加氫裝置的加熱爐及反應器區布置有加氫反應加熱爐、分餾部分加熱爐、加氫反應加熱器、高壓換熱器等設備，其中大部分設備為高壓設備，介質(zhì)溫度比較高，而且加熱爐又有明火，因此，該區域潛在的危險性比較大，主要危險為火災、爆炸是安全上重點(diǎn)防范的區域。高壓分離器及高壓空冷區內有高壓分離器及高壓空冷器，若高壓分離器的液位控制不好，就會(huì )出現嚴重問(wèn)題。主要危險為火災、爆炸和H2S中毒，因此該區域是安全上重點(diǎn)防范的區域。加氫壓縮機廠(chǎng)房?jì)炔贾糜醒h(huán)氫壓縮機、氫氣增壓機，該區域為臨氫環(huán)境，氫氣的壓力較高，而且壓縮機為動(dòng)設備，出現故障的機率較大，因此，該區域潛在的危險性比較大，主要危險為火災、爆炸中毒，是安全上重點(diǎn)防范的區域。分餾塔區的設備數量較多，介質(zhì)多為易燃、易爆物料，高溫熱油泵是應重點(diǎn)防范的設備，高溫熱油一旦發(fā)生泄漏，就可能引起火災事故，分餾塔區內有大量的燃料氣、液態(tài)烴及油品，如發(fā)生事故，后果將十分嚴重，此外，脫丁烷塔及其干氣、液化氣中H2S濃度高，有中毒危險，因此該區域也是安全上重點(diǎn)防范的區域。加氫反應器多為固定床反應器，加氫反應屬于氣-液-固三相涓流床反應，加氫反應器分冷壁反應器和熱壁反應器兩種：冷壁反應器內有隔熱襯里，反應器材質(zhì)等級較低；熱壁反應器沒(méi)有隔熱襯里，而是采用雙層堆焊襯里，材質(zhì)多為2×1/4Cr-1Mo。加氫反應器內的催化劑需分層裝填，中間使用急冷氫，因此加氫反應器的結構復雜，反應器入口設有擴散器，內有進(jìn)料分配盤(pán)、集垢籃筐、催化劑支承盤(pán)、冷氫管、冷氫箱、再分配盤(pán)、出口集油器等內構件。加氫反應器的操作條件為高溫、高壓、臨氫，操作條件苛刻，是加氫裝置最重要的設備之一。反應器出料溫度較高，具有很高熱焓，應盡可能回收這部分熱量，因此加氫裝置都設有高壓換熱器，用于反應器出料與原料油及循環(huán)氫換熱?，F在的高壓換熱器多為U型管式雙殼程換熱器，該種換熱器可以實(shí)現純逆流換熱，提高換熱效率，減小高壓換熱器的面積。管箱多用螺紋鎖緊式端蓋，其優(yōu)點(diǎn)是結構緊湊、密封性好、便于拆裝。高壓換熱器的操作條件為高溫、高壓、臨氫，靜密封點(diǎn)較多，易出現泄漏，是加氫裝置的重要設備。高壓空冷的操作條件為高壓、臨氫，是加氫裝置的重要設備，我國華北地區某煉油廠(chǎng)中壓加氫裂化裝置，高壓空冷兩次出現泄漏，使裝置被迫停工處理，因此，高壓空冷的設計、制造及使用也應引起重視。高壓分離器的工藝作用是進(jìn)行氣-油-水三相分離，高壓分離器的操作條件為高壓、臨氫，操作溫度不高，在水和硫化氫存在的條件下，物料的腐蝕性增強，在使用時(shí)應引起足夠重視。另外，加氫裝置高壓分離器的液位非常重要，如控制不好將產(chǎn)生嚴重后果，液位過(guò)高，液體易帶進(jìn)循環(huán)氫壓縮機，損壞壓縮機，液位過(guò)低，易發(fā)生高壓竄低壓事故，大量循環(huán)氫迅速進(jìn)入低壓分離器，此時(shí)，如果低壓分離器的安全閥打不開(kāi)或泄放量不夠，將發(fā)生嚴重事故。因此，從安全角度講高壓分離器是很重要的設備。加氫反應加熱爐的操作條件為高溫、高壓、臨氫，而且有明火，操作條件非?？量?，是加氫裝置的重要設備。加氫反應加熱爐爐管材質(zhì)一般為高Cr、Ni的合金鋼，如TP347。加氫反應加熱爐的爐型多為純輻射室雙面輻射加熱爐，這樣設計的目的是為了增加輻射管的熱強度，減小爐管的長(cháng)度和彎頭數，以減少爐管用量，降低系統壓降。為回收煙氣余熱，提高加熱爐熱效率，加氫反應加熱爐一般設余熱鍋爐系統。新氫壓縮機的作用就是將原料氫氣增壓送入反應系統，這種壓縮機一般進(jìn)出口的壓差較大，流量相對較小，多采用往復式壓縮機。往復式壓縮機的每級壓縮比一般為2-3.5，根據氫氣氣源壓力及反應系統壓力，一般采用2～3級壓縮。往復式壓縮機的多數部件為往復運動(dòng)部件，氣流流動(dòng)有脈沖性，因此往復式壓縮機不能長(cháng)周期運行，多設有備機。往復式壓縮機一般用電動(dòng)機驅動(dòng)，通過(guò)剛性聯(lián)軸器連接，電動(dòng)機的功率較大、轉速較低，多采用同步電機。循環(huán)氫壓縮機的作用是為加氫反應提供循環(huán)氫。循環(huán)氫壓縮機是加氫裝置的“心臟”。如果循環(huán)氫壓縮機停運，加氫裝置只能緊急泄壓停工。循環(huán)氫壓縮機在系統中是循環(huán)做功，其出人口壓差一般不大，流量相對較大，一般使用離心式壓縮機。由于循環(huán)氫的分子量較小，單級葉輪的能量頭較小，所以循環(huán)氫壓縮機一般轉速較高(8000-10000r／min)，級數較多(6～8級)。循環(huán)氫壓縮機除軸承和軸端密封外，幾乎無(wú)相對摩擦部件，而且壓縮機的密封多采用干氣式密封和浮環(huán)密封，再加上完善的儀表監測、診斷系統，所以，循環(huán)氫壓縮機一般能長(cháng)周期運行，無(wú)需使用備機。循環(huán)氫壓縮機多采用汽輪機驅動(dòng)，這是因為蒸汽汽輪機的轉速較高，而且其轉速具有可調節性。加氫原料中含有機械雜質(zhì)，如不除去，就會(huì )沉積在反應器頂部，使反應器壓差過(guò)大而被迫停工，縮短裝置運行周期。因此，加氫原料需要進(jìn)行過(guò)濾，現在多采用自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器。自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器內設約翰遜過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)可以過(guò)濾掉≥25／1m的固體雜質(zhì)顆粒，當過(guò)濾器進(jìn)出口壓差大于設定值(0.1～0.18MPa)時(shí)，啟動(dòng)反沖洗機構，進(jìn)行反沖洗，沖洗掉過(guò)濾器上的雜質(zhì)。1開(kāi)停工時(shí)的危險因素及其防范措施1．開(kāi)工時(shí)的危險因素及其防范措施加氫裝置反應系統干燥、烘爐的目的是除去反應系統內的水分，脫除加熱爐耐火材料中的自然水和結晶水，燒結耐火材料，增加耐火材料的強度和使用壽命。加熱爐煤爐時(shí)，裝置需引進(jìn)燃料氣，在引燃料氣前應認真做好瓦斯的氣密及隔離工作，一般要求燃料氣中氧含量要小于1．0％。防止瓦斯泄漏及竄至其他系統。加熱爐點(diǎn)火要徹底用蒸汽吹掃爐膛，其中不能殘余易燃氣體。加熱爐烘爐時(shí)應嚴格按烘爐曲線(xiàn)升溫、降溫，避免升溫過(guò)快，耐火材料中的水分迅速蒸發(fā)而導致?tīng)t墻倒塌。催化劑裝填應嚴格按催化劑裝填方案進(jìn)行，催化劑裝填的好壞對加氫裝置的運行情況及運行周期有重要影響。催化劑裝填前應認真檢查反應器及其內構件，檢查催化劑的粉塵情況，決定催化劑是否需要過(guò)篩。催化劑裝填最好選擇在干燥晴朗的天氣進(jìn)行，保證催化劑裝填均勻，否則在開(kāi)工時(shí)反應器內會(huì )出現偏流或“熱點(diǎn)”，影響裝置正常運行。催化劑裝填時(shí)工作人員須要進(jìn)入反應器工作，因此，要特別注意工作人員勞動(dòng)保護及安全問(wèn)題，需要穿勞動(dòng)保護服裝，帶能供氧氣或空氣的呼吸面罩，進(jìn)反應器工作人員不能帶其他雜物，以防止異物落入反應器內(一般催化劑裝填由專(zhuān)業(yè)公司專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行)。加氫反應系統置換分為兩個(gè)階段，即空氣環(huán)境置換為氮氣環(huán)境、氮氣環(huán)境置換為氫氣環(huán)境。在空氣環(huán)境置換為氮氣環(huán)境時(shí)需要注意，置換完成后系統氧含量應<1％，否則系統引入氫氣時(shí)易發(fā)生危險；在氮氣環(huán)境置換為氫氣環(huán)境時(shí)應注意，使系統內氣體有一個(gè)適宜的平均分子量，以保證循環(huán)氫壓縮機在較適宜的工況下運行，一般氫氣純度為85％較為適宜。加氫反應系統氣密是加氫裝置開(kāi)工階段一項非常重要的工作，氣密工作的主要目的是查找漏點(diǎn)，消除裝置隱患，保證裝置安全運行。加氫反應系統的氣密工作分為不同壓力等級進(jìn)行，低壓氣密階段所用的介質(zhì)為氮氣，氮氣氣密合格后用氫氣作低壓氣密。由于加氫反應器材質(zhì)具有冷脆性，一般要求系統壓力大于2．0MPa時(shí)，反應器器壁溫度不小于100℃，所以，氫氣2．0MPa氣密通過(guò)以后，首先開(kāi)啟循環(huán)氫壓縮機，反應加熱爐點(diǎn)火，系統升溫，當反應器器壁溫度大于100℃后，系統升壓，作高壓階段氣密。分餾系統冷油運的目的是檢查分餾系統機泵、儀表等設備情況，分餾系統冷油運應注意工藝流程改動(dòng)正確，做到不跑油、不竄油。分餾系統熱油運的目的是檢查分餾系統設備熱態(tài)運行狀況，為接收反應生成油作好準備。分餾系統升溫到100~C左右時(shí)應注意系統切水，防止泵抽空。升溫到250℃左右時(shí)應進(jìn)行熱緊。加氫反應系統升溫、升壓時(shí)應按要求的升溫、升壓速度進(jìn)行，一般要求系統升溫速度為20℃幾左右，系統升壓速度不大于1．5MPa／h。如升溫、升壓速度過(guò)快易造成系統泄漏。加氫反應催化劑在開(kāi)工前為氧化態(tài)，氧化態(tài)催化劑沒(méi)有加氫活性，因此，催化劑需要進(jìn)行硫化。催化劑硫化的方法有濕法硫化、干法硫化兩種方法，常用的硫化劑有二硫化碳、DMDS，催化劑進(jìn)行硫化時(shí)系統的H2S濃度很高，有時(shí)高達1％以上，因此，要特別注意硫化氫中毒問(wèn)題。新硫化的加氫裂化催化劑具有很高的加氫裂化活性，為抑制這種活性，需要對加氫裂化催化劑進(jìn)行鈍化。鈍化劑為無(wú)水液氨。加氫裂化催化劑進(jìn)行鈍化時(shí)應注意維持系統中硫化氫濃度不小于0．05％。加氫催化劑的硫化、鈍化過(guò)程完成后，加氫反應系統的低氮油需要逐步切換成原料油，切換步驟應按開(kāi)工方案要求的步驟進(jìn)行。切換過(guò)程中應密切注意加氫反應器床層溫升的變化情況。加氫反應系統原料切換步驟完成之后，應進(jìn)一步調整裝置的工藝操作，使產(chǎn)品質(zhì)量合格，從而完成開(kāi)工過(guò)程。加氫裝置停工首先反應系統降溫、降量。在此過(guò)程中應遵循先降溫后降量的原則。反應系統進(jìn)料量降低，空速減小，加氫反應器溫升增加，易出現反應“飛溫”現象。所謂“飛溫”就是反應器溫度迅速上升，以致不可控制的現象。（2）用低疑點(diǎn)原料置換整個(gè)系統加氫裝置的原料油一般較重，凝點(diǎn)較高，在停工時(shí)易凝結在催化劑、管線(xiàn)及設備當中。為避免上述情況出現，在停工前應用低疑點(diǎn)油置換系統，所用的低凝點(diǎn)油一般為常二線(xiàn)油。切斷反應進(jìn)料時(shí)，應注意反應器溫度應適宜，使裂化反應器無(wú)明顯溫升。切斷反應進(jìn)料后，反應加熱爐升溫，用熱循環(huán)氫帶出催化劑中的存油，熱氫氣提的溫度應根據催化劑的要求確定，一般為枷℃左右，熱氫氣提的溫度不能過(guò)高，以避免催化劑被熱氫還原。反應系統用N，置換成N：環(huán)境，使系統的氫烴濃度<1％。使用過(guò)的含碳催化劑在空氣中易發(fā)生自燃，反應器是在N2氣環(huán)境下進(jìn)行卸催化劑作業(yè)，必須由專(zhuān)業(yè)的卸劑公司人員進(jìn)反應器進(jìn)行卸劑，因此，在卸催化劑裝桶應使用N：或干冰保護催化劑，避免催化劑自燃。加氫裝置高壓部分的設備及部件，在停工后應用堿液進(jìn)行清洗，以避免在接觸空氣后發(fā)生腐蝕，損壞設備。另外，高硫系統的設備主要是后處理部分在打開(kāi)前應用水進(jìn)行沖洗，以避免硫化鐵在空氣中自燃。加氫裝置停工，應將裝置內的存油退出并吹掃干凈，保證不留死角。加氫裝置停工后將裝置的火炬系統、地下污水系統等輔助系統處理干凈，并加盲板使裝置與系統防腐以使裝置達到檢修條件。3正常生產(chǎn)時(shí)的危險因素及其防范措施加氫裝置正常操作調整時(shí)必須遵守“先降溫后降量”、“先提量后提溫”的原則，防止“飛溫”事故的發(fā)生。加氫裝置的反應溫度是最重要的控制參數，必須嚴格按工藝技術(shù)指標控制加氫反應溫度及各床層溫升。高壓分離器液位是加氫裝置非常重要的工藝控制參數，如液位過(guò)高易循環(huán)氫帶液，損壞循環(huán)氫壓縮機；如液位過(guò)低易出現高壓竄低壓事故，造成低壓部分設備毀壞，油品和可燃氣體泄漏，以至更為嚴重的后果。因此應嚴格控制高壓分離器液位，經(jīng)常校驗液位儀表的準確性。加氫裝置反應系統壓力是重要的工藝控制參數，反應壓力影響氫分壓，對加氫反應有直接的影響，影響加氫裝置反應系統壓力的因素很多，應選擇經(jīng)濟、合理、方便的控制方案對反應系統的壓力進(jìn)行控制。循環(huán)氫純度影響氫分壓，對加氫反應有直接的影響，是加氫裝置重要的工藝控制參數，影響循環(huán)氫純度的因素很多，催化劑的性質(zhì)、原料油的性質(zhì)、反應溫度、壓力、新氫純度、尾氫排放量等因素都影響循環(huán)氫純度，其中可操作條件為尾氫排放量。加大尾氫排放，循環(huán)氫純度增加；減小尾氫排放循環(huán)氫純度降低。循環(huán)氫純度高，氫分壓就會(huì )較高，有利于加氫反應進(jìn)行，但是，高循環(huán)氫純度是以大量排放尾氫、增加物耗為代價(jià)的；循環(huán)氫純度低，氫分壓就會(huì )較低，不利于加氫反應進(jìn)行，而且，循環(huán)氫純度低時(shí)，循環(huán)氫平均分子量大，在循環(huán)氫壓縮機轉速不變的情況下，系統壓差就會(huì )增加，循環(huán)氫壓縮機的動(dòng)力消耗也會(huì )增加。因此，循環(huán)氫純度要控制適當。加熱爐是加氫裝置的重要設備，加熱爐的使用應引起重視。加熱爐各路流量應保持均勻，并且不低于規定的值，防止爐管結焦；保持加熱爐各火嘴燃燒均勻，盡量使爐堂內各點(diǎn)溫度均勻；控制加熱爐各點(diǎn)溫度不超溫；保持加熱爐燃燒狀態(tài)良好。加氫裝置系統壓力高，而且介質(zhì)為氫氣，容易發(fā)生泄漏，高壓氫氣發(fā)生泄漏時(shí)容易著(zhù)火，氫氣火焰一般為淡藍色，白天不易發(fā)現，在夜間閉上燈后，很容易發(fā)現這種氫氣漏點(diǎn)。因此，定期進(jìn)行這種夜間閉燈檢查，對發(fā)現漏點(diǎn)，將事故消滅在萌芽狀態(tài)，保證裝置安全穩定運行具有重要意義。加氫裝置的原料一般較重，凝點(diǎn)較高，通常在20-30℃，容易發(fā)生凍凝。如發(fā)生凍凝事故，不但影響裝置穩定生產(chǎn)，還容易引發(fā)安全生產(chǎn)事故，因此，加氫裝置的防凍凝問(wèn)題應引起足夠重視。加氫裝置的循環(huán)氫壓縮機多為離心式壓縮機，離心式壓縮機存在喘振問(wèn)題，因此，在操作中應保持壓縮機在正常工況下運行，避免壓縮機出現喘振。加氫裝置的原料性質(zhì)，對加氫裝置的操作有重要影響，必須嚴格控制。一般控制原料的干點(diǎn)在規定的范圍內，Fe不大于1×10-6，如鐵含量高，反應器壓差增加過(guò)快，裝置不能長(cháng)周期運行。N 不大于1×10-6，N低于規定的值，原料沒(méi)有明水。加氫裝置的原料中含有硫，這些硫在加氫后變?yōu)榱蚧瘹?，并在脫丁烷塔塔頂及脫硫部分富集，形成高濃度的硫化氫。硫化氫的毒性很強，允許最高濃度為10mg/m3。因此，加氫車(chē)間必須注重防硫化氫中毒問(wèn)題，在高硫區域內進(jìn)行切液、采樣等操作時(shí)尤其注意，要求帶防毒面具并有人監護。加氫裝置的急冷氫是控制加氫反應器床層溫度的重要手段，它對抑制反應溫升具有重要作用。高凝點(diǎn)油有時(shí)倒竄人冷氫線(xiàn)內凝結，堵塞冷氫線(xiàn)，如有這種情況發(fā)生將十分危險，因此，操作過(guò)程中要時(shí)刻保持冷氫線(xiàn)暢通。加氫裝置的一些熱油泵運行溫度較高，高于油品的自燃點(diǎn)，若有泄漏，易發(fā)生火災事故。因此，在操作時(shí)要注意熱油泵的運行狀態(tài)，注意泵體、密封等處有無(wú)泄漏，如有泄漏應立即處理。加氫裝置內存有大量的輕烴，如發(fā)生泄漏，會(huì )引發(fā)重大事故。因此，對輕烴泵的運行狀況也要引起足夠重視。設備腐蝕加氫裝置高溫、高壓、臨氫、系統內存在H2S、NH3，因此，加氫裝置的腐蝕問(wèn)題也應引起重視，解決加氫裝置腐蝕問(wèn)題的主要方法是合理選材，在使用時(shí)加強監視與檢測。氫氣在常溫下對普通碳鋼沒(méi)有腐蝕，但是在高溫、高壓下則會(huì )產(chǎn)生腐蝕，使材料的機械強度和塑性降低。高溫氫腐蝕的機理為氫氣與材料中的碳反應生成甲烷，使材料的機械強度和塑性降低，形成的甲烷在鋼材的晶間積聚，使材料產(chǎn)生很大的內應力或產(chǎn)生鼓泡、裂紋。至于在什么條件下產(chǎn)生腐蝕，則根據Nels。n曲線(xiàn)確定。為避免高溫氫腐蝕，加氫裝置高溫、高壓、臨氫部分的設備、管線(xiàn)多采用合金鋼或不銹鋼。氫原子滲入鋼材后，使鋼材晶粒中原子結合力降低，造成材料的延展性、韌性下降，這種現象稱(chēng)為氫脆。這種氫脆是可逆的，當氫氣從材料中溢出后，材料的力學(xué)性能就能恢復。氫脆的危害主要出現在加氫裝置的停工階段，裝置停工階段，系統溫度、壓力下降，氫氣在材料中的溶解度下降，由于氫氣溢出的速度很慢，這時(shí)材料中的氫氣處于過(guò)飽和狀態(tài)，當溫度冷卻到150℃時(shí)，大量的過(guò)飽和氫氣會(huì )聚積到材料的缺陷處，如裂紋的前端，引起裂紋擴展。所以加氫裝置停工時(shí)降溫、降壓的速度應進(jìn)行適當的控制，進(jìn)行脫氫處理。高溫H2S腐蝕主要發(fā)生在反應系統高溫部分，高溫H2S腐蝕表現為與H2共同作用，氫氣的存在加強了H2S的腐蝕作用，同時(shí)，H2S的存在也加強了氫氣的腐蝕作用。該種腐蝕的防治方法是選擇抗H2S腐蝕材質(zhì)。
