一、引言
本文以锦州石化公司连续催化重整装置为例，分析了该装置的主要危险性为火灾爆炸危险性，其中包括物料的火灾爆炸危险性、生产过程的火灾危险性、爆炸性气体环境分区，该装置的主要包括设备腐蚀危险。通过对主要危险性分析，为该装置的安全生产保障措施的制定、初步设计及施工的绘制，提供重要的参考依据。
二、物料的火灾爆炸危险性
1.氢气
氢气即是连续重整装置的原料，也是该装置的主要产品。氢气是无色无味的气体，爆炸极限为4.0％～75.0％（V/V），引燃温度为560℃，按照可燃气体火灾危险性分类原则，氢气属于甲类火灾危险物质。在高压下，氢气爆炸范围加宽，燃点降低，并且高压下钢与氢气接触易产生氢脆和氢腐蚀，这是氢管道泄漏以致于出现损坏的重要原因之一。按照《危险化学品名录》，氢气属于危险化学品第2类压缩气体和液化气体中的第1项易燃气体。
2.石脑油
石脑油是连续重整装置的主要原料。石脑油为易燃易爆液体，引燃温度为350℃，其闪点为－2℃，石脑油属于甲类火灾危险性物质。在空气中浓度为1.1％～8.7％（V/V）的范围内，只要遇到明火或火花即能发生爆炸。按照《危险化学品名录》，石脑油属于危险化学品第3类易燃液体中的第2项中闪点液体。
3.液化石油气
液石石油气是该装置形成的气态烃混合物，石油气易受压而液化（液化烃），为甲A类火灾危险性物质。其主要成分为C4以下的轻组分，主要有丙烷、丁烷、丙烯、丁烯和丁二烯等，其气体比空气重1.5～2.0倍。闪点为-74℃，在空气中的爆炸极限浓度为2.25％～9.65％（V/V）。按照《危险化学品名录》，液化石油气属于危险化学品第2类压缩气体和液化气体中的第1项易燃气体。
4汽油
高辛烷值重整汽油是该装置的主要产品，是液态烃类的混合物，含有少量的芳烃主要是甲苯和二甲苯。汽油的引燃温度为415～530℃，闪点为－50℃，在空气中的爆炸极限浓度为1.4％～7.8％（V/V），汽油的火灾危险性为甲B类可燃液体。按照《危险化学品名录》，汽油属于危险化学品第3类易燃液体中的第1项低闪点液体或第3类易烯液体中的第2项中闪点液体。
5.苯
连续重整装置的芳烃产品应该是苯、甲苯、二甲苯，但近年来生产中将甲苯、二甲苯馏分均并入高辛烷值重整汽油中。苯是C6组分分馏出装置的主要产品。苯为无色透明液体，有强烈芳香味。引燃温度为560℃，闪点为-11℃，在空气中的爆炸极限为1.2％～8.0％（V/V）。苯为甲B类火灾危险性可燃液体。按照《危险化学品名录》，苯属于危险化学品第3类易燃液体中的第2项中闪点液体。
6.燃料气
燃料气的组分中约16％为甲烷、11％为乙烷、12％为乙烯、13％为丙烯，按照可燃气体火灾危险性分类原则，甲烷、乙烷、乙烯、丙烯属于甲类火灾危险性的可燃气体。按照《危险化学品名录》，甲烷、乙烷、乙烯、丙烯属于危险化学品第2类压缩气体和液化气体中的第1项易燃气体。
7.氨
氨是该装置冷冻系统的冷冻介质，与空气混合可形成爆炸性气体，具有火灾和爆炸的危险性。引燃为651℃，爆炸极限为15.7％～27.4％（V/V），蒸气密度（空气＝1）为0.59，比空气轻很多。为乙类火灾危险性物质。按照《危险化学品名录》，氨属于危险化学品第3类易燃液体中的第3项有毒液体。
三、生产过程的火灾爆炸危险性分析
锦州石化分公司60万t/a连续催化重整装置为甲类火灾危险装置，其使用的物料和生产的产品均为易燃、易爆液体和气体；反应部分为临氢系统，操作温度较高，其中重整反应温度超过介质（铂料和氢气）自燃点；产品分离部分操作压力较高，存在着大量易燃易爆物质泄漏达到爆炸极限的可能。因此，该装置从物料的输送、加工到产品的输出，火灾与爆炸的危险是其主要的不安全因素。
1.预加氢反应区
预加氢反应主要包括预脱砷和预加氢2个反应器，呈并列结构布置，反应介质为氢气和直馏汽油的混合物，操作温度280～370℃，操作压力为2.0～2.5MPa，氢油体积比为150，反应空速（υ）为6.0h-1。由于操作温度和压力比较高，且为临氢系统，火灾、爆炸的危险程度高。
加氢反应为放热反应，其系统热量平衡依靠物料流动和氢气循环带而维持。若压缩机、原料泵等设备出现故障，系统热平衡被破坏，反应生成热大于带出热，可导致反应器温度升高，严重时可烧坏催化剂和设备，甚至可酿成火灾爆炸事故。
2.圆筒加热炉区
本区包括预加氢加热炉、汽提塔重沸炉、脱戊烷塔重沸炉和脱C6塔重沸炉各一台，呈东西向一字式排列，均为对流-辐射圆筒炉，采用燃料气明火加热，被加热介质为直馏汽油与氢气的混合物和汽油，加大了该区火灾爆炸的危险性。
3.预加氢产物分离区
预加氢产物分离区主要包括预加氢气液分离罐、汽提塔、汽提塔项回流罐、石脑油分馏塔及塔顶回流罐等主要设施。
预加氢气液分离罐的作用是使预加氢产物和氢气分离，氢气返回循环氢压缩机循环使用，系统临氢，且操作压力为2.0MPa，火灾爆炸危险程度较高：预加氢产物经汽提塔和石脑油分馏塔处理后即为重整进料，2个塔操作压力分别为1.43MPa和0.58MPa，操作温度也较高，存在着物料泄漏发生火灾爆炸的危险性；汽提塔回流罐和石脑油分馏塔顶回馏罐操作压力分别是1.38MPa和0.63MPa，操作介质是石脑油，同样具有泄漏而发生火灾爆炸事故的可能。
4.重整反应区
重整反应区包括4台呈叠置式布置的径向式反应器，形成了一个管线很少、非常紧凑的装置，系统临氢，操作介质为汽油和氢气的混合物，其设计入口温度为549℃，平均反应压力为0.35MPa，反应空速（υ）为1.19h-1，反应器设计温度超过操作介质自燃点，一旦该反应器泄漏，并达到介质爆炸极限，不需要外界点火源即可引发火灾爆炸事故。
5.重整催化剂再生区
重整再生区主要包括分离料斗、再生器、闭锁料斗等，其作用是通过烧焦、氯化、干燥、还原等过程将经过重整反应后结焦积炭、活性降低的催化剂重新恢复活性。其中催化剂剂烧焦使用，氧含量0.5％～0.8％的氮气，再生温度控制在约565℃。再生器（氧环境）与闭锁料斗（氢环境）之间靠氮封罐隔离，一旦氮封罐出现故障可造成氧-氢环境互窜，有引发爆炸事故的可能，是该装置的一个危险点。
6.重整加热炉区
重整加热炉为“四合一”立式炉，加热炉燃烧介质为燃料气，排出780℃高温烟气，供余热锅炉发生温度为420℃、压力为3.8MPa的中压蒸汽。对流室烟气直接经加热炉区公用烟囱排入大气。加热炉为明火火源，加热介质为汽油和氢气的混合物，最高温度达532℃，增大了发生火灾、爆炸的可能性。
7.重整产物分离区
重整产物分离区主要包括重整产物分离罐、脱戊烷塔、脱戊烷塔顶回流罐、脱C6、脱C6塔顶回流罐、氢提纯系统（氨气与重整产物2个再接触罐之间逆向流动接触吸收，氢气中的轻烃组分被吸收，以提高氢气纯度）、氨冷冻系统、氢气脱氯罐、空冷器、换热器等。该区工艺过程为物理过程。
该区设有一套氨冷冻系统，包括２台氨压机，目的是降低重整产氢中混烃温度，便于轻烃吸收，以提高产氢纯度。氢烃混合物温度可降至0℃，其温度变化幅度较大，对安全生产有一定影响；氨与空气能形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起燃烧爆炸；若遇高热，氨容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
8.氨气压缩机区
氢气压缩机区主要包括预加氢循环氢压缩机（往复式）、预加氢补充氢增压机（往复式）、重整循环氢压缩面（离心式）、重整氢增压机（往复式）、重整氢增压机入口分液罐等设施。该区为临氢区域，且所有压缩机均设置在同一厂房内其中预加氢循环氢压缩机出口压力达3.0MPa，增大了火灾、爆炸危险性。生产火灾危险性为甲类，爆炸危险区为2区。
四、工艺装置火灾危险性
重整装置生产过程中有甲类火灾危险性物质存在，一旦系统中出现泄漏现象，有可能引发火灾爆炸事故。按照《石油化工企业设计防火规范》附表5.1对工艺装置或装置内单元的火灾危险性确定的原则，重整装置应为甲类火灾危险性工艺装置。
五、爆炸性气体环境分区
在重整装置生产过程中，一旦出现泄漏，就会在装置区作业环境的空气中形成爆炸性气体混合物。因此，装置区域内属于爆炸危险环境。根据本装置爆炸性气体混合物出的频繁程度和持续时间，按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》第2.2.1条对爆炸性气体环境分区划分的原则，本装置主要生产区域应为2区；区域内的地炕、地沟等应为1区。
六、设备腐蚀危险
重整装置过程中有硫化氢及氢气存在，因此以硫化氢及氢气为介质的工艺设备、管道可能存在氢脆、氢腐蚀和硫化氢腐蚀的问题。
氢脆现象是在高应力和氢气的联合作用下发生的一种脆性破坏，使金属延性和韧性降低甚至产生裂纹。通过热处理控制材料的强度，并尽可能地消除焊接和加工的残余应力，能有效防止氢脆裂纹的产生。
氢腐蚀是高温下侵入钢中的氢与金属晶体碳化物反应产生甲烷气泡，并在金属晶体间和非金属灰渣部位聚焦，引起延性和韧性劣化的现象。
硫化氢对铁有腐蚀作用，特别在260℃以上时，硫化氢的腐蚀速度加快，生成硫化铁和氢气。硫化铁锈皮的形成，会阻碍硫化氢按触母材，减缓腐蚀速度，而当氢气和硫化氢共同存在时，腐蚀速度加快，因为原子氢不断侵入硫化物的垢层中，造成垢层疏松多孔，使硫化氢介质扩散渗透。另一方面，硫化氢的存在，会阻止原子氢再组合成氢气，使溶解在钢中的原子氢浓度增大到10ppm以上（一般为2～6ppmm），容易造成受压容器氢脆开裂。
因此，在该工程初步设计中，如何采用有效措施，防止生产工艺设备、管道出现氢脆、氢腐蚀问题，是防止物料泄漏、防火的重要措施之一。
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