книги из ГПНТБ / Прокопюк С.Г. Промышленные установки каталитического крекинга

Г Л А В А VII

У С Л О В И Я Б Е З О П А С Н О Й Э К С П Л У А Т А Ц И И

ИР Е М О Н Т А У С Т А Н О В О К

Установки типа 43-102 и I-A являются огнеопасными и взрывоопасными. По противопожарным нормам ПТУСП-02—62 они относятся к категории А.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ПРАВИЛ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

На установках вырабатывают следующие основные продукты: газ, бензин и газойли. При попадании газой­ ля и бензина на горячую поверхность они могут само­ воспламениться. При смешении с воздухом пары бензи­ на, газойля и газы могут образовывать взрывоопасные смеси. Ниже приводятся пожароопасные и взрывоопас­ ные свойства нефтепродуктов.

зойль)

Из приведенных в табл. 12 данных видна высокая пожароопасность бензина и газойля и широкий предел взрываемости газовых компонентов. Образование взры-

140

воопасных смесей можно предотвратить, обеспечив хо­ рошую герметичность действующего оборудования и трубопроводов. Особенно тщательно требуется следить за герметичностью оборудования, находящегося в поме­ щении, где вероятность образования взрывоопасной сме­ си больше.

Продукты каталитического крекинга обладают вы­ сокой токсичностью. Для снижения концентрации их в воздухе производственные помещения оборудуют при­ точной и вытяжной вентиляцией. Кратность воздухооб­ мена в помещениях поддерживают на уровне, обеспечи­ вающем концентрацию вредных веществ в воздухе ниже следующих предельно допустимых норм (в мг/л):

При концентрации вредных веществ выше допусти­ мых норм работы проводят в газозащитных средствах.

Необходимо учитывать следующие особенности ка­ талитического крекинга: высокую температуру процесса крекинга и регенерации катализатора; высокую кон­ центрацию сероводорода в газе крекинга; повышенную запыленность воздуха алюмосиликатной пылью; слож­ ность аппаратурного оформления; наличие токов высо­ кого напряжения; применение щелочей. Поэтому для предотвращения несчастных случаев обслуживающий персонал должен строго соблюдать определенные пра­ вила. Нарушение их может привести к отравлению па­ рами углеводородов и сероводорода, термическим и хи­ мическим ожогам, поражению электрическим током. Для ознакомления обслуживающего персонала с правилами техники безопасности и газоопасности, правилами по­ жарной безопасности и специфическими правилами безопасного проведения работ на установке каталитиче­ ского крекинга проводят инструктаж, обучение и про­ верку знаний. Периодичность проведения этих меро­ приятий устанавливается руководством завода на осно­ ве типовых положений и правил.

Основные причины и правила аварийной остановки установок 43-102 и I-A рассмотрены в гл. V и V I . Одна­ ко аварийная ситуация может возникнуть и по другим

141

причинам. Так, попадание воды в нагревательную печь и реактор вместе с сырьем приводит к повышению дав­ ления в реакторе и в системе ректификации; резкое повышение давления на установке модели I-A может вызвать прорыв паров нефтепродуктов через отпарную зону в транспортную линию регенератора и последую­ щее интенсивное горение в регенераторе; при повыше­ нии давления в реакторе установки 43-102 катализатор может зависнуть в напорном стояке, в результате чего нефтепродукты прорвутся в бункер реактора и произой­ дет их загорание или взрыв. Давление в реакторе сни­ жают путем прекращения подачи в него сырья до тех

поднятия уровня жидкости в нижней части ректифика­ ционной колонны выше штуцера входа продуктов реак­ ции, попадания воды в ректификационную колонну с острым орошением из газосепаратора. Для снижения

Если на катализаторе, поступающем в регенератор,, кокса содержится больше, чем допускается нормами,, происходит чрезмерный подъем температуры в регене­ раторе установок и в циклонной камере загорается СО. Одна из причин высокого содержания кокса на отра­ ботанном катализаторе — недостаточно глубокая его регенерация из-за слишком малого количества подавае­ мого воздуха. Поэтому необходимо следить за содержа­ нием кислорода в дымовых газах и не допускать содер­ жания остаточного кокса на регенерированном катали­ заторе выше 0,5—0,6 вес. %.

При температуре сырья, поступающего в реактор, установки типа 43-102, ниже предела, указанного в тех­ нологической карте, глубина крекинга снижается и- часть тяжелых углеводородов не превращается в легкокипящие углеводороды. Это ухудшает процесс десорб­ ции в зоне отпарки и тяжелые углеводороды вместе- с катализатором попадают в дозер. Для предотвраще­ ния загорания или взрыва в дозер подают пар и восста­ навливают нормальный нагрев сырья.

142

В процессе ремонтно-восстановительных работ, при пуске, эксплуатации и остановке установки необходимо соблюдать правила техники безопасности, изложенные в инструкциях по проведению различного рода работ и технологических операций. Нужно также строго соблю­ дать установленный технологический режим, тщательно следить, чтобы давление, температура и уровень в ап­ паратах и трубопроводах не были выше допустимых. После ремонта установки все аппараты и трубопроводы заполнены воздухом. Если в аппараты подать нефте­ продукт, то может образоваться взрывоопасная смесь. Поэтому перед пуском все аппараты продувают инерт­ ным газом.

В зимнее время при замерзании трубопроводов их отогревают водяным паром или горячей водой. Приме­ нение открытого огня категорически запрещается. Во время пуска тщательно контролируют состояние флан­ цевых соединений арматуры, люков аппаратов и прини­ мают меры по ликвидации пропусков.

Печи и топки перед зажиганием форсунок проветри­ вают и продувают паром. Вначале зажигают форсунки жидкого топлива, чтобы исключить опасность образова­ ния взрывной смеси в топочном пространстве, если фор­ сунка самопроизвольно погаснет. Горящий факел вно­ сят в муфель форсунки, подают пар для распыла топ­ лива и постепенно открывают вентиль на подаче жидко­ го топлива.

После того как температура дымовых газов станет выше температуры самовоспламенения газа, можно за­ жигать газовые форсунки.

При приеме вахты обслуживающий персонал обязан проверить исправность систем пожаротушения, наличие и исправность индивидуальных средств защиты органов дыхания и шланговых противогазов и наличие аварий­ ного инструмента.

В производственных помещениях и на территории установки нужно поддерживать чистоту. До начала ре­ монта аппаратов из них откачивают нефтепродукт, за­ тем пропаривают водяным паром до тех пор, пока про­ дукт не будет полностью удален. После охлаждения во­ дой и проветривания берут пробу для анализа на при­ сутствие в аппарате углеводородов. При допустимом содержании углеводородов и кислорода выдается спе-

143

циальный наряд — допуск на производство ремонтных работ внутри аппарата.

На тарелках, в сливных стаканах ректификационных колонн и в кипятильниках проверяют наличие пиро­ форных соединений. Если пирофорные соединения об­ наружены, то их смачивают водой, собирают, удаляют из аппарата, окисляют или закапывают в землю. Огне­ вые работы внутри аппаратов разрешаются после удале­ ния из них пирофорных соединений, грязи и кокса при допустимом содержании паров углеводородов.

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ГАЗОБЕЗОПАСНОСТИ

Предотвращение несчастных случаев в значительной степени зависит от знания правил газобезопасности. Поэтому к работе на технологических установках допу­ скаются лица, прошедшие инструктаж по газобезопас­ ности, умеющие пользоваться газозащитными средства­ ми и оказывать первую помощь при отравлении.

Каждый работник установки обеспечивается личным противогазом. Перед началом рабочей смены проверяет­ ся исправность противогаза путем внешнего осмотра и испытания на плотность и работоспособность. Если замечены дефекты, противогаз сдают для проверки в га­ зоспасательную службу, а работнику выдают исправ­ ный противогаз из аварийного запаса, хранящегося на установке. Первый, обнаруживший появление очага за­ газованности, обязан немедленно надеть противогаз и со­ общить старшему по смене и газоспасательной службе. Необходимо принять экстренные меры по ликвидации газовыделений. При отравлении пострадавшему оказы­ вают первую помощь и вызывают газоспасательную и медицинскую службы.

К газоопасным относятся все те места, где могут вы­ деляться ядовитые и взрывоопасные газы или пары нефтепродуктов в количествах, превышающих допусти­ мые нормы. Такими местами считаются следующие:

аппараты, закрытые наземные или подземные поме­ щения, в которых размещены трубопроводы или агре­ гаты для перекачки нефтепродуктов;

тоннели, колодцы, лотки, приямки и траншеи для трубопроводов газа и нефтепродуктов, колодцы про­ мышленной канализации;

144

помещения для насосов, перекачивающих нефть и нефтепродукты, а также для компрессоров, сжимаю­ щих и перекачивающих газ;

территория, расположенная в непосредственной бли­ зости от хранилищ нефти и нефтепродуктов, а также территория, где перерабатывают и очищают газы;

места открытого выделения газа на технологических установках и на сливоналивных эстакадах.

На установках имеются места, где выделяются вред­

только по письменному разрешению административнотехнических руководителей цеха, завода и газоспаса­ тельной службы. Для предотвращения ценообразова­ ния и взрыва ремонтные работы в газоопасных местах выполняют инструментом, не дающим искры. Обычно инструмент покрывают бериллиевой бронзой или медью. Работы в газоопасных местах выполняют в противога­ зах. При концентрации вредных веществ в воздухе ме­ нее 2% и содержании кислорода более 16% используют фильтрующие противогазы. В случае выполнения работ в колодцах промышленной канализации, лотках, приям­ ках и в местах, где концентрация вредных веществ в воздухе более 2% или содержание кислорода менее 16%, необходимо применять шланговые противогазы, а также спасательные поясы с веревкой. Такие работы можно производить только по специальному разреше­ нию в присутствии двух дублеров. Один из них должен быть оснащен шланговым противогазом, спасательным

га должна быть не более 10 м. При большей длине шланга необходимо использовать нагнетательную воз­

ланской нефти при объемной скорости 1,0 ч - ' на алюмосиликатном катализаторе, контактирующемся с. сырьем 30 мин, получаются следующие результаты:

В жестких условиях крекинга происходит значитель­ ная ароматизация (25—30 вес. % ароматических угле­ водородов) бензиновых фракций. В мягких условиях крекинга содержание ароматических углеводородов уменьшается, а количество алкенов возрастает вследст­ вие снижения скорости реакции перераспределения во­ дорода. Суммарное содержание парафино-нафтеновых углеводородов изменяется незначительно. Содержание серы в бензинах возрастает с 0,4 до 0,9 вес. %. Октано­ вые числа бензинов, полученных в жестких условиях крекинга, находятся в пределах 79—82 по моторному методу (без этиловой жидкости), а в мягких условиях снижаются на 3—5 единиц.

Легкий каталитический газойль, полученный при жестких режимах крекинга, обладает невысоким цета-

ле снижается до 35—45%, а цетановое число повышает­ ся до 38—45. Цетановое число можно также повысить (на 3—5 единиц) при увеличении температуры конца кипения газойля с 320 до 350 ° С В газойлях, получен­ ных из высокосернистых нефтей, содержится 2,5 вес. % серы; при высоких температурах процесса концентрация ее достигает 2,8—3,0 вес. %. Вследствие большого со­ держания серы и низких цетановых чисел непосредст­ венное использование газойлей в качестве дизельных топлив затрудняется.

Тяжелые каталитические газойли характеризуются, по сравнению с исходным сырьем, повышенной плотно-

148

стыо в результате накопления ароматических углеводо­ родов и повышенной температурой застывания вследст­ вие увеличения содержания алканов, плохо поддающих­ ся крекированию в смеси с высокомолекулярными аро­ матическими углеводородами. Для уменьшения коксообразования при рециркуляции тяжелого газойля его разделяют на основную фракцию (90%), выводимую в виде бокового погона, и остаточные смолистые фрак­

температуры в реакторе. Поэтому высокую температуру в реакторе поддерживают, когда требуются бутилены для полимеризации, алкилирования и др. Повышая тем­ пературу в реакторе и сохраняя постоянную глубину крекинга путем изменения других параметров процес­ са, можно увеличить выход газа и несколько снизить выход кокса.

Объемная скорость подачи сырья. Объемную скорость можно регулировать путем изменения количества ката­ лизатора в реакционной зоне реактора или сырья, за­ гружаемого в реактор. Загрузку сырья в реактор мож­ но изменять в процессе эксплуатации установки. На промышленных установках применяют оба способа ре­ гулирования объемной скорости. Объем реактора опре­ деляют при изготовлении реактора или при его ремонте.

Чем больше объемная скорость, тем меньше дли­ тельность пребывания сырья в реакционной зоне, тем меньше глубина крекинга сырья и тем больше сырья пропускается через реактор. На промышленных уста­ новках объемная скорость колеблется от 0,5 до 3.0 ч - 1 . При низкой объемной скорости (0,5—1,0 ч - 1 ) перераба­ тывают сырье легкого фракционного состава, а также сырье, содержащее много алкенов и ароматических углеводородов. Тяжелые виды сырья (вакуумный и тер­ мический газойль) крекируют при объемной скорости 1,0—3,0 ч - 1 и малой длительности пребывания сырья в реакторе.

Влияние объемной скорости на результаты катали­ тического крекинга вакуумного газойля арланской неф­ ти при 450 °С и продолжительности работы алюмосили­ катного катализатора 30 мин показано ниже:

149