加氢(裂化)装置生产运行管理及事故处理

第二章加氢（裂化）装置生产运行管理及事故处理中国石化集团健康、安全、环境（HSE）管理体系2001年正式发布实施，确立了安全第一，预防为主；全员动手，综合治理；改善环境，保护健康；科学管理，持续发展的HSE方针。将健康、安全、环境有机地结合在一起，追求最大限度地不发生事故、不损害人身健康、不破坏环境，创国际一流的HSE业绩的目标。本章对加氢裂化装置安全生产运行管理及事故处理进行阐述。加氢裂化是石油化工工业中最重要的催化加工过程之一，集炼油技术、高压技术和催化技术为一体，是重质馏分油深度加工的主要工艺之一，同时又是一个事故多发的工艺过程。加氢裂化装置在安全运行方面存在如下特点：加氢裂化装置处于高压（一般操作氢分压不低于10MPa）、高温（反应温度一般不低于350℃）、临氢、易燃、易爆、有毒介质操作环境，总体表现为强放热反应，其强放热效应有时使反应变得不可控制，其苛刻的工艺操作条件决定了对设备的苛刻要求；工艺物流中的氢气具有强爆炸危险性和穿透性，一旦泄露，极易着火爆炸；近几年随着油品质量升级、各企业加工高硫原油，加氢裂化脱硫反应产生的硫化氢造成的危害也会逐渐显现出来；高压串低压可能引起低压系统爆炸；高温、高压设备设计、制造过程存在问题，可能引起火灾或爆炸；管线、阀门、仪表的泄漏可能产生严重的后果，一旦发生泄漏，极易引发爆炸及发生二次灾害，其后果不堪设想。一、正常生产过程中的工艺安全管理在实际工业应用中，由于各自情况不同，加氢裂化装置具体的工艺流程有所不同，种类繁多，有单段—次通过流程，单段循环流程，单段部分循环流程以及两段流程等。但加氢裂化装置均由高压反应部分和低压分馏部分组成，其工艺流程基本模式大体一致，仪表及控制系统相差无几。单一的或按一定比例混合的原料油进入装置，经与反应器流出物换热升温，再与经加热炉升温的循环氢混合后进入加氢精制反应器，该反应器流出物与循环油和经加热炉升温的循环氢混合后进人加氢裂化反应器。裂化反应器流出物与原料油、循环氢换热降温，并冷却到要求的温度进人高压分离器(高分)。高分顶部的循环氢经压缩、换热、加热升温后与原料油混合后进人反应器。补充的氢气从装置外来，升压后进入反应系统。高分下部的液体油分水后进入分馏部分，分割成C4、轻石脑油、重石脑油、柴油以及塔底未转化油。未转化油可排出装置，也可作为循环油返回反应器。加氢裂化装置的工艺特点决定了加氢裂化装置安全运行方面的特点，在正常生产过程中，必须要加强工艺安全管理，确保装置处于安全运行状态，事故状态下处于可控状态。（一）基本的正常生产安全事项应确保所有控制系统、自保联锁系统投用，严禁断开自控系统人工操作。定期分析原料油、氢气、脱氧水、脱盐水、胺液（MDEA、DEA）中的杂质含量,杂质含量超标时,应及时采取措施,以免损坏设备和管道,引发事故。正常生产负荷应控制在60%～100%之间，过高或过低时，均应有相应对策。严格反应温度的控制，不经授权，不能随意超出温度限制值。报警信号应及时处理。温度、压力、流量、液位的波动，应在操作规程允许的范围内。高温高压泵应处于热备状态。高温、高压、临氢、易燃、易爆、有毒介质均应密闭采样。应配备足够的高压氮气，用于处理“飞温”事故。（二）对操作人员素质的要求操作人员必须完全熟悉包括于工艺手册、操作手册和其他文件中的以下各项：工艺操作原理，能影响产品质量，收率和长期连续操作的工艺参数。平稳地进行开工，正常操作以及紧急事故处理、停工所需的操作规程、处理预案。主要工艺控制和事故连锁系统的性能特点。一般的规定和标准的操作法。装置内采用的特殊化学品安全搬运所需的工作步骤。熟悉安全规定，熟练使用消防器材。了解装置内有毒有害物质及部位，掌握接触有毒有害物质时的应对措施。（三）正常生产过程中的工艺安全管理1．总则以下的规定必须遵守，以保证装置的运行平稳和安全操作：装置必须由当班岗位人员操作，并组成一个从装置主任、技术人员以至倒班人员所遵守的指挥系统。操作人员应对其本身的职责了解清楚。应安排能通晓化学和机械情况的负责工艺和设备的技术人员（如装置主任）参加装置的开工和停工。由于这些人员在紧急事故处理时不一定都能在场，所以必须对操作人员在紧急事故处理步骤上进行良好的训练。操作人员应与装置内部（如车间办公室）以及装置外部有关部门（如厂部调度部门、原料供应、产品接纳、公用工程供应、化验室、变配电间、维修、消防部门、急救部门等）保持着经常性的良好通讯联系。在紧急事故处理和装置开停工操作时，保持这些通讯联系的畅通尤其重要。交班的操作人员在交班前应对装置的情况检查一遍。交接班时交班操作人员应把出现的异常现象书面交班并告诉接班操作人员。后者接班后必须立即对所有设备和操作条件查对一次。开关阀门、开停机泵和改变设备运行条件，应由现场操作人员在班长指导下进行。原则上，除了事故时外操作人员不能按自己的判断对影响装置安全运行的操作进行大的变动。操作人员做完任何开关阀门、开停机泵和改变设备运行条件后须立即向班长报告，并交班。（三）正常生产过程中的工艺安全管理2．安全操作人员应熟悉并遵守如下安全规定：装置内禁止吸烟在装置内工作时，所有操作人员必须戴上安全帽，穿上专用工作服和工作鞋。当搬运危险品（化学药品、催化剂）时，操作人员应戴上防护眼镜和手套。经常清扫装置区域、清除空桶垃圾等杂物，以保持装置内干净和通路畅通。每次交班时应检查所有机泵设备、物料等的保护措施，特别是碱、酸等是否置于适当地方。当机动设备运转时，无关人员不得进入围绕机动设备的警戒线内。当设备或机动设备运转时，不能坐于其上面。操作人员应经过训练并通晓下述操作规定。•灭火•搬运有防护的设备•进入危险区的规定和预防措施•装置防爆须知•防毒须知•有时对操作人员危害的发生是由于别的装置或部门存在问题造成的。应有一旦出现这些情况时，避免其危害的关键之处的说明。（三）正常生产过程中的工艺安全管理3．操作安全事项对下述操作规定，应视为对装置安全平稳操作所需的基本规则而加以遵守：阀门①应经常小心开启、关闭阀门。对输送液体的阀，每一次开启1/4圈；对输送气体或蒸汽的阀门，每一次开启1/10圈。仔细地观察阀门有无异常现象。如果一切正常，阀门需全开，将阀门全开后并回转一圈。②在阀门全关时原则上不允许用扳手使劲关阀，如用手关阀关不严时再用扳手稍关，仍漏则需要及时修理或更换阀门。③管线投用前，应查对每根管线上所安装的阀门是否符合操作要求。对于设有许多分支管线的长距离的管线应特别注意。特别是要对所有不常使用的排凝、放空阀加以检查，这些阀门最容易漏检而忘记关闭。④打开放气阀或排凝阀不要太快，而要缓慢地打开。特别是当设备和管线是在充压下或是内有高温、易燃易爆、有毒物料时不要试图以铁丝或铁条清理堵塞的阀门，这是极为危险的操作。（三）正常生产过程中的工艺安全管理3．操作安全事项阀门⑤不要同时关闭换热器所有进出阀，以防止堵塞换热器。⑥除非在故障时，否则在未取得负责人的许可前，不得改变已设置好的阀门铅封开或铅封关的形式。⑦为防止压力表、仪表、仪表与设备的接头处发生大量泄漏，其引出阀的开度应稍开，只要使仪表、仪器能正常工作即可。⑧当从设有双阀放空的设备（尤其是高压设备）排放液体时，先开启靠近设备处的阀门，然后有控制地开启外侧的阀门。关闭时先关外侧的阀门。这样操作步骤的目的是避免损坏难于更换的内侧阀门的阀座。⑨当在管线上的双阀关闭后，应确认双阀间的放空阀是开启的。⑩不得锁上或关闭设备上的安全阀，超速自动跳闸机构或其他安全设施。（三）正常生产过程中的工艺安全管理3．操作安全事项仪表仪表线路投运前，应对所有仪表进行以下的检查：•确认所有仪表能投入使用和性能符合要求。•当在自动控制状态下运行时，改变给定值的过程应逐步进行，以防止剧烈波动。•在往调节阀逐步引入所要求的空气讯号前，确认所有自动控制器均处于“手动”位置，以便在切往“自动”时，调节阀能处于正确位置。•定期观察所有温度计、压力表和在调节阀上的空气压力讯号，并注意其有否变化，如显示有变化时，则表明设备内可能有异常情况的迹象。•有些联锁系统具有除了自动停的系统以外还有手动停系统，除非是在紧急事故时，否则不得按动该手停按钮。（三）正常生产过程中的工艺安全管理3．操作安全事项其他•逐步地不断进行操作效果的认定，如果需要时，可对不同的项目进行标定，然后再进行下一步的操作。操作时，不能跳跃过任何一步或未经操作效果的认定就进行下一步操作。•除非是在处理紧急事故时，原则上在一天中不可对主要工艺过程的操作条件进行较大的改变。•当管线或设备引入更高温度的介质操作时，要缓慢引入热介质，对管线和设备进行缓慢予热，以避免过量的热冲击。•当发生声光报警或联锁报警、表示有异常情况的报警时，应立即检查其原因，并进行适当处理。•如有异常现象出现时，即使事情不大，操作人员也要向班长报告，并接受其指示，必要时向车间管理人员请示处理。•出现任何泄漏（不管是气体或液体）均应立即报告。（三）正常生产过程中的工艺安全管理3．操作安全事项其他•当将操作设备切换至备用设备时，先将该两设备并行操作一小段时间，然后关掉原先操作的设备并与系统切断，热油泵应预热。•原先操作的设备因问题停运并与系统切断后，应立即以对设备进行放空和检修，以使该设备尽快达到备用状态。•当接到动火通知时，操作工应非常仔细地查看工作内容以保证维修工或焊接工准确了解工作内容。•操作工的责任是查看盲板是否置于所需的位置、设备是否已吹扫过以及是否通知过外车间（如需要时），石棉被、灭火器等安全设施和措施是否落实到位。在动火过程中，操作工也必须不断地检查工作的安全情况。如有不安全的情况出现时，操作工必须立即通知停止施工并进行必要的消除。。二、开停工过程中的工艺安全管理加氢裂化工艺是在临氢、高温、高压条件和催化剂的作用下，使重馏分油（VGO、CGO、DAO等）加氢脱硫、加氢脱氮、多环芳烃加氢饱和及开环裂化，转化为轻油和中间馏分油等目的产品的过程。加氢裂化是强放热反应，其反应速度明显受控于温度，若温度一旦失控，会导致产生催化剂床层“飞温”的严重后果。因此，加氢裂化装置的操作运转，特别是在开停工和紧急停工处理过程中，务必控制好反应温度，严格遵循升、降温和调量操作的基本准则.防止超温超压、设备泄漏等意外事故，避免任何对人员的伤害、设备和催化剂损坏的情况发生是至关重要的。（一）开工过程中的工艺安全管理基本的开工安全事项：车间人员应经过事故诊断专家系统培训。事故诊断专家系统主要是利用计算机把已有的专家经验和合理的正逆向推理系统集成，实时地进行在线诊断，防止异常过程发生。加氢裂化装置稍有波动（如晃电、短时间的停电、停风、停汽、停水等），对安全影响很大。利用专家系统进行实时诊断，使操作人员对催化剂床层压力降异常、催化剂床层超温、高压分离器压力异常、高压分离器液位异常、高/低压分离器串压等异常情况及时发现并为解决问题提供了专家处理方案，同时为及时处理问题赢得时间。开工时应配备H2S报警仪、防毒面具和空气呼吸器，以便在事故时进行自救、抢救。盲板隔离操作管线、设备、阀门与非操作管线、设备、阀门，防止发生串压。（一）开工过程中的工艺安全管理基本的开工安全事项：反应（循环氢）加热炉烘炉可与高压系统干燥结合，烘炉（干燥）介质应采用N2,质量应符合标准，并严格遵守烘炉升温曲线。高压系统应严格执行“先升温后升压”的原则，在达到最低升压温度（如：50℃）后才能升压；且温度小于150℃时，升温速度应小于25℃/h，以免产生脆性破坏。高压系统应进行气密试验，试验的最高压力应不超过高压分离器的压力，试验介质可采用氮气、氢气分阶段、分步骤实施。开工时高压系统应进行慢速和快速两种紧急泄压试验，检查联锁系统的安全可靠性，进行事故演练，并根据试验结果调整泄压孔板孔径。高压系统不应进行水运，以免损坏催化剂、高压泵，防止水中的杂质损坏设备和管道。（一）开工过程中的工艺安全管理基本的开工安全事项：反应器内氧质量分数大于20%时，装填人员要佩带防