50万吨/年催化热裂解制乙烯装置主要危险有害因素研究
随着我国经济社会的快速发展,为了满足我国对乙烯、丙烯日益增长的需要,北京石油化工科学研究院开发的催化热裂解工艺。
催化热裂解工艺技术拓宽了乙烯生产的原料来源,而且由于操作条件缓和,设备材质要求较低,投资相对较少,主要原料常压渣油价格较低,与国内现有乙烯装置比较,有较好的经济效益和较强的市场竞争力。
本文主要针对催化热裂解生产过程中存在的主要危险和有害因素进行了研究。
一、催化热裂解的主要工艺概述 CPP生产装置包括反应再生系统、乙丙烷裂解炉系统、裂解气精制与分离系统、裂解石脑油精制系统、酸性水及废碱液处理系统。CPP建设项目采用新型催化剂及催化热裂解工艺和前脱丙烷深冷分离流程,得到聚合级的乙烯及丙烯产品。
二、生产过程中主要危险和有害因素研究
催化热裂解的反应过程十分复杂,种类繁多,其目的是使大分子烃类裂解为小分子烃类的化学反应,其生产过程中火灾危险性为甲类。
1.反应再生系统
1.1反应器是生产装置中的关键设备,反应器内的主要危险物质为常压渣油、裂解石脑油、裂解轻油及裂解气,且器内操作温度在600℃左右,反应器超温会烧坏器内设备,反应器内的物料温度超过其自燃点,一旦发生泄漏会立即引起火灾。
1.2反应器是油料与高温催化剂进行接触反应的设备,再生器是主风与催化剂混合流化烧焦的设备,两器之间有再生斜管和待生斜管连通。两器的压差是生产装置最重要的安全问题之一,如果两器的压差和斜位控制不好,催化剂将倒流,流化介质互串而导致设备损坏,并引起燃烧爆炸事故。
催化剂若夹带油气进入再生器,会引起火灾爆炸事故。
1.3反应器、再生器及催化剂输送斜管都有耐磨和耐高温衬里保护,如施工质量不好、操作超压或局部过热能使衬里出现裂纹和脱落,造成内壁腐蚀,严重时会导致火灾爆炸事故。
1.4原料渣油对设备和管线的腐蚀较严重,加上流化催化剂的磨损,一旦穿孔,油品喷出会立即自燃起火。
1.5分馏塔是生产装置中的重要设备,含有催化剂粉末的重油在高速流动下,容易冲蚀管线设备,由于其内介质温度高达430℃左右,一旦发生泄漏高于介质的自燃点温度,会立即引起火灾事故。
分馏塔底液面超高至油气线入口时,会造成反应器憋压,若处理不当,会导致油气、催化剂倒流而造成恶性火灾爆炸事故。
1.6油气急冷器和直冷塔起到为裂解气快速降温、移除热量的目的,由于温差较大,如果材质不良,易发生相变而损坏,一旦裂解气泄漏,极易发生火灾爆炸事故。如果物料换热效果不良,冷却不及时,易造成油气结焦,堵塞管道,甚至发生爆炸事故。
1.7油气急冷器、油浆泵及油浆管道内的油浆含有催化剂颗粒,易堵塞、磨损设备和管道,由于其内介质温度达360℃左右,一旦泄漏高于油浆自燃点温度,