加氢反应中系统安全置换方法分析.doc

加氢反应中系统安全置换方法分析李 强近来，有同事要做加氢反应。考虑到氢气的特殊性和易燃易爆的特性，我将以前的一些操作经验整理出来，和大家一起分享！ 不管是间歇单元操作还是连续化大生产，首先将大系统分成若干子系统，以便于系统的打压与气密性实验。对于大化工装置的场合，最好使用隔离断开的方式，确认每个子系统是否满足压力与气密试验合格的要求。待每个子系统合格后，再将整套大系统连成一体。这样也就同时完成了流程连续性的检查。需指出是氢气的爆炸极限：4%74.2%。首先是：用氮气置换系统中的空气。进出口位置：进气口最好要位于系统的中上部，出气口必须是系统的底部，如导淋阀。这样才能保证置换效果。模式A：充排方式。即出口端有阀门控制的方式。先检查系统各工艺阀门、手动阀门是否处于正常的开关状态。然后关闭系统尾气阀门，打开氮气进口阀门。气源压力不要求过高，一般在0.3MPa（G）左右即可。等系统压力升到0.3MPa（G）时，关闭氮气进口阀，打开尾气阀（注意开度不能过大，否则噪音很大，易损害耳膜），操作人员应带上保护耳朵的劳保用品。等系统压力降到0.02 MPa（G）时，关闭氮气进气阀。这样就完成了一次“充-排”置换操作。那要充排几次才可以呢？这要看工艺对系统环境的要求。一般工艺对水分、氧含量有特别高的要求。检测水分的含量指标是露点，常用露点检测仪。通常水分在50PPm时，对应的露点是-20；对于氧指标，一般要求系统氧含量0.5%即可，常用氧含量分析仪。我们在多次置换过程中，露点与氧含量是同时降低的，如果工艺对水分或氧含量有特别要求，那吹扫置换若干次后，必须对系统的该指标做仪器分析。对于系统氧含量变化的分析，我们可以采用以下模型，摸索出置换次数可以合格，以便做到心里有底。数学模型如下：P1:氮气置换后系统的压力；n：置换次数。比如系统每次充气到0.3 MPa（G）时，求出n3.4，即该系统需要充排4次后，能满足系统氧含量小于0.5%的要求。如果压力P1、氧气含量有更低的要求，同样可以建立类似的模型，求出最少置换次数，以免每次置换后分析氧含量。对于较大的系统或存在置换死角现象的装置，如塔器、换热器等，为提高置换效率、减少置换次数，可以在排气完后，用普通的真空泵抽气。为了检验置换效果，最好在系统的高、低、前后等不同位置取样分析，必须保证所有点的分析结果合格，才能说明置换合格。模式B：连排方式，即尾气出口端没有阀门控制的置换方式。对于几何旋转体结构的设备（没有内件），连排方式是可行的。只不过时间长些，气体用量大些。最终也需要分析与检测。如果是不规则的或含内件的设备，连排置换的方式效果不明显，不建议采用。氮气置换空气的操作，其排气可以直接排到空气环境中。其次是：用氢气置换系统中的氮气。系统经过氮气置换合格后，再用氢气置换。排气必须经过水封或在管路上设置阻火器，以避免起火或爆炸。氢气着火后，易发生回火现象，这点也要高度注意。氢气置换也可以采用充排或连排的方式。充气到0.2 MPa（G），一段时间后，泄压到0.02 MPa（G）备用。若采用连排方式，其操作时间与系统有效容积正相关，一般规律如下(假设氢气进气管道规格DN20)：序号有效容积，m3置换时间,min备 注1142283415483051660最后，反应完后出料时，必须先用氮气置换氢气环境，排气必须走