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加氢工艺危险性分析

作者:安全管理网  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2011年07月17日

  加氢反应大多为放热反应,而且大多在较高温度下进行,氢气以及大部分所使用的物料具有燃爆危险性,一部分物料、产品或中间产物存在毒性、腐蚀性。一旦出现泄漏、反应器堵塞等故障,发生火灾、爆炸的危险性很大。

  1、固有危险性

  固有危险性指加氢反应中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。

  1.1火灾危险性:

  1)氢气:与空气混合能成为爆炸性混合物、遇火星、高热能引起燃烧。室内使用或储存氢气,当有漏气时,氢气上升滞留屋顶,不易自然排出,遇到火星时会引起爆炸。
  2)原料及产品:加氢反应的原料及产品多为易燃、可燃物质。例如:苯、萘等芳香烃类;环戊二烯、环戊烯等不饱和烃;硝基苯、乙二腈等硝基化合物或含氮烃类;一氧化碳、丁醛、甲醇等含氧化合物以及石油化工中馏分油、减压馏分油等油品。
  3)催化剂:部分氢化反应使用的催化剂如雷尼镍属于易燃固体可以自燃。
  4)在氢化反应过程中产生的副产物如硫化氢、氨气多为可燃物质。

  1.2爆炸危险性:

  1)物理爆炸:加氢工艺多为气液相或气相反应,在整个加氢过程中,装置内基本处于高压条件下进行。在操作条件下,氢腐蚀设备产生氢脆现象,降低设备强度。如操作不当或发生事故,发生物理爆炸。
  2)化学爆炸:加氢工艺中,氢气爆炸极限为4.1%-74.2%,当出现泄漏;或装置内混入空气或氧气;易发生爆炸危险。

  在某些加氢工艺中如一氧化碳加氢制甲醇工艺,其原料一氧化碳亦为易燃易爆气体,产品甲醇为甲B类可燃液体,在操作温度下甲醇为气态,当出现泄漏也可能导致设备爆炸。如苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、丁醛气相加氢生产丁醇等工艺中原料、产品在常温下为液态,但在操作条件下为气态,出现泄漏导致爆炸。另外,如硝基苯液相加氢生产苯胺等工艺,反应温度、压力相对较低,反应为气液两相反应,其爆炸危险性主要来自氢。

  1.3中毒危险危害性:

  氢化反应中不同原料和产品毒性差别较大,具体如下:
  1)不饱和烃及馏分油;如环戊二烯、乙炔、常、减压馏分油等无毒
  2)芳香烃:如苯酚、甲苯等为中低毒性物质,部分有腐蚀性。
  3)含氮化合物:如硝基苯、苯胺等有较强的毒性。

  1.4腐蚀及其他危险性:

  氢化反应腐蚀性具体如下:
  1)氢:氢化反应大多在高温高压下进行,在这种条件下,氢可以对设备钢材产生腐蚀,出现钢脆现象。
  2)其他:在石油化工中加氢精制多同时伴随脱硫脱氮过程,产生的副产品硫化氢、氨气等物质均有腐蚀性。

  对于某些加氢工艺的原料或产品本身带有腐蚀性,如苯酚。

  2、工艺过程危险性分析

  加氢反应过程为放热反应,且反应温度、压力较高,所用原料大多为易燃易爆,部分原料和产品有毒性、腐蚀性。所以加氢反应工程中存在诸多不安全因素。

  加氢反应均为放热反应,当反应物反应不均匀、管式反应器堵塞、反应器受热不均匀等原因造成的反应器内温度、压力急剧升高导致爆炸或局部温度升高产生热应力导致反应器泄漏导致爆炸。氢高压下腐蚀工艺设备,使设备强度下降导致物理爆炸或产生泄漏导致爆炸。

  加氢反应均为气相或气液相反应,设备操作压力均为高压甚至超高压,因此对反应器的强度、连接处的焊接、法兰连接有较高的要求。

  本指导方案在实际应用中,某工艺产品的具体危险应按危险与可操作性分析(HAZOP)或预先危险分析(PHA)或事故树分析(ETA)等风险评价方法,对整个工艺过成的危险性进行分析。

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