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達(dá)州加氫裝置主要危險(xiǎn)性分析

作者:小編 瀏覽量:5390 時(shí)間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

加氫裝置主要危險(xiǎn)性分析,1物料的火貝爆炸危險(xiǎn)性   某石蠟加氫裝置所用原料蠟分別來自本廠生產(chǎn)的58#,66#脫油蠟,溶劑脫油裝置生產(chǎn)的70#和噴霧脫油裝置生產(chǎn)的75#脫油蠟。新氫為重整氫,組成見表1;白土為活性白土;燃料氣來白瓦斯管網(wǎng),...

1物料的火貝爆炸危險(xiǎn)性
  某石蠟加氫裝置所用原料蠟分別來自本廠生產(chǎn)的58#,66#脫油蠟,溶劑脫油裝置生產(chǎn)的70#和噴霧脫油裝置生產(chǎn)的75#脫油蠟。新氫為重整氫,組成見表1;白土為活性白土;燃料氣來白瓦斯管網(wǎng),組成見表2。產(chǎn)品主要是油蠟和微油蠟,還有部分輕烴和污油產(chǎn)生。此外,新鮮的催化劑使用二甲基二硫作為硫化劑。上述物料在生產(chǎn)過程中大多處于高溫、高壓條件,一旦出現(xiàn)泄漏,易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。
  (1)石蠟
  石蠟是高質(zhì)石油餾分,呈白色至淡黃色,常溫下為固態(tài)。石蠟主要由C16以上的正構(gòu)烷烴組成,也含有少量異構(gòu)烷烴和帶側(cè)鏈的環(huán)烷烴。隨著分子量增高,異構(gòu)烷烴和長側(cè)鏈環(huán)烷烴的含量逐漸增多,其平均分子量為300~500,閃點(diǎn)大于120℃,按火災(zāi)危險(xiǎn)性分類原則,石蠟屬于丙類火災(zāi)危險(xiǎn)物質(zhì)。
  (2)氫氣
  氫氣是無色無味的氣體,爆炸極限(V%)為4.0%~75.0%,引燃溫度為560℃,按照可燃?xì)怏w火災(zāi)危險(xiǎn)性分類原則,氫氣屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)物質(zhì)。氫氣與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會(huì)發(fā)生爆炸,氣體比空氣輕,在室內(nèi)使用或儲(chǔ)存時(shí),漏氣上升滯留屋頂不易排出,當(dāng)達(dá)到其爆炸下限濃度時(shí),遇火星會(huì)引起爆炸。在高壓下,氫氣爆炸范圍加寬,燃點(diǎn)降低,并且高壓下鋼與氫氣接觸易產(chǎn)生氫脆和氫腐蝕,這是氫管道泄漏以致于出現(xiàn)損壞的重要原因之一。
  (3)燃料氣
  燃料氣中15.94%為甲烷。甲烷為無色無臭易燃?xì)怏w。爆炸極限(V%)為5.3%~15.0%,引燃溫度540℃,屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì),與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱源和明火有供燒爆炸的危險(xiǎn)。
  燃料氣中11.12%為乙烷。乙烷為無色無臭易燃?xì)怏w。爆炸極限(V%)為3.0%~16.0%,引燃溫度515℃,屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)。
  燃料氣中還含有約12.36%的乙烯。乙烯為無色氣休,略具烴類特有的臭味。爆炸極限(V%)為2.7%~36.0%,引燃溫度425℃,為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì),與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱或與氧化劑接觸,有引起燃燒爆炸的危險(xiǎn)。此外,乙烯有聚合的危險(xiǎn)性。
  丙烯在供料氣中占12.67%,無色,有烴類氣味的氣體。爆炸極限(V%)為2.0%~11,1%,引燃溫度460℃,為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì),與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。
  燃料氣中部分物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性如表3所示。此外,燃料氣中還含有CO、C3H8等低碳烴類,雖然這些物質(zhì)大多為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì),但其組分較少,其火災(zāi)危險(xiǎn)性不作詳細(xì)分析。綜上,燃料氣為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)。
  二甲基二硫?yàn)榇呋瘎┑念A(yù)硫化劑,淡黃色透明液體,有惡臭味,易燃,遇明火供燒,與氧化劑反應(yīng)劇烈,遇高熱或接觸酸霧能分解有毒氣體,不溶于水,能與醇、醚混溶,為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)。
  本工藝過程中的輕烴類為氣態(tài),屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)。污油為液態(tài),閃點(diǎn)在45~120℃,為丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)。
  石蠟加氮裝且主要物料的火災(zāi)危險(xiǎn)性見表4。

2工藝設(shè)備的火災(zāi)危險(xiǎn)性
  加熱爐用來為反應(yīng)提供熱量,如爐管壁溫超高,會(huì)縮短爐管壽命;當(dāng)超溫嚴(yán)重、爐管強(qiáng)度降低到某一極限時(shí),可能導(dǎo)致爐管爆裂,造成惡性爆炸事故。材質(zhì)缺陷、施工質(zhì)量低劣、高溫腐蝕、閥門不嚴(yán)、違章操作、點(diǎn)火等造成爐管和燃料系統(tǒng)泄漏,是爐區(qū)發(fā)生火災(zāi)的主要原因。爐管焊口、回彎頭等處是容易發(fā)生火災(zāi)的主要部位。按《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定,加熱爐屬于丙類火災(zāi)危險(xiǎn)設(shè)備。
  反應(yīng)器是石蠟加氫裝置的關(guān)鍵設(shè)備,包括加氫精制第一反應(yīng)器和加氫精制第二反應(yīng)器。器內(nèi)主要介質(zhì)為石蠟、氫氣,且器內(nèi)操作溫度高、壓力高,反應(yīng)器在發(fā)生泄漏或超溫超壓時(shí),有火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性。高壓氫與鋼材長期接觸還會(huì)使鋼材強(qiáng)度降低(氫脆),出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致物理性火災(zāi)爆炸。
  例如:美國某煉油廠加氫裂化裝置,在操作壓力17.2MPa的高壓反應(yīng)器上,有一道47.5cm的裂口。使可燃?xì)庑輫姵觯鹧b里泄壓,造成重大火災(zāi)。
  按《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定,以反應(yīng)器為主要反應(yīng)設(shè)備的加氫精制屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)設(shè)備。
  高壓分離器包括熱高壓分離器(操作條件:17.3MPa,240℃)和冷高壓分離器(操作條件:17.2MPa、140℃)。高壓分離器既是反應(yīng)產(chǎn)物的氣液分離設(shè)備,又是反應(yīng)系統(tǒng)的壓力控制點(diǎn)。分離器內(nèi)壓力非常大,如液面控制不好,液面過高,會(huì)造成循環(huán)氫帶液而損壞循環(huán)氫壓縮機(jī);液面過低,容易發(fā)生高壓系統(tǒng)竄入低壓系統(tǒng)而發(fā)生爆炸事故。其玻璃液面計(jì)、壓力表、安全閥、調(diào)節(jié)閥,任何一個(gè)部件失靈都可能導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。
  新氫和循環(huán)氫壓縮機(jī)是本裝里的重要設(shè)備,其主要功能是保證反應(yīng)系統(tǒng)氫氣循環(huán),為反應(yīng)過程提供操作用全部高壓氫氣(出口壓力18.7MPa),由于氣體經(jīng)過壓縮產(chǎn)生高溫、高壓,所以壓縮機(jī)缸體、部件、軸密封、管線、閥門、儀表等處容易發(fā)生泄漏和損壞,泄漏氣體容易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。此外,高壓分離器液面過高導(dǎo)致循環(huán)氫帶液,也會(huì)使壓縮機(jī)失去平衡,產(chǎn)生振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞設(shè)備,造成氫氣漏氣,引起燃爆。
  例如某石化廠,因氫壓機(jī)入口管線破裂,大量氫氣逸出,場炸起火,8人當(dāng)場死亡,14人受傷,4套裝里被炸毀,搶修60多天才恢復(fù)生產(chǎn),直接損失180余萬元。
  按《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定,氫壓縮機(jī)屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)設(shè)備。
  本裝置新增21個(gè)容積為700~3000m3的拱頂罐,主要有熱高分分蠟罐、冷高分分蠟罐等。這些儲(chǔ)蠟罐設(shè)有過熱蒸汽(200℃)加熱器,正常生產(chǎn)時(shí),石蠟的加熱溫度為80℃,若加熱溫度超過罐內(nèi)蠟油的閃點(diǎn)或100℃時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)危險(xiǎn)或冒罐事故。
  如某廠蠟油罐因溫度控制設(shè)施失靈,過熱蒸汽加熱器長時(shí)間加溫,使其溫度達(dá)到115℃,最終導(dǎo)致冒罐事故。
  按《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定,石蠟儲(chǔ)罐屬于丙類火災(zāi)危險(xiǎn)設(shè)備。
  (6)其他
  冷凝器、冷卻器和換熱器因腐蝕、安裝質(zhì)量差、熱力作用等原因,冷換頭蓋大法蘭、進(jìn)出口閥門、法蘭等處常發(fā)生泄漏或內(nèi)漏,是石化企業(yè)經(jīng)常引發(fā)火災(zāi)的部位。
3工藝裝置火災(zāi)危險(xiǎn)性
  石蠟加氫生產(chǎn)過程中有甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)存在,且操作溫度高、壓力大,一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,有可能引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。按照(石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范)附表5.1對(duì)工藝裝置或裝置內(nèi)單元的火災(zāi)危險(xiǎn)性確定的原則,石蠟加氫裝里應(yīng)為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性工藝裝置。
4爆炸性氣體環(huán)境分區(qū)
  在石蠟加重生產(chǎn)過程中,一旦出現(xiàn)泄漏,就會(huì)在裝置區(qū)作業(yè)環(huán)境的空氣中形成爆炸性氣體混合物。因此,裝置區(qū)域內(nèi)屬于爆炸危險(xiǎn)環(huán)境。根據(jù)本裝置爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間,按照(爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范)第2.2.1條對(duì)爆炸性氣體環(huán)境分區(qū)劃分的原則,本裝置主要生產(chǎn)區(qū)域應(yīng)為2區(qū);區(qū)域內(nèi)的地坑、地溝等應(yīng)為1區(qū)。
5設(shè)備腐蝕危險(xiǎn)
  石蠟加氫過程中有硫化氫及氫氣存在,因此以硫化氫及氫氣為介質(zhì)的工藝設(shè)備、管道可能存在氫脆、氫腐蝕和硫化氫腐蝕的問題。
  氫脆現(xiàn)象是在高應(yīng)力和氫氣的聯(lián)合作用下發(fā)生的一種脆性破壞,使金屬延性和韌性降低,甚至產(chǎn)生裂紋。通過熱處理控制材料的強(qiáng)度,并盡可能地消除焊接和加工的殘余應(yīng)力,能有效防止氫脆裂紋的產(chǎn)生。
  氫腐蝕是離溫下侵入鋼中的氫與金屬晶體間碳化物反應(yīng)產(chǎn)生甲烷氣泡,并在金屬晶體間和非金屬灰渣部位聚集,引起延性和韌性劣化的現(xiàn)象。
  硫化氫對(duì)鐵有腐蝕作用,特別在260℃以上時(shí),硫化氫的腐蝕速度加快,生成硫化鐵和氫氣。硫化鐵銹皮的形成,會(huì)阻礙硫化氮接觸母材,減緩腐蝕速度,而當(dāng)氫氣和硫化氫共同存在時(shí),腐蝕速度加快,因?yàn)樵託洳粩嗲秩肓蚧锏墓笇又校斐晒笇邮杷啥嗫祝沽蚧瘹浣橘|(zhì)擴(kuò)散滲透。另一方面,硫化氫的存在,會(huì)阻止氫原子再組合成氫氣,使溶解在鋼中的原子氫濃度增大到1Oppm以上(一般為2~6ppm),容易造成受壓容器氫脆開裂。
  因此,在該工程初步設(shè)計(jì)中,如何采取有效措施,防止生產(chǎn)工藝設(shè)備、管道出現(xiàn)氫脆、氫腐蝕問題,是防止物料泄漏、防火防爆的重要措施之一。

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