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    12裂解(裂化)工艺简介及生产过程危险性分析.docx

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    12裂解(裂化)工艺简介及生产过程危险性分析.docx

    裂解(裂化)工艺简介及生产过程危险性分析一、裂解(裂化)工艺裂解是指石油系的煌类原料在高温条件下,发生碳链断裂或脱氢反应,生成烯煌及其他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主,同时副产丁烯、丁二烯等烯姓和裂解汽油、柴油、燃料油等产品。泾类原料在裂解炉内进行高温裂解,产出组成为氢气、低/高碳烧类、芳烧类以及得分为288。C以上的裂解燃料油的裂解气混合物。经过急冷、压缩、激冷、分储以及干燥和加氢等方法,分离出目标产品和副产品。在裂解过程中,同时伴随缩合、环化和脱氢等反应。由于所发生的反应很复杂,通常把反应分成两个阶段。第一阶段,原料变成的目的产物为乙烯、丙烯,这种反应称为一次反应。第二阶段,一次反应生成的乙烯、丙烯继续反应转化为焕煌、二烯妙、芳煌、环烷烧,甚至最终转化为氢气和焦炭,这种反应称为二次反应。裂解产物往往是多种组分混合物。影响裂解的基本因素主要为温度和反应的持续时间。化工生产中用热裂解的方法生产小分子烯烧、焕煌和芳香烧,如乙烯、丙烯、丁二烯、乙焕、苯和甲苯等。二、裂解(裂化)反应类型裂解(裂化)反应主要包括热裂解(裂化)、催化裂解(裂化)、加氢裂解(裂化)等三种类型。1.热裂解(裂化)反应在无氧条件下,通过加强热使原料分子链断裂,形成较小分子的工艺过程,可称为热裂解(裂化)。如乙烷热裂解制乙烯工艺、二氟一氯甲烷(HCFe-22)热裂解制四氟乙烯(TFE)工艺、二氟一氯乙烷(HCFC-142b)热裂解制偏氟乙烯(VDF)工艺。2 .催化裂解(裂化)反应通过在裂解炉内加入催化剂,提高裂解(裂化)反应产品质量及收率,可称为催化裂解(裂化)。如重油催化裂化制汽油、柴油、丙烯、丁烯。3 .加氢裂解(裂化)反应在裂解(裂化)原料进入裂解炉时,同时按比例通入氢气,以减少反应产物中的芳香族化合物,提高反应产物收率,改善产品质量的裂解(裂化)工艺,可称为加氢裂解(裂化)。如焦化蜡油加氢裂解制干气、液化气、石脑油、轻柴油、重柴油。三、裂解(裂化)工艺关键设备和重点监控单元1.裂解(裂化)工艺的关键设备裂解(裂化)工艺关键设备是裂解炉。裂解炉是裂解工艺的核心设备,裂解炉内温度、压力、物料流量等工艺参数都需要严格控制,裂解炉需要设置压力、温度检测系统。热裂解(裂化)和加氢裂解(裂化)的裂解炉内一般压力较高,裂解炉应设紧急放空阀、泄压系统以及压力与反应进料管线、加热炉、压缩机的联锁系统等安全设施。4 .裂解(裂化)工艺的重点监控单元裂解(裂化)工艺重点监控单元为裂解炉、制冷系统、压缩机、引风机、分离单元等。热裂解(裂化)和催化裂解(裂化)为吸热反应,需要设加热炉。加热炉加热温度与裂解炉内温度有直接关系,加热炉温度需要严格控制,具体控制方式根据加热炉加热方式采取不同手段,如:对燃料油炉可以控制燃料油进料量、进料压力、主风流量等;对电加热可以控制加热器电流、电压;对以熔盐或导热油作为热媒的,可以控制热媒的温度、流量。对于加氢裂解(裂化),由于加氢反应为放热反应,反应开始后不需要加热即能维持反应温度,而且还需要通入过量的冷氢移出反应热,有些工艺还要使用冷媒移出反应热。所以加氢裂解炉内的温度调节主要依靠控制进料速率、裂解炉内压力、氢进料速率和冷媒流量等手段。裂解(裂化)工艺一般在高温高压下进行,反应物料大多为易燃易爆物质,若裂解炉出现泄漏或是进料管线混入空气,会发生火灾爆炸事故,所以裂解炉应设有开、停车惰性气体置换管线;蒸汽消防汽幕,加热炉炉膛内设有灭火蒸汽入口;在可能发生泄漏的位置设置可燃气体报警器;管道、设备上按相关规范安装防静电接地设置;适当位置设置阻火器、爆破片等安全附件。四、危险性分析裂解(裂化)反应是一个高温吸热过程,所用的原料多为易燃易爆、毒性、腐蚀性物质,一旦泄漏危险性较大。1 .固有危险性固有危险性是指裂解(裂化)工艺中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。(1)火灾爆炸危险性裂解(裂化)工艺中原料均为有机物,有不同程度火灾危险性,同时裂解(裂化)产品大多为低沸点易燃液体或易燃气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源或明火有燃烧爆炸危险。在石油化工行业中,裂解(裂化)原料大多为分子量较高的可燃液体,如重油、储分油、渣油等,大部分沸点、闪点较高,不易发生爆炸。加氢裂解(裂化)工艺中使用的氢气为易燃气体,可与空气能形成爆炸性混合物;部分裂解(裂化)工艺使用的原料为小分子有机化合物,闪点、沸点较低,可与空气形成爆炸性混合物,如乙苯,其闪点15(,为甲类火灾危险物质。裂解(裂化)产品主要为易燃液体和易燃气体,这些物质沸点、闪点较低,有些在常温常压下为气态,可与空气形成爆炸性混合物,这类物质储存压力较高,受热易蒸发使容器内压力升高导致容器物理爆炸。易燃液体如汽油、柴油、苯乙烯等,汽油闪点为-50,沸点40-200,属于甲类火灾危险物质,柴油闪点为38,属于乙类火灾危险物质,苯乙烯闪点34.4(,属于乙类火灾危险物质;乙烯、丙烯、丁烯等为易燃气体。(2)中毒危险性油品多为低毒或微毒类物质。原料油如重油、常减压储分油、渣油等,产品油如汽油、柴油等均为混合物,其成分十分复杂,如重油主要组成为碳水化合物,同时含有硫磺(0.1-4%)及微量无机化合物;常压偏分油,含包括芳香烧、脂肪烧、环烷妙以及部分含硫、氮杂质等;汽油、柴油主要为不同沸点脂肪烧、环烷烧。裂解(裂化)工艺中所涉及的芳香族化合物、脂肪烧的卤代物等具有一定毒性。(3)腐蚀及其他危险性裂解(裂化)工艺中涉及物质的腐蚀性差别很大,部分物料如汽油、柴油、丙烯、乙苯、乙烯、丁烯等腐蚀性较低,部分原料油如有的重油、僧分油中含有腐蚀性物质,具有较强腐蚀性,而有些裂解(裂化)工艺中需加氢,在高温高压工艺条件下,氢对钢制设备有一定腐蚀性(氢脆)。2 .工艺过程的危险性裂解(裂化)反应是一个高温吸热过程,所用的原料多为易燃易爆、毒性、腐蚀性物质,因此在裂解(裂化)反应过程中存在诸多不稳定因素。(1)反应过程的危险性热裂解(裂化):热裂解(裂化)在高温高压下进行,装置内的油品温度一般超过其自燃点,若漏出油品立即起火。热裂解过程中产生大量的裂解气,且有众多的气体分离设备,若发生气体泄漏,会形成爆炸性混合物,遇热源或明火有燃烧爆炸危险。催化裂解(裂化):催化裂解(裂化)一般在较高温度(460-5201),0.0.2MPa下进行,火灾危险性较大,若操作不当,再生器内的空气和火焰进入裂解炉会引起恶性爆炸。U形管上小设备和小阀门较多,易漏油着火。在催化裂化过程中,还会产生易燃的裂化气,若烧焦、活化催化剂处理不当,还可能出现易燃、有毒的一氧化碳气体。加氢裂解(裂化):加氢裂解(裂化)大量使用氢气,而且反应温度和反应压力都较高,在高压下氢气与钢材发生反应,产生氢腐蚀,使碳钢的强度下降而硬度增大,如设备或管道更换不及时,会在高压下发生容器爆炸。加氢裂解(裂化)工艺过程中有硫化氢气体产生,当出现泄漏,可能引发中毒事故,同时工艺中产生的硫化氢对工艺设备也有腐蚀性。另外,加氢反应是强放热反应,裂解炉必须通入过量冷氢控制温度,防止设备局部过热,防止加热炉炉管烧穿或高温管线、裂解炉漏气而引起着火。在开、停车时,惰性气体吹扫不完全,设备内有残留氢气或空气,在停、开车时都会引起火灾、爆炸事故。(2)反应安全风险评估按要求开展反应安全风险评估的企业,应按照精细化工反应安全风险评估导则(试行)进行反应安全风险评估,综合反应安全风险评估结果,考虑不同的工艺危险程度,建立相应的控制措施。3 .危险和可操作性分析针对具体的裂解(裂化)工艺,应在基础设计阶段开展危险和可操作性分析(HAZOP),及预先危险分析(PHA)或事故树分析(ETA)等定性、定量风险评价方法,对整个工艺过程的危险性进行分析。

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