一、重點部位
1.加熱爐及反應器區
加氫裝置的加熱爐及反應器區布置有加氫反應加熱爐、分餾部分加熱爐、加氫反應加熱器、高壓白銀換熱器等設備,其中大部分設備為高壓設備,介質溫度比較高,而且加熱爐又有明火,因此,該區域潛在的危險性比較大,主要危險為火災、爆炸是安全上重點防范的區域。
2.高壓分離器及高壓空冷區
高壓分離器及高壓空冷區內有高壓分離器及高壓空冷器,若高壓分離器的液位控制不好,就會出現嚴重問題。主要危險為火災、爆炸和H2S中毒,因此該區域是安全上重點防范的區域。
3.加氫壓縮機廠房
加氫壓縮機廠房內布置有循環氫壓縮機、氫氣增壓機,該區域為臨氫環境,氫氣的壓力較高,而且壓縮機為動設備,出現故障的機率較大,因此,該區域潛在的危險性比較大,主要危險為火災、爆炸中毒,是安全上重點防范的區域。
4.分餾塔區
分餾塔區的設備數量較多,介質多為易燃、易爆物料,高溫熱油泵是應重點防范的設備,高溫熱油一旦發生泄漏,就可能引起火災事故,分餾塔區內有大量的燃料氣、液態烴及油品,如發生事故,后果將十分嚴重,此外,脫丁烷塔及其干氣、液化氣中H2S濃度高,有中毒危險,因此該區域也是安全上重點防范的區域。
二、主要設備
1.白銀加氫反應器
加氫反應器多為固定床反應器,加氫反應屬于氣-液-固三相涓流床反應,加氫反應器分冷壁反應器和熱壁反應器兩種:冷壁反應器內有隔熱襯里,反應器材質等級較低;熱壁反應器沒有隔熱襯里,而是采用雙層堆焊襯里,材質多為2×1/4Cr-1Mo。加氫反應器內的催化劑需分層裝填,中間使用急冷氫,因此加氫反應器的結構復雜,反應器入口設有擴散器,內有進料分配盤、集垢籃筐、催化劑支承盤、冷氫管、冷氫箱、再分配盤、出口集油器等內構件。
加氫反應器的操作條件為高溫、高壓、臨氫,操作條件苛刻,是加氫裝置最重要的設備之一。
2.高壓換熱器
反應器出料溫度較高,具有很高熱焓,應盡可能回收這部分熱量,因此加氫裝置都設有高壓換熱器,用于反應器出料與原料油及循環氫換熱。
現在的高壓換熱器多為U型管式雙殼程換熱器,該種換熱器可以實現純逆流換熱,提高換熱效率,減小高壓換熱器的面積。管箱多用螺紋鎖緊式端蓋,其優點是結構緊湊、密封性好、便于拆裝。
高壓換熱器的操作條件為高溫、高壓、臨氫,靜密封點較多,易出現泄漏,是加氫裝置的重要設備。
3.高壓空冷
高壓空冷的操作條件為高壓、臨氫,是加氫裝置的重要設備,我國華北地區某煉油廠中壓加氫裂化裝置,高壓空冷兩次出現泄漏,使裝置被迫停工處理,因此,高壓空冷的設計、制造及使用也應引起重視。
4.高壓分離器
高壓分離器的工藝作用是進行氣-油-水三相分離,高壓分離器的操作條件為高壓、臨氫,操作溫度不高,在水和硫化氫存在的條件下,物料的腐蝕性增強,在使用時應引起足夠重視。
另外,加氫裝置高壓分離器的液位非常重要,如控制不好將產生嚴重后果,液位過高,液體易帶進循環氫壓縮機,損壞壓縮機,液位過低,易發生高壓竄低壓事故,大量循環氫迅速進入低壓分離器,
此時,如果低壓分離器的安全閥打不開或泄放量不夠,將發生嚴重事故。因此,從安全角度講高壓分離器是很重要的設備。
5.反應加熱爐
加氫反應加熱爐的操作條件為高溫、高壓、臨氫,而且有明火,操作條件非常苛刻,是加氫裝置的重要設備。加氫反應加熱爐爐管材質一般為高Cr、Ni的合金鋼,如TP347。
加氫反應加熱爐的爐型多為純輻射室雙面輻射加熱爐,這樣設計的目的是為了增加輻射管的熱強度,
減小爐管的長度和彎頭數,以減少爐管用量,降低系統壓降。為回收煙氣余熱,提高加熱爐熱效率,加氫反應加熱爐一般設余熱鍋爐系統。
6.新氫壓縮機
新氫壓縮機的作用就是將原料氫氣增壓送入反應系統,這種壓縮機一般進出口的壓差較大,流量相對較小,多采用往復式壓縮機。
往復式壓縮機的每級壓縮比一般為2-3.5,根據氫氣氣源壓力及反應系統壓力,一般采用2~3級壓縮。
往復式壓縮機的多數部件為往復運動部件,氣流流動有脈沖性,因此往復式壓縮機不能長周期運行,多設有備機。
往復式壓縮機一般用電動機驅動,通過剛性聯軸器連接,電動機的功率較大、轉速較低,多采用同步電機。
7.循環氫壓縮機
循環氫壓縮機的作用是為加氫反應提供循環氫。循環氫壓縮機是加氫裝置的“心臟”。如果循環氫壓縮機停運,加氫裝置只能緊急泄壓停工。
循環氫壓縮機在系統中是循環做功,其出人口壓差一般不大,流量相對較大,一般使用離心式壓縮機。由于循環氫的分子量較小,單級葉輪的能量頭較小,所以循環氫壓縮機一般轉速較高(8000-10000r/min),級數較多(6~8級)。
循環氫壓縮機除軸承和軸端密封外,幾乎無相對摩擦部件,而且壓縮機的密封多采用干氣式密封和浮環密封,再加上完善的儀表監測、診斷系統,所以,循環氫壓縮機一般能長周期運行,無需使用備機。