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随着我国经济社会的快速发展，为了满足我国对乙烯、丙烯日益增长的需要，北京石油化工科学研究院开发的催化热裂解工艺。
催化热裂解工艺技术拓宽了乙烯生产的原料来源，而且由于操作条件缓和，设备材质要求较低，投资相对较少，主要原料常压渣油价格较低，与国内现有乙烯装置比较，有较好的经济效益和较强的市场竞争力。
本文主要针对催化热裂解生产过程中存在的主要危险和有害因素进行了研究。
一、催化热裂解的主要工艺概述
CPP生产装置包括反应再生系统、乙丙烷裂解炉系统、裂解气精制与分离系统、裂解石脑油精制系统、酸性水及废碱液处理系统。CPP建设项目采用新型催化剂及催化热裂解工艺和前脱丙烷深冷分离流程，得到聚合级的乙烯及丙烯产品。
二、生产过程中主要危险和有害因素研究
催化热裂解的反应过程十分复杂，种类繁多，其目的是使大分子烃类裂解为小分子烃类的化学反应，其生产过程中火灾危险性为甲类。
1.反应再生系统
1.1反应器是生产装置中的关键设备，反应器内的主要危险物质为常压渣油、裂解石脑油、裂解轻油及裂解气，且器内操作温度在600℃左右，反应器超温会烧坏器内设备，反应器内的物料温度超过其自燃点，一旦发生泄漏会立即引起火灾。
1.2反应器是油料与高温催化剂进行接触反应的设备，再生器是主风与催化剂混合流化烧焦的设备，两器之间有再生斜管和待生斜管连通。两器的压差是生产装置最重要的安全问题之一，如果两器的压差和斜位控制不好，催化剂将倒流，流化介质互串而导致设备损坏，并引起燃烧爆炸事故。
催化剂若夹带油气进入再生器，会引起火灾爆炸事故。
1.3反应器、再生器及催化剂输送斜管都有耐磨和耐高温衬里保护，如施工质量不好、操作超压或局部过热能使衬里出现裂纹和脱落，造成内壁腐蚀，严重时会导致火灾爆炸事故。
1.4原料渣油对设备和管线的腐蚀较严重，加上流化催化剂的磨损，一旦穿孔，油品喷出会立即自燃起火。
1.5分馏塔是生产装置中的重要设备，含有催化剂粉末的重油在高速流动下，容易冲蚀管线设备，由于其内介质温度高达430℃左右，一旦发生泄漏高于介质的自燃点温度，会立即引起火灾事故。
分馏塔底液面超高至油气线入口时，会造成反应器憋压，若处理不当，会导致油气、催化剂倒流而造成恶性火灾爆炸事故。
1.6油气急冷器和直冷塔起到为裂解气快速降温、移除热量的目的，由于温差较大，如果材质不良，易发生相变而损坏，一旦裂解气泄漏，极易发生火灾爆炸事故。如果物料换热效果不良，冷却不及时，易造成油气结焦，堵塞管道，甚至发生爆炸事故。
1.7油气急冷器、油浆泵及油浆管道内的油浆含有催化剂颗粒，易堵塞、磨损设备和管道，由于其内介质温度达360℃左右，一旦泄漏高于油浆自燃点温度，会立即引起火灾事故。
1.8烟汽轮机、主风机及增压机是能力回收利用的重要设备，如果其中某一部分发生故障，会导致整个机组停运，甚至发生更严重的事故。
2.乙丙烷裂解炉系统
2.1乙烷、丙烷在高达800℃以上的温度下在裂解炉中发生裂解反应，生成轻烯烃。乙烷、丙烷及轻烯烃均属于易燃易爆危险物质，裂解操作温度远远超过物料的自燃点，一旦泄漏会立即引起火灾。
2.2炉管结焦过热烧穿、炉膛超温烧坏炉管或炉管焊口开裂发生裂解气外泄，会引起裂解炉爆炸；泄漏物质如与空气混合达到爆炸浓度，会发生爆炸事故。
2.3制聚合、缩合和结焦反应。但在较低的绝对压力下操作，稍有漏处就会使空气吸入装置，可能形成爆炸性混合物，可能发生火灾爆炸事故。
2.4如果燃料系統大幅度波动，燃料气压力过低，可能造成裂解炉烧嘴回火，使烧嘴烧坏，甚至会引起爆炸。
2.5如果由于断电或引风机机械故障而使引风机突然停转，则炉膛内很快变成正压，会从窥视孔或烧嘴等处向外喷火，严重时会引起炉膛爆炸。
3.裂解气精制与分离系统
3.1分离过程是在低温状态下进行的，如果原料气不干，设备系统残留水分，会发生“冻堵”而引起膨胀漏料或物料中产生水合物发生堵塞，引起火灾爆炸事故。
3.2脱甲烷塔操作温度低，工艺复杂，冷量消耗较大。甲烷塔内的介质主要是裂解气，塔顶馏出物为燃料气（主要成分为甲烷和氢气），塔顶操作压力较高，操作温度很低，因此，对材质的耐压、耐低温性能要求很高，如果材质不良，在生产过程中设备易出现低温裂纹，严重时可能发生低温脆断，导致介质泄漏，造成火灾爆炸事故。
3.3在氧加氢反应器和乙炔精制器中采用前加氢方式去除裂解气中的炔烃等物质，反应是在氢气大量过量的条件下进行的，加氢反应为强放热反应，特别是在催化剂性能差时，副反应剧烈，选择性变差，不仅造成乙烯和丙烯损失，严重时还会导致反应温度失控、床层飞温，导致反应器超温、烧坏催化剂，并可能导致器壁发生热蠕变，刚度、强度迅速下降，严重时导致设备破裂着火，甚至发生爆炸。
加氢催化剂的活化与再生过程中，出现操作失误，易引发火灾与爆炸。
加氢反应尾气中含有的未反应H2和其它杂质，在排放时易引发着火或爆炸。
加氢反应过程中的物料均具有燃爆危险性，特别是氢气的爆炸极限4.1-74.1%，最小点火能仅为0.0109MJ，如果泄漏将具有高燃爆危险性。
3.4脱COS/RSH反应器和干燥器中有乙烯、丙烯、乙烷、丙烷等易燃易爆物质，一旦设备、管线、阀门、法兰等处发生泄漏，可能导致火灾爆炸事故的发生。
3.5裂解气压缩机负荷变化较大，压缩过程冷凝液较多，压缩机“喘振”威胁较大，气体带液进入压缩机，可引发停机事故，操作危险性较大，易发生火灾爆炸事故。
如果裂解气压缩机因故障停机，而系统泄压缓慢或排放不畅，易造成反应系统超压、油气窜入再生器而发生爆炸事故。
裂解气压缩机功率较大，采用高压蒸汽驱动的四段离心式压缩机，如出现故障停机，则后系统进料停止，分离系统全面停车。
3.6乙烯压缩机和丙烯压缩机作为冷冻机使用，其功率较大，操作要求高、难度大，一旦出现故障停机，将使分离系统无制冷剂，物料无法降温，使系统停车。
3.7压缩机在运行过程中，若误操作造成负压或超压，或压缩机部件、轴密封、管线、阀门、仪表等处发生泄漏、损坏等，都会导致设备爆料和冲料，引起火灾爆炸事故。
4.裂解石脑油精制系统
裂解石脑油属于易燃易爆物质，其中含有的硫化氢、硫醇对金属腐蚀很严重，一旦设备、管线、阀门、法兰等处发生泄漏，可能导致火灾爆炸事故的发生。
三、结论
大型催化热裂解装置在我国建设并投产的不是很多，有针对性的对其生产过程中存在的主要危险和有害因素进行研究，为保障其本质安全具有不可估量的意义。
参考文献
[1]曾晓，张敬礼，陶刚等.危险化工工艺风险辨识方法研究[J]。工业安全与环保，2011，（6）.
[2]邢娟娟.企业事故应急救援与预案编制技术[M].气象出版社，2008：4
催化热裂解工艺技术拓宽了乙烯生产的原料来源，而且由于操作条件缓和，设备材质要求较低，投资相对较少，主要原料常压渣油价格较低，与国内现有乙烯装置比较，有较好的经济效益和较强的市场竞争力。
本文主要针对催化热裂解生产过程中存在的主要危险和有害因素进行了研究。
一、催化热裂解的主要工艺概述
CPP生产装置包括反应再生系统、乙丙烷裂解炉系统、裂解气精制与分离系统、裂解石脑油精制系统、酸性水及废碱液处理系统。CPP建设项目采用新型催化剂及催化热裂解工艺和前脱丙烷深冷分离流程，得到聚合级的乙烯及丙烯产品。
二、生产过程中主要危险和有害因素研究
催化热裂解的反应过程十分复杂，种类繁多，其目的是使大分子烃类裂解为小分子烃类的化学反应，其生产过程中火灾危险性为甲类。
1.反应再生系统
1.1反应器是生产装置中的关键设备，反应器内的主要危险物质为常压渣油、裂解石脑油、裂解轻油及裂解气，且器内操作温度在600℃左右，反应器超温会烧坏器内设备，反应器内的物料温度超过其自燃点，一旦发生泄漏会立即引起火灾。
1.2反应器是油料与高温催化剂进行接触反应的设备，再生器是主风与催化剂混合流化烧焦的设备，两器之间有再生斜管和待生斜管连通。两器的压差是生产装置最重要的安全问题之一，如果两器的压差和斜位控制不好，催化剂将倒流，流化介质互串而导致设备损坏，并引起燃烧爆炸事故。
催化剂若夹带油气进入再生器，会引起火灾爆炸事故。
1.3反应器、再生器及催化剂输送斜管都有耐磨和耐高温衬里保护，如施工质量不好、操作超压或局部过热能使衬里出现裂纹和脱落，造成内壁腐蚀，严重时会导致火灾爆炸事故。
1.4原料渣油对设备和管线的腐蚀较严重，加上流化催化剂的磨损，一旦穿孔，油品喷出会立即自燃起火。
1.5分馏塔是生产装置中的重要设备，含有催化剂粉末的重油在高速流动下，容易冲蚀管线设备，由于其内介质温度高达430℃左右，一旦发生泄漏高于介质的自燃点温度，会立即引起火灾事故。
分馏塔底液面超高至油气线入口时，会造成反应器憋压，若处理不当，会导致油气、催化剂倒流而造成恶性火灾爆炸事故。
1.6油气急冷器和直冷塔起到为裂解气快速降温、移除热量的目的，由于温差较大，如果材质不良，易发生相变而损坏，一旦裂解气泄漏，极易发生火灾爆炸事故。如果物料换热效果不良，冷却不及时，易造成油气结焦，堵塞管道，甚至发生爆炸事故。
1.7油气急冷器、油浆泵及油浆管道内的油浆含有催化剂颗粒，易堵塞、磨损设备和管道，由于其内介质温度达360℃左右，一旦泄漏高于油浆自燃点温度，会立即引起火灾事故。
1.8烟汽轮机、主风机及增压机是能力回收利用的重要设备，如果其中某一部分发生故障，会导致整个机组停运，甚至发生更严重的事故。
2.乙丙烷裂解炉系统
2.1乙烷、丙烷在高达800℃以上的温度下在裂解炉中发生裂解反应，生成轻烯烃。乙烷、丙烷及轻烯烃均属于易燃易爆危险物质，裂解操作温度远远超过物料的自燃点，一旦泄漏会立即引起火灾。
2.2炉管结焦过热烧穿、炉膛超温烧坏炉管或炉管焊口开裂发生裂解气外泄，会引起裂解炉爆炸；泄漏物质如与空气混合达到爆炸浓度，会发生爆炸事故。
2.3制聚合、缩合和结焦反应。但在较低的绝对压力下操作，稍有漏处就会使空气吸入装置，可能形成爆炸性混合物，可能发生火灾爆炸事故。
2.4如果燃料系統大幅度波动，燃料气压力过低，可能造成裂解炉烧嘴回火，使烧嘴烧坏，甚至会引起爆炸。
2.5如果由于断电或引风机机械故障而使引风机突然停转，则炉膛内很快变成正压，会从窥视孔或烧嘴等处向外喷火，严重时会引起炉膛爆炸。
3.裂解气精制与分离系统
3.1分离过程是在低温状态下进行的，如果原料气不干，设备系统残留水分，会发生“冻堵”而引起膨胀漏料或物料中产生水合物发生堵塞，引起火灾爆炸事故。
3.2脱甲烷塔操作温度低，工艺复杂，冷量消耗较大。甲烷塔内的介质主要是裂解气，塔顶馏出物为燃料气（主要成分为甲烷和氢气），塔顶操作压力较高，操作温度很低，因此，对材质的耐压、耐低温性能要求很高，如果材质不良，在生产过程中设备易出现低温裂纹，严重时可能发生低温脆断，导致介质泄漏，造成火灾爆炸事故。
3.3在氧加氢反应器和乙炔精制器中采用前加氢方式去除裂解气中的炔烃等物质，反应是在氢气大量过量的条件下进行的，加氢反应为强放热反应，特别是在催化剂性能差时，副反应剧烈，选择性变差，不仅造成乙烯和丙烯损失，严重时还会导致反应温度失控、床层飞温，导致反应器超温、烧坏催化剂，并可能导致器壁发生热蠕变，刚度、强度迅速下降，严重时导致设备破裂着火，甚至发生爆炸。
加氢催化剂的活化与再生过程中，出现操作失误，易引发火灾与爆炸。
加氢反应尾气中含有的未反应H2和其它杂质，在排放时易引发着火或爆炸。
加氢反应过程中的物料均具有燃爆危险性，特别是氢气的爆炸极限4.1-74.1%，最小点火能仅为0.0109MJ，如果泄漏将具有高燃爆危险性。
3.4脱COS/RSH反应器和干燥器中有乙烯、丙烯、乙烷、丙烷等易燃易爆物质，一旦设备、管线、阀门、法兰等处发生泄漏，可能导致火灾爆炸事故的发生。
3.5裂解气压缩机负荷变化较大，压缩过程冷凝液较多，压缩机“喘振”威胁较大，气体带液进入压缩机，可引发停机事故，操作危险性较大，易发生火灾爆炸事故。
如果裂解气压缩机因故障停机，而系统泄压缓慢或排放不畅，易造成反应系统超压、油气窜入再生器而发生爆炸事故。
裂解气压缩机功率较大，采用高压蒸汽驱动的四段离心式压缩机，如出现故障停机，则后系统进料停止，分离系统全面停车。
3.6乙烯压缩机和丙烯压缩机作为冷冻机使用，其功率较大，操作要求高、难度大，一旦出现故障停机，将使分离系统无制冷剂，物料无法降温，使系统停车。
3.7压缩机在运行过程中，若误操作造成负压或超压，或压缩机部件、轴密封、管线、阀门、仪表等处发生泄漏、损坏等，都会导致设备爆料和冲料，引起火灾爆炸事故。
4.裂解石脑油精制系统
裂解石脑油属于易燃易爆物质，其中含有的硫化氢、硫醇对金属腐蚀很严重，一旦设备、管线、阀门、法兰等处发生泄漏，可能导致火灾爆炸事故的发生。
三、结论
大型催化热裂解装置在我国建设并投产的不是很多，有针对性的对其生产过程中存在的主要危险和有害因素进行研究，为保障其本质安全具有不可估量的意义。
参考文献
[1]曾晓，张敬礼，陶刚等.危险化工工艺风险辨识方法研究[J]。工业安全与环保，2011，（6）.
[2]邢娟娟.企业事故应急救援与预案编制技术[M].气象出版社，2008：4