学文网摘 要：渣油加氢装置操作环境高压、高温、临氢，装置内物料易燃易爆，一旦发生事故，后果不堪设想。针对渣油加氢装置操作安全性进行分析探讨，采取合理有效的防范措施，降低和避免安全事故的发生。
关键词：加氢装置；操作安全；预防
渣油加氢处理工艺是在高温、高压和催化剂存在的条件下，使渣油和氢气进行催化反应，脱除硫、氮、金属等杂质，降低渣油残炭值，并生产部分轻质油品，为下游装置提供清洁原料，反应属于放热反应。相对其它馏分油加氢工艺，渣油加氢反应条件非常苛刻，操作安全性要求更高，所以渣油加氢装置设计方面特别重视装置安全操作的保障条件，从工艺技术、设备选型以及材质等级等多方面选择最合理方案进行设计，从根本上保证装置操作安全性。但是，在日常生产操作过程中，还是因多方面因素的影响，造成装置操作安全事故。下面我们对常见的一些问题进行分析，寻求防范措施。
1 飞温分析与预防
由于渣油加氢工艺是高温、高压、临氢、强放热催化加氢过程。一旦反应热量不能平衡，极易超温，超温不能及时处理，继而发生飞温，飞温不能迅速有效遏止，将导致灾难性后果。轻则烧损催化剂（云南石化渣油加氢装置仅催化剂就价值2亿元以上），重则发生爆炸事故。
产生飞温的主要因素。一是循环氢量的影响，加氢工艺上采用大量循环氢来携带反应热，限制绝热温升。循环氢的用量是化学反应所需氢量的10倍左右。若氢循环发生故障，循环氢突然减少，肯定会导致反应器内热量积累，造成飞温。对此，有专门的研究表明，对于一个3m高的床层，入口温度为220 ℃，循环氢量突然减少为原来的1/4，在920秒时，床层最高温度可超过进口温度达170℃。二是床层入口温度的影响，反应器进口温度是敏感的操作参数，进料量突然减少或中断，加热炉操作失灵，都很可能导致入口温度异常上升。三是液相进料突然减少的影响，液相进料突然减少，床层喷淋密度下降，必然影响到床层催化剂表面浸润率，气固催化加氢往往导致深度加氢二次反应而引起飞温。因此一般遵从先降温后降量的原则，但反应床层有相当的静贮液量，在一个很短的时间内，能保持催化剂的润湿，在大量循环氢的情况下，如果处理及时一般不会导致飞温。
飞温的处理方法。目前，处理加氢装置飞温的方法有三种，循环氢压缩机正常运转时，一旦出现异常温升，应立即打入冷氢，特别是要防止温度传入下一床层，引起联锁反应。这种情况在生产中遇到的比较多，只要发现及时，运用冷氢处理得当，一般不会导致飞温发生。如果循环机停运，或者冷氢无法控制正常温升，这时应迅速启动0.7MPa/min或2.1MPa/min泄压，云南石化泄压为1.05MPa/min或2.1MPa/min。通过泄压快速带走反应积聚的热量，达到降低温度，保护催化剂的目的。但特别注意在泄压过程中床层温度反弹，这时可以引入高压事故氮气降温。
2 泄漏分析及预防
发生泄漏是炼油化工装置最常见的事故现象，甚至一些小的“跑冒滴漏”都已经习以为常了，但是严重的介质泄漏将会造成火灾、爆炸以及人员中毒等恶劣生产事故甚至灾难。
某炼油厂装置停工时，先切断了换热器管程的冷却水，壳程中的液化气由于停工泄压，温度变得更低，管程的水冻结，断裂7根螺栓。再次开工，液化气泄漏进入冷却水系统，水管线压爆，漏出的气体被40m外的加热炉引燃，发生火灾事故。这是一起典型的可燃介质换热器泄漏造成的事故。在操作过程中没有充分意识到液化气泄压汽化时产生冻结，对此类换热器操作安全没有重视。渣油加氢装置设置有类似介质换热器，在操作过程中必须将可燃介质置换干净之后再停冷却水。
某炼油厂2001年加氢装置高压空冷管束破裂。一根为纵向开裂，破口部位最小壁厚0.8mm，；另一根为环向爆裂，爆口管壁壁厚为0.2～0.8mm。发现及时，装置紧急停工，未造成更大的事故和损失。事后从管束测厚分析来看，只有失效部位壁厚减薄较多。造成管壁减薄可能由于介质局部流速过快冲刷严重，或是注水量低管内结盐腐蚀。无论哪个因素造成的，都关系到装置操作的问题，如果空冷管束流量调整合理，保证足够的注水量，就不会产生管壁减薄。正常操作要求，管束内流速不大于6m/s；注水点处至少有20%的注入水为液相，同时必须控制注水的O2、Fe、CL-杂质含量。
云南石化渣油加氢装置注水点具有特殊的设备结构（见***1），并要求注水点后至高压空冷要一段距离，都有利于水在油气中充分分布，保证每条管束注水均匀。高压空冷入口管线充分均匀布置，充分保证每条管束介质流速正常而且平均。
3 高压窜低压分析与预防
首先我们要清楚渣油加氢装置高压连接低压的部位，然后采取措施进行监控和预防。例如，高压泵的最小回流线和暖泵线，高压分离器液位和界位控制阀，大型机泵排凝线，高压仪表测量管道等等部位。在这些高低压部位发生过许多典型事故，如高压进料泵高压原料油窜入暖泵线造成污油罐喷油；新氢机级间分液罐排凝时间过长，高压氢气窜入放空罐超压；更换高压仪表测量管时连接处崩开伤人等等。
1987年英国格兰厅茅斯炼油厂加氢裂化装置正在开车，处在氢压力下，并用二个窜联控制阀将从1500Psi高压分离器出来的氢气送入150Psi的低压分离器进行氢循环。当控制阀以人工操作时，全开，使低压分离器超压，而该分离器的安全阀不能开到应有大小，30英尺高、直径为10英尺的分离器发生爆炸，大火在19小时后才被扑灭。事故原因很明显，就是高压窜低压，并且完全是操作问题，控制阀手动全开泄压，这是严格禁止的。下一步云南石化渣油加氢装置开工过程中必须避免类似问题出现。
针对不同的高低压连接部位，应采取措施避免窜压事故的发生。例如，对于运行和备用的设备，如高压泵、新氢机，其良好的运行及备用状态，可有效地防止高窜低事故的发生；高分的液、界位必须做到测量准确，针对其油品易凝的特性，要做好伴热保温； 调节阀一般不得走副线，如三返一控制阀，一般情况下不能打开其副线阀，而且控制高低压介质的调节阀应做到随时关闭；低压侧的系统压力测量及控制要可靠、有效，压力排放后路畅通；低压侧系统容器安全阀要投用。
4 憋压分析与预防
渣油加氢装置反应操作压力一般在15.0～20.0MPa之间，分馏部分操作压力较低，在1.0MPa左右，但不论高压和低压，如果发生憋压很容易造成设备炸裂或抽瘪，后果都非常严重。
某炼油厂酸性水罐开工时装水试运水泵，由于检查不够和违章操作，将此抽瘪。原因是，罐顶呼吸阀内部被堵死，不通气；压力引出线堵死，指示失灵；罐满时，用泵抽量过大且放水量过猛出，罐内形成负压，将罐抽瘪。
某炼油厂加氢精制装置开工，由低分串压到汽提塔进行气密，过程中压力超高，打开压力控制阀泄压，但压力仍继续升高，造成汽提塔安全阀起跳，影响了开工进度。原因是，压力控制阀前出厂时保护阀门的塑料盖没有拆除。
5 结束语
影响渣油加氢装置操作安全性的因素还有很多，例如结垢堵塞、腐蚀等，这里就不一一阐述了。通过上述问题的分析，大家应充分认识到渣油加氢装置的操作安全，它直接关系到人员的生命和企业效益。虽然，渣油加氢装置在设计方面吸取很多经验后采取了许多安全措施，但在实际操作过程仍会出现意想不到的事故，所以了解渣油加氢装置操作安全问题并采取措施避免，将是渣油加氢装置生产工作重点之一。
参考文献
[1] 李大东 加氢处理工艺与工程.中国石化出版社，2004.12.
[2] CLG渣油加氢脱硫工艺包.
作者简介：金永峰，男，工程师，2002年毕业于大庆石油学院精细化工专业，现从事加氢装置生产技术工作。
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