西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） I 目 錄 1 緒 論 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 課題的意義 . 1 1.3 課題的目的 . 2 1.4 加氫裂化技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) . 3 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) . 3 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) . 4 1.5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) . 5 1.5.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) . 5 1.5.2 國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) . 6 1.5.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) . 6 1.6 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu) . 7 1.6.1 課題主要內(nèi)容 . 7 1.6.2 論文結(jié)構(gòu) . 7 2 揚(yáng)子加氫裂化反應(yīng)器的服役現(xiàn)狀 . 9 2.1 簡(jiǎn)介揚(yáng)子石油化工企業(yè) . 9 2.2 揚(yáng)子加氫裂化反應(yīng)器的服役現(xiàn)狀 . 9 2.3 揚(yáng)子石化加氫裂化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及工作原理 . 10 2.3.1 結(jié)構(gòu) . 10 2.3.2 工藝原理 . 11 2.3.3 加氫裂化反應(yīng)器的作用 . 12 3 RBI 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及方法 . 13 3.1 RBI 技術(shù) . 13 3.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法 . 13 3.2.1 定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) . 14 3.2.2 定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) . 14 3.3 RBI 定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) . 15 4 基于 RBI 的失效可能性及失效后果 . 16 4.1 失效可能性 . 16 4.1.1 設(shè)備系數(shù) . 17 4.1.2 管理系數(shù)的 確定 . 17 4.2 失效后果 . 18 4.2.1 分析失效后果 . 19 4.3 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí) . 19 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） II 5 加氫裂化反應(yīng)器故障樹 的建立與分析 . 21 5.1 故障樹模型的建立和分析 . 21 5.1.1 故障樹模型的建立 . 21 5.1.2 定性分析 . 27 6 加 氫反應(yīng)器安全運(yùn)行的應(yīng)對(duì)措施及安全管理 . 29 6.1 設(shè)備安全運(yùn)行應(yīng)對(duì)措施 . 29 6.1.1 加氫設(shè)備安全運(yùn)行的基本應(yīng)對(duì)措施 . 29 6.1.2 加氫裂化裝置設(shè)備運(yùn)行期間的檢查 . 30 6.2 物料因素的安全應(yīng)對(duì)措施 . 30 6.2.1 加氫裝置的防火防爆 . 30 6.2.2 加氫裝置常見可燃物消防特性 . 31 6.3 中毒危害的應(yīng)對(duì)措施 . 31 6.4 加氫裝置工藝安全管理 . 32 7 結(jié)論 . 34 7.1 結(jié)論 . 34 參考文獻(xiàn) . 35 致 謝 . 37 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 1 緒 論 1.1 引言 石油化工企業(yè)潛藏著火災(zāi)、爆炸、毒害等多種危險(xiǎn)，危險(xiǎn)在特定條件下轉(zhuǎn)變成事故后，給人民生命以及國家財(cái)產(chǎn)造成一定損失，成為威脅人類女全和健康的主要因素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年發(fā)生 25 億起工傷事故，導(dǎo)致 33 萬人死亡，由工傷事故和職業(yè)病所造成的經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)于全球國民生產(chǎn)總值 (GNP)的 4%。慘痛的教訓(xùn)告誡我們，工業(yè)化生產(chǎn)過程中的 高能量物質(zhì)一旦釋放，潛在的各種危險(xiǎn)表現(xiàn)出來后，將造成巨大的損失，為減少危險(xiǎn)帶來的損失，就必須預(yù)防、控制工業(yè)生產(chǎn)事故的發(fā)生，及時(shí)做好危險(xiǎn)的辨識(shí)、評(píng)價(jià)和控制工作。 危險(xiǎn)是可能產(chǎn)生潛在損失的征兆。它是風(fēng)險(xiǎn)的前提，沒有危險(xiǎn)就無所謂風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)是指從事某項(xiàng)活動(dòng)中客觀存在的不確定性而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失、自然破壞或人身傷亡的可能性，它由兩部分組成 :一是危險(xiǎn)事件出現(xiàn)的概率 ；二是一旦危險(xiǎn)出現(xiàn)，其后果嚴(yán)重程度和損失的大小。危險(xiǎn)是客觀存在，是無法改變的，而風(fēng)險(xiǎn)卻在很大程度上隨著人們的意志而改變，亦即按照人們的意志可以改變危險(xiǎn)出現(xiàn)或事故 發(fā)生的概率和一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)，由于改進(jìn)防范措施從而改變損失的程度川。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的概念，風(fēng)險(xiǎn)不僅意味著不良后果或不期望事件的存在，而且意味著發(fā)生不良后果或不期望事件的渠道和可能性。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) (risk assessment)則是對(duì)不良后果或不期望事件發(fā)生的幾率進(jìn)行描述及定量的系統(tǒng)過程，也就是對(duì)一特定時(shí)期內(nèi)安全、健康、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)等受到損害的可能性及可能程度做出評(píng)估的系統(tǒng)過程。它不僅估計(jì)事故發(fā)生的概率，分析事故發(fā)生的原因和造成的后果，而且可以界定風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行優(yōu)先排序，為降低風(fēng)險(xiǎn)提供一套系統(tǒng)科學(xué)的方法，給決策者提供依據(jù) ，幫助改進(jìn)設(shè)計(jì)、降低不希望事件發(fā)生的可能性。 1.2 課題的意義 現(xiàn)代煉油技術(shù)中，加氫裂化是指通過加氫反應(yīng)使原料中有 10%以上的分子變小的那些加氫工業(yè)，包括餾分油加氫裂化（含加氫裂化生產(chǎn)潤滑油料），渣油加氫裂化和餾分油加氫脫蠟（選擇裂化和擇形異構(gòu)化）。 RBI(Risk Based Inspection)技術(shù)是基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是在追求系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)一理論基礎(chǔ)上建立的一種優(yōu)化檢驗(yàn)策略的方法，是近十年來發(fā)展起來的一項(xiàng)設(shè)備管理新技術(shù)，并在私企行業(yè)形成了國際標(biāo)準(zhǔn)API580。在標(biāo)準(zhǔn) API580 中， RBI 技術(shù)的定義是 :對(duì)設(shè)備實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管理的過程，關(guān)注的重點(diǎn)有兩方面 :一是材料退化失效引起的壓力設(shè)備內(nèi)容物泄漏的風(fēng)險(xiǎn) ；二是通過檢西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 測(cè)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)控制。加氫裂化生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多且質(zhì)量好，通?？芍苯由a(chǎn)液化氣，汽油，煤油，噴漆燃料，柴油等清潔燃料和輕石腦油，重石腦油，尾油等優(yōu)質(zhì)石油化工原料。而且加氫裂化技術(shù)還具有生產(chǎn)方案靈活和液體產(chǎn)品收率高等特點(diǎn)。因此，隨著近年來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程清潔化，生產(chǎn)清潔燃料，加工含硫原油，增加輕質(zhì)油收率，提高煉化一體化生產(chǎn)效益等形式的發(fā)展，加氫裂化技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。 本課題是中 國揚(yáng)子石化企業(yè)科技開發(fā)部立項(xiàng)的科研項(xiàng)目揚(yáng)子石化企業(yè)加氫裂化反應(yīng)器 RBI 應(yīng)用的一部分，擬以石油化工中的加氫裂化反應(yīng)器為研究對(duì)象，采用不同的分析方法對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)，求出反應(yīng)器的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)及其風(fēng)險(xiǎn)隨時(shí)間變化的趨向，找出薄弱環(huán)節(jié)，采取有效的防范措施，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制與管理，使反應(yīng)器達(dá)到長周期運(yùn)行的目的。其意義： （ 1） 在加氫反應(yīng)器風(fēng)險(xiǎn)不發(fā)生變化的情況下，采取措施適當(dāng)延長其運(yùn)行周期 (逐步過渡到 5 年 2 修或 3 年 1 修 )，減少停工時(shí)間，降低檢維修費(fèi)用。 （ 2） 系統(tǒng)了解反應(yīng)器總體風(fēng)險(xiǎn)狀況和各組成部分之間的風(fēng)險(xiǎn)水 平，找出風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域，系統(tǒng)管理失效風(fēng)險(xiǎn)。 （ 3） 摸清加氫裂化反應(yīng)器的風(fēng)險(xiǎn)大小，進(jìn)行科學(xué)管理，提高反應(yīng)器的運(yùn)行可靠 性，改善生產(chǎn)過程的安全性。 （ 4） 開發(fā)新的評(píng)價(jià)軟件，建立加氫反應(yīng)器的失效數(shù)據(jù)庫。 1.3 課題的目的 隨著煉油及石化工業(yè)的迅猛發(fā)展，加氫裂化技術(shù)已成為原油加工過程的關(guān)鍵手段之一，所處地位愈加重要。而且環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，對(duì)油品的要求越來越高。對(duì)于煉油企業(yè)來說，常規(guī)的煉油技術(shù)已不能滿足環(huán)保的要求，迫切需要一種生產(chǎn)清潔燃料的煉油工藝。在這種背景下，只有加氫后的產(chǎn)品能夠完全滿足成產(chǎn)清潔燃 料的要求，并有進(jìn)一步開發(fā)利用的空間。但加氫裂化裝置處于高溫，高壓，臨氫，易燃，易爆，有毒介質(zhì)操作環(huán)境；其強(qiáng)放熱效應(yīng)有時(shí)使反應(yīng)得不到控制；工藝物流中的氫氣具有爆炸危險(xiǎn)性和穿透性；高壓串低壓系統(tǒng)爆炸；高溫，高壓設(shè)備設(shè)計(jì)，制造產(chǎn)生的問題，可能引起火災(zāi)和爆炸；管線，閥門，儀表的泄露可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果；設(shè)計(jì)方案的不合理，生產(chǎn)管理中的問題均可能引發(fā)事故。在此基礎(chǔ)上，中石化正著力研究推行 RBI 技術(shù)，并向國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局申請(qǐng)?jiān)谥惺到y(tǒng)內(nèi)部分裝置開展 RBI 技術(shù)的試點(diǎn)應(yīng)用。國家質(zhì)檢總局在征求有關(guān)單位和專家意見的基礎(chǔ)上予以 發(fā)文，同意在中國石油化工集團(tuán)公司、中國石油化工股份有限公司系統(tǒng)內(nèi)具備一定管理基礎(chǔ)的企業(yè)開展 RBI 檢驗(yàn)技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用。 RBI技術(shù)是理論和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合，對(duì)應(yīng)用 RBI 技術(shù)來降低費(fèi)費(fèi)用的目的幾乎是所有企 業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，隨著 RBI 技術(shù)的深入使用和持續(xù)管理，將在科學(xué)側(cè)多的基礎(chǔ)上保證安全地延長裝置壽命和降低修理費(fèi)方面大大發(fā)揮作用國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 1.4 加氫裂化技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 20 世紀(jì) 50 年代中期，美國對(duì)汽油的需求量大幅增長，對(duì)柴油和易燃油的需求量下降，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)市場(chǎng) 需求的變化。熱裂化催化裂化和延遲焦化等二次加工技術(shù)可以增加汽油產(chǎn)量，但汽油質(zhì)量不能滿足車用汽油高辛烷值的要求。因此，需要一種新的加工技術(shù)，把重質(zhì)油品轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品。在這種情況下，許多石油公司根據(jù)催化裂化催化劑的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和德國煤焦油高壓加氫生產(chǎn)汽柴油的經(jīng)驗(yàn)，研究開發(fā)出餾分油固定床加氫裂化技術(shù)。 1959 年美國 Chevron公司首先公布了 Is cracking技術(shù)， 1960 年 UOP 公司公布了 Lomax 技術(shù)，接著 Unocal 公司宣布開發(fā)了 Unicracking技術(shù)。隨后美國 Gulf 公司，荷英 Shell 公司，法國 IFP，德國 BASF 公司和英國 BP 公司等相繼宣布開發(fā)成功自己的加氫裂化技術(shù)。經(jīng)過數(shù)十年的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)之間的聯(lián)合，兼并，重組，目前國外有 UOP, Chevron， IFP， Sheik 等公司擁有并對(duì)外轉(zhuǎn)讓成套專利技術(shù)；另外還有Albemarle， Criterion， Holder Topsoil， United Catalysts 等主要的催化劑生產(chǎn)和供應(yīng)商。 60 年代初期，加氫裂化技術(shù)主要用于把 AGO,CGO 和 LCO 轉(zhuǎn)化為汽油。因?yàn)楫?dāng)時(shí)催化裂化的轉(zhuǎn)化率低，有些原料轉(zhuǎn)化不了。所以加氫裂化主要用于轉(zhuǎn)化在催化裂化裝置中難 以裂化的油料。這時(shí)的加氫裂化裝置都采用兩段工藝，第一段用加氫處理催化劑的原料油進(jìn)行脫硫，脫氮，然后進(jìn)入第二段進(jìn)行加氫裂化圣餐汽油。得到的輕汽油辛烷值高，直接用作汽油調(diào)和組分；芳徑潛含量高的重汽油進(jìn)行催化重整，得到高收率的高辛烷值汽油和氫氣。這種兩段工藝和生產(chǎn)方案至今仍為美國一些煉油廠加氫裂化裝置所采用。 60 年代后期到 70 年代，催化裂化技術(shù)特別是提升管技術(shù)和分子篩催化劑的進(jìn)展，使得催化裂化能夠生產(chǎn)最大量高辛烷汽油并成為主力技術(shù)。與此同時(shí)世界油品市場(chǎng)對(duì)噴氣燃料和柴油的需求迅速增加，加之活性高，選擇性強(qiáng)，穩(wěn)定性 好，能轉(zhuǎn)化重餾分油的加氫裂化催化劑趨于成熟，促進(jìn)了加氫裂化的發(fā)展，加氫裂化工藝方面出現(xiàn)了以生產(chǎn)中間餾分油為主的單段流程和既能生產(chǎn)中間餾分油又能生產(chǎn)石腦油，靈活性較大的單段串聯(lián)流程。煉油廠新建的德加氫裂化裝置多數(shù)都轉(zhuǎn)向以加工 VGO 生產(chǎn)噴氣燃料和柴油為主要目的。至 70 年代中期，世界上新建的加氫裂化裝置 60%的加工能力都是用于生產(chǎn)噴氣燃料和柴油，而且逐年增加。 80 年代以來，加氫裂化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，除了多生產(chǎn)中間餾分油以外，就是把加氫裂化富含烷烴的未轉(zhuǎn)化尾油用作催化裂化原料或蒸汽裂解值乙烯原料和生產(chǎn)高黏度指數(shù)潤滑油 的基礎(chǔ)油料。 90 年代新建的加氫裂化裝置， 90%的加工能力用于主要生產(chǎn)中間餾分油，單段，單短串聯(lián)和兩段工藝都用應(yīng)用。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，為了適應(yīng)清潔燃料生產(chǎn)及其升級(jí)換代的需要，出現(xiàn)了部分轉(zhuǎn)化加氫裂化等一批新工藝，在生產(chǎn)石腦油，噴氣燃料和清潔柴油同時(shí)，未轉(zhuǎn)化的尾油用作催化裂化原料，西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 直接生產(chǎn)清潔汽油組分，這也是 21 世紀(jì)加氫裂化工藝的發(fā)展方向之一。 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 我國是世界上最早掌握現(xiàn)代加氫裂化技術(shù)的少數(shù)幾個(gè)國家之一。在上個(gè)世紀(jì) 50 年代初，撫順石油三廠研制出 3511 和 3512 催化劑（ MoS-白 土），以酸堿精制頁巖輕柴油，并解決了我國加氫裂化工藝裝置初次開工的技術(shù)關(guān)鍵問題。與此同時(shí)，石油三廠與中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所合作開發(fā)了 3592 催化劑（ MoO-半焦），先后進(jìn)行了低溫煤焦油的高壓和中壓加氫裂化工業(yè)試生產(chǎn)。這些研究開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，為我國現(xiàn)代加氫裂化技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 1966 年，由我國自行開發(fā)，設(shè)計(jì)和建造的第一套 400Kt/a 餾分油單段加氫裂化工藝裝置在大慶石油化工總廠建成投產(chǎn)。該裝置采用我國自己開發(fā)與生產(chǎn)的以無定形硅鋁為載體，主要生產(chǎn)噴氣燃料和柴油，具有工藝簡(jiǎn)單，能耗低等特點(diǎn)。這套工 業(yè)裝置的成功投產(chǎn)，標(biāo)志著我國現(xiàn)代加氫裂化技術(shù)的水平與發(fā)展基本與國外大公司同步。此后我國加氫裂化技術(shù)的開發(fā)工作一直在穩(wěn)步推進(jìn)，撫順石油廠先后成功開發(fā)了 3762， 3812， 3821等加氫裂化催化劑；生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的加氫裂化 -擇形裂化工藝技術(shù)，以大慶減二，減三及加氫裂化尾油為原料，生產(chǎn)輕，中質(zhì)低傾點(diǎn)潤滑油基礎(chǔ)油，并用這些基礎(chǔ)油調(diào)制出汽車機(jī)油，柴油機(jī)油等 10 多種潤滑油產(chǎn)品。 進(jìn)入 80 年代以后，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的日愈嚴(yán)格，對(duì)優(yōu)質(zhì)清潔馬達(dá)燃料和石油化工原料的市場(chǎng)需求大幅度增長，為了適應(yīng)這一發(fā)展形勢(shì) ，我國煉油企業(yè)大力發(fā)展催化裂化等加工技術(shù)的同時(shí)，也加快了加氫裂化技術(shù)的開發(fā)步伐。在加氫裂化催化劑開發(fā)方面，中國石化撫順石油化工研究院（ FRIPP）在國內(nèi)率先研制成功超隱 Y 沸石，繼而開發(fā)了靈活型 3824，輕油性 3825 以及用于緩和加氫裂化的 3882 三種含分子篩催化劑，并先后在工業(yè)裝置上成功應(yīng)用。 中 國 石 化 石 油 化 工 科 學(xué) 研 究 院 (RIPP ） 也 先 后 開 發(fā) 成 功 了RT-1,RT-5,RT-25,RT-30,RHC-1,RHC-5 等加氫裂化催化劑和生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的擇形裂化催化劑，以及中壓加氫改制，中壓加氫裂化（ RMC）和最 大限度提高劣質(zhì)柴油十六烷值（ RICH）等工藝技術(shù)，并先后實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。 隨著我國煉油廠高，中壓加氫裂化工業(yè)裝置逐年增加，催化劑用量迅速增多，我國催化劑再生技術(shù)也隨之問世。中國石化金陵分公司采用自行開發(fā)的再生新工藝和流程，1990 年初成功地進(jìn)行了加氫裂化催化劑的器內(nèi)再生技術(shù)（ HCRT），對(duì)中國石化，茂名分公司，金陵分公司，石家莊煉化股份有限公司等近 20 家煉油化工企業(yè)所用的加氫裂化和加氫精制催化劑進(jìn)行器外再生，理化性質(zhì)和活性評(píng)價(jià) 以及工業(yè)應(yīng)用的結(jié)果表明，再生催化劑的性能達(dá)到了較高水平。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 5 1.5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)國內(nèi)外研 究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 1.5.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是風(fēng)險(xiǎn)工程學(xué)的重要組成部分，是針對(duì)具有危險(xiǎn)源發(fā)生的概率和可能造成后果的嚴(yán)重程度、性質(zhì)等進(jìn)行定性或定量的評(píng)價(jià)。它在估計(jì)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重事故的同時(shí)，分析了事故發(fā)生的原因和造成的后果，全面反映出系統(tǒng)的安全性。風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)價(jià)技術(shù)的實(shí)施，在減少生產(chǎn)事故發(fā)生，保證生產(chǎn)長周期、安全運(yùn)行的同時(shí)，也起到了保護(hù)資源與環(huán)境的作用，隨著地球資源日益緊缺，風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的意義將更為突出。進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，一般情況分五個(gè)步驟完成，即風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí) ,風(fēng)險(xiǎn)分析 ,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) ,風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)管理。 風(fēng)險(xiǎn) 辨識(shí)就是辨識(shí)潛在的各種危險(xiǎn)因素 ,可能存在的危險(xiǎn)事件、可能發(fā)生的事故類型 ,事故發(fā)生原因和機(jī)制等 ,為風(fēng)險(xiǎn)分析提供必須的信自，是進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)控制的前提和基礎(chǔ)。 風(fēng)險(xiǎn)分析包括可能引起多種危害的定義以及與該種危害有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的估計(jì)。其任務(wù)一般是失效原因分析、失效機(jī)理的探索和尋求主要影響因素和對(duì)失效后果進(jìn)行估計(jì)。它主要用于確定分析范圍、找出風(fēng)險(xiǎn)、分析風(fēng)險(xiǎn)，估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性以及由風(fēng)險(xiǎn)而引起的系統(tǒng)潛在的損失，是對(duì)不確定事件所引起的潛在損失進(jìn)行定量或定性的測(cè)量，主要的分析方法有定性分析和定量分析。 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是針對(duì)具體危 險(xiǎn)源發(fā)生的概率和可能造成后果的嚴(yán)重程度、性質(zhì)等進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)，它涉及工程系統(tǒng)或裝置的個(gè)性問題。它在分析事故發(fā)生可能性和事故后果的基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)程度的大小，確定危險(xiǎn)源以及系統(tǒng)的危險(xiǎn)等級(jí)。 風(fēng)險(xiǎn)控制是通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí) ,評(píng)估 ,控制和轉(zhuǎn)移，以最小的費(fèi)用獲得最大收益 (或最大安全保障 )的管理方法。它可以幫助企業(yè)對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)做出科學(xué)分析，做出成本和效益的分析，以降低風(fēng)險(xiǎn)所導(dǎo)致的各種損失，節(jié)約費(fèi)用的同時(shí)，也能獲得較大的安全保障。風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)價(jià)后，對(duì)在可接受風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)的裝置，建立監(jiān)測(cè)措施，防止該部分裝置的風(fēng)險(xiǎn)隨生產(chǎn)條件的變化 而增大 ；對(duì)具有較高風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備，應(yīng)通過制定風(fēng)險(xiǎn)消除措施，降低危險(xiǎn)源對(duì)系統(tǒng)的影響程度，從而降低系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。對(duì)危險(xiǎn)性較高的、不可排除的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)做出進(jìn)一步分析，尋求降低風(fēng)險(xiǎn)的途徑，將其控制在可接受范圍內(nèi)。 但是，值得注意的是 :風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)控制的結(jié)果，并非是風(fēng)險(xiǎn)越小越好，因?yàn)闊o論是通過減少風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率還是采用防范措施降低風(fēng)險(xiǎn)造成的損失，都需要投入資金、技術(shù)和勞務(wù)作代價(jià)，通常的做法是將風(fēng)險(xiǎn)限定在一個(gè)合理的 ,可接受的水平上，根據(jù)影響風(fēng)險(xiǎn)的因素，進(jìn)行優(yōu)化，尋求最佳投資方案。 風(fēng)險(xiǎn)管理是依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果， 結(jié)合各種經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及其它有關(guān)因素對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管理決策并采取相應(yīng)控制措施的過程。其目標(biāo)是在風(fēng)險(xiǎn)排序的基礎(chǔ)上，對(duì)控制風(fēng)險(xiǎn)的技西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 術(shù)措施進(jìn)行損 -益分析，進(jìn)而對(duì)控制風(fēng)險(xiǎn)所采取的措施進(jìn)行決策，并對(duì)其控制效果進(jìn)行評(píng)價(jià)做出相應(yīng)調(diào)整，從而盡可能地減少風(fēng)險(xiǎn)的經(jīng)濟(jì)損失。 1.5.2 國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)開始于 20 世紀(jì) 30 年代的保險(xiǎn)業(yè)，最早應(yīng)用于金融、保險(xiǎn)、投資等領(lǐng)域，是經(jīng)濟(jì)學(xué)的一項(xiàng)決策技術(shù)。自 20 世紀(jì) 40 年代核工業(yè)發(fā)生泄露事件后，風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)開始用于核電廠的安全評(píng)價(jià)中， 70 年代，隨著核電技術(shù)的迅速發(fā)展，公眾對(duì)核電站的安 全性要求越來越高，促使了風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)在該領(lǐng)域迅速興起。 1974 年美國原子能委員會(huì)(Nuclear Regulatory Commission， NRC)應(yīng)用系統(tǒng)安全工程分析方法，提出著名的核電站風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告 (WASH-1400)，在科技界和工程界引起了震動(dòng)。到 1975 年，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)已廣泛用于核工業(yè)領(lǐng)域，隨后逐步在航空、航天、環(huán)境工程、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。如 1976 年英國衛(wèi)生與安全管理局 (HAS)對(duì) Convey島石油化工企業(yè)的工業(yè)設(shè)施危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià) ；1979 年英國倫敦 Cremer & Warmer 公司和德國法蘭克福 Battle 公司對(duì) Rijn mound 地區(qū)的六個(gè)工業(yè)設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) ；1984 年對(duì)印度博帕爾農(nóng)藥廠進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等。 隨著風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展，到 20 世紀(jì) 90 年代歐美等發(fā)達(dá)國家開始基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)技術(shù) (Risk-based Inspection， RBI)的研究，編制了一些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如美國石油學(xué)會(huì)(American Petroleum Institute， API)頒布的基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)規(guī)范， API581美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)的管線完整性管理系統(tǒng)， AsMEB31.8s ,以及機(jī)械 完整性風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng) ；法國 BV(BUREAU VERIATS)公司的設(shè)備資產(chǎn)完整性管理 (Asset Integrity Management，AIM)方法和 RB-eye 軟件等。 在風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)技術(shù)研究的同時(shí)，逐漸將基于風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)方法推廣到實(shí)際應(yīng)用中，例如shell 公司的 Reynolds 將 RBI 方法應(yīng)用于石油化工企業(yè)中， Radian 國際公司的 Munson應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)開展了電廠主蒸汽管線和再熱管線的風(fēng)險(xiǎn)分析， DNV 公司的 Tallinn等人對(duì) LNG 廠的設(shè)備進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)排序， Allier:等人開展了煉油廠的風(fēng)險(xiǎn)管理研 究，加拿大管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指導(dǎo)委員會(huì) PRASC，開展了油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，美國原 Amoco 管道公司采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)管理所屬的油氣輸送管道等，這些工作在工程實(shí)踐中取得了明顯成效。 同時(shí)，為推進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的廣泛應(yīng)用，推出了許多基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)的商用軟件，如DNV 公司的 ORBI 下 Onshore 軟件、法國 By公司的 RB .eye 軟件、英國 Tischuk 公司的-TOCA 軟件、英國焊接學(xué)會(huì) TWI 的 Risk Wise 軟件等。 1.5.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 我國的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)起步較晚，開始于 20 世紀(jì) 80 年代，隨著國外 先進(jìn)安全工程技西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 術(shù)的引入，國內(nèi)進(jìn)行了大量研究。 1981 年，原勞動(dòng)人事部組織人員進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的研究工作 ；1988 年，原機(jī)械電子部制訂了機(jī)械工廠安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) ；1990 年，中國石化總公司制定了石油化工企業(yè)安全評(píng)價(jià)實(shí)施辦法 ；1992 年，原化工部勞保所制訂了化工廠危險(xiǎn)程度分級(jí)方法 ；同年國家科委將 重大危險(xiǎn)源的評(píng)價(jià)與宏觀控制技術(shù)研究 列為國家 八五 科技攻關(guān)計(jì)劃的內(nèi)容 ；1994 年，北京燕山石化公司和原化工部勞保所共同制定了石化裝置安全評(píng)價(jià)細(xì)則 ；1996 年，中國石油天然氣總公司煉化局提出煉油 (化工 )廠安全 性綜合評(píng)價(jià)辦法等。 大量風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)的研究，使得風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)在工程中的應(yīng)用取得了迅猛發(fā)展，例如南京工業(yè)大學(xué)化工機(jī)械研究所開展了工程風(fēng)險(xiǎn)投資和項(xiàng)目篩選決策方法的研究，合理延長在用安全閥檢驗(yàn)周期的研究，埋地壓力管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及 PlA 裝置引進(jìn)設(shè)備超標(biāo)缺陷的安全評(píng)定和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究 ；南京煉油廠開展了煉油裝置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) ；金陵石化公司化工一廠開展了基于半定量風(fēng)險(xiǎn)分析的凡士林加氫裝置安全評(píng)估 ；以及其它單位進(jìn)行的煉油化工裝置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式的研究 :海洋平臺(tái)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) ；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)在油氣管道技術(shù)研究中的應(yīng)用困 ；基于半定量風(fēng)險(xiǎn)分 析的加氫裂化裝置安全評(píng)估 ；長輸管線風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)的研究，風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)在壓力容器和管道上的應(yīng)用等，都已逐步將風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)引入到生產(chǎn)管理當(dāng)中。 隨著周邊的韓國 ， 馬來西亞、新加坡等國家 RBI 研究項(xiàng)目的相繼開展，我國也開始了 RBI 項(xiàng)目的嘗試， 2003 年茂名石化 ， 合肥通用所和法國 BV 公司聯(lián)合開展的基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)在茂名加氫裂化裝置和乙烯裝置中的應(yīng)用 :天津石化公司、華東理工大學(xué)和挪威DNV 公司聯(lián)合對(duì)天津石化化工廠大芳烴預(yù)加氫裝置的 40 臺(tái)設(shè)備和 270 條管線開展了RBI 分析 ；齊魯石化和英國 Tischuk 公司對(duì)齊魯石化煉油廠開始 RBI 的研 究 ；揚(yáng)子石化、南京工業(yè)大學(xué)以及挪威 DNV 公司聯(lián)合開展揚(yáng)子石化芳烴廠 100#加氫裂化裝置的 RBI的分析工作。 1.6 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 1.6.1 課題主要內(nèi)容 本文的主要研究?jī)?nèi)容包括 :加氫裂化技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)。RBI 定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)的研究， RBI 失效可能性及失效后果，加氫反應(yīng)器的故障樹分析以及加氫反應(yīng)器安全運(yùn)行的應(yīng)對(duì)措施及安全管理等。 1.6.2 論文結(jié)構(gòu) 第一章：緒論。簡(jiǎn)單介紹了課題的來源，背景和意義，加氫裂化反應(yīng)器在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 8 第二章：揚(yáng)子加氫裂化反 應(yīng)器的服役現(xiàn)狀。主要介紹揚(yáng)子加氫裂化反應(yīng)器的服役現(xiàn)狀以及加氫裂化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理。 第三章： RBI 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及方法。主要介紹了 RBI 技術(shù)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及它的分類 第四章：基于 RBI 失效可能性及失效后果。從失效可能性和失效后果兩方面介紹定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)的同時(shí)，對(duì)加氫裂化反應(yīng)器進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，確定反應(yīng)器的風(fēng)險(xiǎn)水平，得出潛在的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。 第五章：加氫裂化反應(yīng)器故障樹的建立與分析。 主要介紹用故障樹分析法來找出加氫裂化反應(yīng)器由故障引起的失效后果。及沿著故障樹發(fā)展方向查找加氫反應(yīng)器常出現(xiàn)的一些故障發(fā)生的原因和途徑。 第六章： 加氫反應(yīng)器安全運(yùn)行的應(yīng)對(duì)措施及安全管理。主要講加氫反應(yīng)器有效的設(shè)備管理，技術(shù)管理手段，工藝和技術(shù)的安全狀況及提出切實(shí)可行的改進(jìn)措施。 第七章：結(jié)論。 概括和總結(jié)論文的重要內(nèi)容，介紹論文的主要特點(diǎn)，并針對(duì)論文的不足和缺陷作以說明。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 9 2 揚(yáng)子加氫裂化反應(yīng)器的服役現(xiàn)狀 2.1 簡(jiǎn)介揚(yáng)子石油化工企業(yè) 中國石化 揚(yáng)子 石油化工有限公司（原揚(yáng)子石油 化工股份有限公司）坐落于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的 江蘇省 南京市，系 中國石油化工 股份有限公司（中國石化）的全資子公司，注冊(cè)地址為 南京高 新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū) 高 科一路 28號(hào)，注冊(cè)資本為 233059.6654萬元。公司主營業(yè)務(wù)為石油煉制和烴類衍生物的生產(chǎn)與銷售。公司目前擁有以 800萬噸 /年原油加工、 65 萬噸 /年乙烯、 140 萬噸 /年芳烴裝置為核心的 43 套大型石油化工 生產(chǎn)裝置，年產(chǎn)聚烯烴塑料、聚酯原料 ， 橡膠原料 ， 基本有機(jī)化工原料 ， 成品油等 5 大類 44種商品 700 多萬噸，可廣泛應(yīng)用于輕工 ， 紡織 ， 電子 ， 食品 ， 汽車 ， 航空以及現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，公司年銷售收入 400 多億元。 揚(yáng)子石化在管理上始終奉行 安全，健康與環(huán)保，準(zhǔn)備在先， 持續(xù)優(yōu)化，紀(jì)律嚴(yán)格 四項(xiàng)原則。 這是揚(yáng)子石化從二十年來的經(jīng)營管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中萃取出來的精華，也是揚(yáng)子石化企業(yè)文化管理模式的基礎(chǔ)。 安全，健康與環(huán)保。揚(yáng)子石化強(qiáng)調(diào)以安全，健康和環(huán)保為前提經(jīng)營企業(yè)，把它列為公司的首要管理原則。在揚(yáng)子石化，無論是年度工作安排還是檢修，改造計(jì)劃，必須包括安全，健康與環(huán)保的內(nèi)容。在各級(jí)管理人員進(jìn)行工作匯報(bào)與工作總結(jié)時(shí)，第一位的內(nèi)容就是安全、健康與環(huán)保情況。按照 安全、健康與環(huán)保 的管理原則，公司樹立 安全生產(chǎn)是投資不是開支 ， 安全是員工最大的福利 的觀念，實(shí)行零事故管理，要求員工嚴(yán)格 執(zhí)行 安全生產(chǎn)責(zé)任制 ，并制定了具體的管理規(guī)范。堅(jiān)持狠反 三違 （違章指揮、違章作業(yè)、違反 勞動(dòng)紀(jì)律），確保 三不傷害 （不傷害別人、不傷害自己、不被別人傷害），落實(shí) 四不放過 （事故責(zé)任者沒有受到處理不放過、員工沒有受到教育不放過，事故的原因未查清楚不放過，沒有落實(shí)防范措施不放過）。揚(yáng)子石化用 安全，健康與環(huán)保 的管理原則指導(dǎo)管理活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，打造 綠色揚(yáng)子 。公司大量采用當(dāng)今世界石化行業(yè)先 進(jìn)的新技術(shù)和新工藝，推行清潔生產(chǎn)理念，從原料采購到生產(chǎn)組織并延伸到產(chǎn)品銷售的全過程，注重從源頭嚴(yán)格控制 三廢 的產(chǎn)生和排放，成為中國石化首家 清潔生產(chǎn)示范企業(yè) ， 江蘇省環(huán)境教育基地 。 2.2 揚(yáng)子加氫裂化反應(yīng)器的服役現(xiàn)狀 揚(yáng)子石化加氫裂化裝置自 80 年代由德國引進(jìn)，并于 1989 年投產(chǎn)運(yùn)行。后來企業(yè)為增加產(chǎn)量，于 1994 年對(duì)原有裝置進(jìn)行了改造，使之成為具有兩個(gè)平行反應(yīng)器系列的一西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 10 段串聯(lián)裂化裝置，處理能力由 1.2Mt/a 提高到 2Mt/a，優(yōu)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，采用了延長裝置運(yùn)行周期的措施， 使加氫裂化反應(yīng)器由投產(chǎn)時(shí) 1 年被迫停工 3 次，發(fā)展成 1997 年以前的 1 年 1 修，直到現(xiàn)在 2 年 1 次大修，增加了生產(chǎn)時(shí)間、減少了停工次數(shù)和時(shí)間，獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，與國外相比還存在著較大差距，為了獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，與世界接軌，就迫切需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，再次采用延長運(yùn)行周期的措施，無形中增加了反應(yīng)器的潛在風(fēng)險(xiǎn) ；另外，一部分在 70 年代后期設(shè)計(jì)制造加氫裂化反應(yīng)器，即將接近設(shè)計(jì)壽命后期，給裝置的安全生產(chǎn)帶來隱患。因此，有必要對(duì)加氫反應(yīng)器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估，分析其潛在風(fēng)險(xiǎn)，提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)加氫裂化反應(yīng)器的 風(fēng)險(xiǎn)控制與管理，并采用相應(yīng)的措施，實(shí)現(xiàn)長周期運(yùn)行的目的。 2.3 揚(yáng)子石化加氫裂化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及工作原理 2.3.1 結(jié)構(gòu) 加氫裂化反應(yīng)器主要包括這幾部分：入口擴(kuò)散器 ， 去垢籃 ， 分配盤，冷氫管，冷氫箱，催化劑支撐盤。 (1) 入口擴(kuò)散器 入口擴(kuò)散器是介質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)器遇到的第一個(gè)部件，將進(jìn)來的介質(zhì)擴(kuò)散到反應(yīng)器的整個(gè)截面上；消除氣，液介質(zhì)對(duì)頂分配盤的垂直沖擊，為分配盤的穩(wěn)定工作創(chuàng)造條件；通過擾動(dòng)促使氣液兩相混合。 (2) 積垢籃框 在加氫反應(yīng)器的頂部催化劑床層上有時(shí)設(shè)有去垢籃，與床層上的磁球一起對(duì)進(jìn)入反應(yīng)器的介質(zhì)進(jìn)行過濾，去垢籃 一般均勻地布置在床層上表面，藍(lán)周圍充填適量的大顆粒瓷球，以增加透氣性。 (3) 分配盤 在催化劑床層上面，采用分配盤是為了均布反應(yīng)介質(zhì)，改善其流動(dòng)狀況，實(shí)現(xiàn)與催化劑的良好接觸，進(jìn)而達(dá)到徑向和軸向的均勻分布。 (4) 冷氫管 烴類的加氫反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，對(duì)多床層的加氫反應(yīng)器來說，油氣和氫氣在上一床層反應(yīng)后溫度將升高，為了下一床層繼續(xù)有效反應(yīng)的需要，必須在兩床層間引入冷氫氣來控制溫度。將冷氫氣引入反應(yīng)器內(nèi)部并加以散布的管子被稱為冷氫管。冷氫加入系統(tǒng)的作用和要求是：均勻，穩(wěn)定地供給足夠的冷氫量；必須使冷氫與熱反應(yīng)物充分混合，在 進(jìn)入下一床層時(shí)有一均勻的溫度和物料分布。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 11 (5) 冷氫箱 冷氫箱實(shí)為混合箱和預(yù)分配盤的組合體。它是加氫反應(yīng)器內(nèi)的熱反應(yīng)物與冷氫氣進(jìn)行混合及熱量交換的場(chǎng)所。其作用是將上床層流下來的反應(yīng)產(chǎn)物與冷氫管注入的冷氫在箱內(nèi)進(jìn)行充分混合，以吸收反應(yīng)熱，降低反應(yīng)物溫度，滿足下一催化劑床層的反應(yīng)要求，避免反應(yīng)器超溫。冷氫箱的第一層為擋板盤，擋板上開有節(jié)流孔。由冷氫管出來的冷氫與上一床層反應(yīng)后的油氣在擋板盤上先預(yù)混合，然后由節(jié)流孔進(jìn)入冷氫箱。進(jìn)入冷氫箱的冷氫氣和上床層下來的熱油氣經(jīng)過反復(fù)折流混合，就流向冷氫箱的第二層 篩板盤，在篩板盤上再次折流強(qiáng)化混合效果，然后在作分配。篩板盤下有時(shí)還有一層泡帽分配盤對(duì)預(yù)分配后的油氣再作最終的分配。 (6) 催化劑支撐盤 催化劑支撐盤由 T形大梁， 格柵和絲網(wǎng)組成。大梁的兩邊搭在反應(yīng)器器壁的凸臺(tái)上，而格柵則放在大梁和凸臺(tái)上。格柵上平鋪一層粗不銹鋼絲網(wǎng)，和一層細(xì)不銹鋼絲網(wǎng)，上面就可以裝填磁球和催化劑了。 2.3.2 工藝原理 1 .加氫裂化反應(yīng)原理 : 加氫裂化反應(yīng)的結(jié)果，很大程度上取決于催化劑的加氫活性和酸性活性中心的配比。加氫裂化催化劑可分為高加氫活性和低酸性活性，和低加氫活性 和高酸性活性兩種，前者以加氫為主，故而產(chǎn)品中的輕組分少，液收大，飽和烴含量大，而后者是以裂化為主，產(chǎn)品中輕組分多，干氣產(chǎn)量大，轉(zhuǎn)化率高，不飽和烴含量高。 1. 烷烴的加氫裂化反應(yīng) 烷烴加氫裂化隨分子量的增加而加快，而且 C-C 鍵斷裂一般都是在分子的中間部位。因?yàn)橹虚g部位的 C-C 鍵能最小，故而易發(fā)生斷鏈。 2. 環(huán)烷烴的加氫裂化 一般帶側(cè)鏈的環(huán)烷烴加氫反應(yīng)時(shí)大都發(fā)生斷側(cè)鏈反應(yīng)，而單環(huán)環(huán)烷烴或短側(cè)鏈單環(huán)環(huán)烷烴一般比較穩(wěn)定，它們分解是通過異構(gòu)化生成五元環(huán)衍生物的斷環(huán)產(chǎn)物。雙環(huán)烷烴在加氫裂化時(shí)首先發(fā)生一個(gè)環(huán)的異構(gòu)化，生成五元環(huán)衍 生物而后斷裂，當(dāng)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，第二個(gè)環(huán)斷裂。 3. 芳烴加氫反應(yīng) 苯在加氫條件下的反應(yīng)過程：首先生成六元環(huán)烷烴，后發(fā)生異構(gòu)化，五元環(huán)開環(huán)和側(cè)鏈斷開 ： 稠環(huán)芳烴加氫，首先是： 一 個(gè)放環(huán)加氫，接著生成的環(huán)烷環(huán)發(fā)生異構(gòu)化，后斷裂，然后進(jìn)行第二個(gè)環(huán)的加氫，如此繼續(xù)下去。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 12 2.3.3 加氫裂化反應(yīng)器的作用 （ 1）加氫裂化可以最大量地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中間餾分油（噴氣燃料和柴油等），是調(diào)整油品結(jié)構(gòu)的一個(gè)最重要手段。 （ 2）加氫裂化采取循環(huán)操作時(shí)，可以最大量生產(chǎn)富含芳徑潛含量的重石腦油作為催化重整的進(jìn)料。以生產(chǎn)高辛烷值汽油組分或者為聚酯等 化纖裝置提供 BTX 芳徑。 （ 3）加氫裂化采取一次通過的操作可以最大量地生產(chǎn)尾油。尾油的 BMCI 值低，是蒸汽裂解制乙烯的優(yōu)質(zhì)原料，對(duì)于既有煉油裝置又有化工裝置的企業(yè)特別使用。 （ 4）加氫裂化可以直接加工含硫 VGO，不需要進(jìn)行原料預(yù)處理。 （ 5）加氫裂化可以提高潤滑油基礎(chǔ)油的質(zhì)量，生產(chǎn)符合 APIL類的基礎(chǔ)油。 （ 6）渣油加氫裂化是轉(zhuǎn)化高硫，高金屬含量渣油的最有效手段，和渣油催化裂化等工藝結(jié)合，可以最大量地生產(chǎn)輕質(zhì)產(chǎn)品。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 13 3 RBI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及方法 3.1 RBI 技 術(shù) 基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn) (Risk-based Inspection， RBI)技術(shù)是國際上新興的資產(chǎn)完整性管理技術(shù)，它通過對(duì)系統(tǒng)中潛在的各種危險(xiǎn)及其危險(xiǎn)嚴(yán)重程度進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，找出薄弱壞節(jié)，優(yōu)化檢驗(yàn)效率，在降低或至少維持等同風(fēng)險(xiǎn)水平的同時(shí)，延長設(shè)備的操作時(shí)間和運(yùn)行周期，降低檢修費(fèi)用。傳統(tǒng)的檢驗(yàn)技術(shù)未將經(jīng)濟(jì)性、安全性以及可能存在的風(fēng)險(xiǎn)有機(jī)地結(jié)合起來，通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)導(dǎo)決策等進(jìn)行檢驗(yàn)，而不是有針對(duì)性地系統(tǒng)化地對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，造成管理和檢驗(yàn)行為不能有效、集中地進(jìn)行。而 RBI 技術(shù)改變了過去傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法，它在風(fēng)險(xiǎn) 分析的基礎(chǔ)上，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)檢驗(yàn)，通過檢驗(yàn) 10%-20%的設(shè)備識(shí)別 80%-90%的風(fēng)險(xiǎn)，在保證設(shè)備可靠性的基礎(chǔ)上，延長設(shè)備檢驗(yàn)周期，降低檢修費(fèi)用。圖 3-1 表示了隨著檢驗(yàn)程度的增加，風(fēng)險(xiǎn)水平的變化曲線，可以明顯的看出 RBI技術(shù)比傳統(tǒng)的檢驗(yàn)程序能更有效的降低裝置風(fēng)險(xiǎn)。 風(fēng)險(xiǎn) 傳統(tǒng)檢驗(yàn)程序下的風(fēng)險(xiǎn) 應(yīng)用了 RBI 技術(shù)下的風(fēng)險(xiǎn) 殘余風(fēng)險(xiǎn) 檢驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行的程度 圖 3-1 使用 RBI 的風(fēng)險(xiǎn)管理 3.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是對(duì)事故發(fā)生的可能性以及事故后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)其評(píng) 價(jià)結(jié)果的類型可將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法分為 :定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)兩種方法。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 14 3.2.1 定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) (Qualitative Risk Assessment)由于其操作簡(jiǎn)單、 直觀、容易掌握，并且只需要較少的數(shù)據(jù)，就可以對(duì)生產(chǎn)工藝、化工設(shè)備、防范措施、環(huán)境、資產(chǎn)管理以及人員配置等多方面做出定性分析，從主觀角度對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排序，因此是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)者在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)初期通常采用的評(píng)價(jià)方法。定性評(píng)價(jià)主要依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，常用的方法有 :安全檢查表 (SCL),預(yù)危險(xiǎn)分析法 (PHA),危險(xiǎn)可操作性研究 (HAZOP),故障類型和影響分析法 (FMEA)以及基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn) (RBI)的定性風(fēng)險(xiǎn)分析法。 定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)一般適用于裝置或系統(tǒng)的篩選評(píng)價(jià)，由于其評(píng)價(jià)結(jié)果很大程度上依 賴于專家的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)事故 發(fā)生的可能性和事故后果的嚴(yán)重程度不能做出量化，因此， 進(jìn)行定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)了解相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)后，需進(jìn)一步進(jìn)行定量的風(fēng)險(xiǎn)分析。 3.2.2 定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) (Quantitative Risk Assessment)也稱為概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) (PRA)，是在定性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備失效概率和失效后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，它能夠從數(shù)量上說明被評(píng)對(duì)象的危險(xiǎn)等級(jí)，精確地描述系統(tǒng)的危險(xiǎn)性，因此在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用。定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)根據(jù)危險(xiǎn)性量化方法的不同，可分為火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法、故障樹分析法、事件樹分析法、 影響圖法、故障類型和影響分析法以及基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn) (RBI)的定量風(fēng)險(xiǎn)分析法。本文在進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，主要采 RBI 技術(shù)和故障樹分析法對(duì)揚(yáng)子加氫裂化反應(yīng)器的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化。 （ 1） RBI 分析技術(shù) 基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn) (Risk-based Inspection， RBI)技術(shù)，是國際上新興的資產(chǎn)完整性管理技術(shù)，最初由挪威船級(jí)社開發(fā)并用在海洋平臺(tái)的管理上，后來逐漸運(yùn)用到石油化工行業(yè)的設(shè)備管理中。它通過檢測(cè)來獲得設(shè)備數(shù)據(jù)，了解服役設(shè)備的狀況，并結(jié)合設(shè)備的工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)條件、腐蝕情況、歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用失效分析技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù) 分析設(shè)備發(fā)生失效的概率，以及設(shè)備失效后造成的嚴(yán)重后果，從這兩方面對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并提出檢驗(yàn)策略。 通過 RBI 技術(shù)分析，能夠了解風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的原因，清楚在役設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)分布，明確設(shè)備存在的風(fēng)險(xiǎn)是否在企業(yè)可接受風(fēng)險(xiǎn)范圍之內(nèi)，從而有針對(duì)性地對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備進(jìn)行跟蹤監(jiān)控并采用減緩措施，有效減少檢驗(yàn)成本，在保證安全的前提下，優(yōu)化檢驗(yàn)次數(shù)和檢驗(yàn)頻率，適當(dāng)延長裝置壽命，降低檢修費(fèi)用。 （ 2）故障樹分析方法 故障樹分析 (Fault Tree Analysis，簡(jiǎn)稱 FAT)是 1961 年由美國貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的 A.B. Watson 最先提出的，它是可靠性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中常用的方法，已在很多方面得到應(yīng)西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 15 用， 1965 年華盛頓和美國波音公司聯(lián)合資助的安全研討會(huì)上， Halas 和 Jackson 等人提交的關(guān)于故障樹的學(xué)術(shù)論文，引起科技人員的重視 。 1974 年美國原子能委員會(huì) (Nuclear Regulatory Commission， NRC)發(fā)表的 WASH-1400 報(bào)告中，主要的分析技術(shù)就是可靠性工程中的事件樹分析和故障樹分析剛等，從此故障樹分析的應(yīng)用日益普及到目前為止。故障樹分析法既可以進(jìn)行定性分析，也可以進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，己被公認(rèn) 為復(fù)雜系統(tǒng)可靠性分析的一種好方法。 故障樹分析 (FAT)是一種圖形演繹法，是故障事件在一定條件下的邏輯推理方法，由邏輯門符號(hào)和事件符號(hào)組成。它把系統(tǒng)不希望出現(xiàn)的事件作為頂事件，用規(guī)定的邏輯符號(hào)描述導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障這一事件的直接原因或間接原因，并建立相應(yīng)的邏輯關(guān)系，由此進(jìn)行深入分析，找出故障的基本原因，即故障樹的基本事件。故障樹分析包括定性分析和定量分析，定性分析主要尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的原因和原因的組合，找出所有故障模式 ；定量分析的主要目的在于根據(jù)基本事件發(fā)生的概率，求出頂事件發(fā)生的概率和其他定量指標(biāo) (如基本 事件結(jié)構(gòu)重要度、概率重要度、相對(duì)概率重要度 )。故障樹分析的最終目的是幫助人們尋找 潛在事故 或進(jìn)行事故診斷，找出系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。 3.3 RBI 定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 基于 RBI 的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是用具體數(shù)值來量化裝置風(fēng)險(xiǎn)的一種評(píng)價(jià)方法，它從失效的可能性和失效后果兩方面進(jìn)行分析，如圖 4-1，得出設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。評(píng) 價(jià)時(shí)涉及到設(shè)備類型，建造材料，工藝流體性質(zhì)，流體存量，運(yùn)行條件，退化機(jī)理，退化速率，材料敏感性，保溫狀況，涂層質(zhì)量，隔離系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)，檢驗(yàn)有效性等多種影響因素，以及腐蝕減薄，應(yīng)力腐蝕開 裂，高溫氫損傷，外部腐蝕等多種失效模式和設(shè)備損傷，營業(yè)中斷， 人員傷亡等多種失效后果，是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的過程 。 風(fēng)險(xiǎn)（ Risk） =失效可能性（ LoF） 失效后果（ CoF） GFF FE FM 圖 4-1 風(fēng)險(xiǎn)分析的主要內(nèi)容 工藝次因子 機(jī)械次因子 通用次因子 損傷次因子 可燃后果 毒性后果 營業(yè)中斷 注： GFF-同類失效效率 FE-設(shè)備系數(shù) FM-管理系數(shù) 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 16 4 基于 RBI的失效可能性及失效后果 4.1 失效可能性 失效可能性分析以同類設(shè)備失效頻率 (GFF)為基礎(chǔ)，綜合考慮設(shè)備服役現(xiàn)狀和企業(yè)管理水 平對(duì)同類設(shè)備失效頻率影響，通過設(shè)備系數(shù) (FE)與管理系數(shù) (FM)兩項(xiàng)進(jìn)行修正，得到調(diào)整后的失效頻率即為設(shè)備失效可能性。用公式表達(dá)即為 : LoF=GFFFE F M (4-1) 同類設(shè)備失效頻率數(shù)據(jù)來源于 23 家世界知名石化企業(yè)設(shè)備失效歷史的統(tǒng)計(jì)， API581 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)編制成每一設(shè)備類型和每一管徑的同類失效頻率，表 4-1 列出了設(shè)備同類失效頻率的具體數(shù)據(jù)。設(shè)備修正系數(shù)主要涉及到損傷次因子 (使用時(shí)間、損傷類型、破壞率、檢驗(yàn)有效性 )、通用次因子 (裝置條件、氣溫、 地震 )、機(jī)械次因子 (裝置復(fù)雜性、建造規(guī)范、壽命周期、安全系數(shù)、振動(dòng)監(jiān)測(cè) )、工藝次因子 (穩(wěn)定性、連續(xù)性、泄壓閥、腐蝕工況、清潔工況 )，從四個(gè)方面辨別可能對(duì)裝置失效頻率有重要影響的特定條件。管理系數(shù)主要考慮企業(yè)的設(shè)備管理水平，用于調(diào)節(jié)工藝安全管理系統(tǒng)對(duì)裝置的機(jī)械完整性影響。 表 4-1 同類設(shè)備失效頻率 設(shè)備類型 泄露頻率（ /年） 1/4 英寸 1 英寸 4 英寸 破裂 單密封離心泵 610-2 510-4 110-4 雙密封離心泵 610-3 510-4 110-4 塔器 810-5 210-4 210-5 610-6 離心壓縮機(jī) 110-3 110-4 往復(fù)式壓縮機(jī) 610-3 610-4 過濾器 910-4 110-4 510-5 110-5 翅片 /風(fēng)扇冷卻器 210-3 310-4 510-8 210-8 換熱器 (殼程 ) 410-5 110-4 110-5 610-6 換熱器 (管程 ) 410-5 110-4 110-5 610-6 0 75 英寸直徑管子 110-5 310-7 1 英寸直徑管子 510-6 510-7 2 英寸直徑管子 310-6 610-2 4 英寸直徑管子 910-7 610-7 710-8 6 英寸直徑管子 410-7 410-7 710-8 8 英寸直徑管子 310-7 310-7 810-8 210-8 10 英寸直徑管子 210-7 310-7 210-8 12 英寸直徑管子 110-7 310-7 310-8 210-8 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 17 16 英寸直徑管子 110-7 210-7 210-8 210-8 16 英寸直徑管子 610-8 210-7 210-8 110-8 壓力容器 410-5 110-4 110-5 610-6 反應(yīng)器 110-4 310-4 310-5 210-5 往復(fù)泵 710-1 110-2 110-3 110-3 常壓儲(chǔ)罐 410-5 110-4 110-5 210-5 4.1.1 設(shè)備系數(shù) 設(shè)備系數(shù)用來衡量裝置失效頻率與同類失效頻率相比偏離程度的大小，在所提到的四個(gè)次因子中，損傷次因子 (Damage Factor， DF)的確定涉及到檢驗(yàn)有效性?；?風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)，也正是通過有效檢驗(yàn)由 Byes 公式更新舊的可用數(shù)據(jù)，達(dá)到通過有效檢驗(yàn)降低風(fēng)險(xiǎn)的目的，因此 DF 的確定是設(shè)備修正中的主要內(nèi)容。 DF 是破壞概率和檢驗(yàn)有效性的一種度量，它建立在工業(yè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過專家分析提供各種破壞機(jī)理下的損傷模式，以及相關(guān)參數(shù)如腐蝕速率、檢驗(yàn)有效性等，在全面考慮正常操作和非正常運(yùn)行的情況下，建立實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的破壞率，并根據(jù)檢驗(yàn)程序的有效性、檢驗(yàn)次數(shù)的多少來確定各種失效可能性對(duì)破壞速率的影響程度。由于 DF 的確定過程涉及到多種失效機(jī)理，因此需從多種失效類型分別加以考慮， 如腐蝕減薄 (Thinning)，應(yīng)力腐蝕開裂 (SCC)，外部損傷 (External Damage)，高溫氫腐蝕 (HTHA)，脆性斷裂 (Brittle Fracture)等。 設(shè)備系數(shù)計(jì)算： 通過計(jì)算得出各種損傷模式下?lián)p傷因子后，用各種失效模式下?lián)p傷因子的總和作為總的損傷次因子 DF 來量化失效模式對(duì)同類失效頻率的影響。通用次因子從工廠條件、天氣狀況、地震活動(dòng)方面分析工廠中所有運(yùn)行裝置的一般情況 ；機(jī)械次因子主要從裝置設(shè)計(jì)、制造等相關(guān)條件分析機(jī)械因素對(duì)設(shè)備修正系數(shù)的貢獻(xiàn) ；工藝次因子分析受操作工藝和裝置運(yùn)行方式等因 素的影響情況，這三種因子的確定均可根據(jù)裝置實(shí)際情況從 API581標(biāo)準(zhǔn)上對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表中查表得出。四種次因子確定以后，其數(shù)值之和作為設(shè)備系數(shù)，從設(shè)備項(xiàng)，通用條件，機(jī)械條件以及工藝影響四個(gè)方面對(duì)同類失效頻率進(jìn)行修正。 4.1.2 管理系數(shù)的確定 管理系數(shù)主要用于評(píng)價(jià)被評(píng)企業(yè)的管理水平，對(duì)于企業(yè)中同一裝置內(nèi)的設(shè)備項(xiàng)，其管理系數(shù)的數(shù)值相同，因此它不改變?cè)O(shè)備項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)順序，但是當(dāng)評(píng)價(jià)不同裝置之間的風(fēng)險(xiǎn)水平時(shí)，管理系數(shù)對(duì)總的風(fēng)險(xiǎn)水平有顯著影響。評(píng)價(jià)時(shí)它以 23 家世界知名石化企業(yè)為基礎(chǔ)，其管理系數(shù)設(shè)定為 1，就 13 大類 101 個(gè)問題進(jìn)行分析，由企業(yè)各部門打分得出該企業(yè)的管理系數(shù) FM， FM=1 表示被評(píng)企業(yè)的管理水平與 23 家世界知名石化企業(yè)的管理水平相當(dāng) : FM=0.1 表示被評(píng)企業(yè)的管理水平比 23 家世界知名石化企業(yè)的管理水西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 18 平低一個(gè)數(shù)量級(jí) FM=10 表示被評(píng)企業(yè)的管理水平比 23 家世界知名石化企業(yè)的管理水平高一個(gè)數(shù)量級(jí)。 4.2 失效后果 失效可能性計(jì)算用于確定失效事件發(fā)生的概率，失效后果則主要用來衡量失效事件發(fā)生后，其后果的嚴(yán)重程度和損失大小。失效后果根據(jù)后果表現(xiàn)途徑的不同可分成可燃后果、毒性后果以及營業(yè)中斷三個(gè)主要類型見圖 4-2， 分析時(shí)根據(jù)三種后果類型主要從設(shè)備損傷 ,人員傷亡 ,營業(yè)中斷三個(gè)方面考慮，用總的經(jīng)濟(jì)損失量化后果的嚴(yán)重程度，把運(yùn)行裝置的潛在風(fēng)險(xiǎn)用數(shù)值的方式表征出來，給企業(yè)管理者提供直觀表述。 4-2 后果分析框圖 進(jìn)行可燃后果和毒性后果分析時(shí)，需根據(jù)流體泄放類 型，流體相態(tài)，泄放速率或 失效后果 物質(zhì)泄放 毒性物質(zhì)泄放 營業(yè)中斷 設(shè)備 破壞 面積 人員 致死 面積 人員 致死 面積 營業(yè) 中斷 費(fèi)出 可燃后果 毒性后果 人員傷亡費(fèi)用 設(shè)備損傷費(fèi)用 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 19 泄放質(zhì)量選擇相應(yīng)的計(jì)算公式確定不同失效后果的影響面積，因此應(yīng)首先確定流體的 泄放速。 4.2.1 分析失效后果 分析后果嚴(yán)重程度時(shí)，應(yīng)從設(shè)備損傷、潛在人員傷亡、營業(yè)中斷方面進(jìn)行衡量，得出由設(shè)備失效而導(dǎo)致的失效后果的嚴(yán)重程度。用費(fèi)用描述即為設(shè)備損傷費(fèi)用、人員傷亡費(fèi)用和營業(yè)中斷費(fèi)用之和作為總的經(jīng)濟(jì)損失。其中設(shè)備損傷費(fèi)用包括設(shè)備維修費(fèi)用和周圍設(shè)備維修費(fèi)用，設(shè)備維修費(fèi)用與四種孔尺寸下設(shè)備破壞成本、四種孔尺寸對(duì)應(yīng)的失效頻率以及總的失效頻率有關(guān)，周圍設(shè)備維修費(fèi)用可以由設(shè)備損失面積和單位面積修理 費(fèi)用計(jì)算得出 ；人員傷亡費(fèi)用與致死面積、人員密度和單位人員傷亡費(fèi)用有關(guān)，其中單位面積的修理費(fèi)用、人員密度和單位人員傷亡費(fèi)用由廠家給出。各種費(fèi)用的計(jì)算公式如下： C=Max (C equipment + C outage C murky), 0.5(C equipment + C outage C murky) 1.05 (4-2) C equipment=A equipment +r equipmentR equipment m (4-3) C murky =max (A flammable， A toxic) n c murky (4-4) 式中： R equipment 位面積修理費(fèi)用 元 /m2 ： F i 孔徑 i對(duì)應(yīng)的失效頻率： F 總的失效頻率： R equipment 孔徑 I 失效時(shí)的設(shè)備破壞成本，元： m m 設(shè)備成本系數(shù)。 用費(fèi)用衡量失效后果是一種有效的方法，它綜合考慮設(shè)備損失、人員傷亡、營業(yè)中斷等多種失效后果的影響，能夠直接比較不同設(shè)備失效后，后果嚴(yán)重程度的大小，并且結(jié)合失效可能性給出設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)水平，給企業(yè)管理者提供科學(xué)決策的依據(jù)。 4.3 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí) 根據(jù)表 4-2 中的數(shù)據(jù)，失效可能性分為 5 級(jí) :1、 2、 3、 4、 5，分別表示 最不嚴(yán)重 ，西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 20 略嚴(yán)重 ， 中等 ， 危險(xiǎn) 、 最危險(xiǎn) ；失效后果也可分為 5 個(gè)級(jí)別 :A， B， C， D， E分別表示 不嚴(yán)重 ， 不太嚴(yán)重 ， 一般 ， 比較嚴(yán)重 ， 非常嚴(yán)重 。其級(jí)別的劃分可以參照表 4-2，但是企業(yè)可以根據(jù)裝置的風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行調(diào)整。將失效可能性和失效后果的 5 個(gè)級(jí)別組合即可得到 5 行， 5 列的風(fēng)險(xiǎn)矩陣見圖 4-3。在風(fēng)險(xiǎn)矩陣中，風(fēng)險(xiǎn)水平沿左下方到右上方對(duì)角線逐漸升高，分 4 個(gè)等級(jí)依次為 :低風(fēng)險(xiǎn) ， 中風(fēng)險(xiǎn) ， 中高風(fēng)險(xiǎn) ，高風(fēng)險(xiǎn) 。 表 4-2 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí) 可能性種類 損傷因子的范圍 后果種類 總費(fèi)用的范圍（美元） 1 1000 E 100000000 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 21 5 加氫裂化反應(yīng)器故障樹的建立與分析 5.1 故障樹模型的建立和分析 加氫反應(yīng)器是加氫裂化裝置的核心設(shè)備，其可靠性狀況直接影響到生產(chǎn)裝置能否 正常運(yùn)行，因此分析引起反應(yīng)器失效的各種因素極其重要。作者針對(duì)反應(yīng)器的腐蝕減 薄、應(yīng)力腐蝕開裂、高溫 氫損傷、外部腐蝕、回火脆化等多種失效模式建立了相應(yīng)的 故障樹，用于分析各種基本事件對(duì)失效可能性的影響。 5.1.1 故障樹模型的建立 從失效模式看，加氫裂化反應(yīng)器需考慮腐蝕減薄，應(yīng)力腐蝕開裂，高溫氫損傷，外部腐蝕，堆焊層剝離等多種失效模式，不同失效模式所對(duì)應(yīng)的故障樹模型如下所示 : 基本事件 中間事件 條件時(shí)間 省略事件 邏輯與門 邏輯或門 圖 5-2 事故樹符號(hào) + 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 22 圖 5-3 高溫硫化物腐蝕故障樹分析 T1 G1 G2 G34 G9 G10 G11 G12 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 G25 X10 G26 X14 G27 X18 X8 X9 G28 X13 X15 X10 X16 X17 X11 X12 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 23 圖 5-4 高溫氫損傷故障樹分析 T2 G1 G3 G14 G16 G12 G29 G16 G27 X59 X62 X66 X22 X23 X24 X18 X19 X20 X21 X22 X23 X24 X15 X10 X16 X17 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 24 圖 5-5 外部腐蝕故障樹分析 T3 G37 G5 G4 G6 G17 G18 G19 X28 X29 X36 X37 X30 X31 X32 X33 X34 X35 X38 X39 X40 X41 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 25 圖 5-6 堆焊層剝離故障樹分析 T4 G2 G1 G12 G36 G35 G24 G16 G27 G20 G30 X41 X41 X18 X42 X43 X61 X22 X23 X24 X15 X10 X16 X17 X49 X48 X52 X53 X50 X51 X60 X57 X58 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 26 綜合上述 4 個(gè)方面分析加氫反應(yīng)器的失效有 : 分析引起故障樹頂事件發(fā)生的中間事件和基本事件，并將各頂事件、中間事件及 基本事件匯總于表 5-1。 表 5-1 頂事件和中間事件的含義 T1 高溫硫化物腐蝕 X1 劃痕 X30 人氣溫度 T2 高溫氫損傷 X2 凹坑 X31 降雨量 T3 外部腐蝕 X3 裂紋 X32 大氣濕度 T4 堆焊層剝離 X4 Ni 含量 X33 冷卻塔 G1 材料 X5 Cr 含量 X34 噴淋裝置 G2 工藝條件 X6 Mo 含量 X36 厚度 G3 操作工藝 X7 介質(zhì)粘稠度 X37 保溫層材料種類 G4 涂層質(zhì)量 X8 器壁粗糙度 X38 刺穿 G6 保溫層 X9 床層阻力 X39 防水層破裂 G9 抗蝕能力 X10 進(jìn)料控制失靈 X40 撕裂 G1O 流速 X