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1、裂解（裂化）工艺简介及生产过程危险性分析一、裂解（裂化）工艺裂解是指石油系的煌类原料在高温条件下，发生碳链断裂或脱氢反应，生成烯煌及其他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主，同时副产丁烯、丁二烯等烯姓和裂解汽油、柴油、燃料油等产品。泾类原料在裂解炉内进行高温裂解，产出组成为氢气、低/高碳烧类、芳烧类以及得分为288。C以上的裂解燃料油的裂解气混合物。经过急冷、压缩、激冷、分储以及干燥和加氢等方法，分离出目标产品和副产品。在裂解过程中，同时伴随缩合、环化和脱氢等反应。由于所发生的反应很复杂，通常把反应分成两个阶段。第一阶段，原料变成的目的产物为乙烯、丙烯，这种反应称为一次反应。第二阶段，一次反应生成
2、的乙烯、丙烯继续反应转化为焕煌、二烯妙、芳煌、环烷烧，甚至最终转化为氢气和焦炭，这种反应称为二次反应。裂解产物往往是多种组分混合物。影响裂解的基本因素主要为温度和反应的持续时间。化工生产中用热裂解的方法生产小分子烯烧、焕煌和芳香烧，如乙烯、丙烯、丁二烯、乙焕、苯和甲苯等。二、裂解（裂化）反应类型裂解（裂化）反应主要包括热裂解（裂化）、催化裂解（裂化）、加氢裂解（裂化）等三种类型。1.热裂解（裂化）反应在无氧条件下，通过加强热使原料分子链断裂，形成较小分子的工艺过程，可称为热裂解（裂化）。如乙烷热裂解制乙烯工艺、二氟一氯甲烷（HCFe-22）热裂解制四氟乙烯（TFE）工艺、二氟一氯乙烷（HCFC
3、-142b）热裂解制偏氟乙烯（VDF）工艺。2 .催化裂解（裂化）反应通过在裂解炉内加入催化剂，提高裂解（裂化）反应产品质量及收率，可称为催化裂解（裂化）。如重油催化裂化制汽油、柴油、丙烯、丁烯。3 .加氢裂解（裂化）反应在裂解（裂化）原料进入裂解炉时，同时按比例通入氢气，以减少反应产物中的芳香族化合物，提高反应产物收率，改善产品质量的裂解（裂化）工艺，可称为加氢裂解（裂化）。如焦化蜡油加氢裂解制干气、液化气、石脑油、轻柴油、重柴油。三、裂解（裂化）工艺关键设备和重点监控单元1.裂解（裂化）工艺的关键设备裂解（裂化）工艺关键设备是裂解炉。裂解炉是裂解工艺的核心设备，裂解炉内温度、压力、物料流量
4、等工艺参数都需要严格控制，裂解炉需要设置压力、温度检测系统。热裂解（裂化）和加氢裂解（裂化）的裂解炉内一般压力较高，裂解炉应设紧急放空阀、泄压系统以及压力与反应进料管线、加热炉、压缩机的联锁系统等安全设施。4 .裂解（裂化）工艺的重点监控单元裂解（裂化）工艺重点监控单元为裂解炉、制冷系统、压缩机、引风机、分离单元等。热裂解（裂化）和催化裂解（裂化）为吸热反应，需要设加热炉。加热炉加热温度与裂解炉内温度有直接关系，加热炉温度需要严格控制，具体控制方式根据加热炉加热方式采取不同手段，如：对燃料油炉可以控制燃料油进料量、进料压力、主风流量等；对电加热可以控制加热器电流、电压；对以熔盐或导热油作为热媒
5、的，可以控制热媒的温度、流量。对于加氢裂解（裂化），由于加氢反应为放热反应，反应开始后不需要加热即能维持反应温度，而且还需要通入过量的冷氢移出反应热,有些工艺还要使用冷媒移出反应热。所以加氢裂解炉内的温度调节主要依靠控制进料速率、裂解炉内压力、氢进料速率和冷媒流量等手段。裂解（裂化）工艺一般在高温高压下进行，反应物料大多为易燃易爆物质，若裂解炉出现泄漏或是进料管线混入空气，会发生火灾爆炸事故，所以裂解炉应设有开、停车惰性气体置换管线；蒸汽消防汽幕，加热炉炉膛内设有灭火蒸汽入口；在可能发生泄漏的位置设置可燃气体报警器；管道、设备上按相关规范安装防静电接地设置；适当位置设置阻火器、爆破片等安全附件
6、。四、危险性分析裂解（裂化）反应是一个高温吸热过程，所用的原料多为易燃易爆、毒性、腐蚀性物质，一旦泄漏危险性较大。1 .固有危险性固有危险性是指裂解（裂化）工艺中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。（1）火灾爆炸危险性裂解（裂化）工艺中原料均为有机物，有不同程度火灾危险性，同时裂解（裂化）产品大多为低沸点易燃液体或易燃气体，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源或明火有燃烧爆炸危险。在石油化工行业中，裂解（裂化）原料大多为分子量较高的可燃液体，如重油、储分油、渣油等，大部分沸点、闪点较高，不易发生爆炸。加氢裂解（裂化）工艺中使用的氢气为易燃气体，可与空气能形成爆炸性混合物；部分裂解（
7、裂化）工艺使用的原料为小分子有机化合物，闪点、沸点较低，可与空气形成爆炸性混合物，如乙苯，其闪点15（,为甲类火灾危险物质。裂解（裂化）产品主要为易燃液体和易燃气体，这些物质沸点、闪点较低，有些在常温常压下为气态，可与空气形成爆炸性混合物，这类物质储存压力较高，受热易蒸发使容器内压力升高导致容器物理爆炸。易燃液体如汽油、柴油、苯乙烯等，汽油闪点为-50,沸点40-200,属于甲类火灾危险物质，柴油闪点为38,属于乙类火灾危险物质，苯乙烯闪点34.4（,属于乙类火灾危险物质；乙烯、丙烯、丁烯等为易燃气体。（2）中毒危险性油品多为低毒或微毒类物质。原料油如重油、常减压储分油、渣油等，产品油如汽油、
8、柴油等均为混合物，其成分十分复杂，如重油主要组成为碳水化合物，同时含有硫磺（0.1-4%）及微量无机化合物；常压偏分油，含包括芳香烧、脂肪烧、环烷妙以及部分含硫、氮杂质等；汽油、柴油主要为不同沸点脂肪烧、环烷烧。裂解（裂化）工艺中所涉及的芳香族化合物、脂肪烧的卤代物等具有一定毒性。（3）腐蚀及其他危险性裂解（裂化）工艺中涉及物质的腐蚀性差别很大，部分物料如汽油、柴油、丙烯、乙苯、乙烯、丁烯等腐蚀性较低，部分原料油如有的重油、僧分油中含有腐蚀性物质，具有较强腐蚀性，而有些裂解（裂化）工艺中需加氢，在高温高压工艺条件下，氢对钢制设备有一定腐蚀性（氢脆）。2 .工艺过程的危险性裂解（裂化）反应是一个
9、高温吸热过程，所用的原料多为易燃易爆、毒性、腐蚀性物质，因此在裂解（裂化）反应过程中存在诸多不稳定因素。（1）反应过程的危险性热裂解（裂化）：热裂解（裂化）在高温高压下进行，装置内的油品温度一般超过其自燃点，若漏出油品立即起火。热裂解过程中产生大量的裂解气，且有众多的气体分离设备，若发生气体泄漏，会形成爆炸性混合物，遇热源或明火有燃烧爆炸危险。催化裂解（裂化）：催化裂解（裂化）一般在较高温度（460-5201）,0.0.2MPa下进行，火灾危险性较大，若操作不当，再生器内的空气和火焰进入裂解炉会引起恶性爆炸。U形管上小设备和小阀门较多，易漏油着火。在催化裂化过程中，还会产生易燃的裂化气，若烧焦
10、、活化催化剂处理不当，还可能出现易燃、有毒的一氧化碳气体。加氢裂解（裂化）：加氢裂解（裂化）大量使用氢气，而且反应温度和反应压力都较高，在高压下氢气与钢材发生反应，产生氢腐蚀，使碳钢的强度下降而硬度增大，如设备或管道更换不及时，会在高压下发生容器爆炸。加氢裂解（裂化）工艺过程中有硫化氢气体产生，当出现泄漏，可能引发中毒事故，同时工艺中产生的硫化氢对工艺设备也有腐蚀性。另外，加氢反应是强放热反应，裂解炉必须通入过量冷氢控制温度，防止设备局部过热，防止加热炉炉管烧穿或高温管线、裂解炉漏气而引起着火。在开、停车时，惰性气体吹扫不完全，设备内有残留氢气或空气，在停、开车时都会引起火灾、爆炸事故。（2）反应安全风险评估按要求开展反应安全风险评估的企业，应按照精细化工反应安全风险评估导则（试行）进行反应安全风险评估，综合反应安全风险评估结果，考虑不同的工艺危险程度，建立相应的控制措施。3 .危险和可操作性分析针对具体的裂解（裂化）工艺，应在基础设计阶段开展危险和可操作性分析（HAZOP）,及预先危险分析（PHA）或事故树分析（ETA）等定性、定量风险评价方法，对整个工艺过程的危险性进行分析。
