化工行业装置资料-石油化工

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1、在石油化工生产、加工、输送、储运中常常伴随着易燃、易爆、高温、高压、 深冷、有毒有害和腐蚀等危险因素，由于高温、高压、深冷能够，降低能源， 取得更好的经济效益，石油化工的生产工艺日益向高深发展，火灾的风险也随 之加大。例如石油裂解装置内的温度高达 800900，生产的反应压力在 10MPa 以上，需要在 100300MPa 的压力和 50300的高温下才能聚合生 成，乙烯生产要在103的低温下才能运送和储存。高温、高压、深冷易使 设备材料损坏，发生、改变，降低机械强度，低温会使得设备材料变脆易裂。 因此事故易发、多发性、突发性和严重危害性是石油化工装置的主要特点。 1987 年 7 月 8 日

2、的石化丙烯睛装置，1996 年 6 月 18 日的高化装置，1996 年 7 月 19 日和 2002 年 7 月 23 日的石化二次乙烯装置事故，以及今年 9 月 19 日 的高桥厂事故，都说明了石油化工生产装置的事故多发性和危害性。研究石油 化工装置的构造特点、火灾危险性和生产过程中的工艺要求，有助于我们了解 掌握石油化工装置的特征和事故发生的规律，有助于我们掌握事故处置的主动 权，针对性地采取处置对策，有助于减轻或消除事故危害。一、石油化工装置的构造特点及火灾危险性石油化工装置具有连续性、工艺过程的复杂性特特点，其装置布置高度密集， 管道纵横交错，密密麻麻，让人眼花缭乱。在错综复杂尽管石

3、油化工装置中， 我认为塔、炉、罐、槽、泵、管线是构成石油化工装置的基本要素。因生产物 料、产品工艺要求等不同，石油化工装置的工艺参数也有很大的差别。这里重 点分析以下装置： （一）蒸发与蒸馏装置蒸发与蒸馏装置是石油化工生产的重要单元，应用十分广泛，蒸发是在液体 表面发性的气化现象，是石化生产中最简单的过程，一般压力不大，温度不高，相对危险性较小，蒸馏是借液体混合物中各组分沸点的不同来分离液体，将混 合物分离为纯组分的操作过程。蒸馏按操作方法分为间歇蒸馏和连续蒸馏；按 压力分可分为蒸馏（一般蒸馏）、（真空蒸馏）、加压蒸馏（高压蒸馏）、特 殊蒸馏四种。其过程是原料加热蒸发冷凝不同产品 用于蒸馏的主

4、要设备称为蒸馏塔。蒸馏塔按塔板结构（内部结构）可分为、筛 板塔、浮阀塔、沧罩塔、舌型塔、哨旋塔以及管式塔等多种形式的塔器。为了 经济效益和安全设置的需要，在石油中采用蒸馏与联用并连续进行的方法。塔的工作温度一般在 370左右，例如：工作压力为 0.2MPa 的和加热到 360370常压塔分离出汽油、柴油。 减压塔，温度为 420，真空高为 700720mmHg（蒸馏装置）蒸馏装置主要火灾危险性：一是加热过热或用明火加热等引起火灾爆炸；二是 塔壁、塔盘锈蚀使或蒸汽逸出；三进出料管道焊接、密闭装置损坏，燃液体或蒸汽泄漏引发事故；四是物料凝结堵塞管道使塔内压力增高引起爆炸；五是中 由于内部压力低于常

5、压，如设备密封不良易吸及空气而有引发着火或爆炸的危 险。（一）深冷装置冷却、冷凝、冷冻是石油化工生产中重要环节，一般生产都有热交换，有加热 也有冷却，通过热交换中的不同温度来控制、生产需要的产品。冷却、冷凝所 使用的设备统称为冷凝、。一般说来，冷冻范围在100内的称为冷冻，而 在100200或更低的温度称深度冷冻或简称深冷。适当选择冷冻剂及其 操作过程，几乎可以降到摄氏零度或绝对零度的程度。乙烯的沸点是103.7， 因此乙烯的生产装置需要经过深冷处理才能液化储存。一般常用的压缩冷冻装 置由压缩机、与四个部分组成。石化 30 万吨乙烯装置以柴油为原料，裂解 和分离，生产聚合级乙烯和化学级丙烯的副

6、产品。乙烯的沸点103.7在常温下蒸发可得到70100的低温，乙烯的为9.5，能在高压（3MPa）和较高的温度（25）下冷凝，又能在低压（0.27Mpa）和较低温度（123）下蒸发，石油化工生产中乙烯、丙烯是石 油裂解的产品，可以就地取材，因此在石油化工生产中常把乙烯作为冷冻剂。 乙烯生产中常用丙烯作乙烯的冷冻剂（乙烯在 0.1Mpa 下沸点47.7），乙 烯与丙烯交换冷却，经过多级压缩逐级降温，乙烯、丙烯在常温下均属可燃气 体，乙烯的为 2.7534%，丙烯的为 211.1%。由于乙烯、丙烯均属不饱和烃，性质的不稳定性、深冷装置高压和低温对装置 的破坏性，以及乙烯、丙烯的易燃易爆性等特性，石

7、油化工生产中深冷装置的 火灾危险性极大。（三）装置聚合装置是将若干个分子结合成一个较大的组成相同而分子量较高的化合物的 反应过程，如是的聚合物等。聚合过程在工业上应用很广泛。乙烯低压聚合可 生产塑料；乙烯高压聚合可生产塑料；丁乙烯、异戊乙烯、异丁烯、氯丁二 烯、丙烯睛等都可以通过聚合生产各种不同材质的橡胶。乙烯聚合目前主要有高压法和低压法两种。高压聚合法的生产压力在 100300MPa（10003000kgf/平方厘米），再进行二级压缩至 100280MPa（10002800kgf/平方厘米），经过预热进入器，并连续加入少量氧或，在 100220下聚合成熔融状，再生粒半成品。反应成为： 低压法

8、生产的压力一般低于 2MPa，是将配制好的催化剂、活化剂和高纯度乙 烯加入聚合釜内，在 6080和 0.10.5MPa 下进行。在反应中采用较多的 是以为载体，为催化剂，三甲基铝或三异丁基铝为活化剂的催化体系进行聚合 反应。乙烯低压聚合生产流程如图：聚合反应按照聚合分式可分为本体聚合，悬浮聚合、溶液聚合和、缩合聚合五 种。聚合生产火灾危险性很大：一是反应压力高、速度快、易分解，如乙烯高 压聚合反应一般在 130300MPa 下进行，反应过程中流速很快，停留在聚合 装置中的时间为 10 秒到几分钟，聚合温度高达 150300，再加上此条件下 乙烯的不稳定性，能分解成碳、甲烷、氢气等，一旦反应失控

9、很容易着火、爆 炸。二是原料、单体、催化剂等易燃易爆，如铝在空气中氧化自燃，遇湿燃烧 爆炸，氧气作为催化剂加速反应，催化剂的加入均加速了反应过程，如投料控 制不当，反应将是很危险的。三是聚合设备和管道常被聚合物堵塞，以致使装 在反应器上的，放射性液面计不能起作用，导致反应失控。石化高压聚乙装置 的爆炸威力，据技术人员介绍相当于 0.5 吨 TNT 炸药。高化厂的丁二烯聚合生产，脱氧、脱炔、聚合串联，聚合温度 5060，压力 0.11MAa,使用酒精、丁二烯、等危险品，具有易燃、遇湿燃烧等危险特性。（四）装置在加热、加压和催化剂作用下，对原料的加以重新调整的工艺称为。主要是对 直馏汽油、粗汽油进

10、行重整，通过重整使原料中脂肪脱氢、芳香花和异构化， 同时有轻度的热裂化，提高。催化重整所用的催化剂有：钼铝、铬铝、铂、镍 等催化剂。例如铂重整一般是以常减压蒸馏装置的轻汽油为原料，在铂（即白 金）催化剂的作用下，重整调整，以提高汽油的抽取苯、等化工产品。催化重整装置内塔群、设备管线多，原料及产品都是较低的液体和爆炸性很 强的气体。以预处理过程中大量使用氢气（1 平方米原料油需加入 70120 平 方米的氢气）并在 22.5Mpa 的高压下加氢，且氢气对设备腐蚀很大，催化重 整过程中，需要很大的才能供应所需的反应热，因此产生过程中火灾危险性很 大。（五）热裂化装置热裂化装置是化工装置中较危险的生

11、产装置，它主要是对常减馏分油在塔与塔 底一起加热，经裂化后进行冷却，进行高压蒸发、再进行低压蒸发获得裂解 气、粗汽油和。热裂化的主要火灾危险性在于，生产过程在高温、高压下进行，裂化温度 450770，压力 27MPa，裂解管处用火加热至 8001000，装置内的 油品温度一般超过其自燃点，若漏出即会起火。热裂化过程中产生大量的裂解 气，一旦装置不严密很容易形成爆炸性气体混合物，遇加热沪火源爆炸。热裂 化装置是事故多发装置。（六）氧化装置氧化和还源是石油化工生产的基本单元，如通过对氨的氧化制取硝酸；通过对 乙烯的氧化制成，通过对导丙苯的氧化制成。氧化装置生产过程非常危险。通常是，有些反应工艺要求

12、需要加热。如乙烯氧化成，反应温度为200280，反应压力为 12MPa；气化生成，反应温度为 105120，反应压力为 0.3MPa。氧化装置最危险的设备是氧化塔，也称哭。反应过程中投 料配比不当，控温控压不当、提供数据有误等极易发生事故。（七）石油化工生产中的安全装置石油化工由于其生产中和物料具有高度危险性，为防止或减少事故发生，在石 油化工装置设计建设中安装了许多安全装置。主要安全装置有：1、旁通管（阀）。在石油化工的自动化装置中生产进料、出料管上都设有旁通 道，设置旁通管的主要作用一是满足集控操作需要，二是最大限度地满足安全 要求；三是满足装置连续生产的需要。旁通管通常设置在自动的上部，

13、装置运行中当仪表自动正常使用时处于常关状态。当自 动失灵或检修时关闭两侧的检修阀，开启，可以连续生产。当设备故障成反应 失控时，也可以通过旁道管阀，导流，控制事态，降低危险性。判断旁道阀是 否开关要看螺丝的长短，即螺丝长则开启，螺丝短则关闭。阀门的开关方式是 逆时针为开，顺时针为关。形状速度要依据管道直径和流速等要素确定，通常 是粗、流速快，开关速度慢，防止瞬间高压。完全断料需要同时关闭主、旁道 两个阀门。2、紧急切断阀。紧急切断阀是自动化生产装置中的重要安全装置，在生产异常或发生事故等情 况，装置控制室可以通过远程控制，直接切断进料阀门。紧急切断阀一般设置 在较危险的装置进料管上，其两侧设有

14、检修阀。3、放空管、回收管、火矩。这些安全附件是压力装置中重要安全附件，当反 应或装置内压力超过一定值时，会自行开启泄压或放空。通常设部。为确保放 空物料的安阀上加装放空加上回收管，将放空物料回收到物料槽（罐）中储存 或放空至火炬焚烧。但也有一些生产技术较落后或生产条件较差的企业不设回 收管，发生事故时直接放空。放空物料（喷料）不回收会导致燃烧爆炸或扩大 事故灾害。直接防空的管路应安装。安全阀的动作压力按装置的要求不同调节。4、（）。在压力装置泄压孔上设置的金属薄片称为，也称。当装置压力超过一 定值时，金属薄片瀑破，达到泄压保护装置的目的。由于防火膜爆破后会发生 大量冲料（喷料），对装置构成更

15、大的危险。因此一般在放爆膜上加装放空回 收管，将防爆模爆破后冲出的物料回收到槽（罐）或放空至火炬焚烧。但有些 生产条件较差的装置不加装放空回收管。有些装置设双层，并在防爆膜之间安 装装置以装置以增加反应的安全性。5、数据资料采集装置。为了控制工艺参数，提高石油化工生产质量和效率，也 为了生产安全，一般石油化生产设备在装置的不同部位装有温度，压力、物料 （产品）等和采样装置，这些装置为操作、控制人员提供第一线真实资料，装 置失灵，对生产安全将会构成极大威胁。6、氮气、蒸汽吹扫系统。多数石油化工装置安装有氮气和蒸汽吹扫系统，这些 系统的管网与装置紧密相连，当生产工艺需要时，自动或手动开启氮气或蒸汽

16、 系统可以为生产工艺的服务；当设备抢修时可以对装置进行吹扫置换，为抢修 提供安全保障；当装置发生故障或意外事故时，可以吹扫管路，加速气化，增 加流速、防止物料沉积和堵塞，可以稀释物料、降低浓度、减缓反应或加压保 护物料，也可以作为处置泄漏及火灾事故的和灭火剂。7、报警装置、灭火装置。温度、压力、流速等工艺参数发生异常时在控制室发生的报警，生产装置及附近安装的可燃气体、浓度检测、报警装置，都是石油 化工生产中重要的安全装置。为了确保装置事故后能快速有效处置，许多化工 装置设置了水喷淋系统、泡沫喷淋系统、高压消火栓系统和固定消防炮冷却、 灭火系统，这些灭火设施在一定条件下会发挥重要的控制事态发展的作用。8、管线标识，石油化工生产管线纵横交错，错综复杂，为了便于管理，在行业 中规定了管线的基本标识，不仅便于生产工人操作，也有利于灭火救援中的操 作。通常情况下，易腐蚀的物料管线用不锈钢作材料，不涂颜色；管线涂墨绿 颜色；酸（碱）液管线涂粉经颜