第二节 炼油化工单元操作安全技术
一、合成橡胶聚合单元操作
合成橡胶的聚合主要分为乳液聚合和溶液聚合两大类。乳液法聚合如丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等,其过程可如图8—4。
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图8—4 合成橡胶聚合生产过程
溶液法聚合如溶液聚合丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶等。溶液聚合的生产过程如图8—5。
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图8—5 溶液聚合的生产过程
不同的聚合方法操作特点也不同,操作中遇到的安全问题及处理方法也不同。
(一)合成橡胶乳液聚合的安全操作
乳液聚合是单体在乳化剂作用和机械搅拌下,在水中形成乳状液而进行聚合反应。乳液聚合具有速度快、产品相对分子质量高、有利传热、有利温度控制等优点。但同时也存在破乳凝聚和后处理复杂、设备管线易挂胶堵塞等问题,在以乳液聚合方法生产合成橡胶的工艺过程中通常存在以下问题:
1.胶浆凝聚挂胶,堵塞设备管线,影响传热与物料输送
(1)原因。一是系统中氯化钠等电解质含量过高;二是聚合反应超温;三是温度过低产生冻胶;四是乳化剂和助乳化剂(活化剂)加料量不足;五是胶浆贮槽搅拌不好,终止剂加量不够,使聚合排料(卸料)后仍有局部反应;六是脱气过程中湿润蒸汽不够,产生高温热凝胶;七是胶浆系统加水(或带入水)过多,影响了胶浆的水乳比例;八是胶浆(或胶乳)无搅拌停放时间过长,存放温度过高或过低。
(2)工艺处理方法:
①降低原料,助剂中氯化钠等电解质的含量,调整工艺配方,降低系统电解质含量;
②检查盐水等电解质溶液使用设备,消除水和盐水等因设备内漏而进入胶浆系统;
③调整聚合釜冷却水和冷剂(低温盐水或液氨)的温差,清理聚合釜内挂胶,提高传热效率;
④调整冷剂进出口温差,清理换热表面挂胶,提高设备传热效果。防止传热面局部冻胶;
⑤调整乳化剂、活化剂配方,实际核对加入量,消除计量误差;
⑥加强胶浆槽接受聚合排料(卸料)和加终止剂量的搅拌;
⑦增加脱气塔蒸汽湿润度,严格控制脱气塔温度;
⑧严格控制操作条件,防止过程水带入胶浆;
⑨加强胶浆储槽的搅拌,改善胶乳储运条件。
2.精心操作防止脱气冲浆事故
脱气冲浆是指在胶浆脱气(脱挥)过程中由于胶浆泡沫夹带,使胶浆窜入冷凝器、真空泵循环系统,严重时一直将胶浆带人单体回收洗涤塔的工艺异常事件。冲浆属于操作事故,其影响很大。原因主要是乳化剂质量不好、胶浆泡沫大、聚合转化率过低、系统窜入大量不凝气体、脱气真空度控制不好、塔顶塔釜真空差过小、塔釜液面过高、脱气加料量过大或加料负荷不稳、冷凝冷却器传热效果差、脱气塔和捕集器堵塞严重等。处理方法有:
①减少系统不凝气体窜入,提高乳化剂质量,调整乳化剂配方,严格控制卸料转化率;
②及时调整脱气真空度、真空差或加入消泡剂;
③清理吹堵塔釜和捕集器胶浆下料管,降低塔釜液面;
④调整稳定脱气进料量;
⑤调整冷凝冷却器冷剂温度用量。清理设备管线凝胶。
3.防止和消除回收丁二烯系统的过氧化物
丁二烯过氧化物容易分解爆炸,尤其是回收丁二烯,问题更为突出。过氧化物的形成有三个条件:一是系统中氧的存在;二是适当的温度;三是过氧化物种子。
控制过氧化物形成的方法主要有:
①消除漏点,防止真空负压系统窜入空气;
②控制水封液面,防止空气从水封槽窜入系统;
③设备接料、投料前充分置换,降低设备内氧含量;
④加入抗氧剂,抑制系统中过氧化物种子的形成;
⑤认真执行工艺条件,防止压缩机出口超温,尽量降低压缩系统的温度,特别是出口分离器的温度;
⑥降低压缩尾气中的氧含量;
⑦降低液相回收丁二烯的贮存温度和贮存时间,对液面计等死角和易被光线直射的部位采取特别防护措施;
⑧定期对系统进行过氧化物的清理。
4.精心操作,及时消除干燥器网板的粘胶
干燥网板粘胶轻则产生塑化胶,影响产品质量,严重时粘胶和塑化胶在干燥器内积存,导致干燥器内着火,应给予高度重视。
形成干燥器网板粘胶的主要原因有干燥温度过高、网板不平整、网辊偏离、无隔离剂、冷风机未开、胶层薄厚不均、停车时料未排净、停车时干燥器内未按规定降温、长期未清理网板。处理方法有:
①严格执行工艺条件;
②喷刷隔离剂;
③平稳网板、检修网辊;
④调整胶层厚度;
⑤开冷风机;
⑥停车时及时降温;
⑦及时清理干燥器内胶块和粘胶。
(二)合成橡胶溶液聚合安全操作
与乳液聚合相比,溶液聚合的胶液分布比较均匀,稳定性较好,设备系统的挂胶堵塞问题不太突出。但实际中也应加强周期性清理,特别是聚合釜传热系统,以保证良好传热,防止聚合超温。溶液聚合的溶剂大多数都是易燃易爆易挥发的液体,如抽余油、汽油等。这就要求在溶剂的回收过程中要及时消除设备的跑、冒、滴、漏,禁止乱排乱放。
二、合成树脂聚合单元操作
合成树脂按聚合单体的特点可分为聚烯烃树脂(如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等)、聚氯乙烯树脂、苯乙烯系树脂[如聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、苯乙烯-丙烯脂共聚物(SAN)]、聚丙烯酸树脂(如聚甲基丙烯酸甲酯,俗称“有机玻璃”)等。按聚合方法可分为高压气相聚合(如高压聚乙烯等)、悬浮聚合(如聚氯乙烯悬浮聚合)、本体聚合(如本体聚苯乙烯、本体法SAN、聚丙烯甲酯等);乳液聚合(如ABS树脂)等。由于聚合方法不同,操作中安全问题也各有侧重,如本体聚合的釜内爆聚、高压气相聚合的高压危险等。
(一)高压聚乙烯安全操作
聚乙烯又分为低密度聚乙烯(也称高压聚乙烯)、高密度聚乙烯(也称低压聚乙烯)、线性低密度聚乙烯等。其中以高压聚乙烯的操作危险性最大。如1993年10月22日,某高压聚乙烯生产装置由于高压分离器故障,分离器内高聚物被乙烯气体夹带到循环乙烯气热交换器中造成堵塞,被迫停车处理。在用25MPa的高压乙烯处理热交换器堵塞时,大量高压乙烯气体泄出,引发了剧烈爆炸事故,致使3人死亡、2人重伤、2人轻伤,直接经济损失49.7万元。高压聚乙烯生产中易发生事故的主要有乙烯压缩机操作和高压聚乙烯的反应操作两个环节。事故的成因也都是超温超压,引起乙烯大量泄漏或物理爆炸引起严重的化学爆炸事故。
1.压缩系统安全操作
操作范围包括辅助压缩机、一次压缩机、二次压缩机。压缩系统操作的要点是辅助压缩机和一、二次压缩机的进出口温度、压力。操作中应及时检查设备运行、安全阀、仪表报警系统等情况。压缩机操作中典型的安全问题如下:
(1)辅助、一、二次压缩自停。这是压缩过程中常有的异常现象,处理时要紧急采取措施,排除故障;
(2)压缩机管线裂缝,要紧急停车、更换管线;
(3)压缩机设备故障、准确判断,紧急停车处理;
(4)压缩机出口超压,原因可能是压缩机出口或系统设备管线堵塞、阀芯掉落、工艺误操作等,处理时紧急停车,认真分析故障,针对性地处理。
2.高压反应系统的安全操作
高压聚合反应系统主要包括反应器、分离器、返回气冷却器等。主要控制点为反应压力、温度、高压分离器液面、仪表报警系统运行情况及安全泄压装置的运行情况。
(1)反应系统超压是操作的主要安全问题,设备超压就会引起系统放炮,进行紧急停车处理。设备超压除了误操作等人为因素外,一个重要原因就是设备管线的堵塞。如分离器内高压聚合物夹带到冷却器,造成冷却器堵塞、过滤板堵塞等,处理时要严格按操作法规定进行。
(2)对超高压反应系统的清理,在打开设备时不得有丝毫的麻痹大意。对要打开的设备应本着“无压要当有压干”的原则,松开第一个螺丝时,要仔细判断内部存压存料情况。
(3)处理高压系统的堵塞问题要严格按操作法进行,不能盲目蛮干,不能用高压乙烯气体顶吹堵塞点。
(二)悬浮法聚氯乙烯安全操作
悬浮法聚氯乙烯的聚合是氯乙烯在介质水和悬浮剂等助剂构成的水溶相中形成悬浮液进行反应的。
悬浮法聚氯乙烯按单体氯乙烯的生产路线,分为乙炔法和乙烯氧化法。悬浮聚合过程由于大量水介质存在,聚合温度易于控制,操作比较安全。因此,悬浮法聚氯乙烯的操作危害主要为易燃、易爆、易中毒等。
(1)岗位操作中采用密闭作业,及时封好设备配料口,及时消除跑、冒、滴、漏。消除氯气外泄。设备检修时严格按程序倒空置换处理,按规定佩戴好个人防护用具,防止氯气急、慢性中毒。
(2)严格控制氯乙烯生产工艺条件,严格控制反应物、催化剂等配比。氯虽然不燃绕,但它是助燃物。一般易燃气体或蒸汽都能与氯气混合,形成爆炸性混合物。氯气还能与乙炔、乙烯等剧烈反应,发生爆炸或形成爆炸性混合物。
(三)ABS聚合安全操作
ABS树脂的生产方法虽然较多,但目前应用最广的还是乳液法,而乳液法又可分为乳液接枝法和乳液接枝掺混法两类。乳液接枝法生产工艺如图8—6。
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图8—6 乳液接枝法工艺
ABS装置的岗位操作,应特别注意聚合反应超温爆聚和ABS粉料干燥系统的爆炸着火。
1.反应爆聚的操作处理
ABS反应过程中的爆聚虽然没有本体聚合爆聚严重,但也是影响安全操作的大问题。1987年10月某ABS生产装置苯乙烯、丙烯腈悬浮聚合投料时,由于丙烯腈加料表失灵,加入物料不准,引起聚合爆聚。冷却水旁通阀打开后仍无法降低釜温,后打开放空阀,加水冷却也不见效。聚合釜加终止剂后也不能控制反应温度,最后只得提前卸人浆液槽中,操作工戴防毒面具从人孔直接加入固体紧急终止剂,并在罐外冲水冷却的情况下,温度才得以控制。
(1)原因。分析爆聚产生的原因,主要有:
①因仪表失灵,液面计计量不准,加料误操作,造成引发剂等助剂加入量不准,投料配比失调,油相与水相比例失调,引起爆聚;
②聚合釜内粘结挂胶过多,影响反应热撤出,釜内温度检测点粘胶或测温点失灵;
③冷却水温度高,流量不足;
④外界影响,如停电、停水等。
(2)处理方法。准确判断异常原因,针对性地采取措施。
①加大冷剂仪表控制量,打开手动旁通阀,加大冷剂通人量;
②加强搅拌,必要时可采用人工搅拌;
③校对温度检测仪表,消除温度偏差;
④清理聚合的粘结挂胶,改善传热状况;
⑤釜内加终止剂,终止聚合反应;
⑥紧急排料到等外品罐,加终止剂,冲水强制终止反应,控制槽内温度。
2.粉末干燥的安全操作
ABS湿料要经过干燥和沸腾床干燥两道工序,才能制成ABS粉料,由于粉末较细,干燥超温着火爆炸危险较大。在粉末干燥系统发生过火灾事故和险情。所以在操作中应认真注意以下问题:
(1)调整和优化凝聚工艺操作,尽量减少凝聚后产生过细粉末;
(2)在干燥器开车的同时,必须投用防爆抑制装置;
(3)干燥器待料停车时,要按规定及时降温停蒸汽,防止干燥器负荷长时间的烘烤;
(4)定期彻底清理干燥器及风筒吸附积存的ABS细粉末,防止细粉受热氧化自燃。
(四)SAN聚合操作
SAN装置采用热引发本体聚合法生产苯乙烯—丙烯腈共聚物(即SAN)树脂。超温爆聚是SAN聚合生产过程中最突出的安全问题,特别是在外界晃电、停电的情况下易处理不当导致爆聚。
当聚合釜温度急剧上升,超过规定指标5℃,搅拌电流、外循环泵电流突然增长,或者外冷却器刮壁拉不动时,都可视为发生爆聚反应。应立即采取如下措施:
(1)解除聚合釜温度的串级控制,釜外表温设定到零自动控制。必要时开旁通阀加大冷却量;
(2)切换聚合进料为回收液,同时对聚合系统泄压;
(3)当切换回收液进料还不见效时,可切换乙苯进料,温度下降时再切换回收液进料;
(4)若聚合釜搅拌电流过高时,可适当降低转速。刮壁动作时可停止其转动;
(5)反应温度恢复正常后,可恢复正常操作;
(6)采用双路供电或投保安自备电源,保证聚合釜安全供电,防止爆聚事故发生。
三、合成纤维单元操作
合成纤维常见的有聚酯纤维(也叫涤纶)、聚丙烯腈(也叫腈纶)、聚酰胺纤维[也叫绵纤维是聚酯纤维。
(一)聚酯纤维生产安全操作
聚酯纤维是由芳香二羧酸的二元醇缩聚制得聚脂树脂,而后进行熔融纺丝和加工处理制成合成纤维。其分子结构中含有酯基—COO—。聚酯纤维在国内通常是指涤纶(即聚对苯二甲酸乙二醇纤维)。工艺过程简示如图8—7。
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图8—7 聚酯纤维生产工艺
在聚合生产过程中,应注意以下操作问题:
(1)酯交换塔为常压操作,塔釜温度225℃。反应过程产生的甲醇在塔上部分馏塔中与乙二醇进行分离。如操作不稳,易发生冲塔跑料,引发火灾和甲醇中毒事故。所以要求:
①平稳操作,严格控制塔釜、塔中、塔顶三部位的温度,防止冲塔事故发生;
②加强操作巡回检查,及时消除跑、冒、滴、漏。特别要防止甲醇、乙二醇设备管线泄漏引起火灾;
③定期检查维护酯交换塔的水喷淋系统,保证在紧急状态时正常使用。
(2)酯交换塔再沸器的加热油(三苯基和四苯基混合物)温度高达330℃,高于闪点。因此如有泄漏也易引起火灾。操作中要控制好热油加热炉油温,热油泵及循环加热系统的操作要平稳,不能憋压,以防泄漏着火。
(二)聚酰胺66生产安全操作
聚酰胺66(也称绵纶66或尼龙-66)工艺过程可简示如图8—8。
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图8—8 聚酰胺66生产工艺
操作应注意以下问题:
(1)聚酰胺66聚合操作比较平稳,但在盐溶液结晶的干燥过程中产生的粉尘能与空气形成爆炸性混合物。所以操作中要严格控制氮气流中的氧含量,不得超过5%。定期校验在线氧含量分析仪,定期检查粉尘系统的静电接地完好情况。
(2)由于结晶及干燥过程是在氮气保护下进行的,所以要保持现场良好通风。防止氮气窒息。
(三)聚丙烯腈纤维安全操作
聚丙烯腈纤维(即腈纶)的生产,按聚合方法可分为一步法(即溶液聚合、均相聚合)和两步法(即水相聚合、非均相聚合)。按纺丝方法又可分为湿法纺丝、干法纺丝、干湿法纺丝和熔融法纺丝四种。硫氰酸钠一步法腈纶生产工艺过程如图8—9。
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图8—9腈纶生产工艺
防火、防中毒、防自聚是操作的主要安全特点。
1.防火
主要单体丙烯腈是易燃液体,产品腈纶丝是易燃物质,其它辅助材料也大多是易燃物质。所以操作中应特别注意:
①及时消除跑、冒、滴、漏,防止丙烯腈及其它可燃物泄漏,遇高温热管和电气设施引发火灾事故。由于工艺过程中大量使用硫酸、烧碱及其它无机盐类,使设备管线的腐蚀滴漏问题比较突出,操作中一要杜绝操作跑料,二要及时消除腐蚀滴漏,以防岗位火灾隐患;
②生产现场不得随意堆放腈纶丝产品及残丝。
2.防毒
生产过程中溶剂(硫氰酸钠)及许多助剂都是有毒的,特别是第一单体丙烯腈属高度危害毒物。它可以通过吸入、食入和皮肤吸收而进入人体,对人体危害很大。所以,岗位操作过程防毒十分重要,应注意作到:
(1)及时消除跑、冒、滴、漏。改善岗位工业卫生环境。
(2)容器配料、加料、清理后要及时封好人孔、手孔等设备开口,以改善局部操作环境。
(3)高毒区域操作要做好个人防护,戴好防毒器具。
3.防自聚
丙烯腈在受到光照、受热、接触空气及系统有引发剂杂质存在的情况下,容易自聚而堵塞设备管线。高温时可发生剧烈自聚反应,放出热量,使容器破裂。防止丙烯腈自聚,应注意:
(1)回收丙烯腈槽要及时排放分层水,以减少水溶性杂质在系统中的存量;
(2)露天丙烯腈槽夏季要采取防晒降温措施。
(3)停车时,试剂混合槽要控制低液位、低单体浓度、低引发剂残存量、低温度,以减少槽内剩余料的自聚。
(4)设备停车清理时要用氢氧化钠水溶液蒸煮,彻底清除残留的丙烯腈和丙烯腈自聚物。
(5)严格控制腈回收过程中丙烯腈冷凝温度,降低丙烯腈中间贮槽的停留温度。
4.防冻胶
聚合过程中,溶剂硫氢酸钠水溶液浓度高低,对原液的稳定性影响很大。当反应混合液中硫氢酸钠低于33%,聚丙烯腈溶液中硫氢酸钠浓度低于37%时原液不稳定,会产生冻胶,堵塞系统的管线设备,造成生产事故。所以操作中应注意:
(1)按配方控制好单体相与溶剂相的比例,消除计量偏差,准确计量。
(2)认真分析控制浓硫酸钠浓度。如原液系统硫氰酸钠浓度过低,而无法在短时间内调整时,应立即停车。
5.防反应超温
(1)聚合反应超温会引起反应釜超压,顶开安全阀,造成跑料。反应超温的原因主要有:
①引发剂加料量过多;
②聚合反应升温速度过快;
③反应器搅拌停转。
(2)处理方法通常有:
①减少引发剂加入量,适当增加反应釜进料量;
②关闭加热阀门,暂时提高进料量。必要充入少量的硫氰酸钠;
③开启反应器加料泵备用;
④若搅拌暂时修不好,应停车。
6.防爆
丙烯腈爆炸极限从2.8%~28。2%(体),下限低,范围大,爆炸危险也大。岗位设备检修动火时,应认真进行蒸煮,消除残留的丙烯腈,并认真进行动火分析。
四、乙烯裂解分离单元操作
裂解分离装置是以轻柴油、石脑油为原料,通过管式裂解炉进行热裂解反应,生产乙烯、联产丙烯、混合碳四、裂解汽油等产品。生产工艺复杂,危险性大,具有易燃、易爆、易中毒的特点。装置的主要化学反应有裂解反应、乙炔加氢反应、甲基乙炔和丙二烯加氢反应。最典型的裂解反应其机理十分复杂,同一种烯烃可以平行地发生多种反应(一次反应)又可以连串地发生许多后继反应(即二次反应)。为了减少不必要的二次反应,往往要用高温短停留时间,低烃分子和较大的稀释蒸汽用量的工艺方案。裂解分离单元主要包括裂解气冷凝初分馏、工艺水汽提和稀释蒸汽发生、气体分离、裂解气干燥、冷箱及脱甲烷、脱乙烷、乙炔加氢、乙烯精馏、脱丙烷及丙炔(丙二烯)加氢、丙烯精馏、脱丁烷、丙烯制冷、乙烯制冷等部分。各部分工艺操作各不相同,安全特点及危险性也各不相同,典型的操作问题如下:
(一)裂解炉超温结焦与火灾危险
裂解反应是在880℃高温下进行的吸热反应。由于温度高、停留时间短,温度与停留时间的控制非常严格。如果裂解温度过高或停留时间增长,二次反应增多,裂解物料就会成为焦油等胶质物,堵塞炉管,严重时会造成炉管烧毁、炉膛爆炸。所以一定要按要求认真进行岗位巡回检查,及时检查各点温度变化,要精心控制炉管出口温度,及时调整进料量和稀释蒸汽量;检查炉膛内氧含量和有机物含量;检查原料油和燃料油液位及各联锁和可燃气体报警仪等的运行情况,如有异常及时处理。
1.裂解炉在点火时注意事项
(1)点火前必须分析可燃物。可燃物炉前应<0.3%、炉膛<0.2%。
(2)保持炉内合适的负压。
(3)点火棒在炉前点燃,不能使用轻质油或易挥发油类。
(4)人侧立火嘴前,防止回火伤人。
(5)火嘴突然熄灭,应立即关闭燃料气阀,等数分钟后重新分析、点火。
2.结焦的原因
裂解炉由于二次反应而出现“结焦先兆”,随着时间延长焦越积越多,以至会形成坚硬的焦层,不仅影响传热,降低乙烯收率,严重时会堵塞炉管,造成事故,所以炉管必须定期清理。炉管是否结焦,一是看炉管表面有无过热点或“热炉管”现象,炉管发红时,应立即进行清焦;二是大部分炉管表面平均温度达1070℃或任意一根炉管温度达1093℃时,应立即清焦。一般来说导致结焦的原因有:
(1)原料油中重双烯烃过多;
(2)反应温度高;
(3)进油量低,停留时间长;
(4)稀释蒸汽量小;
(5)火焰不均,局部过热;
(6)原料和稀释蒸汽进料分布不均匀;
(7)原料预热器漏。
(二)消除可燃物泄漏是操作安全的保证
(1)乙烯、丙烯等高压气体泄漏时无色,烯烃类异味也不大,不易引起人们注意。操作中一定要一点一滴地消除装置的跑、冒、滴、漏;
(2)高温裂解和乙炔加氢过程中,可能生成乙炔低聚物(绿油)等,如果泄漏,遇空气会发生火灾爆炸事故。
(三)裂解气压缩机安全操作
在压缩操作中,乙烯压缩机、丙烯压缩机和裂解气压缩机(俗称“三机”)以其功率大、设备复杂、操作难度大、操作要求高、危险性大而最具有典型代表性。乙烯压缩机、丙烯压缩机和裂解气压缩机都为多段离心式压缩机,裂解气压缩机负荷变化大,压缩过程冷凝液多,压缩机“喘振”威胁较大,操作危险性也比较大。
1.正常操作要点
(1)精心检查,及时排出冷凝液,防止压缩机带液;
(2)精心调整润滑和冷却系统,防止压缩超温,防止传动部位润滑不良而发热;
(3)精心操作,仔细检查各传动部位的声音和运转情况,及时发现和处理设备故障;
(4)调整稳定和平衡各段进气量,防止超压,防止压缩机“喘振”;
(5)随时检查各仪表及联锁的运行情况,检查可燃气体报警仪运行情况和消防器材完好备用情况。检查设备系统的泄漏情况。
2.“喘振”操作处理
“喘振”也称为“脉振”,是压缩机操作中时常遇到的问题。压缩机喘振严重时会造成机组损坏。运行中如果压缩机出现流量、排气压力周期性波动,压力表和流量表强烈摆动,有周期性气流吼声,机组的机体、轴承的振幅急剧增高,机组出现强烈振动等异常现象就是压缩机的喘振。
喘振的基本原因是通过压缩机入口的流量过小、已接近或进入压缩机设计性能的喘振区。从而使压缩机排出压力下降,造成管网中高压气体倒灌,而压缩机又将气体压到出口和管网,这就形成气流振荡,造成强烈的机械振动并发出吼声。
(1)工艺上防喘振的措施有:
①压缩机出口系统高压气体放火炬,以增加压缩机入口流量;
②回流,即将压缩机出口后系统部分高压气体回流到压缩机入口,以增加压缩入口流量;
③增设防喘振的自动控制系统。
(2)在实际操作中,引起喘振的主要表现为:
①压缩机段间流量不够;
②段间压缩比不平衡;
③机体带液;
④吸入压力低;
⑤吸入温度高;
⑥入口过滤网堵;
⑦五段出口压力过高;
⑧气体分子量变化大;
⑨防喘振系统失灵,仪表或仪表空气出现问题;
⑩机体、管道、出口换热器等结焦。
(3)操作中处理喘振通常使用以下方法:
①调整段间流量;
②调整段间压力;
③机体及系统排液;
④查明原因,适当降低温度;
⑤降低转速、调节循环量;
⑥请示车间处理;
⑦五段出口适当放火炬,查明原因处理;
⑧检查仪表、自控系统,联系仪表处理。
五、常减压蒸馏操作
常减压装置是将原油经初馏塔、常压塔和减压塔进行常、减压蒸馏,生产石脑油、轻柴油、柴油、馏分油、渣油等油品的炼油装置。常减压装置主要包括原油电脱盐、常减压工序等部分。全过程的易燃、易爆、易中毒和加热炉易结焦等是装置操作的主要安全要点。
(1)认真巡回检查,及时发现和消除炉、塔、贮槽等设备管线的跑、冒、滴、漏。禁止乱排乱放各种油品和可燃气体,防止火灾发生。
(2)常减压蒸馏过程中许多高温油品一旦泄漏,遇空气会立即自燃着火,火灾危险很大。造成热油跑料着火的原因主要有:
①法兰垫刺开跑料;
②年久腐蚀漏油;
③液面计、热电偶套管等漏油着火;
④原油含水多,塔内压力过高,安全阀起跳喷油着火;
⑤减压操作不当,空气进入减压塔内引起火灾爆炸;
⑥压力过大,造成爆炸着火;
⑦压力和真空度剧烈变化引起漏油等。
(3)火灾现场处理方法:
①初期火灾可用蒸汽或石棉布扑盖火源,或用干粉灭火器灭火;
②减压塔火灾要向塔内吹人蒸汽,恢复常压。不允许在负压系统管线上动火堵漏;
③火势大时要立即通知消防队灭火。并紧急停车,将塔内油抽空。
(4)加热炉结焦处理
加热炉内油品温度高、油晶轻、组分复杂。如果加热炉进料量和炉温度控制不当,或仪表温度测量指示、仪表流量控制指示不准,都会导致炉管结焦。炉管结焦不仅影响传热,严重时还会堵塞以致烧毁炉管,爆炸着火。尤其是常压炉分四路进料,加热后又合为一路去常压塔;减压炉分两路进料,加热后也合为一路去减压塔。如果各支路的进料量不平衡,易局部超温而加快炉管结焦。针对加热炉的这些特点,操作中应特别注意以下问题:
①加热炉各支路进料量均衡,严防偏烧。如各支路间进料量不平衡,有的支路就会因进料量少,减缓或停止管内油品流动,使炉管局部超温结焦,烧坏炉管。
②平衡好各塔底液面,稳定加热炉的进料流量。
③不论是正常停车,还是异常情况下的紧急停车,加热炉进料降量时要维护局部循环,必须保证炉管内的油品流动,以防炉管结焦烧坏。
④正常停炉要严格按规定程序进行,同时应特别注意控制加热炉的原油降量速度和降温速度;加热炉停止进油之后仍要改为热循环,并注意维持三塔液面平衡;常压炉降温至250℃,减压炉降温至230℃时,炉子全部熄火。炉膛温度降到200℃时,自然通风降温;加热炉熄火后继续冷循环降温到90℃时开始退油。
⑤加热炉紧急停车时也应该注意:熄火后要向炉膛吹入适当蒸汽,尽量保证炉膛温度不要下降太快;减压塔恢复常压时,末级抽真空器放空阀要关闭,严防空气倒入减压塔;尽快退走设备内存油,但要尽量维护局部循环,防止超温超压。
(5)加热炉回火
炉子回火是发生操作事故的主要原因之一。加热炉回火原因主要有如下几个方面:
(1)燃料油大量喷入炉内或瓦斯带油。
(2)烟道气挡板开度过小,降低了炉子抽力,烟气排不出去。
(3)炉子超负荷运行,烟气来不及排放。
(4)升温点火时瓦斯阀门不严,瓦斯窜入炉内,造成炉膛爆炸着火。
加热炉回火时首先要及时打开炉子垂直挡板,然后熄火,待查明回火原因,处理后重新点火。
六、催化裂化装置操作
催化裂化是蜡油和渣油在高温和催化剂作用下,在提升管式反应器中进行快速反应,把较大分子的烃类裂化为较小分子烃类,再经分馏、吸收等工序生产汽油、柴油、液态烃干汽等产品的炼油生产装置。催化裂化反应类型主要有裂化反应、异构化反应、氢转移反应和芳构化反应四种。反应—再生和分馏是催化裂化装置的核心。装置除具有易燃、易爆、易中毒特点外,油浆易结焦堵塞设备管线,也是比较突出的安全问题。
(一)反应—再生单元安全特性
在反应—再生过程中,原料油与再生后的高温催化剂在反应器提升管的下部进入并呈沸腾流化状态(催化剂为固体)接触反应,反应后的催化剂和油气经上部的反应沉降器进行气固分离,反应油气去分馏。催化剂由斜管回到烧焦罐烧焦。在烧焦罐中,反应后催化剂自待生斜管进入烧焦罐底部,在压缩空气推动下呈沸腾流化状态进行烧焦,并由主风带入上部再生器进一步烧焦。再生后的高温催化剂由再生斜管进入提升管式反应器底部流化反应。在这个反应—再生过程中,同时存在着易燃物(反应油气)、助燃物(压缩空气)和烧焦明火三个要素。所以在实际操作中必须严格控制汽提段流量和二段流量。
另外,如果沉降器顶压过高,不仅会迫使系统停车,甚至可能会使催化剂倒流引发重大事故。
(二)反应再生过程操作异常现象
(1)提升管温度大幅度波动,会烧坏设备。引起温度大幅度波动的原因主要有:流量波动大或原料带水;烧焦罐温度大幅度波动;原料预热温度大幅度波动;两器差压波动;催化剂量波动;再生滑阀控制失灵。
对温度波动要查明原因,有针对性地采取措施。如对原料进行脱水,稳定进料量和原料预热温度,稳定烧焦温度,调节两器差压。如仪表失灵改用手动等。
(2)沉降器压力大幅波动。如果沉降器出现压力大幅度波动,首先要准确判断异常原因,采取对应的处理措施。如果是原料带水,要立即进行脱水。进料量波动大时要稳定进料量。其它原因如汽提蒸汽量及压力波动大,催化剂循环波动量大,以及分馏塔釜液位过高等,都要及时采取对应的调节控制措施。
(3)再生器压力大幅度波动。原因主要有:双动滑阀失控、主风量波动大、外取热器取热管破裂、待生剂带油、进入再生器水蒸气压力流量大幅度变化、启用燃烧油过猛或带水。
处理时要根据产生异常现象的原因采取措施。如滑阀失控可改为手动控制或摇控;风量波动可调节主风机入口蝶阀以稳定风量;外取热器管破裂则可停掉破裂的取热管束;待生剂带油时可加大汽提蒸汽;进再生器的蒸汽压力和流量波动大时,可调节稳定进再生器的蒸汽压力和流量;如果燃油带水或喷油过猛,则要对燃油脱水和缓慢喷燃烧油。
(4)催化剂架桥,影响催化剂的流动。通常可用如下方法处理:适当调节蒸汽量,降低汽提段料位;加强蒸汽冷凝液排除;适当开大再生滑阀,增加催化剂循环量,调整斜管蒸汽。
(三)分馏单元操作
分馏塔塔底液位过高,会造成冲塔和油气管液封,使反应器超压停车。如果分馏塔顶油气分离器液面过高,则会使富气带液损坏气压机。所以分馏液位控制十分重要。如果出现塔底液位突然上涨,应判明原因及时处理。处理方法通常有:
(1)联系反应岗位降量、提高反应深度。
(2)降低油浆循环量和回炼油返塔量。如因回炼油罐溢出,流入塔底引起的,则要加大回炼比,提高油浆回炼量。
(3)切换备用泵或解决油浆泵抽空气阻问题。
(4)以上措施不见效时应联系外甩油浆。
另外,如果塔釜的塔盘结焦堵塞,应考虑清理疏通。
七、氧化反应单元操作
氧化反应在化工操作中十分常见。有的化工过程利用氧化反应制取化工产品,有的化工过程也因为不良氧化反应而产生人们所不希望的副产物,甚至会产生影响安全生产的过氧化物。无论是何种氧化反应,都有独特的安全要求。
(一)异丙苯氧化生产过氧化氢异丙苯
过氧化氢异丙苯工业上主要用作高分子聚合反应的激发剂。过氧化氢异丙苯的工业生产采用空气氧化生产。由于过氧化氢异丙苯性质活泼,在80℃以上开始分解,在135℃以上会剧烈分解爆炸。遇酸、碱也可分解,剧烈振动会引起爆炸。因此操作中应特别注意。
(1)严格控制氧化塔及系统的操作温度。氧化塔的反应温度不仅影响反应速度和收率,也直接影响装置的安全生产。氧化反应在80℃以上进行,一般控制在110~120℃。如果反应温度降低,氧化反应速度变慢,反应温度过高,则氧化速度加快,但过氧化氢异丙苯的分解过程也相应加快。特别在系统中过氧化物浓度较高时,超温引起过氧化物剧烈分解会爆炸着火。
(2)精心控制氧化塔操作压力,防止超压引起防爆板破裂。氧化塔反应温度超过145℃,就会因过氧化氢异丙苯分解反应放出的热量使塔内物料温度急剧上升,产生高压造成防爆板爆破以至爆炸。另外,防爆板腐蚀或仪表控制失灵使塔顶压力控制过高,会造成氧化塔顶超压防爆板爆破。处理时一是要停止通空气,停止加异丙苯,降温,更换防爆板。二是要在停车更换防爆板后检查检修仪表。
(3)要注意氧化和提浓系统的联锁、报警装置,定期校验,确保正常投用。
(4)防止过氧化氢异苯在管道内分解。管道内分解会引起整个系统的剧烈振动,甚至发生爆炸。其原因一是循环分解液中酸浓度太高,二是过氧化氢异丙苯在分解器上的加料管线止逆阀失效。处理时要降低分解反应温度和分解器加料量,逐步降低系统中酸含量,更换止回阀。
(二)丙烯氨氧化生产丙烯腈的安全操作
丙烯氨氧化法是最常见的丙烯腈生产方法。是以丙烯、氨、空气按一定比例进入沸腾床或固定床反应器,在以硅胶作截体的磷钼系或锑铁系催化剂作用下,在400~500℃温度和常压下进行丙烯的氨氧化反应,生成丙烯腈。然后经中和塔用稀硫酸中和,除去未反应的氨,用水吸收丙烯腈气体,再经萃取分离、脱水精馏等工序得到丙烯腈产品。反应式为:
![](/Doc/BBS/15/20066/200606061109413743/image007.gif)
在丙烯氨氧化工艺过程中应注意如下问题:
1.防止在氧化反应器内形成爆炸混合物
在合成反应器里,空气、氨和丙烯按一定比例混合,经催化剂床层流化接触,在400~500℃温度下反应生成丙烯腈。如果出现加料顺序错误或加料比例失控,可能会在合成反应器内形成爆炸性混合气体,发生火灾爆炸事故。为防止爆炸性混合气体的形成、应特别注意:
(1)反应器升温投料前认真检查核准投料程序,严格控制投料比。要先投空气,再投氨,待反应器内氧含量降到7%以下后再逐渐投入丙烯。
(2)在紧急情况(如突然停电、停脱盐水等)下停车,要按先切断丙烯,再切断氨,最后停空气的停车顺序进行紧急停车处理,打开吹扫氮气,吹扫原料分布器。然后再按正常停车处理。
2.防止物料泄漏
氧化反应器(包括塔系统)高温物料泄漏,很容易引起着火爆炸。另外回收精制过程中发生泄漏,丙烯腈及副产物氢氰酸等泄漏,易造成人员中毒事故。操作中要认真巡回检查,及时消除设备的泄漏;精心调节、稳定操作,防止反应系统超温超压。
丙烯氨氧化工艺过程的危险性主要来自于高温有毒物料泄漏引起的火灾爆炸和人员中毒、温度的失控造成的系统超压、设备烧毁和物料的爆聚等危害。
----中国石化出版社 2003年4月出版发行