氫工藝的危險(xiǎn)性詳解

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2024-07-11 10:33

加氫是在有機(jī)化合物分子中加入氫原子的反應(yīng)，涉及加氫反應(yīng)的工藝過程為加氫工藝，主要包括不飽和鍵加氫、芳環(huán)化合物加氫、含氮化合物加氫、含氧化合物加氫、氫解等。

加氫工藝在化學(xué)工業(yè)和有機(jī)合成中有著廣泛的應(yīng)用，可以用于制備各種有機(jī)化合物，如烷烴、醇、醛等。加氫過程具有高溫、高壓、臨氫、物料危險(xiǎn)性高的特殊性，這些因素決定了加氫屬于危險(xiǎn)性大、風(fēng)險(xiǎn)高的工藝過程，因此，加氫事故在化工生產(chǎn)中時(shí)有發(fā)生，一旦發(fā)生事故將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。加氫工藝是國家安全監(jiān)管總局公布的首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝之一，其危險(xiǎn)性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

物料危險(xiǎn)性：

1氫氣: 氫氣的爆炸極限為4％-75％，具有高燃爆危險(xiǎn)特性；與空氣混合能成為爆炸性混合物、遇火星、高熱能引起燃燒，密閉空間內(nèi)具有燃爆風(fēng)險(xiǎn)。

2原料及產(chǎn)品:加氫反應(yīng)的原料及產(chǎn)品多為易燃、可燃物質(zhì)。

例如:苯、萘等芳香烴類；環(huán)戊二烯、環(huán)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、甲醇等含氧化合物以及石油化工中餾分油、減壓餾分油等油品。

3催化劑:部分氫化反應(yīng)使用的催化劑如雷尼鎳屬于易燃固體可以自燃。其再生和活化過程中易引發(fā)爆炸；

4副產(chǎn)物及殘留物質(zhì)：在氫化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物如硫化氫、氨氣多為可燃物質(zhì)；加氫反應(yīng)尾氣中有未完全反應(yīng)的氫氣和其他雜質(zhì)在排放時(shí)易引發(fā)著火或爆炸。

過程危險(xiǎn)性：

1加氫反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物反應(yīng)不均勻、管式反應(yīng)器堵塞、反應(yīng)器受熱不均勻等原因造成的反應(yīng)器內(nèi)溫度、壓力急劇升高導(dǎo)致爆炸或局部溫度升高產(chǎn)生熱應(yīng)力導(dǎo)致反應(yīng)器泄漏導(dǎo)致爆炸。

2加氫工藝多為氣液相或氣相反應(yīng)，在整個(gè)加氫過程中，裝置內(nèi)基本處于高壓條件下進(jìn)行，對反應(yīng)器的強(qiáng)度、連接處的焊接、法蘭連接有較高的要求。。在操作條件下，氫腐蝕設(shè)備產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象，降低設(shè)備強(qiáng)度。如操作不當(dāng)或發(fā)生事故，發(fā)生物理爆炸。

工藝危險(xiǎn)性：

加氫是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物反應(yīng)不均勻、受熱不均勻等原因造成的反應(yīng)器內(nèi)溫度、壓力急劇升高導(dǎo)致泄漏和爆炸。

設(shè)備腐蝕危險(xiǎn)性：

在加氫過程基本是在高壓條件下進(jìn)行，對反應(yīng)器的強(qiáng)度、連接處的焊接、法蘭連接有較高的要求。并且氫氣在高溫高壓下與鋼材接觸，鋼材內(nèi)的碳分子易與氫氣發(fā)生反應(yīng)生成碳?xì)浠衔?，使鋼制設(shè)備強(qiáng)度降低，發(fā)生氫脆。

催化劑危險(xiǎn)性：

部分加氫工藝使用的催化劑具有很高的活性，容易在空氣中自燃，如雷尼鎳，屬于易燃固體可以自燃，其再生和活化過程中易引發(fā)爆炸。

副產(chǎn)物及殘留物質(zhì)危險(xiǎn)性：在氫化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，如硫化氫為可燃物質(zhì)；加氫反應(yīng)尾氣中有未完全反應(yīng)的氫氣和其他雜質(zhì)在排放時(shí)易引發(fā)著火或爆炸。

中毒危險(xiǎn)性：

氫化反應(yīng)所使用的原料、產(chǎn)品和副產(chǎn)品較廣，部分芳香烴如甲苯等具有低毒性，如硝基苯等具有高毒性；