裂解裂化工艺.docx

裂解（裂化）工艺安全控制设计指导方案（试行）目录1概述错误!未定义书签。1.1 裂解（裂化）工艺错误!未定义书签。1.2 裂解（裂化）反应类型错误!未定义书签。1.2.1 热裂解（裂化）错误!未定义书签。1.2.2 催化裂解（裂化）错误!未定义书签。1.2.3 加氢裂解（裂化）错误!未定义书签。1.3 裂解（裂化）工艺关键设备和重点监控单元错误!未定义书签。1.4 裂解（裂化）工艺涉及的主要危险介质错误!未定义书签。1.5 山东省主要裂解（裂化）工艺产品目录错误!未定义书签。2危险性分析错误!未定义书签。2.1 固有危险性错误!未定义书签。2.1.1 火灾爆炸危险性错误!未定义书签。2.1.2 中毒危险性分析错误!未定义书签。2.1.3 腐蚀及其他危险性错误!未定义书签。2.2 工艺过程的危险性分析错误!未定义书签。2.2.1 反应过程的危险性分析错误!未定义书签。2.2.2 反应安全风险评估错误!未定义书签。2.2.3 危险和可操作性分析错误!未定义书签。3重点监控的工艺参数及控制要求错误!未定义书签。3.1 温度错误!未定义书签。3.2 压力错误!未定义书签。3.3 流量错误!未定义书签。3.4 加热系统的运行状况错误!未定义书签。4推荐的安全控制方案错误!未定义书签。4.1 各工艺参数的控制方式错误!未定义书签。4.2 工艺系统控制方式错误!未定义书签。4.2.1 基本监控要求错误!未定义书签。4.2.2 基本控制要求错误!未定义书签。4.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施错误!未定义书签。4.4 仪表系统选用原则错误!未定义书签。4.4.1 基本过程控制系统（BPCS）选用原则错误!未定义书签。4.4.2 安全仪表系统选用原则错误!未定义书签。4.4.3 气体检测报警系统（GDS）选用原则错误!未定义书签。4.5 其他安全设施错误!未定义书签。5通用设计要求错误!未定义书签。5.1 收集产品工艺资料错误!未定义书签。5.2 确定改造范围错误!未定义书签。5.3 仪表设备选型错误!未定义书签。5.4 提交方案错误!未定义书签。5.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更错误!未定义书签。6典型工艺安全控制系统改造设计方案错误!未定义书签。6.1 工艺简述错误!未定义书签。6.2 装置裂解（裂化）工艺危险性分析错误!未定义书签。6.2.1 固有危险性错误!未定义书签。6.2.2 工艺过程危险性错误!未定义书签。6.3 装置裂解（裂化）工艺控制方案综述错误!未定义书签。7裂解（裂化）工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图错误!未定义书签。7.1 山东省主要裂解（裂化）工艺产品目录（附表1）错误!未定义书签。7.2 裂解（裂化）工艺重点监控参数的控制方式（附表2）错误!未定义书签。7.3 企业需提交的设计资料清单（附表3）错误!未定义书签。7.4 某企业裂解（裂化）工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）.错误!未定义书签。7.5 某企业裂解（裂化）工艺管道与仪表流程图（附图1）错误!未定义书签。附表1山东省主要裂解（裂化）工艺产品目录错误!未定义书签。附表2裂解（裂化）工艺重点监控参数的控制方式错误!未定义书签。附表3企业需提交的设计资料清单错误!未定义书签。附表4某企业裂解（裂化）工艺控制、报警、联锁一览表错误!未定义书签。附图1某企业裂解（裂化）工艺管道与仪表流程图错误!未定义书签。1概述1.1 裂解（裂化）工艺裂解是指石油系的烧类原料在高温条件下，发生碳链断裂或脱氢反应,生成烯垃及其他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主，同时副产丁烯、丁二烯等烯燃和裂解汽油、柴油、燃料油等产品。烧类原料在裂解炉内进行高温裂解，产出组成为氢气、低/高碳烧类、芳煌类以及偶分为288°C以上的裂解燃料油的裂解气混合物。经过急冷、压缩、激冷、分播以及干燥和加氢等方法，分离出目标产品和副产品。在裂解过程中，同时伴随缩合、环化和脱氢等反应。由于所发生的反应很复杂，通常把反应分成两个阶段。第一阶段，原料变成的目的产物为乙烯、丙烯，这种反应称为一次反应。第二阶段，一次反应生成的乙烯、丙烯继续反应转化为烘烧、二烯崎、芳崎、环烷崎，甚至最终转化为氢气和焦炭，这种反应称为二次反应。裂解产物往往是多种组分混合物。影响裂解的基本因素主要为温度和反应的持续时间。化工生产中用热裂解的方法生产小分子烯烧、快烧和芳香烧，如乙烯、丙烯、丁二烯、乙烘、苯和甲苯等。1.2 裂解（裂化）反应类型裂解（裂化）反应主要包括热裂解（裂化）、催化裂解（裂化）、加氢裂解（裂化）等三种类型。1.2.1 热裂解（裂化）反应在无氧条件下，通过加强热使原料分子链断裂，形成较小分子的工艺过程，可称为热裂解（裂化）。如乙烷热裂解制乙烯工艺、二氟一氯甲烷（HCFC-22）热裂解制四氟乙烯（TFE）工艺、二氟一氯乙烷（HCFC-142b）热裂解制偏氟乙烯（VDF）工艺。1.2.2 催化裂解（裂化）反应通过在裂解炉内加入催化剂，提高裂解（裂化）反应产品质量及收率,可称为催化裂解（裂化）。如重油催化裂化制汽油、柴油、丙烯、丁烯。1.2.3加氢裂解（裂化）反应在裂解（裂化）原料进入裂解炉时，同时按比例通入氢气，以减少反应产物中的芳香族化合物，提高反应产物收率，改善产品质量的裂解（裂化）工艺，可称为加氢裂解（裂化）。如焦化蜡油加氢裂解制干气、液化气、石脑油、轻柴油、重柴油。1.3 裂解（裂化）工艺关键设备和重点监控单元131裂解（裂化）工艺的关键设备裂解（裂化）工艺关键设备是裂解炉。裂解炉是裂解工艺的核心设备，裂解炉内温度、压力、物料流量等工艺参数都需要严格控制，裂解炉需要设置压力、温度检测系统。热裂解（裂化）和加氢裂解（裂化）的裂解炉内一般压力较高，裂解炉应设紧急放空阀、泄压系统以及压力与反应进料管线、加热炉、压缩机的联锁系统等安全设施。132裂解（裂化）工艺的重点监控单元裂解（裂化）工艺重点监控单元为裂解炉、制冷系统、压缩机、引风机、分离单元等。热裂解（裂化）和催化裂解（裂化）为吸热反应，需要设加热炉。加热炉加热温度与裂解炉内温度有直接关系，加热炉温度需要严格控制，具体控制方式根据加热炉加热方式采取不同手段，如：对燃料油炉可以控制燃料油进料量、进料压力、主风流量等；对电加热可以控制加热器电流、电压；对以熔盐或导热油作为热媒的，可以控制热媒的温度、流量。对于加氢裂解（裂化），由于加氢反应为放热反应，反应开始后不需要加热即能维持反应温度，而且还需要通入过量的冷氢移出反应热，有些工艺还要使用冷媒移出反应热。所以加氢裂解炉内的温度调节主要依靠控制进料速率、裂解炉内压力、氢进料速率和冷媒流量等手段。裂解（裂化）工艺一般在高温高压下进行，反应物料大多为易燃易爆物质，若裂解炉出现泄漏或是进料管线混入空气，会发生火灾爆炸事故，所以裂解炉应设有开、停车惰性气体置换管线；蒸汽消防汽幕，加热炉炉膛内设有灭火蒸汽入口；在可能发生泄漏的位置设置可燃气体报警器；管道、设备上按相关规范安装防静电接地设置；适当位置设置阻火器、爆破片等安全附件。1.4 裂解（裂化）工艺涉及的主要危险介质裂解（裂化）工艺主要涉及的介质有重油、屈分油、渣油、乙苯等可燃、易燃液体，乙烯、丙烯、甲烷等易燃气体，加氢裂解（裂化）还涉及高压氢气，上述物质均有易燃易爆性，能与空气形成爆炸性混合物。有些物质还可能发生聚合反应，在储运过程和使用过程中会发生聚合造成火灾。对于催化裂解（裂化）和加氢裂解（裂化）工艺，使用的催化剂有些具有可燃性，部分种类的催化剂在空气中可发生自燃。裂解（裂化）产物和裂解（裂化）原料一般为混合物，包括毒性较低的烷烧、烯燃等物质，以及毒性较强的甲苯、苯、蔡等。部分裂解（裂化）工艺的原料中含有硫、氮等，在工艺过程中会产生硫化氢气体、氨气等具有很强毒性和刺激性的气体。1.5 山东省主要裂解（裂化）工艺产品目录山东省主要的裂解（裂化）工艺有热裂解（裂化）工艺、催化裂解（裂化）工艺、加氢裂解（裂化）工艺。山东省主要裂解（裂化）工艺产品目录详见附表1。2危险性分析裂解（裂化）反应是一个高温吸热过程，所用的原料多为易燃易爆、毒性、腐蚀性物质，一旦泄漏危险性较大。2.1 固有危险性固有危险性是指裂解（裂化）工艺中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。2.1.1 火灾爆炸危险性裂解（裂化）工艺中原料均为有机物，有不同程度火灾危险性，同时裂解（裂化）产品大多为低沸点易燃液体或易燃气体，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源或明火有燃烧爆炸危险。在石油化工行业中，裂解（裂化）原料大多为分子量较高的可燃液体，如重油、微分油、渣油等，大部分沸点、闪点较高，不易发生爆炸。加氢裂解（裂化）工艺中使用的氢气为易燃气体，可与空气能形成爆炸性混合物；部分裂解（裂化）工艺使用的原料为小分子有机化合物，闪点、沸点较低，可与空气形成爆炸性混合物，如乙苯，其闪点15,为甲类火灾危险物质。裂解（裂化）产品主要为易燃液体和易燃气体，这些物质沸点、闪点较低，有些在常温常压下为气态，可与空气形成爆炸性混合物，这类物质储存压力较高，受热易蒸发使容器内压力升高导致容器物理爆炸。易燃液体如汽油、柴油、苯乙烯等，汽油闪点为-50°C,沸点40-200°C,属于甲类火灾危险物质，柴油闪点为38,属于乙类火灾危险物质，苯乙烯闪点34.4°C,属于乙类火灾危险物质；乙烯、丙烯、丁烯等为易燃气体。2.1.2 中毒危险性油品多为低毒或微毒类物质。原料油如重油、常减压偏分油、渣油等,产品油如汽油、柴油等均为混合物，其成分十分复杂，如重油主要组成为碳水化合物，同时含有硫磺（0.1-4%）及微量无机化合物；常压储分油，含包括芳香烧、脂肪烧、环烷烧以及部分含硫、氮杂质等；汽油、柴油主要为不同沸点脂肪烧、环烷点。裂解（裂化）工艺中所涉及的芳香族化合物、脂肪烧的卤代物等具有一定毒性。2.1.3 腐蚀及其他危险性裂解（裂化）工艺中涉及物质的腐蚀性差别很大，部分物料如汽油、柴油、丙烯、乙苯、乙烯、丁烯等腐蚀性较低，部分原料油如有的重油、馆分油中含有腐蚀性物质，具有较强腐蚀性，而有些裂解（裂化）工艺中需加氢，在高温高压工艺条件下，氢对钢制设备有一定腐蚀性（氢脆）。2.2工艺过程的危险性裂解（裂化）反应是一个高温吸热过程，所用的原料多为易燃易爆、毒性、腐蚀性物质，因此在裂解（裂化）反应过程中存在诸多不稳定因素。2.2.1反应过程的危险性热裂解（裂化）：热裂解（裂化）在高温高压下进行，装置内的油品温度一般超过其自燃点，若漏出油品立即起火。热裂解过程中产生大量的裂解气，且有众多的气体分离设备，若发生气体泄漏，会形成爆炸性混合物,遇热源或明火有燃烧爆炸危险。催化裂解（裂化）：催化裂解（裂化）一般在较高温度（460-520oC）,0.1-02MPa下进行，火灾危险性较大，若操作不当，再生器内的空气和火焰进入裂解炉会引起恶性爆炸。U形管上小设备和小阀门较多，易漏油着火。在催化裂化过程中，还会产生易燃的裂化气，若烧焦、活化催化剂处理不当，还可能出现易燃、有毒的一氧化碳气体。加氢裂解（裂化）：加氢裂解（裂化）大量使用氢气，而且反应温度和反应压力都较高，在高压下氢气与钢材发生反应，产生氢腐蚀，使碳钢的强度下降而硬度增大，如设备或管道更换不及时，会在高压下发生容器爆炸。加氢裂解（裂化）工艺过程中有硫化氢气体产生，当出现泄漏，可能引发中毒事故，同时工艺中产生的硫化氢对工艺设备也有腐蚀性。另外，加氢