制苯装置说明与危险因素防范措施

1、解决方案示范文本 | Excellent Model Text 资料编码：CYKJ-FW-627编号：_制苯装置说明与危险因素防范措施审核：_时间：_单位：_制苯装置说明与危险因素防范措施用户指南：该解决方案资料适用于为完成某项目而进行的活动或努力工作过程的方案制定，通过完善工作思路，在正常运行中起到指导作用，包括确定问题目标和影响范围、分析问题并提出解决方案和建议、成本计划和可行性分析、实施和跟进。可通过修改使用，也可以直接沿用本模板进行快速编辑。一、装置简介(一)装置发展及类型1装置发展制苯装置是以乙烯装置的副产品裂解汽油和氢气为原料，应用各种技术，以生产纯苯为主产品，同时副产多种石油化工

2、原料的石油化工装置。裂解汽油在制苯装置中通过加氢、抽提分离得到纯苯，同时可得到C5、C9、甲苯、抽余油、C8等重要的副产品。裂解汽油加氢工艺随着催化剂的进步由原来的高温CO、MO系列，向低温贵金属系列发展。工艺路线也向全馏分深度加氢发展。制苯工艺也以抽提制苯为主，逐渐淘汰了能耗高、损失率大的甲苯脱烷基及二、三甘醇抽提的工艺方法。普遍采用的为四甘醇、环丁砜为溶剂的工艺方法。N甲酰基吗啉抽提工艺为目前国际较先进的水平。2装置类型(1)加氢工艺类型裂解汽油中除含苯、甲苯、二甲苯外，还含有单烯烃、双烯烃、饱和烃(直链烷烃、环烷烃)以及含硫、氧、氮的有机化合物，根据色谱分析，有200多种组分，组成相当复

3、杂。这种油的特点为稳定性差，存放过程中易聚合生成低聚合度产物(即胶质)，故在应用中必须先经过加氢工艺处理。鉴于从裂解汽油中除去双烯烃、单烯烃和硫、氧、氮有机化合物的条件不同，国内外普遍采用两段加氢法。一段加氢主要是双烯烃加氢；二段加氢主要是单烯烃加氢，同时将硫、氧、氮有机化合物加氢转变为相应的硫化氢、水和氨而被除去。裂解汽油选择性加氢过程中催化剂起着关键性的作用，随着乙烯丙烯工业的飞速发展和裂解汽油加氢装置的不断增加，国内外对此类催化剂，尤其是一段加氢催化剂的研究开发和工业应用高度重视。从催化剂类型分为两段高温加氢和一段低温二段高温加氢工艺。从加工物料分为全馏分加氢和分馏加氢。由油品的不同使用

4、目的又可分为一段加氢和两段加氢。加氢工艺类型比较如表312所示。(2)抽提工艺类型从重整油和裂解汽油中分离芳烃的方法有溶剂抽提法、吸附法、抽提蒸馏法、共沸蒸馏法等。目前，溶剂抽提法是工业生产轻芳烃的主要手段。自1952年美国环球油品公司(UOP)和道化学公司(DOW)研究成功以二乙二醇醚(又称二甘醇)为溶剂的UDEX法投人工业生产以来，各国又研究成功了环丁砜为溶剂的Sul-folane法，N甲苯吡咯烷酮为溶剂的Arosolvan法，二甲基亚砜为溶剂的IFP法以及N甲酰基吗啉为溶剂的Formex法，并陆续投入生产。此外，UDEX法已陆续改用二甘醇(DEG)和二丙二醇醚(DPG)混合溶剂三甘醇(T

5、EG)、四甘醇(TETRA)或二乙二醇胺(DGA)作抽提溶剂。这里主要介绍N甲酰基吗啉(NFM)抽提蒸馏组合工艺专有技术，溶剂使用N甲酰基吗啉(NFM)。将加氢后的CC先进行切割塔分馏，然后经过抽提系统及苯塔精馏，主产品为纯苯，副产品有C7馏分、抽余油等，当苯、甲苯抽提工况时副产甲苯。二、重点部位及设备(一)重点部位1加氢反应器系统加氢反应系统是制苯装置生产关键设备部位。包括两台加氢反应器。一台C8加氢反应器和一台预硫化反应器。分离罐是气液分离设备，也是加氢系统的压力控制点。6台氢气压缩机组成的压缩机组是装置的心脏部位。两台加热炉为正压式圆筒炉，是二段加氢反应的热量来源。也是系统的控制重点。高

6、温换热器在开、停车过程中，或正常操作中因温度变化，极易发生泄漏。冷却器也均在高压下操作。预硫化氢气预热器为高压蒸汽加热富含H2S氢气介质的换热器(间断使用)。若以上部位发生事故将会导致恶性事故的发生。2预分馏及抽提系统(1)脱砷反应系统由于脱砷剂过氧化氢异丙苯的化学性质极不稳定，易在物料带水或物料停留时间过长时在脱砷反应器部位发生物料聚合。发生事故会导致装置局部或全部停工。脱砷剂储罐注意温度过高发生分解爆炸，在加装CHP时会产生静电火花引起爆炸，加装CHP所用气泵没有置换干净，其他化学物质混入CHP储罐中，与过氧化氢异丙苯发生化学反应会引起爆炸。(2)抽提系统抽提系统重要部位为抽提蒸馏塔，此塔

7、的操作一旦出现故障，可引起溶剂返?昆，塔顶抽余油中带走溶剂，造成溶剂的损失。严重时溶剂在抽余油系统中夹带过多而造成设备冻堵，致使装置停车。(二)重点设备装置的重点设备以两段加氢反应器为主，包括重点机组补充氢压缩机和循环氢压缩机。另外反应系统的第二循环氢冷却器、二段进料预热器、循环氢预热器以及高压闪蒸罐和加热炉，出现问题后处理不当都会造成部分或全部装置停工，或导致恶生事故发生。1加氢反应器加氢反应器是制苯装置的生产关键设备，燕化公司制苯装置的两台加氢反应器使用了20年，一段加氢反应器(R201)在年再生时发生超温，造成筒体间断裂纹，虽经修复，但属监护使用，在年改造后降压至2。6MPa(原操作压力

8、为59MPa)，由于使用了钯系催化剂，R201入口温度为50、85，比原来的操作温度(2600(2)大为降低。二段反应器(R301)原设计压力为66MPa，设计温度为360，  目前压力定为5。4MPa，操作温度严格限制，不得超过360。两台反应器当温度压力发生变化时，易造成反应器超温和泄漏。2.硫化反应器 二段加氢催化剂中的活性组分CO、Mo元素，是以氧化态的形态附在氧化铝骨架上，为了使催化剂有充分的活性和选择性，并且抑制不希望发生的加氢裂化和聚合反应，催化剂活性组分应变成硫化态下操作，催化剂在第一次使用或经过再生操作后，要对催化剂进行预硫化。催化剂预硫化操作时间7lOh

9、，但硫化流程长，易产生泄漏点，造成浓度较大硫化氢外泄。在加氢系统中硫化氢对设备易造成严重腐蚀，另外硫化剂更换时要做好置换工作，避免硫化物自然。3.高压分离罐高压分离罐是气液分离设备，也是加氢系统的压力控制点。高压分离罐是加氢系统的高低压分界，二者的液面计、压力表、安全阀、调节阀等失灵，均能造成严重影响，液面过高会造成氢压机系统带油损坏氢气压缩机，严重时造成压缩机撞缸，液面过低则易发生高压窜低压而引起爆炸事故。4.氢压机系统氢气压缩机是装置的心脏，如果循环氢压缩机一旦发生故障停车，循环氢流量突然降低，将会使反应器内热量无法带出，会造成“飞温”使加热炉管过热，造成催化剂和设备损坏。另外氢气压缩机厂

10、房内易发生氢气泄漏事故。5.加氢换热器加氢换热器在停车过程中或正常操作中因温度变化，极易发生泄漏。6.加热炉反应系统中加热炉是为反应部分提供热量的，炉管内充满高温高压氢气，如炉管壁温超高，将会使炉管寿命缩短，严重超温会导致炉管爆裂，造成爆炸事故。在操作时要严格按操作法进行操作。在停炉时注意把火嘴根部阀门关闭，防止电磁阀：泄漏，造成燃料气在炉膛积聚发生危险。在点火时行点长明灯火嘴，后打开主火嘴阀门，投主火嘴。7.脱砷系统脱砷剂储罐注意温度过高发生分解爆炸，在加装CHP时产生静电火花会引起爆炸，加装CHP所用气泵没有置换干净，其他化学物质混入CHP储罐中，与过氧化氢异丙苯发生化学反应会引起爆炸。8

11、抽提蒸馏塔在塔内完成苯抽提和非芳脱除的主要任务，该塔处理量大，热交换量大。由于进料多样、操作复杂，有一定的危险性。是抽提制苯的重要设备。三、危险因素分析及其防范措施裂解汽油加氢、抽提制苯装置，工艺上有高温、高压、临氢的特点。物料大部分为甲类危险品。产品苯毒性极大。正常生产和特殊操作中均产生H2S有毒气体。所以在化工生产装置中是易发生事故的装置。(一)开停工时的危险因素及其防范措施1.开工时的危险因素分析及其防范措施开工时装置从常温、常压逐渐升温升压达到正常操作指标。物料、氢气、水、电逐步引入装置。所以在开工时，装置的操作参数变化较大，较易发生事故。装置开工的主要步骤为：置换气密一系统垫油一预分

12、馏建立单塔循环一反应系统建立安全液循环一抽提系统建立溶剂循环一反应系统升温升压一系统投料。装置开工的顺序为预分馏、加氢反应系统再至抽提系统。各阶段易发生的事故分析如下：(1)预分馏物料聚合预分馏系统处理的物料为不饱和物料。由于脱砷剂过氧化氢异丙苯的化学性质极不稳定，易在物料带水或物料停留时间过长时起到聚合反应的链引发作用。致使物料在脱砷反应器部位发生聚合。所以在预分馏的正常操作中应及时发现原料带水或再沸器泄漏的情况。事故发生会导致装置局部或全部停工。脱砷剂储罐注意温度过高发生分解爆炸，在加装CIIP时产生静电火花引起爆炸，加装CHP所用气泵没有置换干净，其他化学物质混入CHP储罐中，与过氧化氢

13、异丙苯发生化学反应引起爆炸。(2)加热炉点火气体加热炉是正压式圆筒炉，“电子点火系统”在操作时要严格按操作法进行操作。点炉之前应对炉膛进行测爆，如果发生未点燃或熄火现象时，在重新点炉之前应再次对炉膛测爆，合格后再进行。在停炉时注意把火嘴根部阀门关闭，防止电磁阀泄漏，造成燃料气在炉膛积聚发生危险。在点火时先点长明灯火嘴，后打开主火嘴阀门，投主火嘴。为反应部分提供热量的炉管内充满高温高压氢气，如炉管壁温超高，将会使炉管寿命缩短，严重超温会导致炉管爆裂，造成爆炸事故。(3)二段出料换热器泄漏二段出料温度为260、350，与二段进料在二段进料预热器、第二循环氢冷却器进行换热，两侧物料均是高压、临氢。在

14、开工阶段温度变化较大的时候，容易造成泄漏。所以在开工过程中升温速度应该严格控制在30h。温度升至100以上后要进行热紧。(4)反应器超温在开工阶段由于预分馏的操作不稳定，所以C5馏分极易发生夹带至反应器，造成温度急剧升高。另外加热炉的调整不够及时也是造成飞温的一个主要原因。所以在开工阶段应严格检查进料质量后再向反应器进料。加热炉的调整也应迅速及时。如果发生飞温，应及时降低进料直至停止。降低加热炉温度直至灭炉。利用循环氢带走反应热。(5)抽提塔冲塔抽提塔在开工过程中，由于温度的调整以及进料量的变化会造成塔内汽液平衡的失调。从而使溶剂夹带至塔顶而造成冲塔。开工时应注意两塔溶剂循环建立平稳后，两塔温

15、度调整至操作值后再缓慢的进料。且进料量维持在1015th之间。温度调整应缓慢进行。如果发生冲塔，立即降低直至关闭汽提塔再沸器、抽提蒸馏塔再沸器的加热蒸汽。降低贫溶剂和净化溶剂的入塔温度。降低进料量直至停止进料。2停工时危险因素分析及其防范措施装置停工是装置由正常操作状态逐渐降低温度、压力、流量的过程。各操作参数变化较大，所以也属于不稳定操作状态。因操作不当也有可能造成事故。主要应注意以下问题。(1)预分馏各塔残油应尽量抽尽。各塔温度降至常温。一旦打开设备，注意清除设备内部的残留物。吹扫后进行水洗，防止低聚物自燃。(2)加氢反应系统应有足够的氢气循环带油时间，保证两反应器不发生物料聚合。(3)反

16、应系统降温速率要慢，防止发生泄漏着火事故。同样反应系统卸压时速率要慢保证火炬系统的安全。(4)抽提蒸馏塔蒸塔后一定要水洗，防止塔内残留物自燃。(5)加氢氢气循环系统中的一段循环氢吸人罐、二段循环氢吸人罐以及稳定塔系统应及时水洗，防止FeS因干燥自燃。(6)预硫化反应器的硫化剂卸出前应用氮气置换，卸出后应水浸并及时堆埋，防止日晒自燃。(二)特殊操作时的危险因素分析及其防范措施装置的特殊操作是指加氢反应系统的催化剂再生、催化剂预硫化和一段催化剂活化操作。由于操作改变了工艺操作条件和工艺流程，以及产生剧毒的硫化氢气体，所以存在着很大的危险因素。危险因素及预防措施列于表316。 (三)正常操

17、作时的危险因素分析及其防范措施正常生产时的工艺参数是稳定的，但是在长期运转过程中受设备、公用工程条件、加工量调节、人员操作水平、仪表可靠度诸多因素的影响，正常生产中仍有不少影响安全生产的因素。装置各单元的危险因素分析及防范措施列于表317。(四)装置安全联锁系统及其作用裂解汽油加氢、抽提制苯装置的关键危险部位是两段加氢系统。此系统由于使用低、高两段不同压力下进行加氢操作，同时二段反应进料温度在2m以上且物料混合后经过加热炉加热。化学反应为放热反应，极易造成反应器床层超温。氢压机的运行过程严禁带油，以及加热炉的温度必须严格控制，否则造成反应器“飞温”。所以装置的主要联锁系统围绕加氢反应系统中的加

18、热炉、氢气压缩机、氢气循环系统。目前本装置使用的联锁系统都采用PlC执行。1.装置安全自保原则(1)保证循环氢量、加热炉系统发生故障时及时切断反应系统的进料。(2)保证液态物料不带入氢气压缩机系统，保护压缩机的运行。(3)在氢气压缩机的润滑、冷却不正常时不能启动压缩机。(4)燃料气压力过低时停炉。(5)抽提塔塔釜压力过高时，切断加热蒸汽。抽提系统的主要设备抽提蒸馏塔的压力变化设置超压联锁系统，其他系统如：分馏系统设置了防止塔顶超温、超压联锁，以及液位高低联锁。2主要控制联锁和联锁说明联锁动作原因及动作后处理列于表318。 (五)装置易发生的事故及其处理1制苯装置常见事故处理原则(1)预分馏紧急情况下停车，首先停止脱砷剂注入，同时应尽量保证进入脱砷反应器物料流动，防止物料在混合器至脱砷反应器之间发生聚合而堵塞管路，引起次生事故。(2)反应系