加氢工艺的危险点以及如何安全防护

化工安全云 2023-11-28

加氢是在有机化合物分子中加入氢原子的反应，涉及加氢反应的工艺过程为加氢工艺，主要包括不饱和键加氢、芳环化合物加氢、含氮化合物加氢、含氧化合物加氢、氢解等。

加氢事故在化工生产中时有发生，加氢是在有机化合物分子中加入氢原子的反应，涉及加氢反应的工艺过程为加氢工艺，主要包括不饱和键加氢、芳环化合物加氢、含氮化合物加氢、含氧化合物加氢、氢解等。加氢工艺在化学工业和有机合成中有着广泛的应用，可以用于制备各种有机化合物，如烷烃、醇、醛等。加氢过程具有高温、高压、临氢、物料危险性高的特殊性，这些因素决定了加氢属于危险性大、风险高的工艺过程，因此，发生重大事故的几率较高，一旦发生事故将会造成巨大的经济损失和人员伤亡。加氢工艺是国家安全监管总局公布的首批重点监管的危险化工工艺之一，其危险性主要表现在以下几个方面：

物料危险性：

1）氢气: 氢气的爆炸极限为4％-75％，具有高燃爆危险特性；与空气混合能成为爆炸性混合物、遇火星、高热能引起燃烧，密闭空间内具有燃爆风险。

2）原料及产品:加氢反应的原料及产品多为易燃、可燃物质。

例如:苯、萘等芳香烃类；环戊二烯、环戊烯等不饱和烃；硝基苯、乙二腈等硝基化合物或含氮烃类；一氧化碳、丁醛、甲醇等含氧化合物以及石油化工中馏分油、减压馏分油等油品。

3）催化剂:部分氢化反应使用的催化剂如雷尼镍属于易燃固体可以自燃。其再生和活化过程中易引发爆炸；

4）副产物及残留物质：在氢化反应过程中产生的副产物如硫化氢、氨气多为可燃物质；加氢反应尾气中有未完全反应的氢气和其他杂质在排放时易引发着火或爆炸。

过程危险性：

1）加氢反应均为放热反应，当反应物反应不均匀、管式反应器堵塞、反应器受热不均匀等原因造成的反应器内温度、压力急剧升高导致爆炸或局部温度升高产生热应力导致反应器泄漏导致爆炸。

2)加氢工艺多为气液相或气相反应，在整个加氢过程中，装置内基本处于高压条件下进行，对反应器的强度、连接处的焊接、法兰连接有较高的要求。。在操作条件下，氢腐蚀设备产生氢脆现象，降低设备强度。如操作不当或发生事故，发生物理爆炸。

工艺危险性：加氢是强烈的放热反应，当反应物反应不均匀、受热不均匀等原因造成的反应器内温度、压力急剧升高导致泄漏和爆炸。

设备腐蚀危险性：在加氢过程基本是在高压条件下进行，对反应器的强度、连接处的焊接、法兰连接有较高的要求。并且氢气在高温高压下与钢材接触，钢材内的碳分子易与氢气发生反应生成碳氢化合物，使钢制设备强度降低，发生氢脆。

催化剂危险性：部分加氢工艺使用的催化剂具有很高的活性，容易在空气中自燃，如雷尼镍，属于易燃固体可以自燃，其再生和活化过程中易引发爆炸。

副产物及残留物质危险性：在氢化反应过程中产生的副产物，如硫化氢为可燃物质；加氢反应尾气中有未完全反应的氢气和其他杂质在排放时易引发着火或爆炸。

中毒危险性：氢化反应所使用的原料、产品和副产品较广，部分芳香烃如甲苯等具有低毒性，如硝基苯等具有高毒性；

了解了加氢工艺的这些危险特性，企业生产过程中如何采取有效的安全防范措施？这里提供一些建议措施作为参考。

凡列入精细化工反应安全风险评估范围的企业，应开展反应风险安全评估，确定不同的工艺危险度，并根据反应安全风险评估的结果和建议措施，进行工艺优化和制定相应的安全控制措施，防范事故发生。

氢化反应在加料前，必须进行氮气置换，因为氢化反应的催化剂，如雷尼镍，容易在空气中自燃，因此需要在氮气保护下的密闭装置中进行；加氢操作过程中要严格控制工艺参数，投料配比、进料速度和反应温度等，防止反应发生失控，导致火灾、爆炸事故发生；在氢气反应釜设置紧急切断系统，当氢化反应系统温度或压力超标，或搅拌系统发生故障时自动停止加料，系统进入紧急状态；还应在氢化反应釜加装安全阀或爆破片等安全泄放措施，以确保超压时能够快速泄压，防止因超压引发一系列严重的事故后果，保证加氢工艺生产过程的安全。

加氢工艺作为危险化工工艺，涉及加氢工艺的企业应严格执行国家规定的危险化工工艺安全控制要求，做好反应风险评估和风险防范措施，控制和消除各种工艺过程的危险因素，做到防患于未然，减少事故的发生或降低事故的损失，提高加氢工艺生产过程的安全性。

文章内容来源化工安全云，责任编辑：胡静，审核人：李峥