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第九节

裂化

一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。烃类分子可能在碳碳键、碳氢键、无机原子与碳或氢原子之间的键处分裂。在工业裂化过程中,主要发生的是前两类分裂。在中国,习惯上把从重质油生产汽油和柴油的过程称为裂化;而把从轻质油生产小分子烯烃和芳香烃的过程称为裂解。

工业上,烃类裂化过程是在加热,或同时有催化剂存在,或在临氢的条件下进行,这就是石油炼制过程中常用的热裂化、催化裂化和加氢裂化。

一、热裂化

热裂化在加热和加压下进行,根据所用压力的高低分高压热裂化和低压热裂化。高压热裂化在较低温度(450~550℃)和较高压力(2~7MPa)下进行。低压热裂化在较高温度(550~750℃)和较低的压力(0.1~0.5MPa)下进行。处于高温下的裂解,要直接喷水急冷,假如因停水或水压不足,及因操作失误,气体压力大于水压而冷却不下来,会烧坏设备从而引起火灾。为了防止此类事故发生,应配备两种电源和水源,操作时,要保证水压大于气压,发现停水或气压大于水压时要紧急放空。裂解后的产品多数是以液态储存,在一定的压力,如有不严之处,储槽中的物料就会散发出来,遇明火发生爆炸。高压容器和管线要求不泄漏,并应安装安全装置和事故放空装置。压缩机厂房应安装固定的蒸汽灭火装置,其开关设在外边人员易接近的地方。机械设备,管线必须安装完备的静电接地和避雷装置。

分离主要是在气相下进行的。所分离的气体均有火灾爆炸危险,假如设备系统不严密或操作失误,造成可燃气体泄漏,与空气混合形成爆炸性气体混合物,遇火源就会燃烧或爆炸。分离都是在一定压力下进行的。原料经压缩机压缩有较高的压力,若设备材质不良,误操作造成负压或超压,或者因压缩机冷却不好,设备因腐蚀、裂缝而泄漏物料,就会发生设备爆炸或油料着火。分离大都在低温下进行,操作温度有的低至-30~100℃。在这样的低温条件下,假如原料气或设备系统含水,就会发生冻结堵塞,以至爆炸起火。

分离的物质在装置系统内活动,尤其在压力下输送,易产生静电火花,引起燃烧,因此应该有完善的消除静电的措施。分离塔设备均应安装安全阀和放空管;低压系统和高压系统应有止逆阀;配备固定的氮气装置、蒸汽灭火装置。操作过程中要严格控制温度和压力。发生事故需要停车时,要停压缩机、关闭阀门,切断与其他系统的通路,并迅速开启系统放空阀,再用氮气或水蒸气、压力水等扑救。放空时应当先放液相后,再放气相。

二、催化裂化

催化裂化装置主要由3个系统组成,即反应再生系统、分馏系统以及吸收稳定系统。在生产过程中,这3个系统是紧密相连的整体。反应系统的变化很快地影响到分馏和吸收稳定系统。后两个系统的变化反过来又影响到反应部分。在反应器和再生器间,催化剂悬浮在气流中,整个床层要保持均匀,避免局部过热,造成事故。

两器压差保持稳定,是催化裂化反应中最重要的安全问题,两器压差一定不能超过规定的范围。目的就是要使两者之间的催化剂沿一定方向活动,避免倒流,造成油气与空气混合发生爆炸。当维持不住两器压差时,应迅速启动保护系统。封闭两器间的单动滑阀。当两器内存有催化剂的情况下,必须通过以流化介质维持活动状态,防止造成死床。正常操作时,主风量和进料量不能低于流化所需的最低值,否则应通进一定量的事故蒸汽,以保护系统内正常流化温度,保证压差的稳定。当主风量由于某种原因停止时,应当自动切断反应器进料,同时启动主风与原料及增压风自动保护系统。向再生器与反应器、提升管内通进流化介质,而原料则经事故旁通线进回炼罐或分馏塔,切断进料,并应保持系统的热量。催化裂化装置关键设备应当具有两路以上的供电电源,自动切换装置应经常检查,保持灵敏好用,当其中一路停电时,另一路能在几秒内自动合闸送电,保证装置的正常运行。

三、加氢裂化

加氢裂化是在有催化剂及氢气存在下,使蜡油通过裂化反应转化为质量较好的汽油、煤油和柴油等轻质油。它与催化裂化不同的是在进行裂化反应时,同时伴有烃类加氢反应、异构化反应等,所以称加氢裂化。

由于反应温度和压力均较高,又接触大量氢气,火灾爆炸危险性较大。加热炉来稳操作对整个装置安全运行十分重要,要防止设备局部过热。防止加热炉的炉管烧穿或者高温管线、反应器漏气。高压下钢与氢气接触易产生氢脆。因此应加强检查,定期更换管道和设备。 toF6+OaqbQg1Y+7qqezN0hsdQI7mJBzNtFJhTuGEOsHQNaiX9pfQeuVHK3o9qyBD

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