根据上述内容总结）在高温（高压）下进行反应，装置内的物料温度一般超过其自燃点，若漏出会立即引起火灾； 炉管内

17、壁结焦会使流体阻力增加，影响传热，当焦层达到一定厚度时，因炉管壁温度过高，而不能继续运行下去，必须进行清焦，否则会烧穿炉管，裂解气外泄，引起裂解炉爆炸；如果由于断电或引风机机械故障而使引风机突然停转，则炉膛内很快变成正压，会从窥视孔或烧嘴等处向外喷火，严重时会引起炉膛爆炸； 如果燃料系统大幅度波动，燃料气压力过低，则可能造成裂解炉烧嘴回火，使烧嘴烧坏，甚至会引起爆炸；六、装置安全自动保护联锁系统及其作用由于装置不正常操作如原料带水、气压机故障，或是两器流化输送不畅和外来水、电、气、风的故障都有可能破坏两器的压力平衡和热平衡，造成催化剂倒流，即催化剂全部向一个容器输送，或者流化中断，两器成为死床

18、，或者反应、再生温度超湿或过低都将危及装置的安全。所以催化裂化装置都设置有装置安全自动保护联锁系统，即在某些工艺参数达到某一数值时，装置自动保护联锁系统动作，以保护装置。催化裂化装置的安全自动保护联锁装置表自动保护联锁装置说明提升管总进料低。当提升管总进料低至一定量时，其再生催化剂的提升能力不足，为此沉降器和汽提段的催化剂量少，有可能导致沉降器汽提段催化剂放空，则反应油气会倒串入再生器而引起再生器超温或爆炸。因此总进料流量阀关闭，原料旁路阀打开将原料油引至分馏塔底，同时打开原料事故蒸汽阀以保持提升管的通畅。这时待生和再生滑阀同时关闭，再生器维持单容器流化。此时主风仍进再生器，由于催化剂上无焦炭

19、，再生器温度将迅速下降，如果短时间不能恢复提升管进料，装置再生器要喷入燃烧油以维持再生温度在550为宜，待进料条件具备，提升再生温度在600左右，即可两器流化恢复进料。主风流量低时。当主机故障或者主风机的管线某个阀故障，造成主风流量低时，再生器流化困难，或者不能流化，这里主风管上的单向阻逆阀关，同时主风事故蒸汽引入再生器以保持流化，由于没有了主风，不能烧焦，所以相应的原料低流量的几个阀门都动作，以维持两器单器流化。因为无烧焦，所以再生器温度也要下降，但因蒸汽温度比主风高，流量又小，所以下降幅度较慢，这时要尽快恢复主风供给。如果主风不能立即供给，可以停止向再生器内吹蒸汽而闷床，即两器为“死床”，

20、以保持再生温度在500以上，这样恢复两器流化和进料较快，但必须在一、两天内恢复供风，否则两器中的催化剂无法卸出，所以一般配备两台主风机是十分必要的。待生或再生滑阀差压低时。流体在管线中流动时，其阀门上游压力将大于下游压力。滑阀差也是如此，某一衡量流化催化剂输送正常的标志，其二调节催化剂环量有余地，当差压过小，甚至负差压就有催化剂倒流的可能，这是危险事故发生的前兆，所以要有安全自动保护联锁装置。当差压低至某一数值时，切断提升管进料，两滑阀关闭提升管吹入事故蒸汽，反应沉降器和再生器、单容器流化，为解决再生温度下降较快，再生器喷入燃烧油，维持再生器温度在500以上，待两器流化正常处理好故障后，即可重新进料。安监116号文裂解（裂化）反应重点监控工艺参数 ：引风机电流；裂解炉温度；引风机电流；燃料油进料流量；稀释蒸汽比及压力；燃料油压力；滑阀差压超驰控制、主风流量控制、外取热器控制、机组控制、锅炉控制安全控制的基本要求：裂解炉进