制氫-裝置重點(diǎn)部位設(shè)備說明與危險(xiǎn)因素及防范措施

制氫—裝置、要點(diǎn)部位設(shè)備說明與危險(xiǎn)要素及防備舉措制氫—裝置、要點(diǎn)部位設(shè)備說明與危險(xiǎn)要素及防備舉措制氫—裝置、要點(diǎn)部位設(shè)備說明與危險(xiǎn)要素及防備舉措制氫—裝

置、重

點(diǎn)

部位

設(shè)備

說明與

危險(xiǎn)要素及

防

范措

施一、裝置簡介(一)裝置的發(fā)展及種類1．制氫裝置的發(fā)展氫氣是石油化工的基本源料，跟著加氫技術(shù)的發(fā)展，對氫氣的需求量日趨增添，一般關(guān)于加氫裝置好多的煉油廠，除利用重整副產(chǎn)氫外，尚須有專門制氫裝置。我國第一套輕烴蒸汽轉(zhuǎn)變制氫裝置是20世紀(jì)60年月建成的，隨后又陸續(xù)成立起多套制氫裝置，這時(shí)期的氫氣凈化技術(shù)為化學(xué)凈化法。進(jìn)入20m世紀(jì)80年月此后，跟著變壓吸附技術(shù)的發(fā)展，新建的制氫裝置多采納變壓吸附凈化法。2．裝置的主要種類以制氫裝置的原料分：有天然氣制氫：油田伴生氣制氫；液化氣制氫；煉廠氣制氫；輕石腦油制氫等。以產(chǎn)品精制方法分：有化學(xué)凈化法制氫：變壓吸附(PSA)凈化法制氫。天然氣制氫造氣單元和PSA單元工藝流程見圖2—19a、圖2—19b、圖2—19c。二、要點(diǎn)部位及設(shè)備(一)要點(diǎn)部位制氫裝置的原料及產(chǎn)品多為易燃、易爆物質(zhì)，整個(gè)裝置區(qū)內(nèi)都擁有較大危險(xiǎn)性，此中危險(xiǎn)性最大的地區(qū)屬轉(zhuǎn)變爐區(qū)和壓縮機(jī)區(qū)。(二)主要設(shè)備1．制氫轉(zhuǎn)變爐轉(zhuǎn)變爐是制氫裝置的核心設(shè)備，它處于高溫、高壓、臨氫狀態(tài)下操作，對爐管材質(zhì)及構(gòu)造有嚴(yán)格要求。當(dāng)前，流行的轉(zhuǎn)變爐有三種爐型：一是以托普索公司為代表的側(cè)燒爐：二是以凱洛格公司為代表的頂燒爐；三是以福斯特惠勒公司為代表的階梯式轉(zhuǎn)變爐。?國內(nèi)流行的為頂燒爐和剛燒爐。轉(zhuǎn)變爐爐管一般為DNl00mm×l2000mm，材質(zhì)為HK—40或HP—40的離心澆鑄管，因?yàn)闋t管的溫度高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮熱膨脹問題。2．PSA吸附床變壓吸附分別為間歇操作，關(guān)于每個(gè)吸附床來講，在高壓下吸附，在低壓下脫附，所以吸附床受交變壓力的作用，為疲備容量，在設(shè)計(jì)、制造時(shí)要惹起足夠重視。三、危陡峭素及其防備舉措本裝置在火災(zāi)危險(xiǎn)性分類中為甲類危險(xiǎn)性裝置。(一)開歇工時(shí)的危陡峭素及其防備舉措1．動工時(shí)的危陡峭素及其防備舉措(1)裝置全面大檢查裝置全面大檢查是動工前特別重要的步驟，裝置在設(shè)計(jì)、施工中間必然存在一些問題，經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行整頓，以保證裝置安全順利動工。(2)吹掃及沖刷吹掃及沖刷的目的是吹出在施工時(shí)留在系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)，以保證裝置安全順利動工，吹掃時(shí)應(yīng)注意采納適合的吹掃介質(zhì)。(3)裝置氣密制氫裝置系統(tǒng)氣密是裝置動工階段一項(xiàng)特別重要的工作，氣密工作的主要目的是查找漏點(diǎn)，除去裝置隱患，保證裝置安全運(yùn)轉(zhuǎn)。加氫反響系統(tǒng)的氣密工作分為不一樣樣壓力等級進(jìn)行，低壓氣密階段所用的介質(zhì)為氮?dú)狻?4)裝置烘爐、煮爐制氫裝置反響系統(tǒng)干燥、烘爐的目的是除去反響系統(tǒng)內(nèi)的水分，脫除加熱爐耐火資猜中的自然水和結(jié)晶水，燒結(jié)耐火資料，增添耐火資料的強(qiáng)度和使用壽命。加熱爐烘爐時(shí)，裝置需引進(jìn)燃料氣，在引燃料氣前應(yīng)仔細(xì)做好瓦斯的氣密及間隔工作，防備瓦斯泄露及竄至其余系統(tǒng)。加熱爐烘爐時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按烘爐曲線升溫、降溫，防備升溫過快，耐火資猜中的水分快速蒸發(fā)而致使?fàn)t墻坍毀。余熱鍋爐煮爐的目的是除去鍋爐系統(tǒng)內(nèi)的施工時(shí)留下的鐵銹和油脂，以保證動工后能盡俠產(chǎn)出合格蒸汽。(5)催化劑及吸附劑裝填催化劑裝填應(yīng)嚴(yán)格按催化劑裝填方案進(jìn)行，催化劑裝填的利害對制氫裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況及運(yùn)轉(zhuǎn)周期有重要影響，催化劑裝填前應(yīng)仔細(xì)檢查反響器及其內(nèi)構(gòu)件，檢查催化劑的粉塵狀況，決定催化劑能否需要過篩。催化劑裝填最好選擇在干燥光亮的天氣進(jìn)行，保證催化劑裝填平均，不然在動工時(shí)反響器內(nèi)會出現(xiàn)偏流或“熱門”，影響裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。催化劑裝填時(shí)工作人員需要進(jìn)入反響器工作，所以，要特別注意工作人員勞動保護(hù)及安全問題，需要穿勞動保護(hù)服飾，帶能供氧氣或空氣的呼吸面罩，進(jìn)反響器工作人員不帶其余雜物，以防備異物落入反響器內(nèi)。(6)系統(tǒng)氣密及置換在達(dá)成催化劑裝填后，系統(tǒng)必然從頭進(jìn)行氣密檢查，制氫系統(tǒng)置換分為兩個(gè)階段，即空氣環(huán)境置換為氮?dú)猸h(huán)境、氮?dú)猸h(huán)境置換為可燃?xì)猸h(huán)境。在空氣環(huán)境置換為氮?dú)猸h(huán)境時(shí)需要注意，置換達(dá)成后系統(tǒng)氧含量應(yīng)(7)脫硫系統(tǒng)升溫動工假如原料的硫含量高，加氫催化劑需要進(jìn)行硫化，如原料的硫含量較低，可不進(jìn)行硫化。氮?dú)庵脫Q合格后，成立氮?dú)庋h(huán)，系統(tǒng)升溫。(8)轉(zhuǎn)變、中變催化劑復(fù)原轉(zhuǎn)變催化劑在使用前需要將NiO復(fù)原為金屬Ni，中變催化劑的Fe2O3須復(fù)原為Fe3O4。(9)轉(zhuǎn)變進(jìn)氣、中變催化劑連續(xù)放硫裝置進(jìn)原料氣，中變催化劑連續(xù)放硫。(10)PSA部分動工PSA部分動工應(yīng)嚴(yán)格按動工方案進(jìn)行，PSA部分禁止帶水，免得破壞吸附劑。調(diào)整操作向外供氫調(diào)整系統(tǒng)操作，氫氣質(zhì)量合格后向用氫裝置供氫。2．歇工時(shí)的危陡峭素及其防備舉措制氫裝置歇工過程中屬于不堅(jiān)固過程，操作參數(shù)變化大，如不注意也簡單發(fā)生問題。所以，歇工過程應(yīng)仔細(xì)組織，嚴(yán)格按歇工方案進(jìn)行。(二)正常生產(chǎn)時(shí)的危陡峭素及其防備舉措1．恪守“先降溫后降量”的原則制氫裝置正常操作調(diào)整時(shí)必然恪守“先降溫后降量”，先降原料胸襟，再降蒸汽的原則。2．反響溫度的控制制氫裝置的反響溫度是最重要的控制參數(shù)，必然嚴(yán)格按工藝技術(shù)指標(biāo)控制各反響器的反響溫度。3．督查轉(zhuǎn)變催化劑性能變化狀況轉(zhuǎn)變反響為強(qiáng)吸熱反響，假如催化劑活性降落，轉(zhuǎn)變爐管的壁溫會顯然高升，所以，經(jīng)過察看爐管顏色可判斷催化劑的狀況。如出現(xiàn)花管、紅管、熱帶，應(yīng)采納舉措，進(jìn)行辦理。4．反響系統(tǒng)壓力控制制氫裝置反響系統(tǒng)壓力是重要的工藝控制參數(shù)，影響裝置反響系統(tǒng)壓力的要素好多，應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)、合理、方便的控制方案對反響系統(tǒng)的壓力進(jìn)行控制。5．控制毒物含量轉(zhuǎn)變催化劑對硫、氯、砷等雜質(zhì)要求特別嚴(yán)格，一般要求S6．加熱爐的控制加熱爐是制氫裝置的重要設(shè)備，加熱爐的使用應(yīng)惹起重視。加熱爐各路流量應(yīng)保持平均，并且不低于規(guī)定的值，防備爐管結(jié)焦；保持加熱爐各火嘴焚燒平均，盡量使?fàn)t常內(nèi)各點(diǎn)溫度平均：控制加熱爐各點(diǎn)溫度不超溫；保持加熱爐焚燒狀態(tài)優(yōu)秀。7.控制水碳比水碳比是制氫裝置特別重要的工藝參數(shù)，必然嚴(yán)格控制，任何時(shí)候都不可以低于給定值。8．PSA部分操作調(diào)整調(diào)整PSA部分的操作系統(tǒng)，使PSA部分達(dá)到合格的產(chǎn)品純度及回收率。(三)設(shè)備腐化1．高溫氫腐化氫氣在常溫下對一般碳鋼沒有腐化，可是在高溫、高壓下則會產(chǎn)生腐化，使資料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性降低。高溫氫腐化的機(jī)理為氫氣與資猜中的碳反響生成甲烷，使資料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性降低，形成的甲烷在鋼材的晶間齊聚，使資料產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力或產(chǎn)生鼓泡、裂紋。至于在什么條件下產(chǎn)生腐化，則依據(jù)Nelson曲線確立。為防備高溫氫腐化，制氫裝置高溫、高壓、臨氫部分的設(shè)備、管線多采納合金鋼或不銹鋼。2．氫脆氫原子浸透鋼材后，使鋼材晶粒中原子結(jié)協(xié)力降低，造成資料的延展性、韌性降落，這類現(xiàn)象稱為氫脆。這類氫脆是可逆的，當(dāng)氫氣從資猜中溢出后，資料的力學(xué)性能就能恢復(fù)。氫脆的危害主要出此刻裝置的歇工階段，裝置歇工階段，系統(tǒng)溫度、壓力降落，氫氣在資猜中的溶解度下降，因?yàn)闅錃庖绯龅乃俣群苈?，這時(shí)資猜中的氫氣處于過飽和狀態(tài)，當(dāng)溫度冷卻到150℃時(shí)，大批的過飽和氫氣匯齊聚在資料的缺隱處，如裂紋的前端，惹起裂紋擴(kuò)展。所以裝置歇工時(shí)降溫、降壓的速度應(yīng)進(jìn)行適合的控制，進(jìn)行脫氫辦理。3．高溫n2S腐化高溫

H2S腐化主要發(fā)生在反響系統(tǒng)高溫部分，高溫

H2S腐化表現(xiàn)為與

H2共同作用，氫氣的存在增強(qiáng)了

H2S的腐化作用，同時(shí)，

H2S的存在也增強(qiáng)了氫氣的腐化作用。該種腐化的防治方法是選擇抗

H2S腐化材質(zhì)。4．濕H2S的腐化濕H2S的腐化形態(tài)主要有：電化學(xué)腐化惹起的表面腐化；H2S腐化過程中，產(chǎn)生氫原子惹起的氫脆、氫裂；硫化氫惹起的應(yīng)力腐化破碎。該種腐化的防備方法為：U2S濃度不高時(shí)，使用一般碳素鋼，適合加大腐化裕度，在設(shè)備制造及施工中進(jìn)行除去應(yīng)力辦理；當(dāng)H2S濃度較高時(shí)，采納抗H2S腐化資料，或?qū)υO(shè)備內(nèi)壁進(jìn)行內(nèi)噴涂辦理。(四)制氫裝置的安全設(shè)備1．設(shè)備平面部署制氫裝置火災(zāi)危險(xiǎn)性屬于甲類，設(shè)備平面部署按《石油化工公司設(shè)計(jì)縱火規(guī)范》(GB50160--92)中的要求進(jìn)行部署。同類設(shè)備集中部署。2.消防設(shè)備制氫裝置內(nèi)設(shè)有環(huán)行消防道路，以利于發(fā)惹禍故時(shí)消防車出入。裝置內(nèi)設(shè)有環(huán)行消防水管網(wǎng)，裝置內(nèi)設(shè)有多處消防蒸汽服務(wù)站，裝置內(nèi)設(shè)置有必然數(shù)目的干粉式滅火器。3．防火、防爆制氫裝置內(nèi)的截止多為易燃、易爆介質(zhì)，裝置內(nèi)的電器、儀器設(shè)備均采納防爆型設(shè)備管道、設(shè)備上安裝防靜電接地設(shè)備，要求接地電阻不大于4?4．加熱爐安全設(shè)備加熱爐四周設(shè)有蒸汽消防汽幕，加熱爐爐膛內(nèi)設(shè)有滅火蒸汽進(jìn)口。5．可燃?xì)怏w報(bào)警器在可能發(fā)生可燃性氣體泄露的地點(diǎn)，安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器。6．氣防用品因?yàn)橹茪溲b置內(nèi)有H2S等有毒氣體，所以車間裝備有防毒面具、正壓式呼吸器等氣防用品。7．安全閥按設(shè)計(jì)要求，凡需要安裝安全閥的部位均安裝有安全閥，并且按相關(guān)安全要求為雙安全閥。(五)制氫