乙烯裂解分离单元操作安全技术

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日期：______年_____月_____日

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乙烯裂解分离单元操作安全技术

裂解分离装置是以轻柴油、石脑油为原料，通过管式裂解炉进行热裂解反应，生产乙烯、联产丙烯、混合碳四、裂解汽油等产品。生产工艺复杂，危险性大，具有易燃、易爆、易中毒的特点。装置的主要化学反应有裂解反应、乙炔加氢反应、甲基乙炔和丙二烯加氢反应。最典型的裂解反应其机理十分复杂，同一种烯烃可以平行地发生多种反应(一次反应)又可以连串地发生许多后继反应(即二次反应)。为了减少不必要的二次反应，往往要用高温短停留时间，低烃分子和较大的稀释蒸汽用量的工艺方案。裂解分离单元主要包括裂解气冷凝初分馏、工艺水汽提和稀释蒸汽发生、气体分离、裂解气干燥、冷箱及脱甲烷、脱乙烷、乙炔加氢、乙烯精馏、脱丙烷及丙炔(丙二烯)加氢、丙烯精馏、脱丁烷、丙烯制冷、乙烯制冷等部分。各部分工艺操作各不相同，安全特点及危险性也各不相同，典型的操作问题如下：

(一)裂解炉超温结焦与火灾危险

裂解反应是在880℃高温下进行的吸热反应。由于温度高、停留时间短，温度与停留时间的控制非常严格。如果裂解温度过高或停留时间增长，二次反应增多，裂解物料就会成为焦油等胶质物，堵塞炉管，严重时会造成炉管烧毁、炉膛爆炸。所以一定要按要求认真进行岗位巡回检查，及时检查各点温度变化，要精心控制炉管出口温度，及时调整进料量和稀释蒸汽量；检查炉膛内氧含量和有机物含量；检查原料油和燃料油液位及各联锁和可燃气体报警仪等的运行情况，如有异常及时处理。

1．裂解炉在点火时注意事项

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(1)点火前必须分析可燃物。可燃物炉前应＜0．3％、炉膛＜0．2％。

(2)保持炉内合适的负压。

(3)点火棒在炉前点燃，不能使用轻质油或易挥发油类。

(4)人侧立火嘴前，防止回火伤人。

(5)火嘴突然熄灭，应立即关闭燃料气阀，等数分钟后重新分析、点火。

2．结焦的原因

裂解炉由于二次反应而出现“结焦先兆”，随着时间延长焦越积越多，以至会形成坚硬的焦层，不仅影响传热，降低乙烯收率，严重时会堵塞炉管，造成事故，所以炉管必须定期清理。炉管是否结焦，一是看炉管表面有无过热点或“热炉管”现象，炉管发红时，应立即进行清焦；二是大部分炉管表面平均温度达1070℃或任意一根炉管温度达1093℃时，应立即清焦。一般来说导致结焦的原因有：

(1)原料油中重双烯烃过多；

(2)反应温度高；

(3)进油量低，停留时间长；

(4)稀释蒸汽量小；

(5)火焰不均，局部过热；

(6)原料和稀释蒸汽进料分布不均匀；

(7)原料预热器漏。

(二)消除可燃物泄漏是操作安全的保证

(1)乙烯、丙烯等高压气体泄漏时无色，烯烃类异味也不大，不易引起人们注意。操作中一定要一点一滴地消除装置的跑、冒、滴、漏；

(2)高温裂解和乙炔加氢过程中，可能生成乙炔低聚物(绿油)等，

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如果泄漏，遇空气会发生火灾爆炸事故。(三)裂解气压缩机安全操作在压缩操作中，乙烯压缩机、丙烯压缩机和裂解气压缩机(俗称“三机”)以其功率大、设备复杂、操作难度大、操作要求高、危险性大而最具有典型代表性。乙烯压缩机、丙烯压缩机和裂解气压缩机都为多段离心式压缩机，裂解气压缩机负荷变化大，压缩过程冷凝液多，压缩机“喘振”威胁较大，操作危险性也比较大。

1．正常操作要点

(1)精心检查，及时排出冷凝液，防止压缩机带液；

(2)精心调整润滑和冷却系统，防止压缩超温，防止传动部位润滑不良而发热；

(3)精心操作，仔细检查各传动部位的声音和运转情况，及时发现和处理设备故障；

(4)调整稳定和平衡各段进气量，防止超压，防止压缩机“喘振”；

(5)随时检查各仪表及联锁的运行情况，检查可燃气体报警仪运行情况和消防器材完好备用情况。检查设备系统的泄漏情况。

2．“喘振”操作处理

“喘振”也称为“脉振”，是压缩机操作中时常遇到的问题。压缩机喘振严重时会造成机组损坏。运行中如果压缩机出现流量、排气压力周期性波动，压力表和流量表强烈摆动，有周期性气流吼声，机组的机体、轴承的振幅急剧增高，机组出现强烈振动等异常现象就是压缩机的喘振。

喘振的基本原因是通过压缩机入口的流量过小、已接近或进入压缩机设计性能的喘振区。从而使压缩机排出压力下降，造成管网中高压气体倒灌，而压缩机又将气体压到出口和管网，这就形成气流振荡，造成

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强烈的机械振动并发出吼声。

(1)工艺上防喘振的措施有：

①压缩机出口系统高压气体放火炬，以增加压缩机入口流量；

②回流，即将压缩机出口后系统部分高压气体回流到压缩机入口，以增加压缩入口流量；

③增设防喘振的自动控制系统。

(2)在实际操作中，引起喘振的主要表现为：

①压缩机段间流量不够；

②段间压缩比不平衡；

③机体带液；

④吸入压力低；

⑤吸入温度高；

⑥入口过滤网堵；

⑦五段出口压力过高；

⑧气体分子量变化大；

⑨防喘振系统失灵，仪表或仪表空气出现问题；

⑩机体、管道、出口换热器等结焦。

(3)操作中处理喘振通常使用以下方法：

①调整段间流量；

②调整段间压力；

③机体及系统排液；

④查明原因，适当降低温度；

⑤降低转速、调节循环量；

⑥请示车间处理；

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⑦五段出口适当放火炬，查明原因处理；

⑧检查仪表、自控系统，联系仪表处理。

乙苯、苯乙烯安全生产要点

1工艺简述

包括用苯烷基化制取乙苯和用乙苯脱氢法生产苯乙烯。工艺过程由烷基化、洗涤、乙苯精馏、脱氢、苯乙烯精馏等工序组成。

简要工艺过程是将原料苯干燥使之含水小于10ppm，配入助催化剂无水氯化氢，同乙烯和三氯化铝催化剂络合物进入烷基化/烷基转移反应器，在温度180℃、压力0.91MPa下进行烷基化/烷基转移反应。

反应的物料经闪蒸回收氯化氢，再进入串联的三级洗涤系统，除去三氯化铝和氯化氢。洗涤后的烷基化液送入精馏系统，烷基液被分离成苯、乙苯、多乙苯和残油。苯和多乙苯返回烷基化/烷基转移反应器，乙苯产品送贮罐。

将乙苯和初级蒸汽过热后与主蒸汽混合（蒸气：乙苯=1.3：1）进入第一级反应器。在入口温度628℃、出口压力0.0486MPa和催化剂作用下进行脱氢反应，然后于入口温度631℃、出口压力0.04MPa下在第二级反应器中继续脱氢生成苯乙烯，脱氢混合物经废热锅炉、过热蒸汽降温器、空调器降温、冷凝。分离器出来的脱氢液进精馏系统，分离苯乙烯、乙苯、苯、甲苯得到苯乙烯产品。乙苯、苯返回使用。付产品甲苯送罐区。

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本装置生产过程的物料乙苯、苯、苯乙烯、多乙苯、氢气等都具有易燃、易爆、有毒、有害的特性，有些具有强腐蚀性，如氢化氢，催化剂络合物等。

2重点部位

2.1烷基化反应系统它是乙苯生产的核心部位。反应时温度、压力较高，反应条件较苛刻，物料易燃、易爆且有强腐蚀性。反应器需使用性能良好的防腐隔热衬砖为衬里。其它设备和阀门、管线均采用特殊防腐材料，但仍存在着跑、冒、滴、漏的危险。该类装置曾发生反应器被腐蚀而泄漏的事故。另外，一旦水进入反应器会使催化剂络合物中毒，并造成设备、管线堵塞。某厂苯乙烯装置因该反应器出料口堵塞而被迫停车。

2.2催化剂络合物配制系统该系统用苯、多乙苯、三氯化铝、无水氯化氢配制催化剂络合物供烷基化/烷基转移反应使用。物料具强腐蚀性；系统若进水会使催化剂失活并分解产生沉淀堵塞管线，威胁整个烷基化反应。某厂苯乙烯装置曾因配制系统反应器出口堵塞被迫停车清理。

2.3脱氢反应系统脱氢反应器是脱氢单元的核心部位。反应器的进料乙苯和蒸汽是在高温、负压下操作。水比过低，频繁开停车会缩短催化剂寿命。催化剂床层进水浸泡会彻底毁坏催化剂。脱氢尾气含80%（分子比）的氢气，系统中若有空气进入是很危险的，空气进入反应器使催化剂床层产生过热点，有烧坏催化剂和设备的危险。空气进入尾气系统则形成爆炸混合物，当尾气作燃料气时有回火危险。尾气压缩机出故障时，脱氢单元只得正压低负荷生产，并且尾气排入大气，增加了危险性。整个系统物料中均含有苯乙烯。苯乙烯易自聚产生堵塞，严重时被迫停

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车清理。蒸汽过热炉烧嘴火焰和炉温控制不好会烧坏炉管，损坏炉墙造成停车。某厂苯乙烯装置开车时曾发生过催化剂床层大量进水被迫更换新催化剂；乙苯蒸发系统被大量苯乙烯聚合物堵塞；苯乙烯蒸汽过热炉飞温使整个过热炉烧毁等事故。

2.4无硫阻聚剂配制系统本系统配制乙苯，苯乙烯塔所用的阻聚剂。如果本系统出故障，会使塔釜中阻聚剂含量迅速降低，有造成苯乙烯自聚的危险。配制用料2，4──二硝基苯酚毒性大，干燥时易燃易爆。溶剂用苯乙烯或乙苯，配成20%溶液，当低于40℃时可结晶析出，堵塞管路、设备和阀门，某厂曾发生过配制系统管路堵塞被迫停车和配制系统动火引燃保温层中积存的阻聚剂造成烧伤的事故。

3安全要点

3.1烷基化反应系统

3.1.1应严格监视反应器的温度、压力，进料苯和多乙苯中的水含量应小于10ppm。反应器开停车应严格控制开、降温速度；反应器系统的联锁必须正常投入使用，定期校验联锁并有记录。

3.1.2岗位巡检时，应加强对反应器的监视。定期用特殊的红外测温仪测定反应器有无过热点，发现过热点必须立即紧急处理；反应器降温用的喷淋水必须保持随时可用，至少每月试验一次。

3.1.3应严格进行检查反应器开车前的气密试验和干燥。

3.1.4应经常检查易被腐蚀的设备、管线、阀门、仪表的腐蚀情况。防腐衬层、设备及管线的壁厚。发现问题及时修理或更换。

3.1.5酸性物料泄漏时要用碱中和后，再放入废油。在地下废水槽及事故槽中工作时，应穿戴相应的防护用品，事故槽应经常保持无液面或低液面。

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