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1、毕 业 论 文 题 目 芳构化生产安全分析 目录摘要21 原料组份32工艺过程描述及操作条件42.1 工艺过程描述4 2.1.1反应、再生单元4 2.1.2压缩单元5 2.1.2 分馏单元5 2.2 开工方案及步骤5 2.2.1新催化剂更换、干燥操作52.2.2正常进油反应操作62.2.3催化剂器内烧焦再生操作73 原料、生产过程，产品储存的安全分析及措施9 3.1原料储存安全分析及措施9 3.1.1原料储存存在安全9 3.1.2防护措施9 3.2生产过程安全分析9 3.2.1存在安全问题9 3.2.2防护措施10 3.3产品储存安全及防护措施10 3.3.1产品存在安全10 3.3.2防护措
2、施10 4 总结12 参考文献13 致谢14摘要石油化工科学研究院开发的石脑油和碳四非临氢改质催化剂和工艺技术，可以将低辛烷值的汽油组份，如直馏石脑油和加氢焦化石脑油以及含烯烃的碳四，转化为几乎不含烯烃的高辛烷值汽油调和组分，用于调和汽油，在保证辛烷值基础不降低的同时，可以降低调和汽油的烯烃含量和密度。汽油非临氢改质过程包括选择裂解、异构、齐聚、环化、脱氢等一系列复杂反应。该工艺过程简单、投资小、操作条件缓和，干气产率低，可大幅度提高汽油辛烷值。但是不管是原料还是产品都是易燃易爆，存在着极大的安全问题。关键词：碳四,烯烃，工艺改造，安全生产，液化气1 原料组份碳四是一种混合气体，主要成分是丙烷
3、、丙烯、丁烷、丁烯，因其中各种碳氢化合物的含量不同，发热量也不同，热值在88-120MJ/立方米之间。常温常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易变成液态，爆炸极限2-10%。危险特性：易燃。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触会猛烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。有毒，石油液化气中所含一氧化碳能与人体血红蛋白结羰络血红蛋白，导致人员缺氧窒息而死。侵入途径：吸入。健康危害：窒息致死。碳四组成分析结果见表1-1。表11 碳四组成分析结果组份含量（m%）丙烷1.49丙烯0.08异丁烷37.01正丁烷18.81反丁烯15.9
4、8正丁烯9.88异丁烯1.34顺丁烯14.88戊烷0.37其他0.13丁烯42.08 2工艺过程描述及操作条件2.1 工艺过程描述 石脑油非临氢改质技术是以碳四作为原料，在非临氢的条件下，经过碳四烯烃叠合、异构和脱氢环化等一系列复杂反应，达到提高汽油辛烷值的目的。20万吨/年非临氢改质装置主要包括下列几部分：反应、吸收解吸、汽油稳定、重组分切割以及催化剂再生。2.1.1反应、再生单元来自罐区的原料碳四经重芳烃冷却器（E-1214A/B）换热，依次经原料反应产物换热器（E-1201A/B）、原料反应产物换热器（E-1203A）加热汽化至加热炉（H-1201A），在催化剂的作用下在反应器（R-12
5、01A）中反应。反应过程中来自液化气反应产物换热器（E-1202）中的一股液化气分成两股，分别补入反应器的上部床层下部和中部床层下部，以控制反应器内部合适的反应温度。反应产物依次经原料反应产物换热器（E-1203A）、液化气反应产物换热器（E-1202）、原料反应产物换热（E-1201A/B）与原料换热冷却，再经反应产物二级冷却器（E-1213A）与来自稳定塔进料泵（P-1203A/B）的液相进行换热控制反应产物出口温度为100，然后进入切割塔进料缓冲罐（V-1201）进行分离，气相经反应产物空冷器（A-1201A）、反应产物水冷器（E-1204A）冷却至40后进入反应产物气液分离罐（V-12
6、02）。烧焦开始前，先启动再生循环气压缩机(C-1202)，从压缩机入口处引入氮气，增压的氮气经过反应产物换热器（E-1201A/B）、原料反应产物换热器（E-1203A）换热，然后经加热炉(F-1201)加热，进入反应器(R-1201)进行热氮吹扫操作，反应器出口的再生气经原料反应产物换热器（E-1203A/B）、液化气反应产物换热器（E-1202）、原料反应产物换热器（E-1201A）、反应产物二级冷却器（E-1213A）、再生气水冷器（E-1215）换热冷却至40后进入再生气分水罐（V-1205）,分水后再生气重新送入再生气压缩机（C-1202）升压，进行循环。当反应器中的油气达到安全要
7、求，并且反应器入口温度达到烧焦需要的温度时，从压缩机(C-1202)入口处引入空气，开始烧焦作业，要求控制循环气初始氧浓度不高于0.5v%，反应器的温升不高于50。根据反应器烧焦状况逐步提高循环气中的氧含量和反应器入口温度，当反应器入口温度到450，再生循环气中的氧含量达到空气中氧的浓度，且反应器中没有温升后，烧焦结束。此时将系统用氮气吹扫置换，系统中的氧含量合格后，可进行正常的生产。催化剂再生烧焦过程大约需要15天时间。2.1.2压缩单元来自反应产物水冷器（E-1204A）的反应产物进入反应产物气液分离罐（V-1202）进行气液分离，罐顶气相经富气压缩机（C-1201）压缩、富气压缩机出口冷
8、却器（E-1205）冷却至富气压缩机出口分液罐（V-1203）。反应产物气液分离罐（V-1202）底液相经反应产物二级冷却器（E-1213A）与反应产物换热后至稳定塔进出料换热器（E-1207A/B）。2.1.3分馏单元富气压缩机出口分液罐（V-1203）中的气相组分一部分返回富气压缩机入口分液罐，一部分进吸收解吸塔（T-1201），液相组分经富气压缩机出口凝液泵（P-1204A/B）升压至吸收解吸塔。吸收解吸塔顶采出干气进燃料气缓冲罐（V-1207）,作为加热炉的燃料。塔底一部分液相经吸收解吸塔底再沸器（E-1206）加热气相返回塔内，另一部分液相直接进稳定塔（T-1202）,稳定塔顶气相经
9、稳定塔顶空冷器（A-1202）、水冷器（E-1208A/B）冷凝，至稳定塔顶回流罐（V-1204）缓冲，稳定塔顶回流泵（P-1207A/B）升压，一路作为回流，另一路作为液化气采出装置。塔底一部分液相进稳定塔底再沸器（E-1209）,生成的气相组分返回稳定塔，另一部分液相组分经稳定塔进出料换热器（E-1207A/B）、稳定汽油冷却器（E-1210）冷却，一部分做为轻烃产品采出，另一部分经轻烃回流泵（P-1206A/B）升压至吸收解吸塔做为吸收剂。2.2 开工方案及步骤 石脑油非临氢改质技术是以碳四作为原料，在非临氢的条件下，经过碳四烯烃叠合、异构和脱氢环化等一系列复杂反应，达到提高汽油辛烷值的
10、目的。2.2.1新催化剂更换、干燥操作反应器中催化剂经过多次再生使用已基本无活性后，进行停工，卸出废剂，更换新催化剂，再进行干燥脱水。操作步骤如下：(1). 按催化剂器内烧焦再生操作步骤进行，但床层温度降至50；(2). 因反应器内积垢篮需人工取出，因此反应器需用压缩空气进行置换，然后打开反应器人孔，取出积垢篮；（人员进入反应器内，确保安全）(3). 由反应器底部固体卸料口卸出反应器中的瓷球和废催化剂，筛分出瓷球清洗后返用，废催化剂进行掩埋。按催化剂、瓷球装填要求重新装填新催化剂，安装好积垢篮，封闭好人孔；(4). 对反应器进行气密试验至合格；(5). 慢慢通过向C1202入口处补入氮气，打开
11、冷却水系统，开启再生循环压缩机C1202， C1202出口气体经E1201E1203H1201R1201E1203E1202E1201E1213E1215V1205后、返回C1202进行循环，慢慢向C1202补入氮气，直至D1205压力至0.5Mpag；压缩机以最大量操作； (6). 加热炉开始加热，并按照催化剂床层干燥升温曲线进行（参见催化剂干燥操作升温曲线）。200恒温干燥开始后，每隔2h由V-1205罐底切水一次并记录； (7). 当切水量小于5ml/h时，向300升温，在300恒温进行切水；当切水量小于5ml/h时，向400升温，在400恒温切水，每2小时切一次，当确定V-1205罐底
12、无水切出时，干燥完成； (8). 脱水干燥完成后，催化剂床层保持温度260280。停H1201加热；停止通入氮气，停C1202机； (9). 切换富气压缩机，拆换相关盲板，将流程改为正常反应流程； (10). 若所有条件具备，可进行进油开工步骤。2.2.2正常进油反应操作反应器中催化剂经过干燥或再生后，同时床层温度已由氮气升温至260-280以上，把流程倒到正常开工流程。此时，若所有条件具备，即可进油开工。首先进行油运过程，冷油由罐区引入，依次经原料反应产物换热器（E-1201A/B）、原料反应产物换热器（E-1203A）、加热炉（H-1201A）、反应器（R-1201A）、应产物换热器（E-
13、1203A）、液化气反应产物换热器（E-1202）、原料反应产物换热器（E-1201A/B）、反应产物二级冷却器（E-1213A）进罐V-1201，冷油从罐V-1201顶部经反应产物空冷器（A-1201），反应产物冷却器（E-1204A/B）进反应产物气液分离罐（V-1202）再由稳定塔进料泵（P-1203A/B）打回罐区进行冷油循环，控制V-1202的液位30%。冷油运行稳定后，点炉给冷油升温，升温速度50/h，升至260-280。准备进碳四原料。(1) .启动原料泵，控制原料碳四流量，送入原料-产物换热器； (2) .原料油气经E1214、E1201、 E1203进入H1201加热，进入反
14、应器，然后经E1203、E1202、E1201、E1213冷却至120，进入V1201液相分出，自流至T-1203，气相经A1201、E1204换热冷却至40后，进入V-1202；(3).当V1202压力升高后，开启C1201，气体经压缩后进入E1205冷却，进入V-1203；部分气体送入T1201，部分返回V1202，通过启用V1202压力控制，以使V1202的压力恒定；V-1203建立液位后，启动P-1204，将富气凝液打入吸收解吸塔T-1201；加热炉出口温度稳定在260280，逐渐提高反应器顶部碳四流量，直至设计流量。同时，密切观察各设备运转情况及仪表控制指示情况，确认无异常；(4).
15、随着反应程度的加大，气体生成量增加，T1201的压力逐步升高，启用T1201顶压力控制，使其塔顶压力恒定在1.10Mpag;(5).通过引入冷C4，并调整其注入二段、三段反应器的比例，控制调节二段、三段反应器床层的入口温度为260280；(6).调整进料量和反应温度至设计值，并对V1202气体、液体进行采样分析，若结果不合格进不合格罐，若汽油辛烷值合格，则将V1202中的粗汽油打入T1202中；进行稳定吸收操作；调整吸收稳定塔的操作，使各个产品合格。(7).当反应若干时间后，催化剂活性下降，反应结果变差。为满足产品质量要求，则应根据取样分析结果，逐步提高反应器入口温度（每次按23/h速度提温）
16、；(8).当提高反应温度，而反应产品质量不再满足要求时，则应进行停工操作，进行催化剂器内再生或更换新催化剂。2.2.3催化剂器内烧焦再生操作反应器中催化剂经过一段周期的操作，其活性丧失，可根据其性能情况，采取器内烧焦再生方法而使其活性得到恢复。(1).按正常停工步骤停工（见正常停工操作步骤），将反应部分用氮气严格置换；(2).用盲板将原料油入口前管线、E-1213至V1201管线、碳四原料至E-1202管线隔断。打开循环氮气进反应器盲板，打开反应器出口去再生冷却器入口盲板；(3).再生冷却器通入冷却水；(4).慢慢向系统内充入氮气至0.10.2MPa(g)，开启再生循环压缩机C1002， C1
17、202出口气体经E1201E1203H1201R1201E1203E1202E1201E1213V1205后、返回C1202进行循环，慢慢向C1202补入氮气，直至V1205压力至0.4MPa(g)，使C1202出口压力满足设备要求下，系统气体循环量最大。(5).加热炉开始加热；并按照催化剂再生烧焦条件进行。保证氮气置换合格，达到进风条件。 (6).由氮气循环压缩机入口前补入空气，并在V1205出口取样分析氧含量，使其满足烧焦要求；同时通过调节V1205顶遥控阀放空以控制系统压力；(7).根据反应器床层温升情况，逐步提高烧焦温度和空气补入量；烧焦过程中，严格控制空气补入量，确保床层温升50,器
18、内最高温度500；(8).当氮气循环压缩机出口分析氧含量达到空气的氧含量，且烧焦温度升到450，而床层已无温升，则表明烧焦结束，停止通入空气；(9).逐渐降低加热炉的出口温度，使反应器床层温度降温至260280，降温速率50/h；(10).停加热炉加热，停氮气循环压缩机； (11).充入氮气进行置换，合格后，如反应器床层温度250，可拆换相关盲板，反应器备用。 如果分馏系统无油，可将V1202中的粗汽油打入T1202中，然后再将T1202中的油打入T1201中。将V1201中的粗汽油引入T-1203进行分馏部分的开工；若分馏部分有油，可先预热建立热平衡。E-1211、E-1208、E1210通
19、入循环水；T1201塔顶压力恒定控制在1.10Mpag；当T1202塔釜液位升至控制值后，塔釜再沸器通入蒸汽加热，并控制升温速度，至塔釜温度至145，塔顶气相经E1208冷凝后进入V1204，当V1204到达预定液位时，启动P1207打回流，控制回流量，控制T-1202塔顶温度59。当T1202塔釜液位达到控制值后，启动P1005，将一部分稳定汽油经E1210冷却作为贫吸收液后打入T1201塔顶，同时向T1201塔底再沸器通入蒸汽加热，控制T1201塔底温度90，同时通过调整贫吸收油的量，保持T1201塔顶温度40。当T1201塔釜液位到达液位控制值后，塔釜的富吸收油将自压进入T1202；若因
20、操作不稳，导致过多干气进入T1202，使压力超过要求值，则在塔项压力控制下将气体排入V-1202；调整操作，使各产品合格。3 原料、生产过程，产品储存的安全分析及措施3.1原料储存安全分析及措施 3.1.1原料储存存在安全空气中的液化气含量达到2%时遇明火会爆炸,7%时遇静电会爆炸,手机电话照相机都属于静电。碳四原料储存的灌区及装卸过程中发现一定程度存在着安全管理制度执行不严、设备及管道附件存在缺陷、防范事故的能力和手段不强、抢险救险经验不足等问题。管法兰、紧固件、垫片，与储罐连接的管道及附件的稳定性，燃气检测报警器，应急抢险与防护用品等等方面存在着一些安全问题。3.1.2防护措施 (1)管法
21、兰、紧固件、垫片的选用 为改善法兰密封结构，液化石油气储罐的第一道法兰，应采用突面带颈对焊法兰、金属缠绕垫片和专用级螺栓螺母组合。管道与设备、阀门连接的管法兰应采用带颈平焊法兰、金属缠绕垫片和专用级螺栓螺母组合。法兰、垫片、螺栓螺母材料应符合国家现行有关标准的要求。对气温较低地区，初冬和开春两季，由于液化石油气中水份会导致石棉橡胶垫片膨胀和收缩，易造成法兰密封失效，故对使用石棉橡胶垫片的液化气站要加强上述两季的安全检查，并逐步取消石棉橡胶垫片。 (2)与储罐连接的管道及附件的稳定性 液化石油气储罐工艺配管一般有：液相进出口管、液相回流管、气相管、排污管、放散管、安全阀放散管等，储罐工艺配管配置
22、的阀门10多个到20个，需要注意运行中管系产生的荷载、应力、振动，进行必要的应力分析，确定管系的支承和防振措施，避免应力过大和振动产生的事故隐患。 (3)适当增加燃气检测报警器的设置数量 可燃气体浓度检测器设在爆炸危险场所，报警器设在有值班人员的安全场所，可有效的、尽早地发现泄漏点，及时采取措施处理，避免事故的发生。 (4)应急抢险与防护用品为应急抢险人员配备防护用品不少于2套，应包括防护服、防护鞋、防护帽、防护手套和空气呼吸器。应按储罐第一道法兰结构尺寸，配备适合该法兰的堵漏装具和工具，有条件的站应在液化气储罐上加装注水装置。制定切实可行的事故预警方案，定期进行事故抢险演练，提高职工应急处理
23、能力。待添加的隐藏文字内容33.2生产过程安全分析 3.2.1存在安全问题装置在开工运行过程中，公用工程、仪表等都可能出现意外情况。由于生产过程原料要经过加热炉加热，加热炉在工作的过程中应该是负压工作，而且温度较高，达到400多度，存在着极大地安全问题。同时，生产过程中需要锅炉房加热导热油大于在720度左右，锅炉房的安全问题也是十分严峻的。车间现场的阀门，管道是否泄漏都会造成十分严重的安全问题3.2.2防护措施中控操作坚决避免超温超压，合理控制各项数据。如遇停水、停电、停原燃料气、仪表风以及危害人身安全的等紧急情况，应联系相关领导。事故判断力要准确，处理动作果断迅速，请示汇报及时，互相联系迅速
24、，紧急情况下，操作员可先处理后汇报。要确保人员安全，保护好有关设备，保护好催化剂，尽量避免催化剂的结焦，超温，粉碎。尽量维持各主要设备的控制条件在正常范围内，待条件恢复后尽快转入正常生产，要做到不跑，不冒、不随处排油，防止着火、爆炸事故。3.3产品储存安全及防护措施3.3.1产品存在安全汽油易燃易爆等危险特性，汽油具有一定的毒性，平时不要用汽油作溶剂洗手或洗其他物品，严禁用嘴吸汽油，也尽可能少闻汽油蒸气。汽油储存的常压罐区、罐组，水封井及排水控制装置，防火堤，油罐基础，罐体，储罐防腐保温，防雷、防静电接地存在问题，需要注意，以及做出相应的防护措施。3.3.2防护措施 （1）常压罐区、罐组排废，
25、消防 储罐和罐区是大量危险介质集中储存的部位，在设施、设备、建筑物和构筑物以及平时管理等方面，都应充分考虑这些特点，加强维护、检查和监督工作。应在罐区防火堤外修建水封井，用来回收储罐跑、冒、漏出的油品，并防止着火油品向外蔓延。任何时候都必须保持消防通道路面、路肩完好、畅通。需临时挤占消防道路要严格审查，限期使用并恢复。消防通道与储罐间的隔离带内，不得种植乔木和油性树种。种植其他树种时，株距和位置不应影响对罐区、储罐的火灾扑救和冷却作业。应按时巡检，发现裂缝、坍塌、枯草等及时修理、清除。防火堤上穿管处的预留孔，要用不燃材料密封，并保持密封完好状态。穿堤的排水孔应保持通畅，关闭后应无渗漏。 （2）
26、储罐的防腐及保温储罐的防腐及保温应根据储存油品的性质、地区环境等选择合适的防腐涂料，一般来说选择的涂料应具有良好的静电消散性能，不论内涂或外涂，涂料的电阻率都不宜大于规定值，否则要采取其他相应措施；防腐涂层涂着部位要进行认真的除锈涂层应均匀涂着，无漏涂、流坠、起皮、鼓泡、龟裂、皱纹，颗粒突出等现象；大型储罐进行电化学保护时，一定要妥善设置外加电源和绝缘法兰，防止杂散电流窜人；储罐保温结构不论是砌体、缠挂体、镶嵌体或直接喷塑体，都要求紧贴牢固、填充饱应满，发现脱落应立即修补；保温材料应为不燃或难燃物质，氧指数应符合不小于30及有关规定的要求。要采取罐顶设置防雨掾、罐底圈板防护等方式进行防水保护处
27、理，并经常检查防水防潮设施完好性，以防止雨水、喷淋水、地面水等浸湿或浸润保温材料，防护措施如有损坏应立即进行修理；要采取可靠的措施对罐底进行防腐保护，要有防止雨水或喷淋水进入罐底的防护措施，防止罐底发生腐蚀。 （3）防雷设施及接地系统 凡装设独立或以罐顶为接闪器的防雷接地设施，一定要每年雷雨季节到来之前检查1次防雷接地系统。做到：接地极安装牢固，引下线的断接卡接头应密贴无断裂和松动；连接螺栓与连接件的表面有无松脱和锈蚀现象，发现问题应及时擦拭紧固；由有资质的单位和个人进行接地电阻检测，检测方法正确，接地电阻值符合规范要求；无接闪器的储罐，也要在每年雷雨季节到来之前进行一次检查，确认罐顶附件与罐
28、顶金属无绝缘连接；防止呼吸阀与阻火器、阻火器与连接短管之间的螺栓螺帽，无锈蚀、松脱而影响雷电流通过现象；对浮顶及内浮顶储罐，每年要检查两次浮顶及内浮顶储罐的浮盘和罐体之间的等电位连接装置是否完好，软铜导线有无断裂和缠绕；对单纯的防感应电和静电接地装置，每年至少检测1次，其电阻值应符合规范要求；罐区有地面和地下工程施工时，要加强对接地极的监护，进行可能影响接地极接地电阻的作业时，要在施工后立即进行检查测定并记录在案。4 总结 由于原料碳四，产品汽油、柴油、液化气都是易燃易爆的危险品，在储存的灌区应该充分保证安全。灌区，装卸台管道都得经常巡查，及时发现问题。同时多设燃气检测报警器，可以更加有效的防
29、治意外发生。灌区避雷，消防措施要齐全。员工的安全意识也得提高，时常提醒自己去巡查。生产过程由于是高温中反应，温度和压力都有可能造成爆炸。所以首先在中控的控制方面应该避免超温超压操作，外操也要经常巡查，要做到不跑，不冒、不随处排油，防止着火、爆炸事故。有问题，要及时发现问题并去解决，解决不了的应该立即上报领导。 参考文献1 王任芳，李克华，赵修太.石油与天然气化工.1999，28，3.2 黄彦科,黄剑锋.石油炼制与化工.2011年第01期 3 黄剑锋,刘飞,王玫,马应海,程亮亮.现代化工.2011年09期 4 JGJ91- 1993 石油化工设计规范s.1993.5 安监管危化字2003196
30、号.剧毒化学品目录（2002 版）s.2003.6 冯辉， 张智 .消防科学与技术 .2009 第3期7 路以宁 .炼油技术与工程 .2003 第7期8 徐玉娟 .石油化工自动化 .2005 第6期9 李懋星 .化工设备与管道 .2004 第3期10 孙健 .河北化工 .2002 第5期11 薛祖源 .化工设计 .2007 第2期12 魏国越 .石油化工自动化.2006 第1期致谢 三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。 伟人、
31、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。感谢我的实习单位所提供的资料，以及企业指导老师的悉心教导，感谢他们的支持。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、领导给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！ 同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友、同学和领导，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。 最后，感谢大学三年的生活！
