1、加氫工藝介紹及控制措施 催化加氫反應主要危險- 行業事故舉例 1996年8月12日4時20分，山東瑞星化學工業集團總公司制藥廠山梨醇車間發生空間氫氣爆炸事故，造成2人死亡，2人重傷，4人輕傷，投資新建起的44m23m的雙層車間被摧毀。 催化加氫反應主要危險- 行業事故舉例（續）事故經過 ： 山梨醇是該企業新開發的產品。7月15日開始投料試生產至8月12日零時山梨醇車間乙班接班，氫化崗位氫化釜處在加氫反應過程中。4時取樣分析合格。4時10分開始出料至4時20分，液糖、二次沉降蒸發工段突然出現一道閃光，隨著一聲巨響發生空間化學爆炸。1#、2#液糖高位槽封頭被掀裂；3#液糖高位槽被炸裂，封頭飛向房頂

2、；4臺二次沉降槽封頭被炸擠壓入槽內，槽體變形扭曲；6臺尾氣分離器、3臺緩沖罐被防爆墻掀翻砸壞；室內外的工藝管線、電氣線路被嚴重破壞。催化加氫反應主要危險- 行業事故舉例（續）事故原因分析： 氫化釜處在加氫反應過程中，氫氣不斷地加入，調壓閥處于常動狀態（工藝技術要求氫化釜內的工作壓力為4MPa），尾氣緩沖罐下端殘糖回收閥處于常開狀態（此閥應處于常關狀態，在回收殘糖時才開此閥，回收完后隨即關好，氣源是從氫化釜調壓出來的氫氣），然后氫氣送入3#高位槽，最后氫氣經槽頂呼吸管排到室內。因房頂全部封閉，沒有排氣裝置，致使氫氣沿房頂不斷擴散集聚，與空氣形成爆炸混合氣，達到了爆炸極限。二樓平面設置了產品質量分

3、析室，常開的電爐引爆了爆 炸混合氣，發生了爆炸。催化加氫反應主要危險- 行業事故舉例（續）直接原因：山梨醇工藝設計不安全可靠，違反了煉油化工企業設計防火規定：有壓可燃氣體的設備應設置封閉的安全閥或安全放空，放空高度應高于建、構筑物2m以上。在3#高位槽只安裝了1根高0.6m左右的呼吸管，致使氫氣從呼吸管泄漏在車間內部。平面布置設計不符合建筑設計防火規范：散發可燃氣體、可燃蒸氣的甲類防爆廠房，與明火或散發火花地點的防火間距不應小于30m。而山梨醇產品質量分析室離散發可燃氣體源僅15m。新產品的安全技術操作規程雖有，但操作程序不明確，沒有經過工程技術人員的論證和審定。管理人員和操作人員的安全素質差

4、，不熟悉工藝，工藝的安全參數不明白，安全操作規程生疏，致使工人誤操作，使尾氣緩沖罐回收閥處于常開狀態，形成多班次連續氫氣泄漏。催化加氫反應主要危險- 行業事故舉例（續）間接原因：山梨醇是該企業的新建項目，沒有按國家有關新建、改建、擴建項目安全衛生三同時的要求進行；沒有勞動安全初步設計、審查和竣工驗收。 尾氣緩沖罐屬壓力容器，該企業不具備制造壓力容器的資格條件，在制造安裝緩沖罐時沒有配裝液位計。工人在回收殘糖液時，操作上沒有依據。違反建筑設計防火規范：散發較空氣輕的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類防爆廠房宜采用全部或局部輕質量頂作為泄壓設施，廠房上部空間要通風良好。事故廠房不符合這些要求。沒有在山梨醇車

5、間設置可燃氣體濃度檢測報警裝置。 催化加氫反應主要危險- 行業事故舉例（續） 2015年12月18日上午，清華大學一化學實驗室突發爆炸火災事故，造成一博士后實驗人員死亡。氫氣的物化性質外觀與性狀無色無味氣體分子式H2分子量2熔點（）-259.2相對密度（空氣=1）0.07沸點（）-252.8飽和蒸汽壓（KPa）13.33(-257.9)引燃溫度（）400燃燒熱（KJ/mol）241.0臨界溫度（）-240臨界壓力（MPa）1.30MPa爆炸上限%（V/V）75.6（64 g/m3）爆炸下限%（V/V）4（3.3 g/m3）溶解性（V/V）水中溶解度0.02% (16)最小點火能量在空氣中為0.

6、019mJ，在氧氣中為0.007mJ不燃范圍空氣-氫-氮中氧含量小于5%，空氣-氫-二氧化碳中氧含量小于8%加氫催化劑雷尼鎳主要成分：鋁、鎳混合物外觀與性狀：灰色粉末危險反應的可能性 干的活性雷尼鎳催化劑是自燃物質。如允許其在空氣中干燥，它可燜燃至紅熱并為其它可燃物料提供引火源。干的雷尼鎳可與水發生劇烈反應。避免的狀況在溫度高于40時，可能開始自熱并自燃。不允許自然蒸發使雷尼鎳變干。加氫反應過程中的主要危險火災危險性 - 氫氣：與空氣混合能形成爆炸性混合物、遇火星、高熱能引起燃燒。室內使用或儲存氫氣，當氫氣泄漏時，氫氣上升滯留屋頂，不易自然排出，遇到火星時會引起爆炸。 - 加氫反應原料及產品：

7、加氫反應的原料及產品多為易燃、可燃物質。例如：苯、萘等芳香烴類；環戊二烯、環戊烯等不飽和烴；硝基苯、乙二腈等硝基化合物或含氮烴類；一氧化碳、丁醛、甲醇等含氧化合物等。 - 催化劑：部分加氫反應催化劑如雷尼鎳屬于易燃固體可以自燃。 - 在加氫反應過程中產生的副產物如硫化氫、氨氣多為可燃物質。加氫反應過程中的主要危險(續)爆炸危險性- 化學爆炸：加氫工藝中，氫氣爆炸極限為4%-75.6%，當出現泄漏或裝置內混入空氣或氧氣時，易發生爆炸。 在某些加氫工藝中如一氧化碳加氫制甲醇工藝，其原料一氧化碳亦為易燃易爆氣體，產品甲醇為甲B類可燃液體，在操作溫度下甲醇為氣態，當出現泄漏也可能導致設備爆炸。如苯加氫

8、制環己烷、苯酚加氫制環己醇、丁醛氣相加氫生產丁醇等工藝中原料、產品在常溫下為液態，但在操作條件下為氣態，出現泄漏導致爆炸。另外，如硝基苯液相加氫生產苯胺等工藝，反應溫度、壓力相對較低，反應為氣液兩相反應，其爆炸危險性主要來自氫。-物理爆炸：加氫工藝多為氣液相或氣相反應，在整個加氫過程中，裝置內基本處于高壓條件下進行。在操作條件下，氫腐蝕設備產生氫脆現象（當溫度超過300 和壓力高于30MPa時），降低設備強度。如操作不當或發生事故，發生物理爆炸。加氫反應過程中的主要危險(續)氫氣泄漏 - 加氫裝置（包括加氫釜、管道及閥門）的密閉性不好或者設備缺陷導致氫氣泄漏，并與空氣形成爆炸性混合物。氫氣探測

9、及報警裝置安裝位置不當 - 對氫氣泄漏的延遲響應，可能導致泄漏氫氣與空氣形成爆炸性混合物，遇到引火源發生爆炸。加氫釜攪拌故障 - 加氫釜磁力攪拌消磁，導致冷卻效率下降，加氫反應產生反應熱不能及時移除而導致失控反應。加氫反應裝置惰化不充分及反應裝置接地較差導致靜電累積 - 增大火災或爆炸的風險催化劑使用不當，導致催化劑變干 - 催化劑自燃引起火災或爆炸加氫反應主要安全控制措施加氫裝置的惰化用低壓氮氣置換加氫裝置整個系統不留死角真空波動惰化（一個密閉容器抽真空，然后用惰性氣體破真空）氮氣置換結束后，取氣體樣作氧含量分析，確保氧含量 1% (v%)每次停車后（超過36小時）再開車必須用氮氣置換再測氧

10、含量加氫反應主要安全控制措施(續) 加氫反應釜的布置加氫反應釜應布置在室外 (一面靠車間外墻，其它三面敞開，僅設輕質泄爆屋頂）如必須設置在室內，加氫區域上部應開放或不設置窗戶加氫釜盡可能不要布置在靠近承重梁處如有可能布置在遠離主生產裝置的地方加氫反應主要安全控制措施(續)詳細的危險及可操作性研究(HAZOP)必須在加氫裝置初步設計結束后進行加氫釜必須選擇合適的材質不繡鋼： 304 316L 904L 2205雙相鋼哈氏合金加氫釜攪拌應選擇磁力攪拌，確保動密封加氫反應主要安全控制措施(續)杜絕加氫裝置靜電累積 - 加氫裝置的所有金屬部件應跨接后良好接地加氫釜必須安裝合適口徑的爆破片或者安全閥加氫釜的爆破片或者安全閥的泄壓管必須與布置在安全區域的緊急接收罐連接；泄壓管道盡可能直線布置減少急彎;緊急接收罐應用微正壓氮氣惰化。加氫反應主要安全控制措施(續)加氫反應結束后的放空放空管必須是合適的金屬管應延伸至屋頂合適位置放空 石油化工企業建筑設計防火規范/氫氣使用安全技術規程 （GB4962-2008）如可能，需要設置氫氣放空緩沖罐，用氮氣稀釋后放空加氫反應結束后的催化劑過濾器必須始終保持濕潤設置專門的水淋洗裝置加氫反應主要安全控制措施(續)加氫