粗苯加氢装置工艺爆炸危险性分析及控制措施

　　[摘要]粗苯加氢装置是利用焦化粗苯与氢气分别在Ni-Mo、Cr-Mo催化剂的作用下发生加氢反应，去除粗苯中的硫、氮、烯烃、苯乙烯等杂质，然后通过萃取蒸馏得到纯度较高的苯、甲苯、二甲苯的化工装置。该工艺生产过程连续性强、自动化控制程度高，生产过程具有高温、高压、易燃、易爆的特点，火灾爆炸危险的可能性非常大。因此有必要进行爆炸危险性分析，以便掌握该生产工艺过程存在的危害、危险因素，并采取必要的控制措施，以确保生产过程安全稳定。

　　[关键词]粗苯；加氢装置；爆炸；危险性；措施

　　粗苯加氢装置是利用焦化粗苯与氢气分别在Ni-Mo、Cr-Mo催化剂的作用下发生加氢反应，去除粗苯中的硫、氮、烯烃、苯乙烯等杂质，然后通过萃取蒸馏得到纯度较高的苯、甲苯、二甲苯的化工装置。该工艺生产过程连续性强、自动化控制程度高，生产过程具有高温、高压、易燃、易爆的特点，火灾爆炸危险的可能性非常大。因此有必要进行爆炸危险性分析，以便掌握该生产工艺过程存在的危害、危险因素，并采取必要的控制措施，以确保生产过程安全稳定。

　　1反应原理及工艺流程

　　1.1反应原理

　　焦化粗苯中的杂质在工艺控制的温度、压力下在主、副反应器中与氢气发生如下反应(粗苯中杂质较多，以下只是其中的主要反应)：

　　C2H6S+H2=C2H6+H2S

　　C4H5N+4H2=C4H10+NH3

　　CnH2n+H2=CnH2n+2

　　C4H4S+4H2=C4H10+H2S

　　C8H6O+3H2=C8H10+H2O

　　1.2工艺流程简述

　　焦化粗苯经过高速泵，原料被升压到约4～4.8MPa，与一部分循环氢气（约占循环氢气总量的15%，压力2.7MPa）混合，经换热至140℃后，在多段蒸发器底部经加热（200℃左右），与循环氢气（85%）再次混合后蒸发进入副反应器（225℃左右），副反应器中装有Ni-Mo催化剂，在此发生粗苯加氢反应，去除其中的双烯烃和苯乙烯，此时出口的温度为240℃左右，这个温度没有达到主反应的温度，需通过加热炉使反应物流升温到280℃后进入装有Cr-Mo催化剂的主反应器，在此发生脱硫、脱氮、烯烃饱和反应，由于是放热反应，出口物流温度在300℃左右。至此粗苯中的杂质已基本反应完，装置的后一部分将通过萃取蒸馏得到纯苯、甲苯、二甲苯等最终产品。

　　2物料的爆炸危险性分析

　　2.1粗苯

　　焦化粗苯是苯、甲苯、二甲苯及一些烯烃、烷烃等杂质组成的混合物。纯苯是无色透明液体，有强烈芳香味，沸点为80.1℃,闪点为-11℃；爆炸极限为1.2%～8.0%；引燃温度为560℃。甲苯是无色透明液体，有类似苯的芳香气味，沸点为110.6℃；闪点为4℃，爆炸极限为1.2%～7.0%,引燃温度为535℃。二甲苯是无色透明液体，有类似甲苯的气味，沸点为144.4℃，闪点为30℃；爆炸极限为1.0%～7.0%；引燃温度为463℃。

　　以上3种物质均为有毒，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。易产生和聚集静电，有燃烧爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。

　　2.2氢气

　　无色无味气体，相对密度为0.07，闪点＜-50℃，自燃点为570℃，爆炸极限为4%～75%，极易爆炸和燃烧，爆炸范围很宽，与空气形成爆炸混合物，引燃能量低，遇热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火花会引起爆炸。

　　3工艺过程爆炸危险性分析从装置的生产工艺来看，该装置的主要危险源是在加氢部分，苯蒸气与氢气在催化剂的作用下进行加氢反应，在操作过程中随着反应温度、压力的升高，苯蒸气、氢气极易发生泄漏，有较大的爆炸隐患；氢气会与金属发生反应，造成材料强度降低，在高温、高压下造成氢气外漏，发生火灾甚至爆炸；另外加氢反应是一个放热反应，反应条件控制非常严格，若调控不当会造成温度、压力的急剧上升，产生爆炸的危险。

　　4安全管理的措施

　　4.1设计把关

　　工程设计是生产技术中的第一道工序，工程设计的质量直接影响建设项目的投资效益，直接关系到生产装置的安全性和可操作性。如果不从安全技术角度来分析、评价生产技术及其设备，从工厂设计之初就不把好安全关，安全生产是很难进行的。从工程项目的可行性研究，到生产工艺条件确定、设备选型、施工建设到投入运行，必须严格落实国家对建设工程项目安全的“三同时”要求，在每一个环节上实施安全措施。

　　做好安全评价是粗苯加氢装置安全设计的前提和基础，也是安全管理和决策科学化的基础。对化工生产装置安全评价，主要是通过对生产过程中使用的原材料、生产出的中间产品、产品及排出的废弃物的化学、物理性质数量来进行危险性评价；通过对工艺生产条件、生产过程与设备的危险性的综合评价，依据发生事故的可能性及其危害程度，划分危险场所类别范围，确定生产区域布置、安全间距与设备选型。

　　石家庄焦化集团有限公司在成立之初就委托有资质的安全评价机构定期开展安全评价，明确评价范围要覆盖所有活动区域。在生产的后期对装置进行改建、扩建等技改项目时，及时开展安全预评价和竣工验收安全评价。这些工作保证了装置在设计之初时就符合国家的有关制度。

　　4.2设备把关

　　随着粗苯加氢生产规模的扩大、工艺上不断的改进以及产量的提高，常年运行的设备和仪表会出现运行不正常，异响、振动；新投用的仪表设备由于工作尚未稳定，操作人员对其不熟悉，也有可能导致操作人员误操作，引发各种生产事故，因此制定了一套科学有效的设备设施安全管理制度。建立完善生产设备设施台账制度，重点加强高压主、副反应器、高速泵、储罐、氢气柜以及控制仪表的管理与维护，专人负责，定期检测维修，对检查中发现的安全隐患，立即处理；不能处理的，应当及时报告单位有关负责人，检查及处理情况应当及时记录在案。检修要提前制订完善的检修方案，检修时彻底消除该系统存在的危险因素，要将系统与工艺物料管线断开，并加盲板隔离，防止物料泄漏窜入检修系统发生危险。检修过程中要加强对系统的检查，检修后，要对系统进行吹扫、气密合格后系统方可开工。安全附件要按照要求定期检验，保证安全附件设施处于完好备用状态；各类安全装置防电、防雷、防爆设施要加强管理，安全设施不随意拆除。

　　4.3操作把关

　　粗苯的加氢反应是一个放热反应，温度控制不好，危险系数会大大增加。因此，严格控制好工艺参数，即控制反应温度、压力、投料的速度等，使之处于安全限度内，粗苯加氢生产过程中的安全操作包括安全开车、安全运行、安全停车。具体工作中必须做到以下几点:(1）必须严格执行工艺技术规程，遵守工艺纪律，做到平稳运行。(2)必须严格执行安全操作规程。(3)控制“跑、冒、滴、漏”。粗苯加氢装置原料、中间品泄漏极易导致火灾爆炸的重大事故。在操作过程中应严格控制“跑、冒、滴、漏”在安全范围内。(4)不得随意拆除安全连锁装置或更改连锁数据，不准随意切断声、光等报警信号。(5)正确穿戴和使用防护用品。(6)严格安全纪律，禁止无关人员进入防爆区域。

　　总之，粗苯加氢企业能够做到以上几点，就能从根本上杜绝各类事故的发生，保护好国家和企业的财产，保证员工的生命安全。