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加氢装置——重点部位设备说明及危险因素防范措施

发表时间:2023-06-09 访问量:27699

 一、重点部位

1.加热炉及反应器区

加氢装置的加热炉及反应器区布置有加氢反应加热炉、分馏部分加热炉、加氢反应加热器、高压换热器等设备,其中大部分设备为高压设备,介质温度比较高,而且加热炉又有明火,因此,该区域潜在的危险性比较大,主要危险为火灾、爆炸是安全上重点防范的区域。

2.高压分离器及高压空冷区

高压分离器及高压空冷区内有高压分离器及高压空冷器,若高压分离器的液位控制不好,就会出现严重问题。主要危险为火灾、爆炸和H2S中毒,因此该区域是安全上重点防范的区域。

3.加氢压缩机厂房

加氢压缩机厂房内布置有循环氢压缩机、氢气增压机,该区域为临氢环境,氢气的压力较高,而且压缩机为动设备,出现故障的机率较大,因此,该区域潜在的危险性比较大,主要危险为火灾、爆炸中毒,是安全上重点防范的区域。

4.分馏塔区

分馏塔区的设备数量较多,介质多为易燃、易爆物料,高温热油泵是应重点防范的设备,高温热油一旦发生泄漏,就可能引起火灾事故,分馏塔区内有大量的燃料气、液态烃及油品,如发生事故,后果将十分严重,此外,脱丁烷塔及其干气、液化气中H2S浓度高,有中毒危险,因此该区域也是安全上重点防范的区域。

二、主要设备

1.加氢反应器

加氢反应器多为固定床反应器,加氢反应属于气-液-固三相涓流床反应,加氢反应器分冷壁反应器和热壁反应器两种:冷壁反应器内有隔热衬里,反应器材质等级较低;热壁反应器没有隔热衬里,而是采用双层堆焊衬里,材质多为2×1/4Cr-1Mo。加氢反应器内的催化剂需分层装填,中间使用急冷氢,因此加氢反应器的结构复杂,反应器入口设有扩散器,内有进料分配盘、集垢篮筐、催化剂支承盘、冷氢管、冷氢箱、再分配盘、出口集油器等内构件。

加氢反应器的操作条件为高温、高压、临氢,操作条件苛刻,是加氢装置最重要的设备之一。

2.高压换热器

反应器出料温度较高,具有很高热焓,应尽可能回收这部分热量,因此加氢装置都设有高压换热器,用于反应器出料与原料油及循环氢换热。

现在的高压换热器多为U型管式双壳程换热器,该种换热器可以实现纯逆流换热,提高换热效率,减小高压换热器的面积。管箱多用螺纹锁紧式端盖,其优点是结构紧凑、密封性好、便于拆装。

高压换热器的操作条件为高温、高压、临氢,静密封点较多,易出现泄漏,是加氢装置的重要设备。

3.高压空冷

高压空冷的操作条件为高压、临氢,是加氢装置的重要设备,我国华北地区某炼油厂中压加氢裂化装置,高压空冷两次出现泄漏,使装置被迫停工处理,因此,高压空冷的设计、制造及使用也应引起重视。

4.高压分离器

高压分离器的工艺作用是进行气-油-水三相分离,高压分离器的操作条件为高压、临氢,操作温度不高,在水和硫化氢存在的条件下,物料的腐蚀性增强,在使用时应引起足够重视。

另外,加氢装置高压分离器的液位非常重要,如控制不好将产生严重后果,液位过高,液体易带进循环氢压缩机,损坏压缩机,液位过低,易发生高压窜低压事故,大量循环氢迅速进入低压分离器,

此时,如果低压分离器的安全阀打不开或泄放量不够,将发生严重事故。因此,从安全角度讲高压分离器是很重要的设备。

5.反应加热炉

加氢反应加热炉的操作条件为高温、高压、临氢,而且有明火,操作条件非常苛刻,是加氢装置的重要设备。加氢反应加热炉炉管材质一般为高Cr、Ni的合金钢,如TP347。

加氢反应加热炉的炉型多为纯辐射室双面辐射加热炉,这样设计的目的是为了增加辐射管的热强度,

减小炉管的长度和弯头数,以减少炉管用量,降低系统压降。为回收烟气余热,提高加热炉热效率,加氢反应加热炉一般设余热锅炉系统。

6.新氢压缩机

新氢压缩机的作用就是将原料氢气增压送入反应系统,这种压缩机一般进出口的压差较大,流量相对较小,多采用往复式压缩机。

往复式压缩机的每级压缩比一般为2-3.5,根据氢气气源压力及反应系统压力,一般采用2~3级压缩。

往复式压缩机的多数部件为往复运动部件,气流流动有脉冲性,因此往复式压缩机不能长周期运行,多设有备机。

往复式压缩机一般用电动机驱动,通过刚性联轴器连接,电动机的功率较大、转速较低,多采用同步电机。

7.循环氢压缩机

循环氢压缩机的作用是为加氢反应提供循环氢。循环氢压缩机是加氢装置的“心脏”。如果循环氢压缩机停运,加氢装置只能紧急泄压停工。

循环氢压缩机在系统中是循环做功,其出人口压差一般不大,流量相对较大,一般使用离心式压缩机。由于循环氢的分子量较小,单级叶轮的能量头较小,所以循环氢压缩机一般转速较高(8000-10000r/min),级数较多(6~8级)。

循环氢压缩机除轴承和轴端密封外,几乎无相对摩擦部件,而且压缩机的密封多采用干气式密封和浮环密封,再加上完善的仪表监测、诊断系统,所以,循环氢压缩机一般能长周期运行,无需使用备机。

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