粗苯加氫裝置是利用焦化粗苯與氫氣分別在Ni-Mo、Cr-Mo催化劑的作用下發(fā)生加氫反應(yīng),去除粗苯中的硫、氮、烯烴、苯乙烯等雜質(zhì),然后通過萃取蒸餾得到純度較高的苯、甲苯、二甲苯的化工裝置。該工藝生產(chǎn)過程連續(xù)性強(qiáng)、自動化控制程度高,生產(chǎn)過程具有高溫、高壓、易燃、易爆的特點(diǎn),火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的可能性非常大。因此有必要進(jìn)行爆炸危險(xiǎn)性分析,以便掌握該生產(chǎn)工藝過程存在的危害、危險(xiǎn)因素,并采取必要的控制措施,以確保生產(chǎn)過程安全穩(wěn)定。
1反應(yīng)原理及工藝流程
1.1反應(yīng)原理
焦化粗苯中的雜質(zhì)在工藝控制的溫度、壓力下在主、副反應(yīng)器中與氫氣發(fā)生如下反應(yīng)(粗苯中雜質(zhì)較多,以下只是其中的主要反應(yīng)):
C2H6S+H2=C2H6+H2S
C4H5N+4H2=C4H10+NH3
CnH2n+H2=CnH2n+2
C4H4S+4H2=C4H10+H2S
C8H6O+3H2=C8H10+H2O
1.2工藝流程簡述
焦化粗苯經(jīng)過高速泵,原料被升壓到約4~4.8MPa,與一部分循環(huán)氫氣(約占循環(huán)氫氣總量的15%,壓力2.7MPa)混合,經(jīng)換熱至140℃后,在多段蒸發(fā)器底部經(jīng)加熱(200℃左右),與循環(huán)氫氣(85%)再次混合后蒸發(fā)進(jìn)入副反應(yīng)器(225℃左右),副反應(yīng)器中裝有Ni-Mo催化劑,在此發(fā)生粗苯加氫反應(yīng),去除其中的雙烯烴和苯乙烯,此時出口的溫度為240℃左右,這個溫度沒有達(dá)到主反應(yīng)的溫度,需通過加熱爐使反應(yīng)物流升溫到280℃后進(jìn)入裝有Cr-Mo催化劑的主反應(yīng)器,在此發(fā)生脫硫、脫氮、烯烴飽和反應(yīng),由于是放熱反應(yīng),出口物流溫度在300℃左右。至此粗苯中的雜質(zhì)已基本反應(yīng)完,裝置的后一部分將通過萃取蒸餾得到純苯、甲苯、二甲苯等最終產(chǎn)品。
2物料的爆炸危險(xiǎn)性分析
2.1粗苯
焦化粗苯是苯、甲苯、二甲苯及一些烯烴、烷烴等雜質(zhì)組成的混合物。純苯是無色透明液體,有強(qiáng)烈芳香味,沸點(diǎn)為80.1℃,閃點(diǎn)為-11℃;爆炸極限為1.2%~8.0%;引燃溫度為560℃。甲苯是無色透明液體,有類似苯的芳香氣味,沸點(diǎn)為110.6℃;閃點(diǎn)為4℃,爆炸極限為1.2%~7.0%,引燃溫度為535℃。二甲苯是無色透明液體,有類似甲苯的氣味,沸點(diǎn)為144.4℃,閃點(diǎn)為30℃;爆炸極限為1.0%~7.0%;引燃溫度為463℃。
以上3種物質(zhì)均為有毒,易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。易產(chǎn)生和聚集靜電,有燃燒爆炸危險(xiǎn)。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇火源會著火回燃。
2.2氫氣
無色無味氣體,相對密度為0.07,閃點(diǎn)<-50℃,自燃點(diǎn)為570℃,爆炸極限為4%~75%,極易爆炸和燃燒,爆炸范圍很寬,與空氣形成爆炸混合物,引燃能量低,遇熱或明火即會發(fā)生爆炸。氣體比空氣輕,在室內(nèi)使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火花會引起爆炸。