加氫工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案

1、PAGE PAGE 2加氫工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc244332465 1概述： PAGEREF _Toc244332465 h 1 HYPERLINK l _Toc244332466 1.1工藝簡(jiǎn)述： PAGEREF _Toc244332466 h 1 HYPERLINK l _Toc244332467 1.2 加氫反應(yīng)的種類(lèi) PAGEREF _Toc244332467 h 1 HYPERLINK l _Toc244332468 1.3加氫工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)監(jiān)控單元： PAGEREF _Toc244332468 h 3 HY

2、PERLINK l _Toc244332469 1.4 涉及主要危險(xiǎn)介質(zhì)： PAGEREF _Toc244332469 h 3 HYPERLINK l _Toc244332470 1.5 山東省主要工藝和產(chǎn)品見(jiàn)附表： PAGEREF _Toc244332470 h 4 HYPERLINK l _Toc244332471 2加氫工藝危險(xiǎn)性分析 PAGEREF _Toc244332471 h 5 HYPERLINK l _Toc244332472 2.1 固有危險(xiǎn)性： PAGEREF _Toc244332472 h 5 HYPERLINK l _Toc244332473 2.2 工藝過(guò)程危險(xiǎn)性分析

3、 PAGEREF _Toc244332473 h 7 HYPERLINK l _Toc244332474 3 重點(diǎn)控制工藝參數(shù)和控制的基本要求 PAGEREF _Toc244332474 h 8 HYPERLINK l _Toc244332475 3.1 反應(yīng)溫度的控制： PAGEREF _Toc244332475 h 8 HYPERLINK l _Toc244332476 3.2 反應(yīng)壓力的控制： PAGEREF _Toc244332476 h 8 HYPERLINK l _Toc244332477 3.3 反應(yīng)投料速度和物料配比的控制 PAGEREF _Toc244332477 h 9 H

4、YPERLINK l _Toc244332478 3.4 加熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀況 PAGEREF _Toc244332478 h 9 HYPERLINK l _Toc244332479 3.5 其他 PAGEREF _Toc244332479 h 10 HYPERLINK l _Toc244332480 4 推薦加氫工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案 PAGEREF _Toc244332480 h 10 HYPERLINK l _Toc244332481 4.1 參數(shù)控制方式 PAGEREF _Toc244332481 h 10 HYPERLINK l _Toc244332482 4.2 工藝系統(tǒng)控制方

5、式 PAGEREF _Toc244332482 h 10 HYPERLINK l _Toc244332483 4.3 安全控制方式 PAGEREF _Toc244332483 h 12 HYPERLINK l _Toc244332484 4.4 其他安全設(shè)施 PAGEREF _Toc244332484 h 13 HYPERLINK l _Toc244332485 5 通用設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc244332485 h 13 HYPERLINK l _Toc244332486 5.1 收集產(chǎn)品工藝資料 PAGEREF _Toc244332486 h 13 HYPERLINK l _To

6、c244332487 5.2 確定改造范圍 PAGEREF _Toc244332487 h 14 HYPERLINK l _Toc244332488 5.3 設(shè)備選型 PAGEREF _Toc244332488 h 14 HYPERLINK l _Toc244332489 5.4 提交方案 PAGEREF _Toc244332489 h 14 HYPERLINK l _Toc244332490 5.5 與建設(shè)方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計(jì)變更 PAGEREF _Toc244332490 h 15 HYPERLINK l _Toc244332491 6 典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)方案 PA

7、GEREF _Toc244332491 h 16 HYPERLINK l _Toc244332492 6.1 工藝簡(jiǎn)述 PAGEREF _Toc244332492 h 16 HYPERLINK l _Toc244332493 6.2 該裝置的危險(xiǎn)性分析 PAGEREF _Toc244332493 h 17 HYPERLINK l _Toc244332494 6.3 該裝置加氫工藝控制方案綜述 PAGEREF _Toc244332494 h 18 HYPERLINK l _Toc244332495 6.3.3 安全放空 PAGEREF _Toc244332495 h 19 HYPERLINK l

8、 _Toc244332496 7 加氫工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案附表、附圖 PAGEREF _Toc244332496 h 19 HYPERLINK l _Toc244332497 7.1 山東省主要加氫工藝和產(chǎn)品 PAGEREF _Toc244332497 h 19 HYPERLINK l _Toc244332498 7.2 工藝參數(shù)控制方式 PAGEREF _Toc244332498 h 19 HYPERLINK l _Toc244332499 7.3 企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單 PAGEREF _Toc244332499 h 19 HYPERLINK l _Toc244332500 7.

9、4 典型加氫工藝管道儀表流程圖 PAGEREF _Toc244332500 h 19 HYPERLINK l _Toc244332501 7.5 典型加氫工藝控制系統(tǒng)邏輯框圖 PAGEREF _Toc244332501 h 19 HYPERLINK l _Toc244332502 7.6 典型加氫工藝控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表 PAGEREF _Toc244332502 h 19 HYPERLINK l _Toc244332503 7.7 典型加氫工藝自控設(shè)備表 PAGEREF _Toc244332503 h 19 HYPERLINK l _Toc244332504 8 安全事故案例分析 PAGE

10、REF _Toc244332504 h 20PAGE 7 PAGE 7為指導(dǎo)全省涉及加氫工藝有關(guān)企業(yè)的安全控制系統(tǒng)改造工作，指導(dǎo)有關(guān)設(shè)計(jì)單位相應(yīng)的安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，并未各級(jí)安監(jiān)部門(mén)依法監(jiān)督檢查有關(guān)企業(yè)的安全控制系統(tǒng)改造工作提供參考，依據(jù)國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（安委辦【2008】26號(hào)）、國(guó)家安全監(jiān)管總局關(guān)于公布首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝目錄的通知（安監(jiān)總管三【2009】116號(hào)）、山東安監(jiān)局關(guān)于推進(jìn)化工企業(yè)自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)改造工作的意見(jiàn)（魯安監(jiān)發(fā)【2008】149號(hào)）制定本方案。1概述：1.1工藝簡(jiǎn)述： HYPERLINK /view/34

11、554.htm t _blank 氫與其他 HYPERLINK /view/63037.htm t _blank 化合物相互作用的 HYPERLINK /view/555505.htm t _blank 反應(yīng)過(guò)程，通常是在 HYPERLINK /view/62440.htm t _blank 催化劑存在下進(jìn)行的。加氫反應(yīng)屬 HYPERLINK /view/907814.htm t _blank 還原的范疇。在石化工業(yè)中加氫處理是石油產(chǎn)品最重要的精制方法之一，在氫和催化劑存在下，使油品中的硫、 HYPERLINK /view/13797.htm t _blank 氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫化

12、氫、水、氨而除去，并使烯烴和二烯烴加氫飽和、芳烴部分加氫飽和，以改善油品的質(zhì)量。有時(shí)，加氫精制指輕質(zhì)油品的精制改質(zhì)，而加氫處理指重質(zhì)油品的精制脫硫。1.2 加氫反應(yīng)的種類(lèi)加氫過(guò)程可分為兩大類(lèi)：1）氫與一氧化碳或 HYPERLINK /view/163374.htm t _blank 有機(jī)化合物直接加氫，例如一氧化碳加氫合成甲醇； HYPERLINK /view/123585.htm t _blank 己二腈加氫制 HYPERLINK /view/555742.htm t _blank 己二胺：；環(huán)戊二烯加氫生產(chǎn)環(huán)戊烯2）氫與有機(jī)化合物反應(yīng)的同時(shí),伴隨著 HYPERLINK /view/2032

13、7.htm t _blank 化學(xué)鍵的斷裂,這類(lèi)加氫反應(yīng)又稱(chēng)氫解反應(yīng)，包括加氫脫烷基、 HYPERLINK /view/691300.htm t _blank 加氫裂化、加氫脫硫等。例如 HYPERLINK /view/62773.htm t _blank 烷烴加氫裂化， HYPERLINK /view/106454.htm t _blank 甲苯加氫脫烷基制 HYPERLINK /view/31340.htm t _blank 苯， HYPERLINK /view/85916.htm t _blank 硝基苯加氫還原制 HYPERLINK /view/81150.htm t _blank 苯

14、胺，油品加氫精制中非烴類(lèi)的氫解：RSHH2RHH2S。按反應(yīng)原料分類(lèi)可以分為：不飽和炔烴、烯烴的三鍵和雙鍵加氫在脂肪烴類(lèi)的不飽和鍵上發(fā)生氫加成的反應(yīng)。如:環(huán)戊二烯加氫生產(chǎn)環(huán)戊烯等。芳烴加氫在芳香烴的芳環(huán)上發(fā)生氫加成的反應(yīng)。如:苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷；苯酚加氫生產(chǎn)環(huán)己醇等。3）含氧化合物加氫在含氧化合物的碳氧雙鍵上發(fā)生氫加成的反應(yīng)。如:一氧化碳加氫生產(chǎn)甲醇；丁醛加氫生產(chǎn)丁醇；辛烯醛加氫生產(chǎn)辛醇等。4）含氮化合物加氫在含氮有機(jī)化合物的氮原子上發(fā)生的加氫反應(yīng)。如:己二腈加氫生產(chǎn)己二胺；硝基苯催化加氫生產(chǎn)苯胺等。5）油品加氫對(duì)石油的餾分油在催化劑和一定條件下進(jìn)行加氫，以脫除其中有害的S、N等元素，如:渣油加

15、氫改質(zhì)；減壓餾分油加氫改質(zhì)；催化脫蠟生產(chǎn)低凝柴油、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油等。1.3加氫工藝關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)監(jiān)控單元：1.3.1加氫反應(yīng)主要關(guān)鍵設(shè)備為加氫反應(yīng)器和氫氣壓縮機(jī)。在加氫反應(yīng)中，一般加氫工藝如苯加氫工藝、烯烴加氫工藝、苯酚加氫工藝等多用管式反應(yīng)器，也有使用釜式反應(yīng)器，石化工業(yè)中，加氫反應(yīng)多為使用塔式反應(yīng)器；氫氣壓縮機(jī)一般使用離心式壓縮機(jī)。1.3.2 加氫工藝的重點(diǎn)監(jiān)控加氫工序中加氫反應(yīng)器的溫度、壓力、氫油比、尾氣成分等；以及氫氣壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力。1.4 涉及主要危險(xiǎn)介質(zhì)：原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、催化劑、填料等加氫反應(yīng)主要涉及的危險(xiǎn)原料有：氫氣：氫氣為無(wú)色無(wú)味氣體，微溶于水、乙醇、乙醚，無(wú)毒、無(wú)腐蝕性

16、、極度易燃，燃燒時(shí)發(fā)出爆鳴，燃燒溫度可達(dá)到2000，氫氧混合燃燒火焰溫度可達(dá)2100-2500。與氟、氯等能發(fā)生猛烈的化學(xué)反應(yīng)。原料及產(chǎn)品：苯、萘等芳香烴類(lèi)；環(huán)戊二烯、環(huán)戊烯等不飽和烴；硝基苯、乙二腈等硝化或含氮烴類(lèi)；一氧化碳、丁醛、甲醇等含氧化合物以及石油化工中餾分油、減壓餾分油等油品。就其易燃易爆危險(xiǎn)性分類(lèi)主要有可燃?xì)怏w如一氧化碳、乙炔等可燃?xì)怏w、苯、甲苯、硝基苯和環(huán)戊二烯等低沸點(diǎn)可燃液體；還有石蠟、餾分油、減壓餾分油等沸點(diǎn)較高的可燃液體或可燃固體。按中毒危險(xiǎn)性分類(lèi)有：苯胺、硝基苯等有毒液體、一氧化碳等有毒氣體以及餾分油、石蠟等無(wú)毒或低毒物質(zhì)。3） 催化劑：主要有四類(lèi)： HYPERLINK

17、 /view/692830.htm t _blank 金屬催化劑，常用的是第八族 HYPERLINK /view/144036.htm t _blank 過(guò)渡元素，如骨架鎳、鎳-硅藻土、鉑-氧化鋁、鈀-氧化鋁等。金屬氧化物催化劑，如氧化銅亞鉻酸銅、氧化銅-氧化鋅、氧化銅-氧化鋅-氧化鉻、氧化銅-氧化鋅-氧化鋁等,主要用于 HYPERLINK /view/111807.htm t _blank 醛、 HYPERLINK /view/198840.htm t _blank 酮、 HYPERLINK /view/132901.htm t _blank 酯、 HYPERLINK /view/11495

18、8.htm t _blank 酸以及一氧化碳等化合物的加氫。金屬硫化物催化劑，如鎳鉬硫化物、鈷-鉬硫化物、硫化鎢、硫化鉬等，通常以-氧化鋁為載體，主要用于含 HYPERLINK /view/39160.htm t _blank 硫、含 HYPERLINK /view/24009.htm t _blank 氮化合物的氫解反應(yīng)，部分硫化的氧化鈷-氧化鉬-氧化鋁催化劑常用于油品的加氫精制。絡(luò)合催化劑，如RhClP(C6H5)33,主要用于均相液相加氫。4） 其他：包括在氫化過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物硫化氫、氨等物質(zhì)。由于氫化過(guò)程屬于還原反應(yīng)，其副產(chǎn)物一般為可燃物質(zhì)。1.5 山東省主要工藝和產(chǎn)品見(jiàn)附表：2加氫

19、工藝危險(xiǎn)性分析 加氫反應(yīng)大多為放熱反應(yīng)，而且大多在較高溫度下進(jìn)行，氫氣以及大部分所使用的物料具有燃爆危險(xiǎn)性，一部分物料、產(chǎn)品或中間產(chǎn)物存在毒性、腐蝕性。一旦出現(xiàn)泄露、反應(yīng)器堵塞等故障，發(fā)生火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)性很大。2.1 固有危險(xiǎn)性：固有危險(xiǎn)性指加氫反應(yīng)中的原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等本身具有的危險(xiǎn)有害特性。2.1.1 火災(zāi)危險(xiǎn)性：1）氫氣：與空氣混合能成為爆炸性混合物、遇火星、高熱能引起燃燒。室內(nèi)使用或儲(chǔ)存氫氣，當(dāng)有漏氣時(shí)，氫氣上升滯留屋頂，不易自然排出，遇到火星時(shí)會(huì)引起爆炸。2）原料及產(chǎn)品：加氫反應(yīng)的原料及產(chǎn)品多為易燃、可燃物質(zhì)。例如：苯、萘等芳香烴類(lèi)；環(huán)戊二烯、環(huán)戊烯等不飽和烴；硝基苯、乙二腈等

20、硝基化合物或含氮烴類(lèi)；一氧化碳、丁醛、甲醇等含氧化合物以及石油化工中餾分油、減壓餾分油等油品。3）催化劑：部分氫化反應(yīng)使用的催化劑如雷尼鎳屬于易燃固體可以自燃。4）在氫化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物如硫化氫、氨氣多為可燃物質(zhì)。2.1.2 爆炸危險(xiǎn)性：1）物理爆炸：加氫工藝多為氣液相或氣相反應(yīng)，在整個(gè)加氫過(guò)程中，裝置內(nèi)基本處于高壓條件下進(jìn)行。在操作條件下，氫腐蝕設(shè)備產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象，降低設(shè)備強(qiáng)度。如操作不當(dāng)或發(fā)生事故，發(fā)生物理爆炸。2）化學(xué)爆炸：加氫工藝中，氫氣爆炸極限為4.1%-74.2%，當(dāng)出現(xiàn)泄漏；或裝置內(nèi)混入空氣或氧氣；易發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。在某些加氫工藝中如一氧化碳加氫制甲醇工藝，其原料一氧化碳亦為易

21、燃易爆氣體，產(chǎn)品甲醇為甲B類(lèi)可燃液體，在操作溫度下甲醇為氣態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)泄漏也可能導(dǎo)致設(shè)備爆炸。如苯加氫制環(huán)己烷、苯酚加氫制環(huán)己醇、丁醛氣相加氫生產(chǎn)丁醇等工藝中原料、產(chǎn)品在常溫下為液態(tài)，但在操作條件下為氣態(tài)，出現(xiàn)泄漏導(dǎo)致爆炸。另外，如硝基苯液相加氫生產(chǎn)苯胺等工藝，反應(yīng)溫度、壓力相對(duì)較低，反應(yīng)為氣液兩相反應(yīng)，其爆炸危險(xiǎn)性主要來(lái)自氫。 2.1.3 中毒危險(xiǎn)危害性：氫化反應(yīng)中不同原料和產(chǎn)品毒性差別較大，具體如下：1）不飽和烴及餾分油；如環(huán)戊二烯、乙炔、常、減壓餾分油等無(wú)毒2）芳香烴：如苯酚、甲苯等為中低毒性物質(zhì)，部分有腐蝕性。3）含氮化合物：如硝基苯、苯胺等有較強(qiáng)的毒性。2.1.4 腐蝕及其他危險(xiǎn)性：氫

22、化反應(yīng)腐蝕性具體如下：1）氫：氫化反應(yīng)大多在高溫高壓下進(jìn)行，在這種條件下，氫可以對(duì)設(shè)備鋼材產(chǎn)生腐蝕，出現(xiàn)鋼脆現(xiàn)象。2）其他：在石油化工中加氫精制多同時(shí)伴隨脫硫脫氮過(guò)程，產(chǎn)生的副產(chǎn)品硫化氫、氨氣等物質(zhì)均有腐蝕性。對(duì)于某些加氫工藝的原料或產(chǎn)品本身帶有腐蝕性，如苯酚。2.2 工藝過(guò)程危險(xiǎn)性分析 加氫反應(yīng)過(guò)程為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)溫度、壓力較高，所用原料大多為易燃易爆，部分原料和產(chǎn)品有毒性、腐蝕性。所以加氫反應(yīng)工程中存在諸多不安全因素。加氫反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物反應(yīng)不均勻、管式反應(yīng)器堵塞、反應(yīng)器受熱不均勻等原因造成的反應(yīng)器內(nèi)溫度、壓力急劇升高導(dǎo)致爆炸或局部溫度升高產(chǎn)生熱應(yīng)力導(dǎo)致反應(yīng)器泄漏導(dǎo)致爆炸。氫高

23、壓下腐蝕工藝設(shè)備，使設(shè)備強(qiáng)度下降導(dǎo)致物理爆炸或產(chǎn)生泄漏導(dǎo)致爆炸。加氫反應(yīng)均為氣相或氣液相反應(yīng)，設(shè)備操作壓力均為高壓甚至超高壓，因此對(duì)反應(yīng)器的強(qiáng)度、連接處的焊接、法蘭連接有較高的要求。本指導(dǎo)方案在實(shí)際應(yīng)用中，某工藝產(chǎn)品的具體危險(xiǎn)應(yīng)按危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP）或預(yù)先危險(xiǎn)分析（PHA）或事故樹(shù)分析(ETA)等風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)整個(gè)工藝過(guò)成的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析。是設(shè)計(jì)應(yīng)有別于安評(píng)PAGE PAGE 203 重點(diǎn)控制工藝參數(shù)和控制的基本要求3.1 反應(yīng)溫度的控制：在加氫工藝中，氫預(yù)熱器及其他原料氣化器、預(yù)熱器、加氫反應(yīng)器等設(shè)備的溫度均需監(jiān)控。在上述的各設(shè)備中，加氫反應(yīng)器的溫度對(duì)加氫工藝安全生產(chǎn)最為重要，

24、由于氫化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)器溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)速率加快，使反應(yīng)難以控制，當(dāng)溫度超出安全值時(shí)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)，因此對(duì)反應(yīng)器內(nèi)溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，溫度控制范圍隨工藝而定。其他設(shè)備如氫預(yù)熱器、原料汽化器、原料預(yù)熱器等，設(shè)備內(nèi)物料溫度或設(shè)備出口溫度對(duì)反應(yīng)器內(nèi)物料溫度有影響，且會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量、收率，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，可能發(fā)生泄漏、火災(zāi)、爆炸等危險(xiǎn)，但是由于在這些裝置中，只存在物理傳熱無(wú)反應(yīng)發(fā)生，溫度控制相對(duì)容易，故在氫預(yù)熱器、原料汽化器、原料預(yù)熱器等預(yù)熱、汽化等設(shè)備內(nèi)溫度應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控。3.2 反應(yīng)壓力的控制：如果反應(yīng)器中壓力高于正常操作值，會(huì)使加氫反應(yīng)難以控制，同時(shí)加快臨氫設(shè)備的腐蝕速度。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力過(guò)高

25、時(shí)，反應(yīng)速率加快，溫度難以控制出現(xiàn)危險(xiǎn)，同時(shí)設(shè)備可能出現(xiàn)損壞甚至物理爆炸，物料泄漏產(chǎn)生火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。因此應(yīng)對(duì)反應(yīng)器內(nèi)壓力進(jìn)行監(jiān)控。壓力需要監(jiān)控的位置主要有加氫反應(yīng)器進(jìn)料口、反應(yīng)器內(nèi)部、加氫反應(yīng)器出料口；氫氣壓縮機(jī)的進(jìn)、出口；氫氣混合罐、原料汽化罐、預(yù)熱器等裝置，氫化反應(yīng)大多為氣液相、氣相反應(yīng)，壓力條件對(duì)反應(yīng)影響很大，在反應(yīng)器內(nèi)壓力過(guò)高容易導(dǎo)致反應(yīng)失控，反應(yīng)器內(nèi)溫度發(fā)生飛溫。反應(yīng)器內(nèi)壓力由氫氣壓縮機(jī)直接控制，故對(duì)氫氣壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力應(yīng)作嚴(yán)格控制，同時(shí)，原料汽化器、氫氣混合器、反應(yīng)器進(jìn)料口及反應(yīng)器內(nèi)等位置的壓力也應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)與氫壓機(jī)聯(lián)鎖，防止因特殊原因?qū)е碌姆磻?yīng)器、氫氣混合器、原料汽化器等裝置

26、內(nèi)壓力過(guò)高發(fā)生火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。3.3 反應(yīng)投料速度和物料配比的控制本工藝反應(yīng)為氣相反應(yīng)或氣液相反應(yīng)，反應(yīng)器溫度和壓力都與由投料速度有關(guān)，如投料速度過(guò)快將出現(xiàn)溫度、壓力過(guò)高產(chǎn)生火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)，故本工藝應(yīng)嚴(yán)格控制投料速度。投料速度在原料汽化器、氫氣混合罐、反應(yīng)器進(jìn)料口處進(jìn)行監(jiān)控。如果原料汽化器內(nèi)，原料進(jìn)料速度波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致氫氣混合罐、反應(yīng)器內(nèi)壓力波動(dòng)，同時(shí)影響反應(yīng)釜內(nèi)物料配比，氫油比例影響反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量，若氫油比過(guò)低，物料在反應(yīng)器內(nèi)副反應(yīng)增加，可能導(dǎo)致反應(yīng)器堵塞產(chǎn)生局部溫度、壓力升高，使反應(yīng)器泄漏出現(xiàn)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)；氫油比過(guò)高可能導(dǎo)致循環(huán)氫量增加，加大能源損耗。3.4 加熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀況加氫反應(yīng)大多在

27、較高的溫度下進(jìn)行，物料經(jīng)預(yù)熱或在反應(yīng)器內(nèi)加熱到反應(yīng)溫度進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)器進(jìn)料口溫度直接影響反應(yīng)器內(nèi)溫度，因此應(yīng)對(duì)預(yù)熱或反應(yīng)器加熱設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。3.5 其他在加氫反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)溫度、壓力較高、氫及大多數(shù)反應(yīng)原料具有燃爆危險(xiǎn)性，因此應(yīng)對(duì)原料成分進(jìn)行監(jiān)控，防止因原料中含雜質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)器造成危險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)反應(yīng)生成物的組成、尾氣組成也要進(jìn)行監(jiān)控。4 推薦加氫工藝安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案4.1 參數(shù)控制方式（見(jiàn)附表二）4.2 工藝系統(tǒng)控制方式4.2.1基本監(jiān)控要求（1）加氫反應(yīng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的溫度和壓力的自控，并設(shè)置報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)。其溫度、壓力自控方式可根據(jù)工藝過(guò)程原理采取簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)、串級(jí)控制系統(tǒng)、前饋-

28、反饋控制、分程控制、選擇性控制系統(tǒng)等。反應(yīng)器體積較大、反應(yīng)熱分配不均勻時(shí)，應(yīng)增加溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)，取其數(shù)個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的溫度平均值作為反應(yīng)器的被控溫度。當(dāng)反應(yīng)器的溫度和壓力接近聯(lián)鎖設(shè)定值時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警；當(dāng)反應(yīng)器的溫度和壓力達(dá)到或超過(guò)聯(lián)鎖設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生聯(lián)鎖動(dòng)作：切斷投料，終止反應(yīng)，冷媒閥門(mén)全開(kāi)以帶走反應(yīng)熱等，并同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。（2）加氫反應(yīng)為連續(xù)工藝過(guò)程時(shí)，參與反應(yīng)的原料應(yīng)有溫度、壓力、流量監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)各原料進(jìn)料的恒定控制或比值控制和聯(lián)鎖。生產(chǎn)中若某種原料流量出現(xiàn)異常，要保證切斷危及安全的原料投入，并發(fā)出聲光報(bào)警。根據(jù)反應(yīng)機(jī)理，加氫反應(yīng)過(guò)程中因某種原料過(guò)量而引起爆炸時(shí)，為安全起見(jiàn)，該種原料的進(jìn)料必須控制

29、在爆炸限之外；另外為防止因儀表故障而引起的原料過(guò)量，應(yīng)采用雙重監(jiān)視和控制系統(tǒng)，同時(shí)還應(yīng)設(shè)置報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)，當(dāng)達(dá)到危險(xiǎn)值時(shí)，及時(shí)切斷該原料的進(jìn)料。（3）對(duì)于加氫反應(yīng)中的氫壓機(jī)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)氫壓機(jī)運(yùn)行狀況的監(jiān)控和聯(lián)鎖。氫壓機(jī)的監(jiān)控可通過(guò)對(duì)其氫氣出氣口、進(jìn)氣口進(jìn)行壓力、溫度檢測(cè)，控制其壓力保持在安全生產(chǎn)范圍之內(nèi)。當(dāng)氫壓機(jī)進(jìn)出口壓力出現(xiàn)異常，應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警，若危及安全時(shí)，應(yīng)聯(lián)鎖停產(chǎn)。（4）對(duì)于帶攪拌的釜式反應(yīng)器，應(yīng)實(shí)現(xiàn)攪拌器運(yùn)行狀況的監(jiān)控和聯(lián)鎖。攪拌器運(yùn)行狀況的監(jiān)控可采取監(jiān)測(cè)攪拌電機(jī)的電流、攪拌器的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)攪拌器出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警，若危及安全時(shí)，應(yīng)聯(lián)鎖停產(chǎn)。（5）應(yīng)設(shè)置原料進(jìn)料緊急切斷系統(tǒng)，使

30、工藝操作人員可在操作室內(nèi)切斷原料的投入。（6）應(yīng)設(shè)置反應(yīng)器的緊急冷卻系統(tǒng)，且這些系統(tǒng)可由操作人員在控制室投運(yùn)。（7）在組分測(cè)量?jī)x表?xiàng)l件滿(mǎn)足時(shí)，應(yīng)加裝原料、反應(yīng)尾氣在線(xiàn)分析儀表，并將其分析結(jié)果遠(yuǎn)傳至操作室。4.2.2 控制系統(tǒng)的選用原則：鑒于PLC、DCS系統(tǒng)已逐步國(guó)產(chǎn)化，其控制、操作功能較強(qiáng)，可靠性及平均無(wú)故障時(shí)間較高，已能滿(mǎn)足大部分的化工工藝的需求，且價(jià)格適中，因此建議除了工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、監(jiān)控參數(shù)較少時(shí)（50點(diǎn)以下）選用智能儀表并與工控機(jī)通訊的系統(tǒng)外，其它則應(yīng)首選PLC或DCS系統(tǒng)。（1）對(duì)于間歇加氫反應(yīng)過(guò)程，其控制的主要功能為邏輯判斷、順序控制等為主，模擬監(jiān)控為輔，宜選擇PLC系統(tǒng)；（2）對(duì)

31、于連續(xù)加氫反應(yīng)過(guò)程，以監(jiān)控模擬控制信號(hào)為主，邏輯判斷、順序控制為輔，宜選擇DCS系統(tǒng)。4.3 安全控制方式（1）對(duì)于系統(tǒng)控制回路較多、危險(xiǎn)程度較高的裝置，如事故一旦發(fā)生，將造成人員傷亡、界區(qū)外環(huán)境污染及經(jīng)濟(jì)損失較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置獨(dú)立于工藝控制系統(tǒng)之外的緊急停車(chē)系統(tǒng)（ESD）。（2）一般危險(xiǎn)裝置，如事故一旦發(fā)生，一般不會(huì)造成人員傷亡、界區(qū)外環(huán)境污染及經(jīng)濟(jì)損失不太大時(shí)，可在控制室內(nèi)加裝緊急停車(chē)按鈕，確保現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況（如氯氣泄漏、重要設(shè)備損壞等）時(shí)，操作人員可在控制室內(nèi)切斷原料進(jìn)料、啟動(dòng)緊急冷卻系統(tǒng)、緊急泄放系統(tǒng)和吸收中和系統(tǒng)等。以上（1）、（2）兩款的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足信號(hào)報(bào)警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)定 H

32、G/T20511-2000之要求。（3）工藝的原料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品大多為有毒、易燃易爆物品，裝置應(yīng)按石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)置檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，并保證裝置停車(chē)或工藝控制監(jiān)控系統(tǒng)失效后，仍能有效地進(jìn)行監(jiān)測(cè)、報(bào)警。4.4 其他安全設(shè)施對(duì)于具體的裝置，考慮安全設(shè)施時(shí)不應(yīng)孤立的看待具體的設(shè)備或工序，還應(yīng)考慮相關(guān)的原料準(zhǔn)備、產(chǎn)品儲(chǔ)存、公用工程等相關(guān)設(shè)施和工序，任何一個(gè)工序出現(xiàn)故障都可能影響到整套裝置的安全，在設(shè)置監(jiān)控或聯(lián)鎖、報(bào)警時(shí)一并考慮進(jìn)去。對(duì)于裝置中因工藝參數(shù)失控而引起的過(guò)壓、危及設(shè)備或管道時(shí)，除了設(shè)置自控、聯(lián)鎖系統(tǒng)外，還應(yīng)設(shè)置防爆膜、安全閥、高壓閥、單向閥、緊急排空閥、液位計(jì)及

33、緊急切斷裝置等其他安全設(shè)施。5 通用設(shè)計(jì)要求對(duì)于新建或改、擴(kuò)建裝置，在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)工藝、自控及安全要求，結(jié)合本指導(dǎo)方案，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于在役加氫工藝裝置進(jìn)行自控與安全連鎖改造，增加或者完善安全控制系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)工作應(yīng)遵循以下原則要求：5.1 收集產(chǎn)品工藝資料企業(yè)產(chǎn)品簡(jiǎn)介、使用工藝簡(jiǎn)介、加氫工藝流程圖，涉及的設(shè)備簡(jiǎn)圖和工藝物性參數(shù)，特殊檢測(cè)工藝操作狀態(tài)下的物性。改造企業(yè)需提交的設(shè)計(jì)資料清單。（見(jiàn)附表三）5.2 確定改造范圍（1）與企業(yè)協(xié)商根據(jù)國(guó)家安全監(jiān)管總局【2009】116號(hào)文要求實(shí)現(xiàn)自控聯(lián)鎖的加氫工藝過(guò)程。（2）核實(shí)加氫工藝過(guò)程所涉及的上下游工藝過(guò)程對(duì)自身的影響（如氫的制備與儲(chǔ)存、

34、冷媒的規(guī)格數(shù)量、惰性保護(hù)氣體的規(guī)格數(shù)量等）。（3）將加氫工藝以及對(duì)該工藝過(guò)程產(chǎn)生影響的上下游的工藝過(guò)程和對(duì)工藝安全產(chǎn)生影響的相關(guān)公用工程一并納入自動(dòng)化控制與安全聯(lián)鎖技術(shù)改造范圍，確定控制方案，繪制PID圖。5.3 設(shè)備選型（1）確定相關(guān)檢測(cè)儀表型號(hào)。（2）計(jì)算并選定執(zhí)行機(jī)構(gòu)型號(hào)。（3）根據(jù)工藝過(guò)程復(fù)雜程度、檢修能力等確定自動(dòng)化和安全聯(lián)鎖的實(shí)現(xiàn)載體（如DCS、PLC、智能表、常規(guī)表；電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、自力等）。5.4 提交方案（1）繪制實(shí)施的工藝管道儀表控制流程圖（PID）。（2）繪制順序控制邏輯圖（需要時(shí)）。（3）控制、報(bào)警、聯(lián)鎖一覽表。（4）自控設(shè)備表。（5）檢測(cè)取源和執(zhí)行器改造圖（說(shuō)明或標(biāo)

35、注標(biāo)準(zhǔn)號(hào)）。 （6）提交自控、聯(lián)鎖能源供應(yīng)方案。5.5 與建設(shè)方技術(shù)交底，提交改造圖紙，簽署設(shè)計(jì)變更6 典型工藝安全控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)方案某企業(yè)苯加氫工序安全控制方案：6.1 工藝簡(jiǎn)述6.1.1 原料預(yù)處理工序1) 氫經(jīng)氫氣壓縮機(jī)由微正壓提高到0.8Mpa，進(jìn)入氫氣混合罐，與來(lái)自尾氣壓縮機(jī)含60%H2的尾氣混合后，進(jìn)入氫氣預(yù)熱器，加熱至100120后從下部進(jìn)入苯汽化器。2）苯有加料泵增壓至1.0Mpa后，經(jīng)換熱器和苯預(yù)熱器加熱到120140，由中部進(jìn)入苯汽化器。在苯汽化器下部與氫充分混合后，經(jīng)上部加熱段加熱至160180，再進(jìn)入脫硫罐。經(jīng)脫硫后的苯與氫氣混合氣有上部進(jìn)入加氫前反應(yīng)器。6.1.2

36、加氫工序由脫硫罐進(jìn)入加氫前反應(yīng)器的混合物，在催化器的作用下，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：C6H6+3H2C6H12+207KJ/mol大部分的苯在加氫前反應(yīng)器反應(yīng)完，少量未反應(yīng)苯由上部進(jìn)入加氫后反應(yīng)器，確保本的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.9%，反應(yīng)完全的環(huán)己烷與氫氣的氣體一并進(jìn)入氫苯換熱器與原料苯換熱，再經(jīng)尾氣冷凝器，尾氣第二冷凝器，大部分環(huán)己烷在此冷凝下來(lái)有冷凝器下部至環(huán)己烷中間槽，少量環(huán)己烷與尾氣大部分經(jīng)尾氣分離器后至尾氣緩沖罐，再至尾氣壓縮機(jī)增壓至0.60.7Mpa進(jìn)入氫氣混合物罐，少量尾氣去尾氣冷卻器進(jìn)一步冷卻后經(jīng)排空分離器后由頂部調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)閥排空來(lái)調(diào)節(jié)壓力在0.60.65Mpa所有冷凝冷卻

37、下來(lái)的環(huán)己烷均收集在環(huán)己烷中間槽，在中間槽內(nèi)烷中少量水分層后由下部最低點(diǎn)排除系統(tǒng)，環(huán)己烷經(jīng)擋板溢流至下部經(jīng)調(diào)節(jié)環(huán)己烷中間槽液位的調(diào)節(jié)閥排出至環(huán)己烷成品槽。工藝流程圖見(jiàn)圖一。6.2 該裝置的危險(xiǎn)性分析6.2.1 固有危險(xiǎn)性分析苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷工藝中主要原料的固有危險(xiǎn)性如下表。裝置主要危險(xiǎn)物料性質(zhì)特性表序號(hào)物料名稱(chēng)沸點(diǎn)（）閃點(diǎn)（）爆炸極限V%（下-上）毒性級(jí)別火災(zāi)危險(xiǎn)類(lèi)別1苯80.1-111.2-8.0中毒甲2氫氣-252。8-504.1-74.1甲3環(huán)己烷80.7-16.51.2-8.4低毒甲6.2.2 工藝危險(xiǎn)性1）火災(zāi)爆炸：本工藝中所用原料氫氣為2.1類(lèi)易燃?xì)怏w，環(huán)己烷為3.1類(lèi)低閃點(diǎn)易燃液體，苯為中閃點(diǎn)易燃液體，他們的火災(zāi)危險(xiǎn)性都屬于甲類(lèi)。它們的爆炸極限分別為4.1-74.1%、1.2-8.4%、1.2-8.0%，與空氣混合能形成爆炸混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。當(dāng)生產(chǎn)、儲(chǔ)存設(shè)