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制氢加氢一体站安全技术规范1范围本文件规定了制氢加氢一体站的总体要求、站址选择及总平面布置、工艺系统、安全设施、消防设施、防雷和防静电、安全管理等方面的安全技术和管理要求。
本文件适用于水电解制氢工艺的制氢加氢一体站。
本文件不适用于天然气、甲醇、焦炉煤气、水煤气等制氢工艺的制氢加氢一体站。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T3634.2氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢GB12014防护服装防静电服GB16808可燃气体报警控制器GB18218危险化学品重大危险源辨识GB/T19774水电解制氢系统技术要求GB/T29729氢系统安全的基本要求GB/T31138汽车用压缩氢气加气机GB/T34584加氢站安全技术规范GB36894危险化学品生产装置和储存设施风险基准GB/T37243危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法GB/T37562压力型水电解制氢系统技术条件GB/T37563压力型水电解制氢系统安全要求GB39800.1个体防护装备配备规范第1部分：总则GB50052供配电系统设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB50116火灾自动报警系统设计规范GB50140建筑灭火器配置设计规范GB50156汽车加油加气加氢站技术标准GB50177氢气站设计规范GB/T50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准GB50516加氢站技术规范GB50974消防给水及消火栓系统技术规范TSG07特种设备生产和充装单位许可规则3术语和定义4总体要求4.1 制氢加氢一体站等级划分应符合表1的规定。
表1制氢加氢一体站的等级划分单位为千克4.2 制氢加氢一体站的火灾危险类别为甲类。
加氢工艺安全控制要求重点监控参数及的控制方案加氢工艺是指将石油产品与氢气在催化剂的存在下进行反应，使得石油产品中的硫、氮、痕量金属、含氧、重质油等杂质得到去除，并提高脱色效果、提高产品质量。
加氢工艺涉及到高温、高压、易燃易爆等危险因素，因此在加氢工艺中需要有严格的安全控制要求以及监控参数的控制方案。
首先，加氢工艺的安全控制要求主要包括以下几个方面：1.设备安全：加氢设备应当符合国家的安全标准，并经过严格的检验合格后方可使用。
设备上应配备完善的安全装置，如温度传感器、压力传感器、流量计等，能够及时监测设备的工作状态。
2.工艺安全：加氢工艺应符合国家的法规和标准，确保安全操作。
工艺中需要注意氢气的供应和消耗，以及催化剂的使用与更换等，并配备消防设备、泄漏探测器等应急措施。
3.操作安全：加氢工艺应由经过专门培训并持有相应证书的操作人员进行操作。
操作人员需熟悉工艺流程和设备性能，能够正确处理突发事件。
其次，重点监控参数主要包括以下几个方面：1.温度：加氢工艺中的温度是一个重要的监控参数，控制温度的升降可以影响催化剂的活性和反应速率。
通过在反应器中设置温度传感器，及时监测温度变化，并根据需要调整加热或冷却系统。
2.压力：加氢工艺中的压力是影响反应效果的关键参数之一，需要控制在一定范围内。
通过在反应器中设置压力传感器，及时监测压力变化，并根据需要调整进氢和排气系统。
3.流量：加氢工艺中的氢气流量需要控制在一定范围内，以保证反应可以正常进行，并避免过量或不足的氢气造成安全隐患。
通过在供氢管道上设置流量计，及时监测氢气的流量，并根据需要调整供氢系统。
最后，针对以上的安全控制要求和重点监控参数，可以制定以下的控制方案：1.设备安全方案：确保加氢设备的安全性能符合相关规定，定期开展设备安全检查和维护，确保安全装置的正常运行。
2.工艺安全方案：制定加氢工艺操作规程和安全标准，定期对加氢工艺进行安全评估，随时关注工艺中的安全隐患，并配备消防设备、泄漏探测器等应急设备。
加氢工艺危险性分析及自动化控制方案加氢工艺是一种将氢气与物质反应以改进其性质的工艺。
尽管加氢工艺在许多领域中广泛应用，如炼油、化工、食品加工等，但由于其特殊性质，也存在着一定的危险性。
因此，对加氢工艺进行危险性分析，并采取自动化控制方案，有助于确保工艺安全和生产效率。
首先，对于加氢工艺的危险性分析，可以从以下几个方面入手。
1.高压氢气的危险性：加氢工艺中通常使用高压氢气进行反应，高压氢气具有易燃易爆的特性。
因此，必须采取严格的措施来确保氢气的安全储存和使用，如使用专用的氢气储存罐和管道，以及使用高效的泄漏检测系统。
2.反应物与催化剂的危险性：加氢工艺中通常使用一些反应物和催化剂，这些物质可能具有其中一种毒性或致癌性。
因此，在工艺设计和操作过程中，必须严格控制这些物质的储存和使用，并确保其不会对操作人员和设备造成危害。
3.反应过程中的热量控制：加氢反应通常是一个放热过程，反应温度的控制对于安全和产物质量至关重要。
如果温度控制不当，可能会导致设备超温、爆炸等危险情况。
因此，在工艺设计中，必须考虑到热量的产生和排放，并采取相应的热量控制措施。
针对加氢工艺的危险性分析结果，可以采取自动化控制方案来提高工艺的安全性和稳定性。
以下是一些常见的自动化控制方案：1.报警系统：在加氢工艺中，可以设置多个传感器和检测装置，用于监测关键参数如温度、压力、流量等，并与报警系统相连。
一旦检测到异常，系统将自动发出警报，并采取相应的应急措施，如关闭气体阀门、启动紧急排气等。
2.自动调节系统：通过对传感器数据的监测和分析，可以采取自动调节系统对加氢工艺进行控制。
例如，根据温度传感器的数据，系统可以自动调整加热功率或冷却速度，以保持反应温度在安全范围内。
3.远程监控系统：对于一些特殊的加氢工艺，可以使用远程监控系统来实现对工艺过程的实时监测和控制。
通过远程监控系统，可以随时监测工艺参数，并进行远程操作和控制，从而避免操作人员直接接触危险环境。
渣油加氢装置工艺联锁自保系统与操作规程为保证装置的安全生产,设置与装置安全等级相适应的独立的安全仪表系统(SIS)，用于装置的紧急事故切断和自保联锁控制，其操作界面置于中心控制室，控制机柜放置在现场机柜室（FRR），控制室通过冗余光纤与现场机柜室的机柜进行通讯和连接。
SIS控制站在现场机柜室与装置DCS控制站进行通讯。
为保护操作人员和生产装置的安全，装置设置的主要紧急停车联锁保护项目有：工艺联锁：1. 0.7MPa/min紧急泄压停车联锁2. 切断加氢进料联锁3. 反应进料加热炉F101停炉联锁4. 反应进料加热炉F101常明火嘴联锁5. 产汽系统联锁6. 切断循环氢联锁1. 分馏塔塔底重沸炉F201停炉联锁8. 分馏塔塔底重沸炉F201常明火嘴联锁9. F201余热回收系统联锁10．鼓风机、引风机故障停机联锁11．切断注水联锁12．切断高压贫溶剂联锁13．空冷器停机联锁设备联锁：14. 新氢压缩机C102A停车联锁15. 新氢压缩机C102A允许启动条件16. 新氢压缩机C101A主电机润滑油泵自启动条件11. 新氢压缩机C101A润滑油泵自启动条件18. 新氢压缩机C102A水泵自启动联锁19. 新氢压缩机C102B停车联锁20. 新氢压缩机C102B允许启动条件21. 新氢压缩机C102B主电机润滑油泵自启动条件22. 新氢压缩机C102B润滑油泵自启动条件23. 新氢压缩机C102B供水泵启动联锁24. 加氢进料泵P102A停车联锁逻辑25. 加氢进料泵P102A允许启动条件26. 加氢进料泵P102A辅油泵AB启停联锁21. 加氢进料泵P102B停车联锁逻辑28. 加氢进料泵P102B允许启动条件29. 加氢进料泵P102B辅油泵AB自启动条件30. 液力透平HT101允许启动条件31. 液力透平HT101停机联锁逻辑32. 注水泵P103A停机联锁逻辑33. 注水泵P103B停机联锁逻辑34. 注水泵P103C停机联锁逻辑35. 注水泵P103A允许启动条件36. 注水泵P103B允许启动条件31. 注水泵P103C允许启动条件38. 注水泵P103A辅油泵启停联锁39. 注水泵P103B辅油泵启停联锁40. 注水泵P103C辅油泵启停联锁41. 脱硫塔贫溶剂泵P104A停机联锁逻辑42. 脱硫塔贫溶剂泵P104B停机联锁逻辑43. 脱硫塔贫溶剂泵P104A允许启动条件44. 脱硫塔贫溶剂泵P104B允许启动条件45. 分馏塔底泵P205A停机联锁逻辑46. 分馏塔底泵P205B停机联锁逻辑41. 分馏塔底泵P205A允许启动条件48. 分馏塔底泵P205B允许启动条件下图为部分重要工艺联锁之间的关系图。
润滑油高压加氢装置主要工艺操作仪表逻辑控制说明及工艺控制流程图（PID）本装置控制回路160个，温度检测回路480个，模拟输入检测回路260个，脉冲量测量点10个，开关量输入点250个，开关量输出点20个。
1.2.1本装置的以单回路PID调节为主，对工艺操作上的重要参数采用复杂控制，为确保装置可靠，安全运行，对装置联锁系统及机组联锁系统采用三重冗余的紧急停车系统来实现。
1.2.2对于机泵、压缩机等转动设备，将其状态信号，公共报警，公共停机信号直接引入DCS进行指示、报警。
1.2.3对于进出装置的原料和产品以及循环水，净化风，非净化风，燃料气等均设有原料指示和累计。
为确保准确，对蒸汽和燃料气还设置了温度和压力补偿。
1.2.4在可能聚集易燃易爆气体并可能发生泄漏的地方，设有可燃气体浓度检测器，在有可能存在H2S气体的地方，设有浓度监测仪，均引入DCS报警。
1.2.5在新氢，循环氢压缩机出口设置了在线氢气浓度分析仪。
本装置的自动控制回路采用单回路调节为主，对于有关联的工艺参数采用串级或更为复杂的控制方法，由DCS控制系统完成。
原料油缓冲罐顶、滤后原料油缓冲罐顶、反应注水罐顶、硫化剂罐顶及分馏塔均设有压力控制。
加氢处理反应部分是全装置的核心，为确保反应器正常操作，每个反应器各设一台床层总压降指示。
加氢处理反应器床层温度的控制，通过三种方式切换操作，来控制注冷氢量，（一种是床层的平均温度值进行控制，一种是最大温度值控制，一种是床层三点温度中任一点温度进行控制），以达到最佳效果，防止反应器床层温度超温带来的危险，来保证产品质量及催化剂寿命。
临氢降凝反应器及后精制反应器的入口温度，是通过换热器出口热旁路控制以及反应器入口注冷氢的温度控制手段来实现，以确保反应器温度，从而满足工艺操作的要求。
热高压分离器设有双套的液位/界位控制和指示报警，为确保装置安全，高压分离器至低压分离器液位和界位调节阀均设双套调节阀，可切换使用。
加氢工艺安全控制系统设计指导方案1概述： (1)1.1工艺简述： (1)1.2 加氢反应的种类 (1)1.3加氢工艺关键设备和重点监控单元： (3)1.4 涉及主要危险介质： (3)1.5 山东省主要工艺和产品见附表： (4)2加氢工艺危险性分析 (5)2.1 固有危险性： (5)2.2 工艺过程危险性分析 (7)3 重点控制工艺参数和控制的基本要求 (8)3.1 反应温度的控制： (8)3.2 反应压力的控制： (8)3.3 反应投料速度和物料配比的控制 (9)3.4 加热系统的运行状况 (9)3.5 其他 (10)4 推荐加氢工艺安全控制系统设计指导方案 (10)4.1 参数控制方式 (10)4.2 工艺系统控制方式 (10)4.3 安全控制方式 (12)4.4 其他安全设施 (13)5 通用设计要求 (13)5.1 收集产品工艺资料 (13)5.2 确定改造范围 (14)5.3 设备选型 (14)5.4 提交方案 (14)5.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更 (15)6 典型工艺安全控制系统改造设计方案 (16)6.1 工艺简述 (16)6.2 该装置的危险性分析 (17)6.3 该装置加氢工艺控制方案综述 (18)6.3.3 安全放空 (19)7 加氢工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图 (19)7.1 山东省主要加氢工艺和产品 (19)7.2 工艺参数控制方式 (19)7.3 企业需提交的设计资料清单 (19)7.4 典型加氢工艺管道仪表流程图 (19)7.5 典型加氢工艺控制系统逻辑框图 (19)7.6 典型加氢工艺控制、报警、联锁一览表 (19)7.7 典型加氢工艺自控设备表 (19)8 安全事故案例分析 (20)为指导全省涉及加氢工艺有关企业的安全控制系统改造工作，指导有关设计单位相应的安全控制系统设计工作，并未各级安监部门依法监督检查有关企业的安全控制系统改造工作提供参考，依据国务院安委会办公室《关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》（安委办【2008】26号）、国家安全监管总局《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三【2009】116号）、山东安监局《关于推进化工企业自动化控制及安全联锁技术改造工作的意见》（鲁安监发【2008】149号）制定本方案。
1概述：1.1工艺简述：氢与其他化合物相互作用的反应过程，通常是在催化剂存在下进行的。
加氢反应属还原的范畴。
在石化工业中加氢处理是石油产品最重要的精制方法之一，在氢和催化剂存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。
有时，加氢精制指轻质油品的精制改质，而加氢处理指重质油品的精制脱硫。
1.2 加氢反应的种类加氢过程可分为两大类：1）氢与一氧化碳或有机化合物直接加氢，例如一氧化碳加氢合成甲醇；己二腈加氢制己二胺：；环戊二烯加氢生产环戊烯2）氢与有机化合物反应的同时,伴随着化学键的断裂,这类加氢反应又称氢解反应，包括加氢脱烷基、加氢裂化、加氢脱硫等。
例如烷烃加氢裂化，甲苯加氢脱烷基制苯，硝基苯加氢还原制苯胺，油品加氢精制中非烃类的氢解：RSH＋H2─→RH＋H2S。
按反应原料分类可以分为：1）不饱和炔烃、烯烃的三键和双键加氢在脂肪烃类的不饱和键上发生氢加成的反应。
如:环戊二烯加氢生产环戊烯等。
2）芳烃加氢在芳香烃的芳环上发生氢加成的反应。
如:苯加氢生产环己烷；苯酚加氢生产环己醇等。
3）含氧化合物加氢在含氧化合物的碳氧双键上发生氢加成的反应。
如:一氧化碳加氢生产甲醇；丁醛加氢生产丁醇；辛烯醛加氢生产辛醇等。
4）含氮化合物加氢在含氮有机化合物的氮原子上发生的加氢反应。
如:己二腈加氢生产己二胺；硝基苯催化加氢生产苯胺等。
5）油品加氢对石油的馏分油在催化剂和一定条件下进行加氢，以脱除其中有害的S、N 等元素，如:渣油加氢改质；减压馏分油加氢改质；催化脱蜡生产低凝柴油、润滑油基础油等。
1.3加氢工艺关键设备和重点监控单元：1.3.1加氢反应主要关键设备为加氢反应器和氢气压缩机。
在加氢反应中，一般加氢工艺如苯加氢工艺、烯烃加氢工艺、苯酚加氢工艺等多用管式反应器，也有使用釜式反应器，石化工业中，加氢反应多为使用塔式反应器；氢气压缩机一般使用离心式压缩机。
1.3.2 加氢工艺的重点监控加氢工序中加氢反应器的温度、压力、氢油比、尾气成分等；以及氢气压缩机进出口压力。
1.4 涉及主要危险介质：原料、产品、中间产品、催化剂、填料等加氢反应主要涉及的危险原料有：1）氢气：氢气为无色无味气体，微溶于水、乙醇、乙醚，无毒、无腐蚀性、极度易燃，燃烧时发出爆鸣，燃烧温度可达到2000℃，氢氧混合燃烧火焰温度可达2100-2500℃。
与氟、氯等能发生猛烈的化学反应。
2）原料及产品：苯、萘等芳香烃类；环戊二烯、环戊烯等不饱和烃；硝基苯、乙二腈等硝化或含氮烃类；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。
就其易燃易爆危险性分类主要有可燃气体如一氧化碳、乙炔等可燃气体、苯、甲苯、硝基苯和环戊二烯等低沸点可燃液体；还有石蜡、馏分油、减压馏分油等沸点较高的可燃液体或可燃固体。
按中毒危险性分类有：苯胺、硝基苯等有毒液体、一氧化碳等有毒气体以及馏分油、石蜡等无毒或低毒物质。
3）催化剂：主要有四类：①金属催化剂，常用的是第八族过渡元素，如骨架镍、镍-硅藻土、铂-氧化铝、钯-氧化铝等。
②金属氧化物催化剂，如氧化铜－亚铬酸铜、氧化铜-氧化锌、氧化铜-氧化锌-氧化铬、氧化铜-氧化锌-氧化铝等,主要用于醛、酮、酯、酸以及一氧化碳等化合物的加氢。
③金属硫化物催化剂，如镍－钼硫化物、钴-钼硫化物、硫化钨、硫化钼等，通常以γ-氧化铝为载体，主要用于含硫、含氮化合物的氢解反应，部分硫化的氧化钴-氧化钼-氧化铝催化剂常用于油品的加氢精制。
④络合催化剂，如RhCl[P(C6H5)3]3,主要用于均相液相加氢。
4）其他：包括在氢化过程中产生的副产物硫化氢、氨等物质。
由于氢化过程属于还原反应，其副产物一般为可燃物质。
1.5 山东省主要工艺和产品见附表：2加氢工艺危险性分析加氢反应大多为放热反应，而且大多在较高温度下进行，氢气以及大部分所使用的物料具有燃爆危险性，一部分物料、产品或中间产物存在毒性、腐蚀性。
一旦出现泄露、反应器堵塞等故障，发生火灾、爆炸的危险性很大。
2.1 固有危险性：固有危险性指加氢反应中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。
2.1.1 火灾危险性：1）氢气：与空气混合能成为爆炸性混合物、遇火星、高热能引起燃烧。
室内使用或储存氢气，当有漏气时，氢气上升滞留屋顶，不易自然排出，遇到火星时会引起爆炸。
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。
4）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。
2.1.2 爆炸危险性：1）物理爆炸：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。
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。
2）化学爆炸：加氢工艺中，氢气爆炸极限为4.1%-74.2%，当出现泄漏；或装置内混入空气或氧气；易发生爆炸危险。
在某些加氢工艺中如一氧化碳加氢制甲醇工艺，其原料一氧化碳亦为易燃易爆气体，产品甲醇为甲B类可燃液体，在操作温度下甲醇为气态，当出现泄漏也可能导致设备爆炸。
如苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、丁醛气相加氢生产丁醇等工艺中原料、产品在常温下为液态，但在操作条件下为气态，出现泄漏导致爆炸。
另外，如硝基苯液相加氢生产苯胺等工艺，反应温度、压力相对较低，反应为气液两相反应，其爆炸危险性主要来自氢。
2.1.3 中毒危险危害性：氢化反应中不同原料和产品毒性差别较大，具体如下：1）不饱和烃及馏分油；如环戊二烯、乙炔、常、减压馏分油等无毒2）芳香烃：如苯酚、甲苯等为中低毒性物质，部分有腐蚀性。
3）含氮化合物：如硝基苯、苯胺等有较强的毒性。
2.1.4 腐蚀及其他危险性：氢化反应腐蚀性具体如下：1）氢：氢化反应大多在高温高压下进行，在这种条件下，氢可以对设备钢材产生腐蚀，出现钢脆现象。
2）其他：在石油化工中加氢精制多同时伴随脱硫脱氮过程，产生的副产品硫化氢、氨气等物质均有腐蚀性。
对于某些加氢工艺的原料或产品本身带有腐蚀性，如苯酚。
2.2 工艺过程危险性分析加氢反应过程为放热反应，且反应温度、压力较高，所用原料大多为易燃易爆，部分原料和产品有毒性、腐蚀性。
所以加氢反应工程中存在诸多不安全因素。
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。
氢高压下腐蚀工艺设备，使设备强度下降导致物理爆炸或产生泄漏导致爆炸。
加氢反应均为气相或气液相反应，设备操作压力均为高压甚至超高压，因此对反应器的强度、连接处的焊接、法兰连接有较高的要求。
本指导方案在实际应用中，某工艺产品的具体危险应按危险与可操作性分析（HAZOP）或预先危险分析（PHA）或事故树分析(ETA)等风险评价方法，对整个工艺过成的危险性进行分析。
3 重点控制工艺参数和控制的基本要求3.1 反应温度的控制：在加氢工艺中，氢预热器及其他原料气化器、预热器、加氢反应器等设备的温度均需监控。
在上述的各设备中，加氢反应器的温度对加氢工艺安全生产最为重要，由于氢化反应为强放热反应，当反应器温度过高时，会出现反应速率加快，使反应难以控制，当温度超出安全值时可能出现危险，因此对反应器内温度应严格控制，温度控制范围随工艺而定。
其他设备如氢预热器、原料汽化器、原料预热器等，设备内物料温度或设备出口温度对反应器内物料温度有影响，且会影响产品质量、收率，当温度过高时，可能发生泄漏、火灾、爆炸等危险，但是由于在这些装置中，只存在物理传热无反应发生，温度控制相对容易，故在氢预热器、原料汽化器、原料预热器等预热、汽化等设备内温度应进行监控。
3.2 反应压力的控制：如果反应器中压力高于正常操作值，会使加氢反应难以控制，同时加快临氢设备的腐蚀速度。
当反应器内压力过高时，反应速率加快，温度难以控制出现危险，同时设备可能出现损坏甚至物理爆炸，物料泄漏产生火灾爆炸危险。
因此应对反应器内压力进行监控。
压力需要监控的位置主要有加氢反应器进料口、反应器内部、加氢反应器出料口；氢气压缩机的进、出口；氢气混合罐、原料汽化罐、预热器等装置，氢化反应大多为气液相、气相反应，压力条件对反应影响很大，在反应器内压力过高容易导致反应失控，反应器内温度发生飞温。
