裂解(裂化)工艺安全控制设计指导方案.docx

裂解（裂化）工艺安全控制设计指导方案
1概述：
1.1裂解工艺
裂解是有机化合物在高温下分子发生分解的反应过程，在石化工业中，裂解指石油系列烃类原料在高温条件下，发生碳链断裂或脱氢反应，生成烯烃及其他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主，同时副产丁烯、丁二烯等烯烃和裂解汽油、柴油、燃料油等产品。
1.2裂解（裂化）工艺的种类
裂解（裂化）工艺可分为热裂解（裂化）、催化裂解（裂化）、加氢裂解（裂化）等几种。
热裂解（裂化）
在无氧条件下，通过加强热使原料分子链断裂，形成较小分子的工艺过程，可称为热裂解（裂化）。
催化裂解（裂化）
通过在裂解炉内加入催化剂，提高裂解（裂化）反应产品质量及收率，可称为催化裂解（裂化）。
加氢裂解（裂化）
在裂解（裂化）原料进入裂解炉时，同时按比例通入氢气，以减少反应产物中的芳香族化合物，提高反应产物收率，改善产品质量的裂解（裂化）工艺，可称为加氢裂解（裂化）。
1.3裂解（裂化）工艺关键设备和重点监控单元
裂解（裂化）工艺关键设备和重点监控单元包括有:裂解炉、制冷机、压缩机、引风机、分离单元等设备。本文只涉及裂解炉。裂解炉是裂解工艺的核心设备，裂解炉内温度、压力、物料流量等工艺参数都需要严格控制，裂解炉需要设置压力、温度检测系统。裂解炉内一般压力较高，裂解炉应设紧急放空阀、泄压系统以及压力与反应进料管线、加热炉、压缩机的联锁系统等安全设施。
热裂解（裂化）和催化裂解（裂化）为吸热反应，需要设加热炉。加热炉加热温度与裂解（裂化）炉内温度有直接关系，加热炉温度需要严格控制，具体控制方式根据加热炉加热方式采取不同手段，如：对燃料油炉可以控制燃料油进料量、进料压力、主风流量等；电加热可以控制加热器电流、电压；于熔盐或是导热油加热可以由热媒的温度、流量等手段进行控制。
对于加氢裂解（裂化），由于加氢反应为放热反应，反应开始后不需要加热即能维持反应温度，而且还需要通过量的冷氢移出反应热，有些工艺还应使用冷媒移出反应热。所以加氢裂解（裂化），裂解炉内的温度调节主要依靠控制进料速率、反应器内压
力、氢进料速率和冷媒流量等手段。
裂解（裂化）工艺均在高温高压下进行，反应物料均为易燃易爆物质，若裂解炉出现泄漏或是进料管线混入空气，会发生火灾爆炸事故，所以裂解（裂化）炉应设有开、停车惰性气体置换管线；蒸汽消防汽幕，加热炉炉膛内设有灭火蒸汽入；在可能发生泄漏的位置设置可燃气体报警器；管道、设备上按相关规范安装防静电接地设置;适当位置设置阻火器、爆破片等安全附件。
1.4涉及主要危险介质
火灾爆炸危险性
裂解（裂化）化工艺一般主要涉及的危险介质有重油、馏分油、渣油、乙苯等可、易燃液体，乙烯、丙烯、甲烷等易燃气体，加氢裂解还涉及高压氢气，上述物质均为可、易燃液体或是易燃气体，能与空气形成爆炸性混合物。有些物质还可能发生聚合反应，在储运过程和使用过程中会引起聚合造成火灾危险。
对于催化裂解（裂化）和加氢裂解（裂化）工艺，使用的催化剂有些具有可燃性，部分种类的催化剂在空气中可以发生自燃。中毒危险性
在裂解（裂化）工艺中，裂解（裂化）产物和裂解（裂化）原料一般均为混合物，其中包括毒性较低的烷烃、烯烃等物质，以及毒性和危害性较强的甲苯、苯、萘等。在部分裂解（裂化）工艺的原料中含有硫、氮等，在工艺过程中产生硫化氢气体、氨
气，具有很强的毒性和刺激性。
腐蚀危害性
加氢裂解（裂化）工艺中，高压临氢设备容易出现氢腐蚀，氢置换掉碳钢中碳原子，使钢材硬度上升、强度下降，即出现氢脆现象。同时在反应原料中含硫，硫在反应设备内生成硫化氢气体，反应气体在裂解（裂化）系统中温度较低的含水部位，在硫化氢溶液作用下设备发生电化学腐蚀。此外，反应气体内含有的氨气也会对设备造成腐蚀危害。
1.5山东省主要裂解（裂化）工艺产品目录（见附表一）
2裂解（裂化）工艺危险性分析
2.1固有危险性
固有危险性指裂解（裂化）工艺中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。
火灾爆炸危险性：
裂解（裂化）工艺中原料均为有机物，有不同程度火灾危险性，同时裂解（裂化）产品大多为低沸点易燃液体或易燃气体，在遇明火或受热等条件下会发生火灾。
在石油化工行业中，裂解（裂化）原料大多为分子量较高的可燃液体，如重油、馏分油、渣油等，大部分沸点、闪点较高，不易发生爆炸。加氢裂解工艺中使用的氢气为易燃气体，其与空气能形成爆炸性混合物；部分裂解（裂化）工艺使用的原料为小分子有机化合物闪点、沸点较低，可以与空气形成爆炸性混合物，如乙苯，其闪点15C,为甲级火灾危险物质。裂解（裂化）产品主要为易燃液体和易燃气体，这些物质沸点、闪点较低，有些在常温常压下为气态，可以与空气形成爆炸性混合物，这类物质储存压力较高，受热易蒸发使容器内压力升高导致容器物理爆炸。易燃液体如汽油、柴油、苯乙烯等，汽油闪点为-50C，沸点40-2C,属于甲级火灾危险物质，柴油闪点为38C,属于乙级火灾危险物质，苯乙烯闪点34.4C,属于乙级火灾危险物质；乙烯、丙烯、丁烯等为易燃气体。
中毒危险危害性：
裂解（裂化）反应中不同原料和产品毒性差别较大，具体如下：
1）油品；原料油如重油、常减压馏分油、渣油等，产品油如汽油、柴油等。油品均为混合物其成分十分复杂，如重油主要组成为碳水化合物，同时含有硫磺（0.1-4%）及微量无机化合物。常压馏分油，含包括芳香烃、脂肪烃、环烷烃以及部分含硫、氮杂质等。汽油、柴油主要为不同沸点脂肪烃、环烷烃。油品多为低毒或微毒类物质。
2）其他化合物：毒性差别很大，如裂解（裂化）产物中丙烯、乙烯、丁烯、丁二烯等，原料中辛烷、癸烷毒性较低，但有些裂解（裂化）工艺中所涉及的芳香族化合物、脂肪烃的卤代物等具有一定毒性。
腐蚀及其他危险性：
裂解（裂化）工艺中涉及物质的腐蚀性差别很大，部分物料如汽油、柴油、丙烯、乙苯、乙烯、丁烯等腐蚀性较低，部分原料油如有的重油、馏分油中含有腐蚀性物质，具有较强腐蚀性，而有些裂解（裂化）工艺中需加氢，在高温高压工艺条件下，氢对钢质设备有一定腐蚀性（氢脆）。
2.2工艺过程危险性分析
1）热裂解（化）：热裂化在高温高压下进行，装置内的油品温度一般超过其自燃点，若漏出油品立即起火。热裂化过程中产生大量的裂化气，且有众多的气体分离设备，若发生气体泄漏，会形成爆炸性混合气体，遇到明火有爆炸危险。
2）催化裂解（裂化）：催化裂解（裂化）一般在较高温度下进行，火灾危险性较大，若操作
不当，再生器内的空气和火焰进入反应器会引起恶性爆炸。U形管上小设备和小阀门较多，易漏油着火。在催化裂化过程中，还会产生易燃的裂化气，若烧焦、活化催化剂处理不当时，还可能出现易燃的一氧化碳气体。
3）加氢裂解（裂化）：加氢裂解（裂化）大量使用氢气，而且反应温度和反应压力都较高，在高压下氢气与钢材发生反应，产生氢腐蚀，使碳钢的强度下降而硬度增大，如设备或管道更换不及时，会在高压下发生设备爆炸。加氢裂解（裂化）工艺过程中有硫化氢气体产生，当出现泄漏，可能引发中毒事故，同时工艺中产生的硫化氢对工艺设备也有腐蚀作用。另外，加氢反应是强放热反应，反应器必须通入过量冷氢控制温度，防止设备局部过热，防止加热炉炉管烧穿或高温管线、反应器漏气而引起着火。
在开、停车时，惰性气体吹扫不完全，设备内有残留氢气或空气，在停、开车时都会引起火灾、爆炸事故。
本指导方案在实际应用中，其工艺产品的具体危险应按危险和可操作性分析（HAZOP ）或预先危险分析（PHA ）或事故树分析（ETA）等风险评价方法，对整个工艺过程的危险性进行分析。
3重点控制工艺参数和控制的基本要求
3.1裂解（裂化）温度
裂解（裂化）工艺中需要对裂解（裂化）炉的温度进行严格控制，裂解（裂化）炉内温度对裂解（裂化）反应进行程度有直接关系，同时裂解（裂化）温度过高也会导致裂解（裂化）炉内压力升高甚至导致设备破裂、爆炸，裂解（裂化）炉温度过高还有可能导致物料碳化结焦堵塞裂解（裂化）反应器管道，使裂解（裂化）炉内局部温度、压力过高导致设备被烧穿或设备强度下降引起的泄漏，进而发生火灾、爆炸事故。热裂解（裂化）和催化裂解（裂化）一般为吸热反应，其反应温度主要依靠反应器加热系统温度调节，如通过改变加热炉燃料油或燃料气流量调节加热炉温度进而调节反应器温度。对于加氢裂解工艺，由于加氢反应是强放热反应，在反应过程中，需要通过量的冷氢转移反应热，所以加氢裂解（裂化）过程中，温度控制除通过反应器加热系统或冷却系统调节之外，主要通过反应器进料量对反应器内温度进行控制。
3.2裂解（裂化）压力
裂解（裂化）炉内压力与裂解（裂化）炉内温度和反应器进料速率有一定关系，裂解（裂化）炉内温度升高有可能使压力升高，同时裂解（裂化）炉内管道发生堵塞也会导致压力升高，为避免发生火灾爆炸事故，保证产品质量，需对裂解（裂化）炉内压力进行监控。
对于热裂解（裂化）和催化裂解（裂化），反应器内压力与反应进料温度和进料压力以及反应器内温度密切相关，一般反应器内压力主要通过反应器出压力调节、控制反应器进料量和加热炉温度等手段进行调节。
对于加氢裂解（裂化），反应器内含有大量氢气，反应器内压力主要由氢气进气压力、反应物料进料温度控制，当反应器温度出现异常时，通过加大冷氢的进气量、减小物料流量进行控制。
3.3裂解（裂化）炉进料流量
裂解（裂化）工艺中，裂解（裂化）炉进料流量与裂解（裂化）炉内温度、压力有直接关系，同时与产品质量相关。进料量升高容易导致炉内压力升高，若炉内压力过高容易导致设备出现泄漏，甚至出现爆炸危险。进料量降低，炉内流量减少，炉内热量不能及时移出使炉内温度升高，当炉内温度过高时，物料容易出现碳化结焦，堵塞裂解（裂化）炉内管道发生事故，也可能因炉温过高导致设备强度下降，发生变形、泄漏出现火灾爆炸事故。
3.4加热系统的运行状况
对于热裂解（裂化）和催化裂解（裂化），其反应为吸热反应，为保证裂解（裂化）炉内温度、压力维持在一定水平，需要对加热系统的运行情况进行监控。具体控制方式根据加热炉加热方式采取不同手段，例如：对燃料油炉或燃气炉可以控制燃料流量、燃料压力、主风流量等控制。对电加热可以控制加热器电流、电压。对于熔盐、导热油加热可以控制热媒的温度和流量等进行控制。
对于使用燃料油加热炉的裂解工艺，加热炉一般为负压操作，若引风机由于故障突然停转，炉膛内变成正压，则窥视孔或烧嘴等处即向外喷火，严重时会引起炉膛爆炸。当燃料系统大幅度波动，燃料气压力过低，则可能造成裂解炉烧嘴回火，使烧嘴烧坏，甚至引起爆炸等事故，因此，需要对加热炉相关的引风机、燃料进料量等工艺参数进行监控。
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4推荐的安全控制方案
4.1各工艺参数控制方式
裂解（裂化）工艺的温度、压力、进料流量、再生催化剂料位、滑阀差压、燃料油（气）的进料流量及压力、主风流量等重点监控工艺参数的控制方式见附表二。
4.2工艺系统控制方式
基本监控要求
（1）裂解（裂化）反应过程应实现反应温度和压力的自控，并设置报警和联锁系统。其温度和压力自控方式可根据工艺过程原理采取简单控制系统或复杂控制系统，如：裂解（裂化）炉出温度调节器与滑阀差压调节器组成超驰控制系统，且与进料温度构成串级调节系统等。裂解（裂化）反应温度不均匀时，应增加温度测量点数，取其数个关键点的温度平均值作为裂解（裂化）炉的被控温度。当裂解（裂化）炉的温度和压力达到报警设定值时，发出声光报警；当裂解（裂化）炉的温度和压力达到或超过联锁设定值时，联锁启动：切断投料和热源，终止反应，并同时发出声光报警。
（2）裂解（裂化）炉的进料压力和流量应实现自控，并设置报警和联锁系统。
（3）加热炉燃料压力和流量应实现自控，并设置报警和联
11锁系统。
（4）应监测裂解（裂化）炉、加热炉的引风机的电流及运行状况，并设置相应的报警和联锁系统。
（5）应设置加热炉燃料（或热源）紧急切断系统，使工艺操作人员自动、手动皆可在控制室内切断加热炉燃料的投入。
（6）应设置原料进料的紧急切断系统，使工艺操作人员可在控制室内自动、手动、联锁切断原料的投入。
（7）应设置裂解（裂化）炉的紧急冷却系统等，且这些系统可由操作人员在控制室自动、手动、联锁投运。
（8）应适当配置分析仪表，实时监控裂解（裂化）炉出组分的分析，如烟气氧含量、水质分析等。
（9）设计时，工艺和自控人员应结合具体的工艺机理，合理地设置控制回路，避免出现因控制回路间密切相关、互相影响导致工艺参数无法控制的情况。
控制系统的选用原则：
鉴于PLC、DCS系统已逐步国产化，其控制、操作功能较强，可靠性及平均无故障时间较高，已能满足大部分的化工工艺的需求，且价格适中，因此建议除了工艺过程简单、监控参数较少（50点以下）时选用智能仪表并与工控机通讯的系统外，其它则应首选DCS或PLC系统。
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4.3安全控制方式
（1）对于系统控制回路较多、危险性较高的装置，应设置独立于工艺控制系统之外的紧急停车系统（ESD）。
（2）一般装置可在控制室内加装紧急停车按钮，确保现场出现紧急情况时，操作人员可在控制室内切断原料进料和燃料、启动紧急冷却系统、紧急泄放系统和吸收中和系统等。
以上（1）、（2）两款的设计应满足《信号报警、安全联锁系统的设计规定HG/T20511-20》之要求。
（3）裂解（裂化）工艺的原料、中间产品及产品大多为有毒、易燃易爆物质，装置应按《石油企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范GB50493-29》设置检测报警系统，并保证装置停车或工艺监控系统失效后，仍能有效地监测、报警。
4.4其他安全设施
对于具体的装置，考虑安全设施时不应孤立的看待具体的设备或工序，还应考虑相关的原料准备、产品储存、公用工程等相关设施和工序，任何一个工序出现故障都可能影响到整套装置的安全，在设置监控或联锁、报警时一并考虑进去。
对于压力容器、压力管道等，除了设置自控设备外，还应设置安全阀、单向阀、紧急排空阀及紧急切断装置等其他安全设施。
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5通用设计要求
对于新建或改、扩建装置，在制定设计方案时，应根据工艺、自控及安全要求，结合本指导方案，进行优化设计。
对于现有裂解（裂化）工艺装置进行自控与安全联锁改造，增加或者完善安全控制系统，其设计工作应遵循以下原则要求:
5.1收集产品工艺资料
企业产品简介、使用工艺简介、裂解（裂化）工艺流程图，涉及的设备简图和工艺物性参数，特殊检测工艺操作状态下的物性。
改造企业需提交的设计资料清单（见附表三）。
5.2确定改造范围
（1）与企业协商，根据国家安全监管总局《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【29】116号）文要求，实现裂解（裂化）工艺过程重点参数的监测及自控联锁。
（2）核实裂解（裂化）工艺过程所涉及的上下游工艺过程对自身的影响（如氢的制备与储存、冷媒的规格数量、惰性保护气体的规格数量等）。
（3）将裂解（裂化）工艺以及对该工艺过程产生影响的上下游的工艺过程和对工艺安全产生影响的相关公用工程一并纳入自动化控制与安全联锁技术改造范围确定控制方案，绘制PID图。
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5.3设备选型
（1 ）确定相关检测仪表型号。
（2）计算并选定执行机构型号。
（3）根据工艺过程复杂程度、检修能力等确定自动化和安全联锁的仪表设备（如DCS、PLC、智能表、常规表；电动、气动、液动、自力阀等）。
5.4提交方案
（1）工艺管道仪表控制流程图（PID）。
（2）顺序控制逻辑图（需要时）。
（3）控制、报警、联锁一览表。
（4）自控设备表。
（5）检测取源和执行器改造图（说明或标注标准号）。
（6）提交自控、联锁能源供应方案。
5.5与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计文件
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6典型工艺安全控制系统改造设计方案
某企业醋酸高温裂解生产双乙烯酮产品裂解部分的安全控制方案。
6.1工艺简述
该企业为连续生产方式，其裂解部分工艺流程简述如下：
醋酸经计量进入醋酸汽化器汽化后进入高温裂化炉裂解，被裂解气进入多级冷却系统，将生成的水、未裂解的醋酸和生成的醋酐冷凝下来，冷凝下来的醋酐与水生成醋酸后与冷凝下来的稀酸一起经提浓后循环利用；对双乙烯酮气体进行吸收、聚合、蒸馏等工序处理得到无色透明的双乙烯酮产品。
工艺流程（裂解部分）的示意见附图一。
6.2该装置裂化工艺危险性分析
固有危险性分析
本装置属火灾危险性场所，所涉及危险品主要有原料醋酸、氨、醋酸丁酯，产品双乙烯酮等。
裂解酸加料罐、醋酸高位槽、稀酸储罐，存在超温发生爆炸的可能，超液位会发生泄漏，泄漏的醋酸气体与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热会引起燃烧爆炸。
裂解、冷却、吸收系统需要保持真空度，有超压爆炸的可能。后加工工序的设备存在超温、超压发生爆炸的可能，超液位会发
16生泄漏，泄漏的DK (双乙烯酮)气体与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热会引起燃烧爆炸。
由于生产过程存在高温、负压的操作条件，系统内有有毒、易燃、易爆物品，一旦发生泄漏或爆炸，将会对人身和财产造成严重后果。
工艺过程的危险性分析
(1) 火灾爆炸
本工艺中所用原料醋酸为无色透明液体，有刺激性酸臭。易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与铬酸、过氧化钠、硝酸或其它氧化剂接触，有爆炸危险。
原料氨，在常温常压条件下是无色气体，爆炸极限15〜27%(V),在一定条件下能发生火灾及爆炸。
磷酸三乙酯为无色、有香味液体。沸点216 °C,爆炸极限1.7-10.0% (V),闪点115C，遇明火、高热可燃。受热分解放出有毒气体。
醋酸正丁酯为有果子香味的无色透明液体。沸点126C，爆炸极限1.2〜7.5%(V),闪点22C，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。
双乙烯酮易燃，在无机酸、碱、胺与弗里德尔-克拉夫特催化剂
17存在条件下，能猛烈聚合，放出气体使容器爆破。
(2) 中毒危害
原料醋酸，吸入醋酸蒸气对鼻、喉和呼吸道有刺激性。对眼有强烈刺激作用。皮肤接触，轻者出现红斑，重者引起化学灼伤。误服浓醋酸，腔和消化道可产生糜烂，重者可因休克而致死。慢性影响：眼睑水肿、结膜充血、慢性咽炎和支气管炎。长期反复接触，可致皮肤干燥、脱脂和皮炎。
原料氨，在常温常压条件下，对皮肤和粘膜有刺激性，吸入后对鼻、喉和肺刺激引起咳嗽、气短和哮喘等，重者发生喉头水肿、肺水肿及心、肝、肾的损害。
磷酸三乙酯，为无色、有香味液体。吸入、食入或经皮肤吸收后，可对身体有害，有刺激和局部麻醉作用。
醋酸正丁酯，为有果子香味的无色透明液体。对眼及上呼吸道均有强烈的刺激作用，有麻醉作用。吸入高浓度本品出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、气短等，严重者出现心血管和神经系统的症状。可引起结膜炎、角膜炎，角膜上皮有空泡形成。皮肤接触可引起皮肤干燥。
双乙烯酮，蒸气对眼和呼吸道有剧烈的刺激作用，有眼灼痛、头痛、窒息感，伴咳嗽、胸痛、眼结膜充血、流泪、流涕，肺部有干湿罗音。严重者引起肺水肿。吸入后到产生症状前有短暂的潜伏期。高浓度与皮肤接触，可引起皮炎或溃疡；眼接触可致角膜化学性灼伤。长期较高浓度接触可能发生肺硬化。
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(3) 灼伤
装置生产过程中，由于相关设备温度较高，一旦物料从相关设备、输送物料管线发生泄漏溅及人体将会发生灼伤事故。
6.3该装置裂解工艺控制方案综述
由于该裂解反应是在高温条件下进行反应，若反应物料在高温情况下发生泄漏将会引起裂解炉的燃烧、爆炸事故。为保证该裂解反应的安全生产，须对裂解炉醋酸进料流量、裂解炉温度及压力等重点工艺参数实施严格监控，以避免反应失控而引起裂解炉等设施的燃烧、爆炸事故。鉴于裂解炉的重要性、危险性，用裂解工艺生产的企业应通过优化控制方案，采用先进的自动化手段实现精确控制、安全连锁及紧急停车系统，以保障企业的安全生产及员工的人身安全。
鉴于该裂解生产过程，控制的重点是裂解炉反应部分。为达到对裂解炉压力、温度控制，可燃与有毒气体检测报警装置等安全控制的基本要求，应采用如下控制方式：
通过对裂解炉醋酸进料设置流量调节控制现场指示并远传控制室系统；设置进入裂解炉的磷酸三乙酯流量测控并远传控制室系统；设置与裂解气混合的氨气流量测控并远传控制室系统；设置裂解炉的温度测控现场指示并远传控制室系统；设置裂解炉的压力测控并远传控制室系统。
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在装置存在可燃气体、有毒气体泄漏的部位应设置可燃气体报警仪和有毒气体报警仪等措施以达到保障企业的安全生产及员工的人身安全目的。
以上控制、报警方式通过DCS在控制室实现。
控制、报警、联锁一览表见附表四。
裂解自控设备表见附表五。
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7裂解（裂化）工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图
7.1山东省主要裂解（裂化）工艺产品目录（附表一）
7.2重点监控工艺参数的控制方式（附表二）
7.3企业需提交的设计资料清单（附表三）
7.4某企业裂解（裂化）工艺管道仪表流程图（附图一）
7.5某企业裂解（裂化）工艺控制、报警、联锁一览表（附表四）
7.6某企业裂解（裂化）工艺自控设备表（附表五）
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8裂解（裂化）工艺典型事故案例分析
某企业乙烯装置爆炸事故
事故概况、经过：日本出光石油化学公司德山工厂的乙烯装置系用石脑油为原料生产烯烃（乙烯、丙烯、丁烯）和芳烃（苯、甲苯、二甲苯），年生产能力为20万吨。石脑油在裂解炉中裂解，裂解气经第一分镏塔和洗涤塔分别把石脑油、碳酸气及水等组分分离出来，然后在脱丙烷塔中分离丁烯，其中一部分乙炔在第一乙炔加氢塔中加氢、精制。
第二乙炔加氢塔由三个反应器重叠组成，三台反应器中的两台以中间冷却器串联运行。事故发生时，是B、C两台反应器在运行。
1973年7月7日18时50分左右，出光石油化学公司德山工厂二号乙烯装置，操作人员为进行裂解炉清焦，打开了压缩空气管道上的6英寸阀门，此时本应该将2英寸阀门关闭，但操作人员误将供仪表装置用的压缩空气管道的4英寸阀门关闭，导致乙烯装置控制室内的仪表全部失灵，同时响起警报信号，控制室操作不明原因，立即作紧急停车处理，致使全系统停止运行。
当操作人员发现火炬上出现黑烟后，于18时58分打开了仪表用压缩空气阀门，仪表恢复正常。
脱乙烷塔由于紧急停车压力下降，而甲烷分离器压力上升，使加氢塔前后压差消失，乙烯供应量降为零，因此操作人员由自动改为手动操作，于19时02分将乙烯控制阀关闭。
22由于停车时氢气阀门没有完全关闭，氢流向加氢塔，而乙烯的供给中断，甲烷分离器的压力下降又引起氢的吸入，操作人员发
现后于20时08分将氢的控制阀关闭。
由于反应器内有滞留的乙烯，与流入的过量氢气发生加氢反应，此系放热反应，每克分子乙烯放出33.2千卡热量，因此引起触媒温度升高，由于局部高温，产生了部分触媒分解。
21时30分，反应器内温度指示为120°C，开始从一号乙烯装置接受原料气体。此时原在加氢塔内呈滞留的气体开始流动，高温部分亦随之转移，同时与高温(约4C)接触的乙烯由于同钯触媒接触后分解而急剧升温，这种高温又引起乙烯气相热分解，由于热分解又导致进一步升温。
22时，加氢塔内局部温度高达10C，从这里排出的高温气体使出、管道及出侧的设备变成炽热状态，从电动阀门法兰盘漏出的气体开始燃烧。22时15分，与电动阀门连接的弯管破裂，大量漏出的气体发生爆炸，大火紧接着由第二乙炔加氢塔漫延到后面的脱乙烷塔、甲烷分离器、乙烯塔和热交换器，随即形成直径约60米的大火球。这场大火直至7月11日9时40分才完全消除。
事故技术分析：通过调查，确定这次事故的直接原因是由于三项人为的错误造成的，即：
(1) 操作工操作阀门的错误，误将仪表空气阀门关闭。
(2) 氢阀门关闭不严，造成氢气漏入反应器内。
(3) 在加氢塔内发生异常高温的情况下，继续供料。
23通过以上分析，可以看出这是一起由于误操作而发生异常反应所造成的重大事故。
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附表一:
山东省主要裂解（裂化）工艺产品目录
产品名称
四氟乙烯
汽油
柴油
煤油
液化气
双乙烯酮
芳烃
D4、 DMC
二异丁烯
炭黑
五氟乙烷
异丁烯
乙酰丙酮
合成气
氢氯酸
氢气
焦油

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附表二:
重点监控工艺参数的控制方式
序
号
工艺参
数
控制方式
自控仪表
备注
1
裂解（裂
化）
反应器
温度
1集中显示
2、自控
3、报警
4、联锁
1、隔爆热电阻或隔爆热电偶
2、调节阀（气动或电动）
3、安全栅
4、智能仪表、PLC或DCS

2
裂解（裂
化）
反应器
压力
1、集中显示
2、自控
3、报警
4、联锁
1、压力变送器
2、调节阀（气动或电动）
3、安全栅
4、智能仪表、PLC或DCS

3
裂解（裂化）反应器原料
进料流
量
1、集中显示
2、恒定或比值调
节
3、报警
4、联锁
1、流量变送器
2、调节阀（气动或电动）
3、安全栅
4、智能仪表、PLC或DCS

4
裂解（裂化）反应器原料
进料温
度
1、集中显示
2、自控，必要时
与反应温度构成
串级调节系统
3、报警
1、隔爆热电阻或隔爆热电偶
2、调节阀（气动或电动）
3、、安全栅
4、智能仪表、PLC或DCS

26

4、联锁

5
滑阀差
压
1、集中显示
2、自控
3、报警
4、联锁
1、压力变送器
2、调节阀（气动或电动）
3、安全栅
4、智能仪表、PLC或DCS

6
再生催
化剂料
位
1、集中显示
2、报警
1、料位计
2、安全栅
3、智能仪表、PLC或
DCS

7
燃料油
（气）流
量
1、集中显示
2、自控
3、报警
4、联锁
1、流量变送器
2、调节阀（气动或电动）
3、安全栅
4、智能仪表、PLC或DCS

8
燃料油
（气）压
力
1、集中显示
2、自控
3、报警
1、压力变送器
2、调节阀（气动或电动）
3、安全栅
4、智能仪表、PLC或DCS

9
主风流
量
1、集中显示
2、自控
3、报警
4、联锁
1、流量变送器
2、调节阀（气动或电动）
3、安全栅
4、智能仪表、PLC或DCS

27
28

附表三：
企业需提交的设计资料清单
文字说明部分
图纸部分
1、工艺操作规程
2、安全操作规程
3、安全设施设计专篇
4、设备一览表（含设备规格、材质、介质、设计及操作温度、压力、仪表规格等）
5、公用工程状况（包括供电、供汽、供水、循环水、冷冻水、压缩空气等）
6、现有自控、仪表状况描述（包括控制室或操作站）
7、主要物料及公用工程管线规格、材质
8、实际生产中存在的工艺、安全方面的问题及对本次改造内容的建议
9、同类装置历史上发生的事故案例
1、厂区总平面布置
2、工艺流程图
3、各工序设备布置图
4、爆炸危险区域划分图
5、可燃、有毒气体报警系
统图及报警仪布置图
6、主要物料平衡图

29
附表四:
某企业装置裂解工艺控制、报警、联锁一览表
序号
位号
测控变量联锁参数
联锁参数
功能
1
TIC-103
裂解炉温度A

显示、自控
2
TIC-104
裂解炉温度B

显示、自控
3
TIC-105
裂解炉温度C

显示、自控
4
TICA-101
醋酸汽化器温度

显示、自控、报警
5
TI-102
裂解炉出温度

显示
6
FICQ-101
醋酸流量

显示、自控、累计
7
FIC-102
磷酸三乙酯流量

显示、自控
8
FIC-103
氨气流量

显示、自控
9
PI-103
裂解炉出压力

显示

30
附表五:
某企业裂解催化装置裂解工艺自控设备表
序
号
位号
名 称
安装位
置
一
TIC-103
裂解炉温度A显示、自控
控制室DCS
1
TE-103
隔爆型热电偶
裂解反应器
二
TIC-104
裂解炉温度B显示、自控
控制室DCS
1
TE-104
隔爆型热电偶
裂解反应器
三
TIC-105
裂解炉温度C显示、自控
控制室DCS
1
TE-105
隔爆型热电偶
裂解反应器
2

磁调器
配电室
四
TICA-101
醋酸汽化器温度显示、报警
控制室DCS
1
TE-101
隔爆热电阻
醋酸汽化器
2
TV-101
气动薄膜调节阀
蒸汽管线
五
TI-102
裂解炉出温度
控制室DCS
1
TE-102
隔爆型热电偶
裂解反应器出
六
FICQ-101
醋酸流量显示、自控、累计
控制室DCS
1
FT-101
防爆流量变送器
醋酸管线
2
FV-102
气动薄膜调节阀
醋酸管线
31

七
FIC-102
磷酸三乙酯流量显示、自控
控制室DCS
1
FT-102
防爆流量变送器
磷酸三乙酯管线
2
FV-102
气动薄膜调节阀
磷酸三乙酯管线
八
FIC-103
氨气流量显示、自控
控制室DCS
1
FT-103
防爆流量变送器
氨气管线
2
FV-103
气动薄膜调节阀
氨气管线
九
PI-103
裂解炉出压力显示
控制室DCS
1
PT-103
防爆型压力变送器
裂解反应器出

32
33