抚顺石化分公司苯乙烯HAZOP报告.doc

中国石油抚顺石化分公司6万吨/年苯乙烯装置HAZOP分析报告中国石油大学环境与安全技术中心青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司中国石油抚顺石化分公司6万吨/年苯乙烯装置HAZOP分析报告HAZOP委托单位：中国石油抚顺石化分公司HAZOP组织单位：青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司项目设计单位：山东齐鲁石化工程有限公司职责姓名签名分析项目组长：孙乐朋分析报告编写：王建伟分析报告审核：路帅分析报告定稿：孙乐朋编制单位：青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司报告出版日期： 年 月 日目 录1 前 言12 总 则22.1 HAZOP分析目的22.2 HAZOP 分析依据的图纸22.3 HAZOP分析依据的资料22.4 HAZOP分析的基本流程33 工程概况介绍43.1线路工程43.2 站场工程43.3 辅助工程94 HAZOP分析工作介绍264.1 HAZOP分析方法介绍314.2 HAZOP小组的组成324.3 HAZOP的范围324.4 HAZOP 分析时间和地点415 HAZOP分析成果425.1 HAZOP分析成果425.2 HAZOP建议措施说明425.3 HAZOP分析记录表471 前 言中国石油抚顺石化分公司根据中国石油天然气集团公司危险与可操作性分析工作管理规定的要求，同时也为了实现本工程的本质安全，减少在生产过程中可能存在的危害因素，合理分配安全资金投入等目的，聘请青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司对于本工程开展HAZOP（危险和可操作性）分析工作。本次HAZOP小组由青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司的分析师、中国石油抚顺石化分公司现场技术人员组成，HAZOP小组主持和秘书由青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司技术人员承担。HAZOP分析与研究主要针对研究范围内各参数偏差产生的原因、可能导致的后果及已采用的安全措施，对偏差产生的风险进行了分析，并对部分引起较大风险并且控制措施不足的偏差提出了进一步削减风险的措施。抚顺石化分公司6万吨/年苯乙烯装置HAZOP分析与研究工作能够顺利进展并取得良好效果，得益于中国石油抚顺石化分公司6万吨/年苯乙烯装置相关人员的大力支持与配合。在此，一并表示诚挚的感谢！2 总 则2.1 HAZOP分析目的本次 HAZOP 分析的主要目包括：识别出系统中可能存在的设计缺陷、设备故障、作业过程中的人员失误等可能带来的各种后果；提出控制或降低风险以及改善工艺系统可操作性的措施，从而防止事故的发生或减小事故可能的后果。2.2 HAZOP 分析依据的图纸本次HAZOP分析依据的图纸为：山东齐鲁石化工程有限公司出具的施工图设计阶段中国石油抚顺分公司6万吨/年苯乙烯工艺管道及仪表流程图（2010版），该图纸为本工程施工图设计阶段出具的带有工艺控制点的P&ID流程图。2.3 HAZOP分析依据的资料本次HAZOP分析所依据的资料均为该工程设计单位山东齐鲁石化工程有限公司出具的本工程基础设计中的相关设计文件和资料，主要包括：（1）6万吨/年苯乙烯装置工艺管道及仪表流程图；（2）6万吨/年苯乙烯装置公用工程图；（3）6万吨/年苯乙烯装置操作规程；（4）6万吨/年苯乙烯装置上下限报值一览表；（5）6万吨/年苯乙烯装置工艺卡片；（6）6万吨/年苯乙烯装置苯乙烯单元工艺包；（7）6万吨/年苯乙烯装置苯乙烯联锁逻辑图。2.4 HAZOP分析的基本流程确定分析范围解释总体流程检查并赞同设计意图选择节点选择参数选择引导词对所选择参数使用引导词，得到偏差说明分析产生的原因、结果、已有措施，风险等级评估，提出建议措施。偏差是否可信是否得到所选参数的引导词偏差所有引导词是否都用于所选参数是否所有节点都已分析分析结束是否所有参数都已分析编制HAZOP分析报告图2.4-1 HAZOP分析流程3 工程概况介绍3.1装置简介抚顺石化公司石油二厂苯乙烯装置，生产规模为6万吨/年。由山东齐鲁石化工程有限公司（QPEC）设计。装置主要包括乙苯负压绝热脱氢系统、苯乙烯精馏系统、阻聚剂配制系统、中间罐区、火炬系统、冷冻水系统以及配电室和现场机柜间。生产技术采用中石化上海石油化工研究院、华东理工大学和中石化上海工程公司联合开发的乙苯负压绝热脱氢制苯乙烯工艺技术。本装置的主要产品是苯乙烯，副产品是苯、甲苯、苯乙烯焦油、富含氢气的尾气。苯乙烯装置位于乙苯装置北侧，总占地面积14601平方米。设计年开工时间为8000小时，装置操作弹性（60110）%。3.2 工艺原理脱氢反应原理：苯乙烯装置以乙苯为原料，按1.31.45水比加入过热水蒸汽，在轴径向反应器内，于高温、负压条件下，通过催化剂床层进行乙苯脱氢反应，生成苯乙烯主产品；副反应生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、H2、CO和CO2等。a) 乙苯脱氢反应乙苯通过强吸热脱氢反应生成苯乙烯，C6H5C2H5 C6H5C2H3+H2 Q这是一个强吸热可逆增分子反应。反应进行程度受化学平衡制约，气相状态下的平衡常数是对于气相吸热反应而言，反应平衡常数随温度上升而增加，温度与平衡常数的关系如下：所以高温有利于乙苯向苯乙烯转化。b） 热反应乙苯能在高温没有催化剂条件下转化生成苯乙烯。在目前的催化工艺中，如果温度太高也会发生热反应。在乙苯生成苯乙烯的热反应中，主要副产物是苯、甲苯及其转化生成的复杂的高级芳烃混合物（例如：蒽或芘）和焦碳。低于600以下，热反应发生并不明显，在655以上时，就成为影响总产率的重要因素。甚至在有蒸汽存在下（它能够吹走焦碳），在催化剂床层中，只要温度过高，这些热反应都将发生。减弱热反应的方法之一就是在乙苯进入催化剂床层之前避免将乙苯加热足够的反应温度（超过620），就是说，将乙苯和部分用来抑制结焦的稀释蒸汽过热到低于580，然后在催化剂床层入口与大部分稀释蒸汽混合。主蒸汽被加热的温度必须保证过热乙苯/水蒸气混合物达到催化剂床层入口温度要求。控制热反应最重要的一点就是催化剂床层的结构。径向外流式比轴流或径向内流具有较低的入口容积，当气相进料通过催化剂床层时可获得理想的分布。这种形状也有利于减小压降，因为通过床层的流径大大缩小。仅考虑热反应而言，内部分布圆筒直径应尽可能小，然而，直径太小可能导致沿分布器流动阻力增大，形成不均匀分布；物料蒸汽以一定速度通过催化剂床层，引起催化剂颗粒磨损，造成催化剂严重消耗。对反应器设计的另外一个要求是既要抑制热反应，又要保证合适的物料分布。如果沿圆筒方向速度保持恒定，则可获得较好的分布。因此圆筒并不是做成锥形，理论上讲，这种形状在垂直截面上呈抛物线形。但实际上该结构近似为锥体。这种插入式圆柱体减少有效空间大约50%，也同样抑制了热反应。c）副反应乙苯/苯乙烯混合物还会发生某些不受平衡制约的一次反应，主要是脱烷基反应，反应式为：C6H5C2H5 = C6H6+ C2H4C6H5C2H5+H2 = C6H5CH3+ CH4乙苯在高温下部分碳化C6H5C2H5=8C+5H2C+2H2O=CO2+2H2其它副反应生成少量的-甲基苯乙烯和高沸物。甲烷与乙烯又会继续与蒸汽发生反应，反应式如下：CH4+H2O = CO+3H2CO+H2O = CO2+H2C2H4+2H2O = 2CO+4H2在反应温度下水煤气变换反应接近平衡：CO2+H2 = CO+H2O一般来说，甲烷与乙烯生成量要少于苯与甲苯。CO的含量大约占碳氧化物的10%（V）。在反应器中反应达到平衡时苯乙烯生成反应即刻停止，而苯与甲苯生成反应则继续进行，不受平衡制约。此外，由于苯乙烯生成反应部分受扩散控制，随着温度升高，苯和甲苯生成反应速度比苯乙烯生成反应速度增加更快（热反应亦如此）。在乙苯脱氢反应的同时，进料中的二甲苯也发生了转化。其中间、对二甲苯大约转化掉了10%，而邻二甲苯基本不变。d） 影响脱氢反应的因素 反应温度乙苯脱氢生成苯乙烯的反应为吸热反应，故乙苯转化率随着反应温度的升高而增加。当温度升高后，不但生成苯乙烯的正反应增加，而且消耗苯乙烯的逆反应以更快的速度增加。另外，当反应温度提高后，虽然乙苯转化率将提高，但副反应（指吸热的副反应）也将加剧，故生成苯乙烯的选择性将降低，因而反应温度不宜过高。从降低能耗和延长催化剂寿命出发，希望在保证苯乙烯单程收率的前提下，尽量采用较低的反应温度。 催化剂用量催化剂用量对于最优操作的影响也很重要。催化剂太少不利于反应充分进行；而催化剂太多又会使乙苯在催化剂床层中停留时间太长，副反应产物增加。 反应压力由于脱氢反应是产物体积增加的气相反应，故平衡常数受压力的影响。高压将使平衡向左移动，不利于脱氢反应；低压有利于乙苯脱氢，且不存在选择性降低的问题。 稀释蒸汽稀释蒸汽可降低乙苯、苯乙烯、H2的分压，其效果与降低总压一样。稀释蒸汽还有其它重要作用。首先，蒸汽为反应混合物提供热量。如果乙苯脱氢反应温降越小，那么在同一入口温度下乙苯转化程度就越高，第二，少量的水蒸气使催化剂处于氧化状态，从而保持高活性，水蒸汽的用量随使用的催化剂而定。第三，水蒸气抑制了高沸物在催化剂表面沉积成焦碳。如果这些焦碳在催化剂表面沉积过多，就会降低催化剂的活性。过多使用稀释蒸汽则会相应增加蒸汽产生系统的费用。 反应级数根据以上分析，在温度、压力、稀释蒸汽一定范围内，单级反应器的乙苯单程转化率限制在4050%之内。如果把反应出料再加热到一段入口温度左右，则反应混合物远离平衡，再加热的混合物将在二段催化剂床层中进一步转化为苯乙烯，直至达到新的平衡，乙苯的总转化率可达到(60-75)%。这种再加热和增加级数的工艺经常被采用，但每增加一段，转化率增加并不明显，甚至还会带来选择性的下降，到目前为止，采用二段以上段数并不经济。 催化剂种类商业上有许多种乙苯脱氢催化剂可被采用，一般来说，这些催化剂可分为两种类型。高活性低选择性或高选择性低活性，也有一两种能适中的催化剂。在不影响催化剂活性的前提下，催化剂类型亦随最小稀释蒸汽量而异。脱氢催化剂被水浸湿时会受损害。因此，反应系统在装填催化剂之前必须经过干燥处理。装填期间，应避免催化剂被雨水淋湿。装填之后，应特别注意避免反应器内蒸汽冷凝成液态水，在开车、正常操作、停车时应防止液态水进入反应器。 产品苯乙烯的自聚和阻聚机理苯乙烯的自聚一般是在贮存过程中发生的，它的基本反应为：苯乙烯自由基的生成、链引发、链增长和苯乙烯的氧化。苯乙烯自由基的热激发生成机理为：首先生成苯乙烯的二聚物，然后二聚物与另一苯乙烯分子反应而生成自由基。方程式如下：2C6H5C2H3C10H11C6H5C10H11C6H5+C6H5C2H3C10H11C6H5+C6H5C=CH3（苯乙烯自由基R）氧同样可以从二聚物中脱氢生成过氧化自由基，C10H11C6H5+O2ROO50时，氧激发比热激发更为重要，自由基的存在和增长将导致苯乙烯高聚物的生成。TBC与O2在苯乙烯阻聚中的作用：当没有氧存在时，TBC与苯乙烯自由基的反应速度并不很快，同时由于苯乙烯的浓度远远高于TBC的浓度，TBC几乎不起阻聚作用。当有氧存在时，苯乙烯自由基与氧的反应速度非常快，能迅速转化成过氧化自由基，每个TBC分子能以很快的速度终止四个过氧化自由基。有实验数据表明在TBC过量的情况下，如果苯乙烯中的氧含量低于10m/kg，即可观察到聚合物沉淀。苯乙烯中的氧也会导致苯甲醛等杂质的生成，因此苯乙烯中的氧含量一般控制在（10-20） mg/kg为宜，苯乙烯液位以上的蒸汽空间中氧含量为(5-7)%（V）。精馏原理：根据混合液体中各组份挥发度的不同，将混合液体在精馏塔内进行多次部分汽化和多次部分冷凝，从而使各组份得以分离，得到几乎纯净的组份。冷冻原理：冷冻机（M-601）主要由蒸发器、压缩机、油分离器、冷凝器四部分组成。来自管网的脱冷冻水与乙二醇在V-601冷冻水罐内形成含量为20%的乙二醇混合溶液。该混合液通过P-601冷冻水泵打入M-601冷冻机的蒸发器U型管程获得冷量，从而形成冷冻水供给装置各换热设备。 液态制冷剂通过压差从冷凝器流入蒸发器。过冷的液态制冷剂流出冷凝器进入液体管。制冷剂液体在流经节流阀后开始闪发(并且降温)。制冷剂在蒸发器底部被分流，与流经蒸发器铜管内的冷冻水进行热交换，并将热量从管内的冷冻水传递给管外的冷媒。蒸发器壳层低压气相制冷剂继续通过压缩机形成高压气相制冷剂进入油分离器。在油分离器内通过三级分离将油与制冷剂分离，分离了油的制冷剂气体从油分离器进人冷凝器。通过冷凝器铜管的冷却水带走蒸发器热负荷、压缩热并把制冷剂气体冷凝成制冷剂液体。制冷剂液体然后流经冷凝器底部的过冷器，过冷的制冷剂液体然后通过压差流入蒸发器。从而形成制冷剂的气液相转变回路，最终形成为蒸发器壳层提供持续冷量的流程。3.3 原料及产品主要技术指标3.3.1 原料指标本装置原料为乙苯，来自乙苯装置。外购乙苯质量应符合SH/T 1140标准中相关项目指标：表3.3-1 外购乙苯原料质量指标分析项目质量指标分析方法优级品一级品纯度 %99.7099.50SH/T 1148二甲苯 %0.100.15SH/T 1148异丙苯 %0.030.05SH/T 1148二乙苯 %0.0010.001SH/T 1148硫 %0.0003不测定不测定外观无色透明均匀液体，无机械杂质和游离水目 测3.3.2 成品指标1）苯乙烯产品苯乙烯产品设计指标： 表3.3-2 苯乙烯产品设计指标组 份单 位指 标苯乙烯重量分数% 99.70非芳gg 400-甲基苯乙烯gg 400总醛gg 50聚合物gg 10过氧化物gg 50硫gg 2氯化物gg 1二甲苯gg 1500TBCgg1015 苯乙炔gg 130水gg 200乙苯gg 400色度gg10 (Pt-Co)密度(20)g/cm30.901外观无色透明液体,无机械杂质和游离水3.3.4 公用工程的指标装置所需的公用工程主要包括水、电、蒸汽、N2、净化风、燃料气等，其具体指标如下：1）高压过热蒸汽 温度：正常400，(385415)压力：正常3.5 MPa（G），(3.33.7) MPa（G）；来源：外管网2）1.0 MPa蒸汽温度：正常260，(240280)压力：正常1.0 MPa（G），(0.8 1.2) MPa（G）；来源：外管网3） 0.3MPa蒸汽温度：(150160) 压力：正常0.3 MPa（G）， (0.250.4 )MPa（G）来源：乙苯装置4） 循环冷却水 温度：上水为30、回水为40；压力：上水 0.4 MPa（G）、回水为0.25 MPa（G）；污垢系数：3.4410-4 ；来源；循环水场。注：仅开车时使用5）净化风 温 度：常 温；压 力：正常0.55MPa(G)， （0.450.65） MPa(G)；露点： - 40；油含量： 8 mg/L；含尘量： 1 mg/L来源：外管网6） 非净化风 温 度：常 温；压 力：正常0.6MPa（G）， （0.5 0.7） MPa（G）来 源：外管网7）工业水温 度：常 温；压 力：正常0.6MPa（G）， （0.5 0.7） MPa（G）；来 源：外管网；PH值：8.5 9.5；8）氮气温 度：常温；压 力：0.7 MPa（G）；纯度：99.9 %；氧气： 10 mg/L来源：外管网3.3.5 三剂指标本装置三剂材料有脱氢催化剂、二种阻聚剂、工艺水处理活性炭、乙二醇，这些辅助材料均由厂外购入。1）乙苯脱氢催化剂苯乙烯装置设计使用的催化剂为上海石油化工研究院开发的GS-11催化剂。分别装填在二个反应器中，一次装填量合计60.6吨。新催化剂使用前，需在低生产负荷、水比2.02.5以上（或按催化剂厂家要求执行）、（7296）小时的正压活化。活化结束，开始按规程要求，逐步对脱氢系统抽真空、调高生产负荷、水比降至1.31.45，催化剂使用寿命为二年。表3.3-3 乙苯脱氢催化剂规格项 目单 位指 标外观红褐色圆柱体型号GS-11粒径/长度mm3.00.1比表面积m2/g31堆积密度kg/L1.350.05抗压碎强度N/mm21冷水浸泡后颗粒完整率%100煮沸后颗粒完整率%1002）DNBP阻聚剂DNBP-50%系含量为50 %、桶装的乙苯溶液（200 kg/桶，乙苯为溶剂）。外观为黄色液体，有效成分学名为4.6-二硝基-2-仲丁基苯酚，简称DNBP。表3.3-4 DNBP阻聚剂质量指标项 目单 位质量指标分 析 方 法外 观红褐色液体目 测DNBP含量%50 2Q/DZK.001游离酸含量（以硫酸计）%0.02Q/DZK.001 水含量%0.2验 证 苯不溶物%0.2Q/DZK.0013）TBC阻聚剂TBC学名为对叔丁基邻苯二酚，用于抑制苯乙烯产品在输送或储存过程中产生的聚合。外观为白色至浅黄色结晶或粘稠状液体，无机械杂质，呈酸性。分子量166.24，沸点为285 ，闪点：130 ，溶解度0.2 g/100gH2O，极易溶解于甲醇、乙醚、苯和甲酮，微溶于水，易吸潮，易氧化。表3.3-5 TBC阻聚剂质量指标项 目单 位质 量 指 标分 析 方 法外 观白色至浅黄色结晶或粘稠状液体目 测浓 度% 85%（m/m）甲醇溶液Q/320211NTB01项 目单 位质 量 指 标分 析 方 法阻聚效果82苯乙烯引发聚合时间30分钟TBC用于作苯乙烯产品阻聚剂，加入浓度为（1015）mg/kg。3.4 工艺流程叙述3.4.1 脱氢反应系统1）脱氢反应部分来自0.3MPa蒸汽管网的蒸汽经主蒸汽分液罐(V-301)分液后进入蒸汽过热炉(F-301)对流段，预热后进入A室辐射段，加热到818后进入第二脱氢反应器(R-302)顶部的中间换热器，换热后的蒸汽温度降至583进入蒸汽过热炉(F-301) B室辐射段，加热至814后进入第一脱氢反应器(R-301)底部的混合器。来自乙苯车间的新鲜乙苯与来自循环乙苯塔釜液泵（P-413/S）的循环乙苯混合后，按照最低共沸组成控制流量分二路进入乙苯蒸发器(E-304)。来自0.3MPa蒸汽管网的蒸汽分成四路，三路进乙苯蒸发器（E-304）壳程，一路进入乙苯蒸发器（E-304）的乙苯进料线，按照最低共沸组成控制流量进入乙苯蒸发器(E-304)。乙苯蒸发器(E-304)用0.3MPa蒸汽作为热源，蒸发温度96。从乙苯蒸发器(E-304)出来的乙苯/水蒸汽混合物经过热器(E-301)换热到500后进入第一脱氢反应器(R-301)底部的混合器。第一脱氢反应器(R-301)进口温度615，压力0.061MPa(A)，出料温度534。出料经第二脱氢反应器(R-302)顶部的中间换热器加热至617后进入第二脱氢反应器(R-302)。第二脱氢反应器顶部为二次加热的列管式换热器。其管内物料是经历第一阶段脱氢反应后温度已经下降的反应物和生成物的混合物，管间则是来自蒸汽过热炉的经一次过热的高温水蒸汽。管内外流体间接换热，反应物料重新升温后，以最短的路程立即进入第二脱氢反应器。二台脱氢反应器型式均为绝热式、轴径向、固定床层式反应器，流体分布均匀，床层阻力小，其负压条件由尾气压缩机形成。第二脱氢反应器(R-302)的出料温度为568，经过过热器(E-301)、低压废热锅炉(E-302)和低低压废热锅炉(E-303)回收热量后降温至120。低压废热锅炉(E-302)产生0.3MPa（G）饱和蒸汽经汽包(V-303)送0.3MPa（G）蒸汽管网，低低压废热锅炉(E-303)产生0.04MPa（G）饱和蒸汽送0.04MPa（G）蒸汽管网。由低低压废热锅炉(E-303)出来的脱氢产物压力0.036MPa(A)，经急冷器X-301后进入主冷凝器(E-305)，未冷凝的气体进入后冷器(E-306)。由后冷器(E-306)出来的脱氢尾气温度38，进入压缩机吸入罐(V-307)。主冷凝器(E-305) 和后冷器(E-306)冷凝下来的液体进入油水分离器(V-305)。急冷器（X-301）的作用是，将喷入的雾化急冷水同来自反应系统的气态物流顺流直接混合，使120左右的气态物流急剧冷却成69左右的气态物流。在很短的时间内，苯乙烯一下子越过了它最容易发生自聚反应的温度范围，起到防止苯乙烯自聚的作用。高温系统有四个膨胀节，位置在：R-301R-302管线、E-301R-301乙苯进料线、R-302E-301管线、E-301E-302管线。膨胀节两侧有低压N2保护，膨胀节两侧分别为低压N2和低低压蒸汽保护。在具体操作过程中，要关注膨胀节位移量，防止膨胀节在使用过程中出现超负荷的情况。2）脱氢液分离部分进入油水分离器(V-305)的液体温度52，分层后上层油相为脱氢液，脱氢液溢流入油相收集室，由脱氢液泵(P-301/S)送往精馏系统为粗苯乙烯塔(T-401)进料或罐区的脱氢液罐(TA-503)。下层水相为含油工艺凝液，由冷凝液泵(P-302/S)输送，经过聚结器(V-312)进入汽提塔冷凝器(E-307)，经汽水混合器（X-302）进入汽提塔(T-301)。汽提塔用0.04MPa蒸汽汽提，塔顶压力0.042MPa(A)，温度77，塔顶蒸汽经汽提塔冷凝器(E-307)冷凝后回到油水分离器(V-305)。未凝气体去E-306。汽提塔釜的干净工艺凝液温度82，由汽提塔釜液泵(P-303/S)经工艺水处理器(V-306/S)一部分送往工艺水冷却器(E-308)，一部分送至V-703。油水分离是相当重要的环节。因为脱氢液中带有过量水，将严重影响精馏操作，使精馏系统温度下降、压力升高，塔顶、塔底不合格而返料，操作出现较大波动；而水中带油，则可能引起汽提塔及相关管道的堵塞，并严重影响工艺凝水的质量，使之不能密闭循环使用。3） 尾气洗涤升压部分进入压缩机吸入罐(V-307)的脱氢尾气由尾气压缩机(C-301)升压至0.063MPa（G）进入压缩机排出罐(V-310)气液分离，不凝气经尾气冷却器(E-310)冷却后进入吸收塔(T-302) 下部，吸收塔(T-302)顶用来自吸收剂冷却器(E-311)的贫油洗涤，洗涤后的脱氢尾气至尾气密封罐(V-311)作为蒸汽过热炉(F-301)的燃料或经氢气压缩机（C-302）升压到2.5MPa(G)送至界外。吸收塔(T-302)釜液由吸收塔釜液泵(P-305/S)输送经吸收剂换热器(E-312A/B/C)换热及吸收剂加热器（E-313）加热后进入解析塔(T-303)上部，在解析塔底部通入0.04MPa蒸汽。解吸塔釜液经过汽提解析后变为贫油，由解析塔釜液泵(P-306/S)输送经吸收剂换热器(E-312A/B/C)回收热量和吸收剂冷却器(E-311)冷却后进入吸收塔(T-302)上部。解析塔顶气体去主冷凝器(E-305)。注意由于C-301排出的尾气中含有相当数量的水，这些水会在T-302塔釜沉积下来，故在T-302塔釜下端设有沉降区，沉积下来的水排往油水分离器（V-305）。4）蒸汽及凝液回收部分本装置有3.5MPa、1.0MPa、0.3MPa和0.04MPa四个等级的蒸汽管网，有2台回收热量产生蒸汽的废热锅炉，它们和蒸汽凝液罐(V-703)组成本装置的蒸汽及凝液回收系统。蒸汽凝液罐(V-703)有五股进料，一是来自界区外的脱盐水，仅在开工或事故状态下使用；二是来自汽提塔釜液泵(P-303/S)的工艺凝液；三是来自本装置的中压蒸汽凝液；四是来自本装置的低压蒸汽凝液；五是尾气压缩机蒸汽透平的高压蒸汽凝液。蒸汽凝液罐(V-703)中的凝液由蒸汽凝液泵(P-703/S)输送，一部分进入本装置作锅炉给水，一部分经泵P-702送入蒸汽脱过热器补水。3.4.2 苯乙烯精馏系统1）粗苯乙烯塔（T-401）脱氢液泵（P-503）送来的脱氢液或由P-301泵送来的脱氢液，与焦油泵(P-409/S)送来的循环焦油及由DNBP输送泵(P-412/S)送来的新鲜DNBP溶液混合后，进入粗苯乙烯塔(T-401)中上部。粗苯乙烯塔(T-401)塔顶压力0.012MPa（A），顶温控制在71。塔顶汽相经粗苯乙烯塔（T-401）冷凝器(E-402)冷凝，冷凝液进入粗苯乙烯塔回流罐(V-401)，不凝气经粗苯乙烯塔盐冷器(E-403)冷却后经真空泵（C-403/S）由真空泵密封液罐（V-404）经尾气冷凝器（E-422）去蒸汽过热炉(F-301)烧掉。粗苯乙烯塔回流罐(V-401)中的液体经沉降分离，少量水在底层经排水罐(V-403)间歇排往油水分离器(V-305)，油相经粗苯乙烯塔(T-401)回流泵(P-402/S)分两路输送，一部分回到粗苯乙烯塔上部作为塔顶回流，另一部分送往乙苯回收塔(T-402)。粗苯乙烯塔再沸器(E-401) 用0.3MPa蒸汽为热源，釜温96。釜液由粗苯乙烯塔釜液泵(P-401/S)送往精苯乙烯塔(T-403)中部。2）乙苯回收塔（T-402）乙苯回收塔(T-402)塔顶压力为0.056MPa（G），顶温121。塔顶气体进入乙苯回收塔(T-402)冷凝器(E-408)冷凝，冷凝下来的液体进入乙苯回收塔回流罐(V-406)沉降分离，水相在下部间歇排往油水分离器(V-305)，油相由乙苯回收塔回流泵(P-404/S)分两路输送，一部分回到乙苯回收塔塔上部作为塔顶回流，另一部分送往苯、甲苯塔(T-404)中部。乙苯回收塔再沸器(E-406) 用1.0MPa蒸汽为热源，釜温162，釜液为循环乙苯，由乙苯回收塔釜液泵(P-413/S)送往脱氢部分乙苯蒸发器(E-304)。3）苯、甲苯塔（T-404）苯、甲苯塔(T-404) 顶压0.13MPa（G），顶温110。塔顶气体进入苯、甲苯塔(T-404)塔冷凝器(E-417)冷凝，冷凝下来的液体进入苯、甲苯塔回流罐(V-410)沉降分离，水相在底层间歇排往油水分离器(V-305)，油相由苯、甲苯塔回流泵(P-406/S)分两路输送，一路回到苯、甲苯塔塔顶作为回流，另一路作为回收苯送往乙苯车间苯罐。苯、甲苯塔再沸器(E-415) 用1.0MPa蒸汽为热源，釜温147，釜液为甲苯，由苯、甲苯塔釜液泵(P-405/S)输送经甲苯冷却器(E-416)冷却后送至罐区甲苯罐（TA-505）。4）精苯乙烯塔（T-403）精苯乙烯塔(T-403)顶压0.012MPa（A），顶温控制在80。塔顶气体进入精苯乙烯塔冷凝器(E-410)冷凝，冷凝下来的液体进入精苯乙烯塔回流罐(V-408)，不凝气经精苯乙烯塔(T-403)盐冷器(E-411)冷却后经精苯乙烯塔真空泵（C-410/S）至真空泵密封液罐（V-404）排往蒸汽过热炉(F-301)烧掉。精苯乙烯塔回流罐(V-408)中的液体由精苯乙烯塔回流泵(P-408/S)分两路输送，一路回到精苯乙烯塔上部作为塔顶回流；另一路作为苯乙烯产品，经成品过冷器(E-412)冷却到9后送至苯乙烯罐（TA-501）。精苯乙烯塔再沸器(E-409) 用0.3MPa蒸汽为热源，釜温100，釜液由精苯乙烯塔釜液泵(P-407/S)抽出后，一路返回再沸器(E-409)；另一路经焦油加热器（E-414）加热后送往闪蒸罐（V-409）。闪蒸罐（V-409）的压力为0.020MPa（A）,温度为145,罐顶的挥发性组分返回到精苯乙烯塔(T-403)下部，残液作为苯乙烯焦油经焦油泵(P-409/S)抽出，一部分作为循环DNBP进入粗苯乙烯塔(T-401),一部分排往罐区焦油罐（TA-506）。3.4.3 中间罐区系统1）苯乙烯成品罐（TA-501A/B）来自成品过冷器（E-412）的苯乙烯产品进入TA-501，由P-507抽出经循环冷却器（E-501）降低温度后，返回TA-501，保持储罐中苯乙烯产品温度15。P-507也可将苯乙烯送至不合格苯乙烯罐（TA-502）。向TA -501罐内通入0.3MPaN2形成氮封，由自力式调节阀控制罐内压力0.95 kPa（G）,防止空气进入罐内，减少产品挥发、降低苯乙烯聚合几率。苯乙烯输送泵（P-501/S）可分别将苯乙烯送至大乙烯、火车装车栈桥及汽车装车栈桥。2）不合格苯乙烯罐（TA-502）来自不合格冷却器（E-404）的不合格苯乙烯产品在罐区通过切换阀门，进入不合格苯乙烯储罐(TA-502)。 不合格苯乙烯泵（P-502）将不合格苯乙烯经不合格苯乙烯循环冷却器（E-502）降低温度后，返回到TA-502。当接到可以向T-401塔输送不合格苯乙烯通知后，启动P-502，把物料送至粗苯乙烯塔（T-401）去。通过切换不合格苯乙烯泵（P-502）出口阀门也可送至脱氢液罐（TA-503）。向TA-502罐内通入0.3MPa N2形成氮封，由自力式调节阀控制罐内压力0.95 kPa（G），防止空气进入罐内、减少产品挥发、降低苯乙烯聚合几率。3）脱氢凝液罐（TA-503）物料来源：脱氢液泵（P-301/S）的脱氢混合液、不合格苯乙烯泵（P-502）的不合格苯乙烯、火炬气凝液泵（P-801）的火炬凝液、密闭排放罐（V-325）的装置排放液、不合格料冷却器（E-404）的不合格物料、DNBP输送泵（P-412）的阻聚剂DNBP进入储罐TA-503。脱氢凝液罐（TA-503）内的物料由上方出料口，经脱氢液进料泵（P-503/S）输送到T-401塔。通过观察油水界面计LDG5501，打开脱氢凝液罐（TA-503）下方出料口，切换脱氢液进料泵（P-503）出口阀门, 脱氢凝液罐（TA-503）水相可送至脱氢油水分离器（V-305）。TA-503罐内由N2阀形成氮封，保持罐内压力在0.95kPa（G），防止空气进入、减少产品挥发。4）甲苯罐（T A-505）来自精馏单元苯/甲苯塔（T-404）塔底的甲苯，经过甲苯塔冷却器（E-416）冷却后进入甲苯罐（T A-505）储存。接到通知后，启动甲苯输送泵（P-505）把甲苯送到界区外。TA-505罐，由N2阀形成氮封，保持罐内压力在0.95 kPa（G），防止空气进入，减少产品挥发。5）焦油罐（TA-506）焦油罐（TA-506）的来源：精馏单元闪蒸罐（V-409）底部的焦油，由焦油泵（P-409S）进入；精苯乙烯塔（T-403）塔底的塔釜液，经过精塔釜液泵（P-407/S）进入；脱氢解析塔(T-303)塔釜的废吸收剂经过解析塔釜液泵（P-306/S）进入。当焦油罐（TA-506）达到一定液位后，启动焦油泵（P-506）将储罐内的物料送往界区外进行装车。焦油罐（TA-506）罐内，由自力式调节阀向储罐内通入低压N2形成氮封，保持罐内压力在0.95 kPa（G,）防止空气进入，减少产品挥发。TA-501 A/B、TA-502、TA-503、TA-505、TA-506为内浮顶罐，罐内部有铝制内浮顶。为保证安全，必须保持储罐最低液位2.3米，低于2.3米时，不得启动送料泵。6）乙苯罐（TA-802）来自乙苯车间的乙苯进入储罐TA-802储存，然后用泵P-1402把乙苯送到乙苯脱氢反应器，或用于乙苯冲洗及补液。3.4.4 阻聚剂配制系统1）DNBP配制槽车来DNBP溶液由卸车泵（P-417）进入贮罐（V-420），经输送泵（P-412/S），一路送往粗苯乙烯塔进料，一路送往脱氢液罐（TA-503）。2）TBC配制槽车来TBC溶液，由卸车泵（P-416）进入贮罐（V-416）。自苯乙烯产品冷却器（E-412）来的苯乙烯进入TBC配制罐（V-416），通过TBC循环泵P-416混合，配制成TBC阻聚剂溶液，用TBC输送泵（P-411）连续注入到苯乙烯塔（T-403）塔顶气相线中，也可注入到E-412入口。控制苯乙烯产品中浓度在（1015）mg/kg。3.4.5 冷冻系统本装置的制冷系统由冷冻机(M-601)、冷冻水泵(P-601/S)、冷冻水各用户及冷冻水罐(V-601)组成。制冷系统采用乙二醇水溶液为制冷工作介质。冷冻水罐(V-601)中冷冻水由冷冻水泵(P-601/S)送入冷冻机(M-601)制冷至5后，分别送至苯乙烯单元的T-401冷冻水换热器(E-403)、T-403冷冻水换热器(E-411) 、成品过冷器(E-412)、T-401真空泵密封液冷却器(E-405)、T-403真空泵密封液冷却器(E-418)、尾气冷凝器（E-422）、苯乙烯循环冷却器（E-501）和不合格苯乙烯循环冷却器（E-502），换热后返回冷冻水罐(V-601)。3.4.6 密闭排放系统本装置生产过程中排放及可能排放的液体，几乎都是有毒有害或易燃易爆的液体。为了避免在排放过程中污染环境及对操作人员造成损害，特设密闭排放系统。除了几乎是纯水的工艺凝液、地表冲刷水排往厂区地下酸性水管网外，其它液体均排往密闭排放系统。密闭排放罐在正常生产时，是收集机泵、过滤器切换、取样时涮瓶等料液；装置停车时收集设备以及管线内放净的料液。密闭排放罐体积为12m3，其收集的料液，最终送往脱氢液罐（TA-503），与脱氢液一同进行分离加工。当密闭排放罐液位达到50%时，启动气动隔膜泵，将罐中的物料送到脱氢液罐，当液位在30%时，停泵，罐内保留少量液位。3.4.7 火炬系统本装置在操作过程中，有时会因工艺参数波动外排少量可燃气体，在有些事故状态下可能有大量可燃气体排放。为了保证装置气体能够安全向界区外的火炬系统排放，特设放空分液罐（V-801）。本装置排火炬气体在V-801进行气液分离，保证排火炬的气体不带液。火炬气分液罐V-801液位达到1.38米时，联锁启动火炬气凝液泵（P-801），将凝液送至脱氢液罐（TA-503）。当液位降至0.55米时，火炬气凝液泵P-801停运。表3.4-1 装置火炬气排放点说明序号设备或管线安全阀或排放阀启跳或排放压力 kPa（G）1乙苯蒸发器（E-304）PSV-39074502水封罐（V-308）放空阀-3压缩机排放罐（V-310）PSV-39172604吸收塔（T-302）顶尾气线PSV-39182505吸收液加热器（E-313）吸收液出口PSV-39207906解吸塔（T-303）顶至E-305线PSV-39212507尾气密封罐（V-311）PSV-39432608密闭排放罐（V-325）顶N2线PSV-80013509氢气压缩机（C-302）三级分离器PSV-39642.8 MPa 10氢气压缩机（C-302）四级分离器PSV-39631.3 MPa11氢气压缩机吸入分液罐（V-317）PSV-39250.45 MPa 12粗苯乙烯塔（T-401）顶气相线PSV-490120013尾气冷凝器（E-422）去F-301线PSV-490420014不合格料冷却器（E-404）入口返料线PSV-490520015乙苯回收塔（T-402）顶气相线PSV-490628016乙苯回收塔回流罐（V-406）PSV-490828017苯甲苯塔（T-404）顶气相线PSV-490934018苯甲苯塔回流罐（V-410）PSV-491134019精苯乙烯塔（T-403）顶气相线PSV-491220020闪蒸罐（V-409）顶气相至T-403线PSV-49142003.4.8 苯乙烯装车、乙苯卸车部分1）苯乙烯装车TA-501罐中的苯乙烯分析合格后，经苯乙烯输送泵（P-501）分别送至苯乙烯汽车装车栈桥、火车装车栈桥外售、大乙烯丁苯橡胶装置做原料。2）乙苯卸车外购乙苯分析合格后，经乙苯卸车栈桥，将乙苯送至苯乙烯装置乙苯罐TA-802，做脱氢乙苯原料3.5 主要操作条件3.5.1脱氢单元操作条件脱氢单元主要操作条件列于表3.5-1中。表3.5-1 乙苯脱氢单元岗位操作条件序 号项 目单位数 值1新鲜乙苯进料量kg/h79112循环乙苯进料量kg/h4696合计kg/h126073主蒸汽流量（初/末）kg/h11401/132734F-301A室出口温度818/8305F-301B室出口温度815/8206R-301入口温度615/6407R-301出口温度532/5648R-302入口温度617/6459R-302出口温度567/59810反应系统压降kPa1611水油比1.3/1.4512乙苯总转化率%6513苯乙烯总选择性mol %9714乙苯有效液体体积空速m3 /（m3）0.415R-301入口压力kPa（A）6116R-301出口压力kPa（A）5517R-302入口压力kPa（A）5018R-302出口压力kPa（A）4519E-303管程出口温度12020E-304出口温度9621E-301乙苯出口温度50022E-301反应气出口温度345.223E-305出口温度5724E-306出口温度3825尾气压缩机入口压力kPa（A）2826尾气压缩机入口温度3827尾气压缩机出口压力MPa（G）0.06328尾气压缩机出口温度80.429尾气吸收塔气体出/入口温度38/3830吸收塔塔顶/塔底压力kPa（G）43/5331汽提塔塔顶/塔底压力kPa（A）42/5232解吸塔塔顶压力kPa（A）523.5.2精馏单元主要操作条件精馏单元主要操作条件列于表3.5-2中。表3.5-2 苯乙烯精馏岗操作条件序号项目单位数值1脱氢液进料kg/h13014.92塔顶产品kg/h5089.33塔釜产品kg/h7914.44T-401顶/塔底温度71/965T-401塔顶/塔底压力kPa(A)12/216T-401塔回流温度457T-401塔回流比6.98T-401塔回流量kg/h364639T-401塔加热蒸汽量kg/h846010T-402顶/塔底温度121/16211T-402塔进料kg/h5089.312T-402塔顶产品kg/h195.613T-402塔底产品kg/h4893.714T-402顶/塔底温度121/16215T-402塔加热蒸汽量kg/h120916T-402塔顶/塔底压力kPa(G)56/9517T-402塔回流温度113.918T-402塔回流比16.519T-402塔回流量kg/h3236.520T-403来自T-401的进料kg/h7914.421T-403来自V-409的进料kg/h320.422T-403去储罐的苯乙烯产品kg/h7500.123T-403塔顶/底温度80/10024T-403塔顶/塔底压力kPa(A)12/1625T-403塔回流温度44.426T-403塔回流比0.827T-403塔回流量kg/h6014.6 28T-403塔加热蒸汽量kg/h248229T-404进料kg/h195.630T-404塔顶产品kg/h48.931T-404塔底产品kg/h146.832T-404塔塔顶/塔底温度110/14733T-404塔塔顶/塔底压力kPa(G)130/15934T-404塔回流温度40.335T-404塔回流比3.536T-404塔回流量kg/h173.237T-404塔加热蒸汽量kg/h573.5.3中间罐区操作条件中间罐区主要操作条件列于表3.5-3中。表3.5-3 中间罐区主要操作条件序号项目单位报警值数值高报低报1TA-501A液位m7.582.02.37.32TA-501A温度74TA-501B液位m7.582.02.37.35TA-501B温度77TA-502液位m7.582.02.37.38TA-502温度79TA-503液位m7.582.02.37.310TA-503温度4011TA-505液位m4.422.02.34.212TA-505温度4513TA-506液位m3.570.30.33.5714TA-506温度4515M-601冷冻水温度1123104 HAZOP分析工作介绍4.1 HAZOP分析方法介绍HAZOP分析方法是英国帝国化学工业公司（ICI）为解决除草剂制造过程中的危害，于1960年代发展起来的一套以引导词为主体的危害分析方法，用来检查设计的安全及危害的因果来源。HAZOP分析是由各专业人员组成的分析小组，通过对系统工艺过程和操作详细的进行检查，以确定过程的偏差是否导致不希望的后果发生，HAZOP分析将列出引起偏差的原因、产生的后果、以及针对这些偏差及后果已使用的安全保护措施，当分析组确信对这些偏差的保护措施不当时，将提出相应的改进措施。HAZOP分析的基本理念和程序如下图所示。图4.1-1 HAZOP分析基本理念及程序图4.2 HAZOP小组的组成本次HAZOP会议的参加人员主要包括青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司的HAZOP分析师、中国石油抚顺石化分公司6万吨/年苯乙烯装置的技术人员和现场操作人员。具体HAZOP小组成员见表4.2-1。表4.2-1 HAZOP分析小组成员表单位HAZOP分析人员职务姓名青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司HAZOP分析师孙乐朋秘书李锐中国石油抚顺石化分公司技术人员金玉子技术人员魏茂富技术人员王祥生4.3 HAZOP的范围4.3.1 分析范围的说明本次HAZOP分析范围为山东齐鲁石化工程有限公司出具的基础设计阶中国石油抚顺分公司6万吨/年苯乙烯工艺管道及仪表流程图（2011-09版版），该图纸为本工程基础设计阶段出具的带有工艺控制点的P&ID流程图。主要包括以下各部分的P&ID流程图：1）蒸汽过热炉部分，图号：3528-03G2-1；2）蒸汽过热炉控制部分，图号：3528-03G2-2；3）第一反应器部分，图号：3528-03G2-3；4）第二反应器部分，图号：3528-03G2-4；5）乙苯蒸发部分，图号：3528-03G2-5；6）废热回收部分，图号：3528-03G2-6；7）反应气冷凝部分，图号：3528-03G2-7；8）油水分离部分，图号：3528-03G2-8；9）气提系统部分，图号：3528-03G2-9；10）尾气压缩部分，图号：3528-03G2-10；11）尾气洗涤部分，图号：3528-03G2-11；12）渣油汽提部分，图号：33528-03G2-12；13）蒸汽凝液回收部分，图号：3528-03G2-13；14）蒸汽压缩部分，图号：3528-03G2-14；15）联锁系统图部分，图号：3528-03G2-15；16）粗苯乙烯塔部分，图号：3528-04G2-1；17）粗苯乙烯塔顶液系统部分，图号：3528-04G2-2；18）真空系统部分，图号：3528-04G2-3；19）不合格料部分，图号：3528-04G2-4；20）乙苯回收塔系统部分，图号：3528-04G2-5；21）乙苯回收塔顶液系统部分，图号：3528-04G2-6；22）苯/甲苯塔部分，图号：3528-04G2-7；23）苯/甲苯塔顶液系统部分，图号：3528-04G28；24）初苯乙烯塔部分，图号：3528-04G2-