在炼油厂氢气安全

采用氢气(H2)作为零碳可再生能源全球革命的承诺。氢气的安全,由于其高度可燃、易燃和窒息性,然而,构成了生产和分配方面的安全挑战。氢,然而,在石油/天然气安全使用几十年炼油厂在关键流程应用程序,它的危害是众所周知的,这是安全监控,是有教训。

氢气的特点

火灾、爆炸、窒息是主要的安全注意事项与处理氢气,特别是考虑到其可燃性范围宽的4 - 77%的体积在空气中。风险的主要领域可分为如图1所示。石油/天然气炼油厂,复杂的迷宫的坦克,泵,管道,H2整个设施气体泄漏是一个严重的风险。
氢气是无形的,没有气味,使它无法觉察的,人类的感官所感觉到。氢气比空气轻,可以在外面漂。人们普遍认为在封闭区域内,将向上上升到天花板取代氧气水平。然而,加压户外氢气泄漏很难检测气体喷射方向可以是不可预知的,很难发现在炼油厂空间积累不能发生。

典型的炼油厂的应用程序

炼油厂大H2天然气的生产者和消费者。氢在许多炼油业务中起着举足轻重的作用,从hydrocracking-reduction重型气体和气体油低分子量组件处理的气体流,和催化重整。
在催化重整过程中,H2还用于防止碳反应催化剂保持较轻的碳氢化合物的生产,延长催化剂的使用寿命。毫不奇怪,炼油厂使用大量的氢气从H2有时现场制作或购买生产设备。
在石油/天然气炼油厂,主要危害与H2气体包括呼吸道疾病(缺氧),组件失败,点火和燃烧。虽然危险发生在大多数泄漏事件的组合,氢的主要危害是易燃混合物的生产会导致火灾或爆炸。氢在空气在大气压力的最小点火能量是大约0.02 mJ,氢很容易点燃。

分层火焰气体和安全

为了解决H2带来的风险,火灾和气体探测系统制造商工作在构造层次的保护来减少风险传播。使用这样的一个模型,每一层作为保障,防止危害越来越严重。图2说明了一种氢气气体泄漏危害传播序列。
石油/天然气的关键挑战炼油厂处理或储存氢,氢与支持生产工厂,包括检测泄漏外,气体不能积累,并适当地安装探测器在不同风险区域。一个健壮的和分层策略对火灾和气体检测是必要的(图3)。
检测氢气泄漏需要几个不同的,然而互补传感技术在石油/天然气炼油厂提供的保护(图4)。这些技术包括超声波泄漏检测、常规催化珠气体检测、电化学电池和紫外/红外火焰检测、支持的羽流模型和天然气映射到演示系统的有效性。

氢气泄漏的超声检测

当加压氢气泄漏,它生成一个超声波声出口点。超声监测检测空气湍流产生的超声波在预定义的声压级。根据超声波的背景,一个探测器可以应对即使是很小的氢泄漏源的距离。
超声检测是理想的监测加压管道和容器(如开放通风良好的区域储存设施,从大型生产基地以较小的分销中心)。这些探测器积极响应,迅速报警时间超声波噪音旅行泄漏源到探测器的音速。

氢气泄漏的气体探测点

在催化点气体检测,气体进入传感器通过烧结盘(插叙避雷器)和联系人pellistors(珠)和被氧化了。一个惠斯通电桥电阻的变化转换成传感器信号正比于气体水平。结果读通过探测器显示本地或远程。经营范围是0 - 100% LEL。
或者使用电化学传感器,电化学反应产生电流与气体浓度成正比。传感器包含一个凝胶电解质和电极。气体通过膜进入;氧化反应发生在工作电极和减少发生反电极,创建一个离子流产生电流,转换和显示为气阅读。
H2电化学电池的操作范围通常是0 - 1000 ppm。能力低气体浓度检测这些ppm水平使他们适合地区H2气体将包含在附件,如压缩机住房小气体释放的最早的检测通常是必需的。

氢火焰检测

在火焰或从一种未被发现的气体泄漏,火灾产生的氢气火焰探测器提供警告部署灭火和其他安全措施。这些探测器同时监控红外(IR)和紫外线(UV)不同波长的辐射。
氢燃烧时,辐射发射的红外光谱产生的热水或蒸汽分子的燃烧。算法处理红外辐射调制减少虚假信号引起的热对象和阳光反射。紫外检测器通常放电管来检测照片深紫外线辐射。
使用紫外和红外传感器的主要优势在一个乐器是唯一报警源之间共享两种传感技术是一个真正的火。由于大气,吸收太阳辐射在特定波长不到达地球表面,消除假警报从太阳辐射在适当的范围是监控。

结论

MSA安全不断检查火焰气体和工作场所的安全风险和挑战时生产、处理、运输、存储和使用H2和其他气体与建议业界最佳实践,安全措施,和传感器检测技术。我们从未停止时开发天然气和火焰检测技术和安全解决方案,防止事故发生和潜在的灾难性后果。