加氢装置重点部位及设备的安全防范区域分析

关键零部件及设备

1 关键部位

1、加热炉及反应釜区

加氢装置加热炉及反应区设有加氢反应加热炉、分馏部分加热炉、加氢反应加热器、高压换热器等设备。设备大多为介质温度较高的高压设备，且加热炉内有明火，因此该区域的潜在危险性较高。主要危险是火灾和爆炸，这是安全预防措施非常重要的领域。

2．高压分离器和高压空气冷却区

高压分离器和高压空气冷却区域设有高压分离器和高压空气冷却器。如果高压分离器的液位控制不好，就会出现严重的问题。主要危险是火灾、爆炸和H2S中毒，因此该区域是安全防范的重点区域。

3．加氢压缩机装置

加氢压缩机厂内设有循环氢气压缩机和氢气增压机。该地区处于氢气环境，氢气压力较高，且压缩机是移动设备，出现故障的概率较高。因此，这个区域潜在的危险性比较高。主要危险是火灾、爆炸和中毒。这是一个安全预防措施很重要的领域。

4. 分馏柱面积

分馏塔区内设备较多，介质大多为易燃易爆物质。高温热油泵是应该防范的设备。高温热油一旦泄漏，可能会引发火灾事故。分馏塔区域有大量燃料。气体、液态碳氢化合物和石油产品，如果发生事故，后果将非常严重。此外，脱丁烷塔及其干气、液化气中H2S浓度较高，存在中毒风险。因此，该区域也是需要重点安全防范的区域。

2 主要设备

1、加氢反应器

加氢反应器多为固定床反应器。加氢反应为气-液-固三相滴流床反应。加氢反应器分为冷壁反应器和热壁反应器：有保温衬里，反应器材质等级较低；热壁反应堆没有绝热衬里，而是采用双层堆焊衬里，材质多为2×1/4Cr-1Mo。加氢反应器中的催化剂需要分层装载，中间使用急冷氢气。因此，加氢反应器的结构复杂。反应器入口设有扩散器，扩散器内含进料分配板、结垢收集篮、催化剂支撑板、冷氢管、冷氢罐、再分配板、出口集油器等内部组件。

加氢反应器的操作条件为高温、高压、近氢。操作条件恶劣，是加氢装置最重要的设备之一。

2．高压换热器

反应器出料温度高，热函高。这部分热量应尽可能回收。因此，加氢装置配备高压换热器，用于反应器排出物与原料油和循环氢气之间的热交换。目前的高压换热器大多为U型管式双壳式换热器。该型式换热器可实现纯逆流换热，提高换热效率，减少高压换热器面积。管箱多采用螺纹锁紧端盖，具有结构紧凑、密封性好、拆装方便等优点。

高压换热器的运行条件为高温、高压、曝氢。静密封点较多，容易发生泄漏。是加氢装置的重要设备。

3．高压风冷

高压风冷的工作条件是高压且接近氢气。是加氢装置的重要设备。我国北方某炼油厂中压加氢裂化装置，高压空冷两次泄漏，迫使装置停车处理。因此，高压风冷的设计、制造和使用也应引起重视。

4.高压分离器

高压分离器的工艺作用是分离气-油-水三相。高压分离器的操作条件是高压，接近氢气，操作温度不高。在水和硫化氢存在下，材料的腐蚀性增加。使用时应引起足够的重视。另外，加氢装置高压分离器的液位非常重要。如果控制不当，将会产生严重的后果。如果液位过高，液体很容易被带入循环氢气压缩机，损坏压缩机。如果液位太低，则容易出现高压窜流。在低压事故中，大量循环氢气迅速进入低压分离器。此时，如果低压分离器的安全阀打不开或排出量不足，就会发生严重事故。因此，从安全角度来看，高压分离器是非常重要的设备。

5.反应加热炉

加氢反应加热炉的操作条件为高温、高压、近氢、有明火。操作条件十分恶劣，是加氢装置的重要设备。加氢反应加热炉的管材材质一般为高铬镍合金钢，如TP347。

加氢反应加热炉的炉型多为纯辐射室双面辐射加热炉。这样设计的目的是增加辐射管的热强度，减少炉管长度和弯头数量，从而减少炉管用量，降低系统压降。为了回收烟气余热，提高加热炉的热效率，加氢反应加热炉一般配备余热锅炉系统。

6.新型氢气压缩机

新型氢气压缩机的作用是将原料氢气加压并送入反应系统。这类压缩机一般进出口压差较大，流量较小。大多数使用往复式压缩机。

往复式压缩机每级的压缩比一般为2-3.5。根据氢气源压力和反应系统压力，一般采用2至3级压缩。

往复式压缩机的大部分部件都是往复运动部件，气流是脉动的。因此，往复式压缩机不能长期运行，经常配备设备。

往复式压缩机一般由电动机驱动，并通过刚性联轴器连接。电机功率较大，转速较低，多采用同步电机。

7.循环氢气压缩机

循环氢气压缩机的作用是为加氢反应提供循环氢气。循环氢压缩机是加氢装置的“心脏”。如果循环氢压缩机出现故障，只能通过紧急泄压的方式关闭加氢装置。

循环氢气压缩机在系统中循环工作。其出口压差一般较小，流量较大。一般采用离心式压缩机。由于循环氢气的分子量较小，单级叶轮的能量头较小，因此循环氢气压缩机一般转速较高（8000～10000r/min），级数较多（6～8级）。

循环氢压缩机除轴承和轴端密封外，几乎没有相对摩擦部件，压缩机密封多采用干气密封和浮环密封。再加上完善的仪表监控和诊断系统，循环氢压缩机一般可以长期运行，无需使用备用机。

循环氢压缩机多采用汽轮机驱动，因为汽轮机转速高且转速可调。

8、自动反冲洗过滤器

加氢原料中含有机械杂质。如果不清除，它们将沉积在反应器顶部，导致反应器压差过大而迫使其停车，缩短装置的运行周期。因此，加氢原料需要进行过滤，现在常采用自动反冲洗过滤器。

自动反冲洗过滤器配备约翰逊过滤器。过滤器可滤除≥25/1m的固体杂质颗粒。当过滤器进出口压差大于设定值（0.1~0.18MPa）时，启动反冲洗机构。反冲洗，冲洗掉过滤器中的杂质。

危险因素及预防措施

1 开工、停工时的危险因素及预防措施

一、上岗时的危险因素及预防措施

(1)加氢反应系统干燥及烘箱

加氢装置反应系统干燥干燥的目的是除去反应系统中的水分，除去加热炉耐火材料中的自然水和结晶水，使耐火材料烧结，增加耐火材料的强度和使用寿命。耐火材料。煤炉加热时，设备需要引入燃气。引入燃气之前，应认真做好气体密封和隔离工作。一般要求燃气中的氧含量小于1.0%。防止气体泄漏并逃逸到其他系统。点燃加热炉时，炉内必须用蒸汽彻底吹扫，炉内不得残留可燃气体。炉子加热时，应严格按照烘炉曲线升温和降温，避免升温过快，导致耐火材料中的水分迅速蒸发，造成炉墙塌陷。

(2)加氢反应器催化剂填充

催化剂加注应严格按照催化剂加注计划进行。催化剂填充质量对加氢装置的运行及运行周期有重要影响。装催化剂前，应仔细检查反应器及其内部部件，检查催化剂的粉尘情况，确定催化剂是否需要筛选。催化剂填充最好在干燥、阳光充足的天气进行，以保证催化剂填充均匀。否则，启动时反应釜内会出现偏流或“热点”，影响装置的正常运行。填充催化剂时，工人需要进入反应器内进行工作。因此，必须特别注意劳动保护和安全问题。他们需要穿着劳动防护服和可以供应氧气或空气的呼吸面罩。进入反应堆的工作人员不得携带其他杂物。 ，防止异物落入反应器内（一般催化剂填充由专业公司的专业人员进行）。

(3)加氢反应系统更换

加氢反应体系的置换分为两个阶段，即空气环境置换为氮气环境，氮气环境置换为氢气环境。当将空气环境更换为氮气环境时，需要注意。更换完成后，系统的氧含量应为

(4)加氢反应体系密闭

加氢反应系统的气密性是加氢装置开车阶段非常重要的工作。气密工作的主要目的是查找泄漏点，消除机组隐患，保证机组安全运行。加氢反应系统的密闭工作分为不同的压力等级。低压密闭阶段使用的介质是氮气。氮气气密合格后，用氢气进行低压气密。由于加氢反应器材质冷脆，一般要求系统压力大于2.0MPa时，反应器壁温不低于100℃。因此，氢气以2.0MPa气密通过后，首先开启循环氢气压缩机，加热反应。炉子被点燃，系统升温。当反应器壁温大于100℃时，系统在高压阶段加压并变得气密。

(5)分馏系统冷油输送

分馏系统冷油输送的目的是检查分馏系统泵、仪表等设备的状况。输送分馏系统冷油时，应注意正确改变工艺流程，避免漏油或窜油。

(6)分馏系统热油输送

分馏系统热油输送的目的是检查分馏系统设备的热工状态，为接收反应产生的油做好准备。当分馏系统升温至100℃左右时，应注意截断系统内的水，防止泵排空。当温度升至250℃左右时应进行热紧固。

(7)提高加氢反应系统的温度和压力

加氢反应体系应按所需的加热、加压速度进行加热、加压。一般要求系统升温速率在20℃左右，系统增压速度不宜大于1.5MPa/h。如果温度和压力升高速度过快，可能会导致系统泄漏。

(8)加氢催化剂的硫化、钝化

加氢反应催化剂在开始工作前处于氧化状态。氧化后的催化剂没有加氢活性，因此需要对催化剂进行硫化。催化剂硫化有两种方法：湿法硫化和干法硫化。常用的硫化剂有二硫化碳和DMDS。催化剂硫化时，体系中H2S浓度很高，有时高达1%以上。因此，应特别注意硫化氢中毒。问题。

新型硫化加氢裂化催化剂具有较高的加氢裂化活性。为了抑制这种活性，需要钝化加氢裂化催化剂。钝化剂为无水液氨。加氢裂化催化剂钝化时，应注意保持系统中硫化氢浓度不低于0.05%。

(9)加氢反应系统逐步切换为原料油

加氢催化剂的硫化钝化过程完成后，加氢反应系统中的低氮油需要逐步切换为原料油。切换步骤应按照启动计划要求的步骤进行。切换过程中，应密切关注加氢反应器床层温升的变化。

(10)设备运行调整

加氢反应系统原料切换步骤完成后，应进一步调整装置的工艺操作，确保产品质量合格，从而完成开车过程。

2 停运期间的危险因素及预防措施

(1)反应体系的冷却和减容

当加氢装置停车时，必须首先降低反应系统的温度和体积。在此过程中应遵循先冷却后缩小体积的原则。反应体系进料量减少，空速降低，加氢反应器温升增大，容易出现反应“温度飞扬”现象。所谓“飞温”，是指反应堆温度迅速升高并变得不可控的现象。

(2) 用低可疑原材料更换整个系统

加氢装置的原料油一般较重，凝固点较高。停工时易在催化剂、管道和设备中凝结。为了避免上述情况的发生，停机前应采用低点换油系统。使用的低点油一般为普通二线油。

(3)停止反应原料泵

切断反应进料时，应注意反应器温度适宜，使裂解反应器内不出现明显的温升。

(4)反应系统循环油和热氢气

切断反应原料后，反应加热炉升温，利用热循环氢气带出催化剂中储存的油。热氢气提的温度应根据催化剂的要求确定，一般在℃左右。热氢气汽提的温度不宜太高。避免催化剂被热氢气还原。

(5)反应体系冷却、减压

加氢反应体系按要求的速度冷却、减压。

(6)反应体系N：置换

反应体系使用N，并用N：环境代替，使体系的氢烃浓度

(7) 卸载催化剂

用过的含碳催化剂在空气中容易自燃。反应器在氮气环境下卸载催化剂。必须有专业卸货公司人员进入反应器卸催化剂。因此，应将催化剂卸下并装入桶中。 N：或者干冰保护催化剂，避免催化剂自燃。

(8)加氢设备的清洗与防腐

加氢装置高压部分的设备及部件在停机后应用碱性液体清洗，以免设备与空气接触后腐蚀损坏。另外，高硫系统的设备，主要是后处理部分，开启前应用水冲洗，以免硫化铁在空气中自燃。

(9)装置除油及吹扫

加氢装置停车时，应将装置内储存的油抽出并吹扫干净，确保不留死角。

(10)辅助系统的处理

加氢装置停车后，应对装置火炬系统、地下污水系统等辅助系统进行清洗，并加设盲板，防止装置及系统腐蚀，使装置满足检修条件。

3 正常生产过程中的危险因素及预防措施

1、遵循“先降温、后减量”的原则

加氢装置正常运行调整时，必须遵循“先降温后减容”和“先增容后升温”的原则，防止“温度飞扬”事故的发生。

2．反应温度的控制

加氢装置的反应温度是最重要的控制参数。加氢反应温度和各床层温升必须严格按工艺技术指标控制。

3．高压分离器液位控制

高压分离器的液位是加氢装置非常重要的过程控制参数。如果液位过高，容易造成循环氢带液，损坏循环氢压缩机；如果液位过低，则容易造成高压窜流和低压事故，造成低压设备损坏。 、油品和可燃气体泄漏，甚至造成更严重的后果。因此，应严格控制高压分离器的液位，并经常检查液位仪表的准确性。

4、反应系统压力控制

加氢装置反应系统压力是重要的工艺控制参数。反应压力影响氢气分压，对加氢反应有直接影响。影响加氢装置反应系统压力的因素有很多。应选择经济、合理、方便的控制方案。控制反应体系的压力。

5、循环氢气纯度的控制

循环氢气的纯度影响氢气分压，对加氢反应有直接影响。它是加氢装置的重要过程控制参数。影响循环氢纯度的因素有很多，如催化剂的性质、原料油的性质、反应温度、压力、新氢纯度、尾氢排放等因素都影响循环氢纯度，其中其可操作条件为尾部氢气排放。增加尾氢排放量，提高循环氢纯度；减少尾部氢气排放会降低循环氢气的纯度。

当循环氢气纯度高时，氢气分压就高，有利于加氢反应。然而，高循环氢纯度的代价是尾氢大量排放和材料消耗增加；当循环氢气纯度较低时，氢气分压会较高。低，不利于加氢反应。此外，当循环氢的纯度低时，循环氢的平均分子量大。当循环氢压缩机转速不变时，系统压差会增大，循环氢压缩机的功耗也会增大。会增加。因此，必须适当控制循环氢气的纯度。

6、加热炉控制

加热炉是加氢装置的重要设备，加热炉的使用应注意。加热炉各通道流量应保持均匀且不低于规定值，防止炉管结焦；保持加热炉燃烧器燃烧均匀，尽量使炉堂内各点温度均匀；控制加热炉各点温度不至过热；保持加热炉燃烧良好。

7、闭灯检查

加氢装置系统压力较高，介质为氢气，容易发生泄漏。高压氢气泄漏时，很容易着火。氢火焰一般呈浅蓝色，白天很难察觉。这种氢气泄漏在夜间关灯后很容易察觉。观点。因此，定期进行夜间熄灯检查对于发现泄漏、将事故消灭在萌芽状态、确保装置安全稳定运行具有重要意义。

8、设备防冻问题

加氢装置的原料一般较重，凝固点较高，通常在20-30℃之间，容易冻结和冷凝。如果发生结冰、凝露事故，不仅会影响装置的稳定生产，而且容易引发生产安全事故。因此，加氢装置的防冻和冷凝问题应引起足够的重视。

9．循环氢压缩防喘振问题

加氢装置中的循环氢压缩机大多为离心式压缩机。离心式压缩机存在喘振问题。因此，压缩机在运行过程中应保持在正常工况下运行，以避免压缩机喘振。

10、原材料质量控制

加氢装置原料的性质对加氢装置的运行有重要影响，必须严格控制。一般情况下，原料的干点应控制在规定范围内，Fe含量不应大于1×10-6。如果铁含量高，反应器内压差增大过快，装置不能长时间运行。 N不大于1×10-6，N低于规定值，原料中无明水。

11、预防硫化氢中毒

加氢装置原料中含有硫，加氢后变成硫化氢，在脱丁烷塔顶部和脱硫部分富集，形成高浓度硫化氢。硫化氢毒性很大，最高允许浓度为10 mg/m3。因此，加氢车间必须注意预防硫化氢中毒，在高硫地区进行液体切割、取样等操作时要特别注意。需要防毒面具和监督。

12．始终保持冷氢气管线畅通

加氢装置骤冷氢气是控制加氢反应器床温的重要手段，对抑制反应温升具有重要作用。高凝固点油有时会流入冷氢管线并凝结，堵塞冷氢管线。如果出现这种情况，那就非常危险了。因此，冷氢气管线在操作过程中必须始终保持打开状态。

13．密切关注热油泵、轻烃泵的运行状况

加氢装置中的一些热油泵在高温下运行，该温度高于油的自燃点。如果发生泄漏，很容易发生火灾事故。因此，在运行过程中要注意热油泵的运行状态，注意泵体、密封件等是否有泄漏，如有泄漏，应立即处理。

加氢装置中有大量的轻烃。如果泄漏，将会引发重大事故。因此，应充分关注轻烃泵的运行状况。

4 解决加氢设备的腐蚀问题

设备腐蚀 加氢装置处于高温、高压和氢气环境下，系统中存在H2S和NH3。因此，加氢装置的腐蚀问题也应引起重视。解决加氢装置腐蚀问题的主要方法是合理选择材料并加强使用过程中的监测。和检测。

1、高温氢腐蚀

氢气在常温下不会腐蚀普通碳钢，但在高温高压下会腐蚀，降低材料的机械强度和塑性。

高温氢腐蚀的机理是氢与材料中的碳反应生成甲烷，降低材料的机械强度和塑性。形成的甲烷积聚在钢材的晶间空间，使材料产生较大的内应力或产生鼓泡和裂纹。至于发生腐蚀的条件，则以尼尔斯为依据。 n 曲线确定。

为了避免高温氢腐蚀，加氢装置高温、高压、临氢部位的设备和管道多采用合金钢或不锈钢材质。

2．氢脆

氢原子渗入钢中后，使钢晶粒中原子的结合力降低，导致材料的塑性和韧性下降。这种现象称为氢脆。这种类型的氢脆是可逆的，当氢从材料中逸出时，材料的机械性能可以恢复。

氢脆危害主要发生在加氢装置停堆阶段。在装置停机阶段，系统温度和压力下降，氢在材料中的溶解度降低。由于氢气的溢出速度很慢，因此此时材料中的氢气处于过饱和状态。当温度冷却到150℃时，大量的过饱和氢会积聚在材料的缺陷处，如裂纹前端，导致裂纹扩展。

因此，加氢装置停车时，应适当控制降温降压速度，进行脱氢处理。

3．高温H2S腐蚀

高温H2S腐蚀主要发生在反应系统的高温部分。高温H2S腐蚀似乎与H2相互作用。氢的存在增强了H2S的腐蚀作用。同时，H2S的存在也增强了氢的腐蚀作用。预防这种腐蚀的方法是选择耐H2S腐蚀的材料。