制氫-裝置重點部位設備說明與危險因素及防范措施

制氫—裝置、要點部位設備說明與危險要素及防備舉措制氫—裝置、要點部位設備說明與危險要素及防備舉措制氫—裝置、要點部位設備說明與危險要素及防備舉措制氫—裝

置、重

點

部位

設備

說明與

危險要素及

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，跟著加氫技術的發(fā)展，對氫氣的需求量日趨增添，一般關于加氫裝置好多的煉油廠，除利用重整副產氫外，尚須有專門制氫裝置。我國第一套輕烴蒸汽轉變制氫裝置是20世紀60年月建成的，隨后又陸續(xù)成立起多套制氫裝置，這時期的氫氣凈化技術為化學凈化法。進入20m世紀80年月此后，跟著變壓吸附技術的發(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。以產品精制方法分：有化學凈化法制氫：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、要點部位及設備(一)要點部位制氫裝置的原料及產品多為易燃、易爆物質，整個裝置區(qū)內都擁有較大危險性，此中危險性最大的地區(qū)屬轉變爐區(qū)和壓縮機區(qū)。(二)主要設備1．制氫轉變爐轉變爐是制氫裝置的核心設備，它處于高溫、高壓、臨氫狀態(tài)下操作，對爐管材質及構造有嚴格要求。當前，流行的轉變爐有三種爐型：一是以托普索公司為代表的側燒爐：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變爐。?國內流行的為頂燒爐和剛燒爐。轉變爐爐管一般為DNl00mm×l2000mm，材質為HK—40或HP—40的離心澆鑄管，因為爐管的溫度高，設計時應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，關于每個吸附床來講，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，在設計、制造時要惹起足夠重視。三、危陡峭素及其防備舉措本裝置在火災危險性分類中為甲類危險性裝置。(一)開歇工時的危陡峭素及其防備舉措1．動工時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，裝置在設計、施工中間必然存在一些問題，經過檢查，發(fā)現(xiàn)問題，并進行整頓，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留在系統(tǒng)內的雜質，以保證裝置安全順利動工，吹掃時應注意采納適合的吹掃介質。(3)裝置氣密制氫裝置系統(tǒng)氣密是裝置動工階段一項特別重要的工作，氣密工作的主要目的是查找漏點，除去裝置隱患，保證裝置安全運轉。加氫反響系統(tǒng)的氣密工作分為不一樣樣壓力等級進行，低壓氣密階段所用的介質為氮氣。(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)內的水分，脫除加熱爐耐火資猜中的自然水和結晶水，燒結耐火資料，增添耐火資料的強度和使用壽命。加熱爐烘爐時，裝置需引進燃料氣，在引燃料氣前應仔細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)。加熱爐烘爐時應嚴格按烘爐曲線升溫、降溫，防備升溫過快，耐火資猜中的水分快速蒸發(fā)而致使爐墻坍毀。余熱鍋爐煮爐的目的是除去鍋爐系統(tǒng)內的施工時留下的鐵銹和油脂，以保證動工后能盡俠產出合格蒸汽。(5)催化劑及吸附劑裝填催化劑裝填應嚴格按催化劑裝填方案進行，催化劑裝填的利害對制氫裝置的運轉狀況及運轉周期有重要影響，催化劑裝填前應仔細檢查反響器及其內構件，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行，保證催化劑裝填平均，不然在動工時反響器內會出現(xiàn)偏流或“熱門”，影響裝置正常運轉。催化劑裝填時工作人員需要進入反響器工作，所以，要特別注意工作人員勞動保護及安全問題，需要穿勞動保護服飾，帶能供氧氣或空氣的呼吸面罩，進反響器工作人員不帶其余雜物，以防備異物落入反響器內。(6)系統(tǒng)氣密及置換在達成催化劑裝填后，系統(tǒng)必然從頭進行氣密檢查，制氫系統(tǒng)置換分為兩個階段，即空氣環(huán)境置換為氮氣環(huán)境、氮氣環(huán)境置換為可燃氣環(huán)境。在空氣環(huán)境置換為氮氣環(huán)境時需要注意，置換達成后系統(tǒng)氧含量應(7)脫硫系統(tǒng)升溫動工假如原料的硫含量高，加氫催化劑需要進行硫化，如原料的硫含量較低，可不進行硫化。氮氣置換合格后，成立氮氣循環(huán)，系統(tǒng)升溫。(8)轉變、中變催化劑復原轉變催化劑在使用前需要將NiO復原為金屬Ni，中變催化劑的Fe2O3須復原為Fe3O4。(9)轉變進氣、中變催化劑連續(xù)放硫裝置進原料氣，中變催化劑連續(xù)放硫。(10)PSA部分動工PSA部分動工應嚴格按動工方案進行，PSA部分禁止帶水，免得破壞吸附劑。調整操作向外供氫調整系統(tǒng)操作，氫氣質量合格后向用氫裝置供氫。2．歇工時的危陡峭素及其防備舉措制氫裝置歇工過程中屬于不堅固過程，操作參數(shù)變化大，如不注意也簡單發(fā)生問題。所以，歇工過程應仔細組織，嚴格按歇工方案進行。(二)正常生產時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整時必然恪守“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)，必然嚴格按工藝技術指標控制各反響器的反響溫度。3．督查轉變催化劑性能變化狀況轉變反響為強吸熱反響，假如催化劑活性降落，轉變爐管的壁溫會顯然高升，所以，經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，應采納舉措，進行辦理。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，應選擇經濟、合理、方便的控制方案對反響系統(tǒng)的壓力進行控制。5．控制毒物含量轉變催化劑對硫、氯、砷等雜質要求特別嚴格，一般要求S6．加熱爐的控制加熱爐是制氫裝置的重要設備，加熱爐的使用應惹起重視。加熱爐各路流量應保持平均，并且不低于規(guī)定的值，防備爐管結焦；保持加熱爐各火嘴焚燒平均，盡量使爐常內各點溫度平均：控制加熱爐各點溫度不超溫；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)，必然嚴格控制，任何時候都不可以低于給定值。8．PSA部分操作調整調整PSA部分的操作系統(tǒng)，使PSA部分達到合格的產品純度及回收率。(三)設備腐化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、高壓下則會產生腐化，使資料的機械強度和塑性降低。高溫氫腐化的機理為氫氣與資猜中的碳反響生成甲烷，使資料的機械強度和塑性降低，形成的甲烷在鋼材的晶間齊聚，使資料產生很大的內應力或產生鼓泡、裂紋。至于在什么條件下產生腐化，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，當氫氣從資猜中溢出后，資料的力學性能就能恢復。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，因為氫氣溢出的速度很慢，這時資猜中的氫氣處于過飽和狀態(tài)，當溫度冷卻到150℃時，大批的過飽和氫氣匯齊聚在資料的缺隱處，如裂紋的前端，惹起裂紋擴展。所以裝置歇工時降溫、降壓的速度應進行適合的控制，進行脫氫辦理。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，氫氣的存在增強了

H2S的腐化作用，同時，

H2S的存在也增強了氫氣的腐化作用。該種腐化的防治方法是選擇抗

H2S腐化材質。4．濕H2S的腐化濕H2S的腐化形態(tài)主要有：電化學腐化惹起的表面腐化；H2S腐化過程中，產生氫原子惹起的氫脆、氫裂；硫化氫惹起的應力腐化破碎。該種腐化的防備方法為：U2S濃度不高時，使用一般碳素鋼，適合加大腐化裕度，在設備制造及施工中進行除去應力辦理；當H2S濃度較高時，采納抗H2S腐化資料，或對設備內壁進行內噴涂辦理。(四)制氫裝置的安全設備1．設備平面部署制氫裝置火災危險性屬于甲類，設備平面部署按《石油化工公司設計縱火規(guī)范》(GB50160--92)中的要求進行部署。同類設備集中部署。2.消防設備制氫裝置內設有環(huán)行消防道路，以利于發(fā)惹禍故時消防車出入。裝置內設有環(huán)行消防水管網(wǎng)，裝置內設有多處消防蒸汽服務站，裝置內設置有必然數(shù)目的干粉式滅火器。3．防火、防爆制氫裝置內的截止多為易燃、易爆介質，裝置內的電器、儀器設備均采納防爆型設備管道、設備上安裝防靜電接地設備，要求接地電阻不大于4?4．加熱爐安全設備加熱爐四周設有蒸汽消防汽幕，加熱爐爐膛內設有滅火蒸汽進口。5．可燃氣體報警器在可能發(fā)生可燃性氣體泄露的地點，安裝可燃氣體報警器。6．氣防用品因為制氫裝置內有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．安全閥按設計要求，凡需要安裝安全閥的部位均安裝有安全閥，并且按相關安全要求為雙安全閥。(五)制氫