淺析石油催化加氫技術(shù)的工藝安全策略

李 農(nóng) 李國旗 杜忠偉 王玉濤

山東勝星化工有限公司 山東東營 257335

在節(jié)能減排政策不斷深化的背景下，提高汽油質(zhì)量、降低汽油污染成為了煉油化工企業(yè)的重要任務(wù)。優(yōu)化石油催化加氫技術(shù)能夠有效緩解日益嚴(yán)重的空氣污染壓力，在保證企業(yè)經(jīng)濟效益的前提下推動石化企業(yè)整體的穩(wěn)定發(fā)展。近年來，雖然可再生能源的應(yīng)用比例越來越高，但不可再生能源是主要能源的事實仍未發(fā)生轉(zhuǎn)變，社會發(fā)展對石油能源的需求依然十分龐大。為了全面保障石油生產(chǎn)與處理工作的整體質(zhì)量、保障員工的生命健康權(quán)，化工企業(yè)需要切實提升石油催化加氫的安全性，提升工藝水平，為石油產(chǎn)品與企業(yè)員工負責(zé)。

1 較為常見的加氫工藝與反應(yīng)釜

石油催化加氫工藝主要包括兩種類型，一種是間歇釜式加氫工藝，另一種是固定床加氫工藝。其中，間歇釜式加氫工藝是一種固定反應(yīng)時間的工藝類型，所有物料都統(tǒng)一加入釜中，反應(yīng)時間相同。隨著時間的變化，各類物料的濃度或反應(yīng)速率也會發(fā)生相應(yīng)的改變。這種處理工藝適合生產(chǎn)種類較多、生產(chǎn)總量較小的情況，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。連續(xù)加氫固定床工藝則是一種適合大規(guī)模生產(chǎn)的工藝類型，其中的流體停留時間可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)自主控制、調(diào)節(jié)溫度催化劑用量，能夠在高溫狀態(tài)下提升控制的整體質(zhì)量。但這種工藝容易在固定與加熱反應(yīng)中出現(xiàn)超壓與溫度飛速增長的情況，工作人員需要嚴(yán)格控制流體流速，避免“飛溫”[1]。

2 石油化工企業(yè)催化汽油加氫工藝存在的問題

在石油市場趨于飽和的狀態(tài)下，石油企業(yè)的經(jīng)營狀況受市場形勢的影響，面臨著較大的經(jīng)營壓力。當(dāng)前人均石油化工企業(yè)之間競爭日益激烈，企業(yè)僅靠傳統(tǒng)市場份額以及價格競爭的方式，已經(jīng)無法保證自身企業(yè)經(jīng)濟效益，因此必須要強化對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率提升的重視。在石油化工企業(yè)催化汽油加強技術(shù)應(yīng)用的過程中，必須要高度明確技術(shù)工藝的主要特點，制定針對性的工藝安全處理措施。比如，若烯烴含量不正常增高，不但會對環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染，還會影響生產(chǎn)人員的健康安全。因此，為規(guī)避技術(shù)工藝操作不當(dāng)帶來的不安全現(xiàn)象，煉油化工企業(yè)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有情況做充分分析，制定可靠的管理措施，嚴(yán)格落實生產(chǎn)安全標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)選擇催化汽油技術(shù)與工藝的優(yōu)化路徑時，應(yīng)強化對節(jié)能環(huán)保工作的重視，對所面臨的不良影響進行優(yōu)化管控，并通過節(jié)能環(huán)保工藝的有效結(jié)合，實現(xiàn)清潔汽油生產(chǎn)目標(biāo)[2]。

3 石油煉制加氫工藝技術(shù)路線探究

3.1 選擇加氫工藝技術(shù)

催化加氫方法是石油化工企業(yè)催化汽油的主要方法，但會在降低汽油產(chǎn)品中硫含量的同時，降低汽油產(chǎn)品烯烴值。石油化工企業(yè)需要對脫硫反應(yīng)器進行科學(xué)合理的控制，確保生產(chǎn)工藝嚴(yán)格遵守規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以此推進加氫脫硫工作的有序進行，降低加氫所帶來的成本。在進行優(yōu)化處理階段，還應(yīng)該重點了解對反應(yīng)器合理設(shè)置，加快汽油芯片的恢復(fù)，保證汽油質(zhì)量。在應(yīng)用加氫工藝技術(shù)前合理判斷使用應(yīng)使用該技術(shù)，嚴(yán)格遵守規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提升加氫工藝技術(shù)選擇的合理性，確保將該技術(shù)應(yīng)用于最適合的場景。

3.2 S- Zorb 催化汽油吸附脫硫工藝技術(shù)

S- Zorb 工藝技術(shù)是一種汽油脫硫工藝，在實際進行選擇的過程中，必須要根據(jù)實際情況進行優(yōu)化控制，以便增加科學(xué)軌道進行探究，減少多種因素影響。在實際進行優(yōu)化階段，必須要嚴(yán)格遵循工藝技術(shù)的運行要求，充分了解加輕工藝技術(shù)運行存在的問題，為后續(xù)優(yōu)化提供保障[3]。

3.3 著重控制硫含量

油品中主要包含兩種硫化物。加強脫硫技術(shù)則是一種較為常見的脫硫方案，在實際應(yīng)用階段，可以通過加強脫硫技術(shù)的科學(xué)選擇，有效降低有品種硫含量，通過協(xié)調(diào)控制減少辛烷值的損失。在技術(shù)工藝流程中，操作人員需要對堿洗脫除要點有一定把握，便于更加科學(xué)合理運用加氫技術(shù)。因此，在工藝技術(shù)優(yōu)化運用階段，操作人員應(yīng)著重控制石油中的硫含量，通過物理與化學(xué)反應(yīng)分析，更加科學(xué)選擇催化劑，實現(xiàn)加氫過程的優(yōu)化。

4 催化加氫工藝安全風(fēng)險分析

4.1 加氫反應(yīng)超壓風(fēng)險

加氫反應(yīng)是一種強烈的放熱反應(yīng)，在生產(chǎn)過程中加氫放熱反應(yīng)，熱量逐步增大，若速率大于熱量移去速率時，會導(dǎo)致溫度無法控制，而溫度在短時間會高速提升，這樣會導(dǎo)致反應(yīng)釜內(nèi)大量液體汽化，因局部壓力提升導(dǎo)致失控狀態(tài)的產(chǎn)生，較為嚴(yán)重的還會產(chǎn)生爆炸事故。所以，在實際進行優(yōu)化階段，需要嚴(yán)格遵守各項標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)地進行規(guī)范，制定針對性問題應(yīng)對方案，推進后續(xù)工作穩(wěn)步進行的同時，對引起催化載體結(jié)構(gòu)有一定了解，更好地把握風(fēng)險，為后續(xù)問題處理提供保障[4]。

4.2 高壓沖低壓風(fēng)險

催化加氫工藝需要較強的壓力和反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)相對較為復(fù)雜，對實際操作要求較高，高壓反應(yīng)單元與進料單元處理溫度存在串壓風(fēng)險，若無法進行優(yōu)化控制，則會導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至物料泄漏以致威脅工作人員的生命安全。所以，針對高壓串低壓風(fēng)險，必須要得到廣泛重視。

4.3 氫脆風(fēng)險

氫是最小的元素，氫脆表現(xiàn)為延遲斷裂的現(xiàn)象，主要就是設(shè)備加氫相應(yīng)力集中的部位擴散聚集。氫脆問題會衍生各種缺陷，各種缺陷的產(chǎn)生會嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全，一旦無法對壓力進行調(diào)控，則會導(dǎo)致設(shè)備開裂的問題，同時氫脆與原子擴散時間濃度及溫度有關(guān)，在進行優(yōu)化探究階段，必須要根據(jù)現(xiàn)在情況進行可靠性管理，科學(xué)性控制，對發(fā)生開裂以及造成氫氣外漏等問題有著一定把握，更加科學(xué)進行調(diào)控，避免風(fēng)險的產(chǎn)生。

5 催化加氫工藝安全控制對策

相關(guān)人員采用催化加氫工藝時，需在生產(chǎn)運行監(jiān)控階段有效對報警連鎖管理，實現(xiàn)監(jiān)控生產(chǎn)、負荷調(diào)整、變更管理等多種工作，提升工藝運行的安全性。

5.1 實時監(jiān)控重點工藝參數(shù)

在對重點工藝參數(shù)進行監(jiān)控階段，參數(shù)較高的問題較為常見。技術(shù)管理人員應(yīng)制定相應(yīng)的監(jiān)控及報警管理制度，提升整體工作的質(zhì)量。并且，還應(yīng)對催化加氫工藝生產(chǎn)過程做好事后數(shù)據(jù)分析，了解重點工藝參數(shù)，推進工藝卡片管理工作的順利進行，針對各項參數(shù)設(shè)置，必須要科學(xué)對高低限預(yù)警進行規(guī)范，采取科學(xué)的控制模式，避免儀表失靈及其衍生問題。在實踐探究階段，應(yīng)注重虛化加氫反應(yīng)的反映參數(shù)，根據(jù)參數(shù)判斷實驗狀況，了解反應(yīng)物質(zhì)配料比、冷卻介質(zhì)流量加熱介質(zhì)流量以及反應(yīng)壓力等基本情況，建立連續(xù)加氫固定床工藝，提升工藝參數(shù)監(jiān)控的可靠性。與此同時，加氫進料量或配比等工作的開展，必須要加強對監(jiān)控工作的重視，確?？梢宰裱磻?yīng)工藝要求，不斷提高溫度并遵守工藝制度，對工藝參數(shù)進行監(jiān)控，在反應(yīng)壓力影響處理階段，科學(xué)進行管控，推進后續(xù)工作穩(wěn)步進行，及時發(fā)現(xiàn)異常問題，從而能夠更加可靠進行管理[5]。

5.2 報警及安全連鎖管理

首先，針對報警管理工作的開展，主要就是通過儀表和報警值的合理化控制，對儀表進行甄別，了解各個儀表所設(shè)定的報警值，針對其存在的異常情況，科學(xué)應(yīng)用處理，提升報警情況處理方案的及時性和合理性。其次，對于裝置緊急卸壓系統(tǒng)管理，若反應(yīng)釜出現(xiàn)異常超壓的情況，系統(tǒng)會存在警告，通常加氫裝置會設(shè)置兩種緊急泄放模式，對于不同類型泄放必須要做好全面分析，通過對煉油加氫裂化裝置的操作壓力進行全面分析，進而更好地對速度進行把控，在加氫工藝設(shè)計階段，根據(jù)工藝類型反應(yīng)機理及催化床裝置的運行情況，綜合考慮泄壓速度，從多角度展開全面探究，充分考慮承壓能力，提高運行可靠性的同時，還可以通過輔助操作等多種工作的運行，更好進行優(yōu)化控制，避免受裝置運行故障而導(dǎo)致問題的產(chǎn)生。最后，對于單機連鎖系統(tǒng)，必須要根據(jù)裝置大型裝備的運行情況，進行更加可靠的管控，通過嚴(yán)格遵守各項標(biāo)準(zhǔn)，對新氫及循環(huán)氫的運行情況有一定了解，充分考慮單機連鎖與緊急泄壓系統(tǒng)的運營情況，從而能夠通過報警系統(tǒng)的建立，更加可靠對安全連鎖信息進行管控，避免工藝風(fēng)險的產(chǎn)生，從設(shè)置到生產(chǎn)運行的各階段加強相關(guān)管理工作，充分識別風(fēng)險，從而做好安全預(yù)案管理[6]。

5.3 加氫反應(yīng)釜操作管理

在實際進行優(yōu)化管理的過程中，使用催化加氫技術(shù)的工藝安全較為重要，為了能夠更好保證工藝安全性，強化對加氫反應(yīng)釜日常操作的認識，這樣可以做好嚴(yán)格控制，推進后續(xù)工作的穩(wěn)步進行，在實踐探究階段還應(yīng)該了解溫度上升存在的影響，通過審批后標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序的規(guī)范，進一步簽訂有關(guān)措施，避免因設(shè)備溫度過高而導(dǎo)致問題的產(chǎn)生。同時，在實踐探究階段還應(yīng)定期完善多種工作，確保可靠資金管理，避免設(shè)備因溫度驟變而導(dǎo)致設(shè)備損壞問題的產(chǎn)生。工作中更要嚴(yán)格遵循各項標(biāo)準(zhǔn)，對加氫工藝操作與溫度壓力進行優(yōu)化控制，反應(yīng)釜壓力不應(yīng)該超過設(shè)置壓力值，必須要限制反應(yīng)幅度最低升壓溫度，通過對溫度的全面監(jiān)控進行優(yōu)化，通過安全角度限制反應(yīng)幅度最低升壓溫度，科學(xué)應(yīng)用管理。除此之外，自主研發(fā)實驗性加氫工藝，在試驗階段必須加強對研究工作的重視，科學(xué)經(jīng)營管理，才能夠保證各項操作更加安全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時可以切實推進后續(xù)工作的穩(wěn)步進行，發(fā)揮不可替代的作用及價值[7]。

6 結(jié)語

催化加氫反應(yīng)作為放熱反應(yīng)的重要組成，當(dāng)反應(yīng)物反應(yīng)不均勻或反應(yīng)釜發(fā)生堵塞的情況，則會導(dǎo)致物料受熱不均勻，嚴(yán)重影響后續(xù)工作的順利進行，甚至?xí)?dǎo)致反應(yīng)釜泄漏或局部溫度升高的情況，無法有效對加氫工藝安全經(jīng)營保障。所以，為了能夠有效推進工藝的合理化運用，必須從加輕工藝展開分析，這樣可以重點研究有關(guān)參數(shù)，通過報警管理系統(tǒng)的建立，有效推進后續(xù)工作的穩(wěn)步進行，提升整體工作優(yōu)化效果。