石油炼油厂是氢气的大规模生产者和消费者。氢气从加氢裂化中发挥着多种精炼作用的关键部分，这是将重型气体和瓦斯油的减少降低到较低的分子量分量，催化重整和处理气流。
在催化重整方案中，气体也用于阻止碳与催化剂反应以维持较轻的烃并延长催化剂寿命。毫不奇怪，炼油厂利用大量的氢，其可以从氢生产设施购买或在现场生产。
对氢的需求升高。环境立法提示的柴油燃料和汽油规格的变化导致了更多的氢利用来增强汽油等级。正在进行新投资，采用更广泛的加氢处理和加氢裂化应用和转换过程。
氢需求的增长和规模带来了有关氢安全使用的基本问题。在加工厂环境中，氢的化学性质构成了独特的挑战。
氢气气体人类感觉不可检测，无味无色。它比空气轻，因此挑战才能检测累积无法发生的地方。通过红外气体传感技术也不可检测到氢气。
氢气本身构成的安全风险被添加到检测的挑战中。在本文中，概述了展开了最大化检测效率的火灾和气体检测器的实用方法。
该技术基于概念，任何单个检测方法无法响应所有危险事件，因此，通过部署提供不同限制和强度的设备来降低检测失败的风险。
通过多样性提高安全性
与氢气相关的危害包括部件衰竭，呼吸疾病，点火和燃烧。虽然在大多数情况下，危险的结合发生，氢的主要危险是生产易燃混合物，这会导致爆炸或火灾。
氢气容易被点燃，因为大气压空气中的空气中的最小点火能量约为0.2MJ。此外，由于氢脆，氢气可产生容纳血管，管道和其他组分的机械失效。
长期氢气暴露可能导致一些塑料和金属的强度和延展性损失，导致裂缝形成，最终可能破裂。
氢脆的一种形式是通过化学反应发生的;氢在高温下与金属壁的一种或多种成分发生反应，形成氢化物，削弱材料的晶格结构。在炼油厂，失去气体密封是火灾升级和爆炸的第一步。
氢气泄漏通常由阀门未对准，有缺陷的垫圈或密封件或凸缘或其他设备的故障引起。2020欧洲杯下注官网氢气在释放时快速扩散，如果泄漏发生在户外，云分散受风方向和速度的影响，并且可以受到附近结构和大气湍流的影响。
利用分散在羽流中的气体，如果氢气和空气混合物在爆炸范围内，可获得适当的点火源，则可能发生爆炸。易燃混合物，例如这可以在距泄漏源的相当距离中形成。
火灾和气体检测系统制造商的工作，以减少危害传播，以解决氢气造成的危害。
使用诸如此类的模型，每层都可作为保护，停止危险变得更加严重。图1中示出了氢气泄漏危险繁殖序列。
图1。氢气分散的危害序列。保护层分开每个危险状态。
检测层包括增强场景覆盖或增加检测到特定类型危险的可能性的不同检测方法。
这些火灾和气体探测层可以由催化传感器、火灾探测器和超声波气体泄漏监测器组成(图2)。超声波气体泄漏探测器可以对氢气的高压释放做出响应，比如氢气分离器或加氢裂化反应器中可能发生的氢气泄漏。
图2。氢气事故序列保护屏障的示意图。
反过来，像催化探测器这样的连续氢气监测器可以增加对小泄漏的检测，例如，由于容器在接近大气压的情况下使用或失效而导致法兰缓慢变形。
氢特定火焰探测器可以监督整个过程区域，以进一步保护工厂免受火灾。如此广泛的覆盖是必要的;由于氢云的运动，在离泄漏源相当远的地方可能起火。
当容器系统出现故障时，氢气以与内部系统压力和孔口尺寸成比例的速率逸出。可以使用超声波监视器检测这些泄漏，所述超声波监视器检测通过湍流产生的空气传播超声，以上预定的声压级。
使用超声波作为气体浓度的代理是一个巨大的好处的方法,如超声波气体泄漏探测器不需要气体传感元件来检测气体运输(与传统的点探测器),和不受泄漏定位,影响气体烟羽浓度梯度和风向。
这些特点使得超声波气体泄漏探测器成为一个完美的选择，用于监督压力管道和容器在通风良好，开放的区域。超声波气体泄漏探测器监测区域的噪音超过24千赫。
在可听范围内的频率通过带通滤波器省略约20Hz至20kHz。这些仪器的另一个好处是每个设备的大覆盖区域。
例如，取决于超声波超声的水平，单个检测器可以在距离源左右8米处响应小氢泄漏。甚至小泄漏可以在大多数工业环境中产生足够的超声波噪声，如图3所示。
图3。声压水平作为氢泄漏的距离的函数。
泄漏尺寸= 1毫米直径孔口，差压= 5,515 kPa（800 psi），泄漏率= 0.003千克/秒。曲线是引导眼睛。
虽然在工业场所的声音噪声通常在60到110dB之间的范围内，超声波噪声水平（25-100 kHz的频率范围）在安装涡轮机和压缩机等旋转机械的高噪声区域中的68至78 dB，并且很少超过低噪声区域内60 dB。
所以,超声波气体泄漏探测器能够检测氢泄漏而不会受到背景噪音的影响。超声波气体检测器还可以在毫秒内快速闹钟，因为这些仪器响应气体释放而不是气体本身。
直接气体检测使用催化珠子传感器是第二种保护措施，已用于氢应用超过50年。这些传感装置由嵌入陶瓷珠粒的一对铂金线圈组成。
用催化剂涂覆活性珠粒;参考珠子被包裹在玻璃中，因此是惰性的。在暴露于氢后，气体开始根据反应的加热催化剂表面燃烧：
2h2+ 2o2→2h2o + O.2．
氢氧化释放热量，导致电线的电阻发生变化。该电阻与浓度成正比，在较大的温度范围内(~ 500 - 1000°C)呈线性。
根据氢特异性催化检测，定制反应温度和催化剂以防止烃中的烃燃烧。这种情况的简单性允许催化探测器适用于许多应用。
催化传感器可以确定氢气的存在，具有相当的准确性和可重复性，在可能发生的天然气聚集。氢特异性催化探测器还提供快速响应时间，通常为5到10秒，并提供良好的选择性。
在传感器制造商中，这些参数随着最大选择性和响应速度而定制而变化但通常是量身定制的。如前所述，通过红外吸收不能检测到氢气，使催化检测能够成为高度可靠的氢气检测技术。
除了催化和超声波气体泄漏探测器外，hydrogen-specific火焰探测器添加另一个屏障免受氢灾害繁殖。这些仪器在不同波长的同时监测红外和紫外线辐射。
辐射在通过氢燃烧产生的水分子红外发射;从该蒸汽或加热水的发射在波长范围内监测2.7至3.2mm的波长。
处理IR辐射调制的算法使这些检测器能够避免由太阳反射和热对象引起的错误信号。通常，UV检测器是光放电管，其检测180至260nm波长范围内的深紫外辐射。
由于大气吸收，这些波长的太阳辐射不会到达地球表面;因此，UV探测器对太阳辐射免疫。IR和UV检测的这种组合提高了误报疫苗，同时产生可以在5米范围内检测甚至小氢火的探测器。
图4中示出了羽流15-20cm（6-200cm）高和15cm（6英寸）的氢特定火焰检测器的检测范围，如图4所示。如在这种情况下，火焰检测器能够检测4.6米（15英尺）的轴范围，可达±55°，提供广泛的角度覆盖率。
图4。FL500 UV / IR-H的检测范围2探测器。
氢火的大小:15厘米(6英寸)直径和15 - 20厘米(6 - 8英寸)高。
催化珠子气体检测，超声波气体泄漏检测和氢气火焰检测具有不同的脆弱性和强度，并响应不同的危险表现形式 - 无论是气体，气体的源，还是火灾。
此外，各种技术在不同的方面运行，催化探测器用作点仪器和超声波泄漏探测器和氢气探测器作为区域监视器。
至于它们独特的特性，探测器的组合提高了早期爆炸或在点火之前或在点火之前识别氢气或煤气分散的可能性。在催化重整中可以看到这些技术利用的说明1．
使用该方法，将重型气体流暴露于高温（480-524℃）和压力（1,379-3,447kPa; 200 - 500 psi）并通过固定床催化剂。将油转化为芳烃，对反应产生更高的汽油额度更高的辛烷值。
由于连续的制氢和操作条件，机组的反应器、管道系统或分离器的破裂会造成严重的后果。整个重整单元的检测器分配如图5所示。
图5。双级重整单元的示意图，显示了气体和火焰探测器的可能位置。
当然，本例中所示的方案并不排除其他检测系统的使用，也不排除对操作程序、仪表和控制系统的要求，以及充分的培训，这些都是安全所必需的。
X射线管道测试设备等条件监测仪器在识别管网完整性损失之前识别缺陷的关键作用。2020欧洲杯下注官网这样，当在箱上方使用时，导热性传感器可以确保缺氧环境中的检测覆盖，因此补充催化传感器。
经验表明，必须小心地重视检测仪器的选择，以匹配与特定炼油厂的化学过程相关的危险类型，并且每个检测类型偏移另一个偏移漏洞。
结论
受环保法规和对更清洁、更高级别燃料需求的推动，氢气产量继续增长。然而，产量的增加必须与工厂安全的综合措施相匹配。
使用氢气的新设施必须采用足够的保障措施来设计潜在的危险;为确保有足够的障碍可用于最大限度地减少事故和控制失败，还应重新审视旧设施的设计。
安全系统部署一系列检测技术可以抵消泄漏，火灾和爆炸，停止性能或设备损坏，人身伤害和生命丧失的可能影响。2020欧洲杯下注官网
由于它们是互补的，催化和超声波气体泄漏监测器和火焰检测器的组合特别有效。一个人的脆弱性被其他人的优势所抵消;危害有机会未被宣传。
结合防止泄漏并消除可能的点火源的设计，这种多样化的安全系统提供了管理氢气过程的声音方法。
参考
- Berger，W. D. D. Anderson，K。，E.，现代石油：工业，第二版，Pennwell Publishing，Tulsa，俄克拉荷马州，1981年的基本底漆。
该信息已从MSA -安全公司提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩
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