柴油加氢装置的危害因素分析与安全控制

韩宗念(中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司,河北 任丘 062552)

柴油加氢精炼提制是指石油制品在氢气压力下调整其品质的过程。该化工过程的工艺特殊性是不但具备很高的温度和压力，而且还伴有强烈热效应的化学反应过程，其工艺介质一般属于甲等危险化学品，在制备过程中伴有大量有毒、致爆气体H2S、NH3产生。故极易引发各类安全生产和人员中毒事故，发生设备事故的频率亦相当高[1]。两千零九年，我们国家安全生产监督管理总局颁发了第一批需要给予特殊监管的危险化学品名录中，把十五类化工生产工艺流程确定为必须实施特殊监督管理的化工生产过程，柴油加氢装置即被收录在内。所以，给柴油加氢流程做风险评估和做风险控制方法的调研即显得尤为重要。

1 加氢基本工艺流程介绍

加氢精炼化工流程包含的类型有石脑油加氢、煤油加氢、柴油加氢、润滑油加氢和石蜡加氢等若干种工艺。

柴油加氢精炼制备过程说的是在有加氢Cat存在时，H2气在特定的压力、温度状态下，把柴油中固有的S、N、O等无机化合物，经历相关的化学反应过程而转变为容易除掉的H2S、H2O、NH3，将不稳定的烯烃及一部分环状饱和烃性质改变，进而加大油品的稳定性，降低它的腐蚀性、改善其可燃性能及另外的相关性能，提升柴油的品质档次。

2 工艺运行过程中的危险因素说明

2.1 工艺基本危险要素介绍

柴油加氢工艺流程属于连续化运行的生产过程，而且在较高的温度、压力及存在H2气工艺介质参与反应的情况下进行控制。在装置运行时直接参与化学反应的基本工艺物料和溶于其中的其它物料介质全部属于能够燃烧、易于燃烧及易于发生爆炸的气液两相物质，特别是占主要成分的工艺油类和极具燃烧性和爆炸性的氢气存在相当大的危险性。而且装置运行中由于化学反应而产生的相当量的H2S和胺，另有配合原料硫化物均是有剧毒危险化学品。流程区域的大部分空间都是甲类易于发生火灾和爆炸事故的危险地带。基本危险因素有爆炸类、毒、电、高温、噪声、机械、粉尘等各种危险性和可能给人身带来的各种伤害。

2.2 工艺流程危险特点分析

柴油加氢的化学反应为伴有放出热量的化学反应过程，而且在很高的温度压力状态下运行，作为其主要反应组分的柴油处于四百摄氏度的状态下，压力为八兆帕斯卡的氢气，另外尚有轻烃、汽油等有机组分。加氢反应流程中反应油气进行热、冷高纯度分离过程系有突出危险性的操作调节点，需要特别的加强调节控制，严守工艺指标。

2.3 火灾、爆炸危险性介绍

柴油加氢工艺流程系具有甲类火灾危险性的生产装置。工艺流程运行设计到的各种油类及氢气基本上都属于易燃易爆介质，在很高的温度、压力和催化剂存在的状态下，反应介质油中的S能够和H2发生化学反应产生具有强腐蚀性的H2S。另外，所添加的配合化学制剂也属于易燃物。在有H2介质参与反应的情况下，具有很高温度和压力的H2组分可以给普通金属设备的内表面带来严重的氢腐蚀[2]。

3 反应流程安全防护对策

3.1 工艺、设备方面安全手段

3.1.1 加氢装置的混氢点、注水点，一定要有专用的高液位报警开关，应设置止逆阀，并确保好用。

3.1.2 对装置原料油罐，为减少原料油在换热器、加热炉炉管和反应器中结焦，避免原料油与空气接触生成聚合物，建议设计时对原料罐采用氮气措施，并设压力控制系统及安全排放设施（安全阀）以防止原料油倒串影响系统安全生产。

3.2 自动控制手段

依据《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三[2009]116号）的规定，柴油加氢装置为危险化工工艺。按文件要求应对柴油加氢装置原料油的加热炉、高压加氢的反应系统、反应物质的冷却分离系统、循环氢压缩系统、原料供给系统和紧急泄压等工艺过程进行重点监测和控制。自控设备的选型应严格满足防爆、防腐和控制等要求。

4 结语

柴油加氢流程工艺组分具有易燃、易爆等特性，且在高温、高压和临氢条件下控制；一些介质拥有毒性和腐蚀性，历程潜在的基本危险系火灾爆炸、中毒。要运用相当成熟工艺和牢固设备，设置安全控制装置，保证电气及自控仪表灵敏准确，严控流程的编制、安装、施工，强化运行安全监管，重视工艺管理和设备维护，方可确保设备安全、长周期运转。

[1]匡永泰，高维民.石油化工安全评价技术[M].北京:中国石化出版社,2005:77.

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫局.GB理91147一2003车用柴油[S].北京:中国标准出版社,2003.