氨合成岗位不安全因及其预防措施.doc

氨合成岗位不安全因及其预防措施氨的合成工段，主要任务是在适宜的温度、压力和有触媒催化的条件下，将经过精制的氢氮混合气体在合成塔内直接合成氨，然后将所得气氨从氢氮混合气中经冷却冷凝成液氨分离出来，液氨由氨罐送往合成、铜洗和HNO3等岗位生产使用。未合成为氨的氢氮混合气体继续在合成系统内循环使用。氨的合成分为低压法、中压法和高压法3种工艺，我国中小型氮肥厂多采用32MPa的中压法和15MPa的低压法。一、合成氨岗位存在的不安全因素1.进入合成工段的氢氮混合气体中，氢含量约为7175，氢的爆炸极限为4074，下限较低，爆炸浓度范围较宽，因此其爆炸危险性较大，如果高压混合气体从设备中泄漏出来，即使数量不多，也极易与空气混合形成爆炸性混合气体，同时，高压氢气泄漏时，由于流速大，与设备剧烈摩擦产生高温和静电即能引起爆炸。2.氨的合成反应在高温高压下进行的。氢在高温高压下对碳钢设备具有较强的渗透能力、形成了氢气腐蚀使金属变脆，机械强度减弱。此外，高温高压对设备材料要求严格，并给安全生产带来许多不利因素。3.合成工段操作压力有两种，一是高压32MPa或15MPa系统，一是低压1.6MPa系统，2种不同压力的系统又彼此紧密相连，因此，有高压气体窜入低压系统引起超压爆炸的可能。二、合成氨岗位的安全操作1.合成塔顶着火和爆炸的原因与预防合成岗位比较容易发生着火和爆炸，因为原料气体中含有大量易燃易爆的氢气和甲烷。合成塔的大盖和外筒的螺栓连接处、大盖和小盖连接处、小盖和电极杆连接处等，均容易发生漏气，特别是小盖与电极杆连接处最容易漏气，当漏气后遇到热源即可能着火，合成塔顶着火一般有3种情况：（1）气体压力高，外漏时由于缝隙小，产生摩擦造成，该处局部高温，加上摩擦产生的静电作用，导致氢气着火。（2）当使用电炉时，外漏气体碰到发热的电极杆而引起着火，或因电极杆绝缘不良，产生电火花与外漏气体相遇也会着火。（3）将约400的热电偶抽出检查时，也会引起外漏气体着火，当发现着火时，应立即用氮气或干粉等绝缘性好的灭火剂灭火，同时应及时卸掉塔内压力，以免造成更大损失。合成塔在拆卸小盖时时常发生爆炸，这是因为拆卸前合成塔未用惰性气体置换，故塔口有爆炸性气体存在，当用铁棒撬小盖时产生火花，有时因催化剂飞出在空气中被氧化而造成爆炸。因此拆盖前，一定要用惰性气体置换使氢含量在0.5以下，此时，打开小盖方为安全。如用精炼气置换时，置换后塔内催化剂温度必须降到室温或接近室温，压力小于20mmHg（约2.67kPa），保持微正压，防止吸入空气，打开塔后放空，用铜棒轻轻撬开小盖，才能避免爆炸。2.合成塔及液氨贮存的安全操作合成塔补气升压时，要缓慢进行，如果引入新鲜气量大，速度太快，则会因超过安全流速将铜液带至压缩机或合成塔，导致压缩机损坏或合成塔温度下降，此外，高压气体的放空速度也要严格控制，否则，会因速度太快，产生静电而导致事故。除要控制放空速度外，还要在放空管上装设接地线，加阻火器或向内充氮气、蒸气等物质，一可减少静电产生，即使产生了静电也可及时导入大地，二可避免静电引起着火倒入系统内，造成更大的危害，向放空管内充氮或蒸汽的目的是使排放的气体无法燃烧，确保安全。液氨贮槽充装时不应超过总容量的85，应留在15以上的安全空间，以免液氨受热膨胀，使贮槽爆破。液氨贮槽或球罐应有良好的绝热保温措施（凉棚或冷却装置），防止暴晒，由液氨贮槽向铜洗、合成、硝酸等岗位输送液氨，要有防止液氨抽空的措施，否则含氢的贮罐气就会进入硝酸的氧化炉内，从而引起氧化炉氢气爆炸。氢气的爆炸下限为4.0，比氨的爆炸下限低4倍，所以只要有少量的贮罐气进入氧化炉，就会发生爆炸。3.控制塔壳温度和塔出口温度塔外壳温度指标一般规定小于120，因为塔外壳由碳钢（A3）制做，又经常承受较高的压力，其本身不能经常修理和更换，为了延长塔壳的使用寿命，塔壳的温度不能过高，如果塔壳温度过高，会使钢材过早疲劳，强度下降，同时还会加速氢氮气体对塔壳的腐蚀，发生脱碳和渗氮，引起结构疏松，变脆，强度下降，缩短使用寿命。如果发现塔壳温度过高，先尽可能通过加大循环量和关小塔副阀，并尽量降低塔进口温度来控制，如仍不见效，只好降低负荷生产以减少反应热，待安排检修或更换内套。塔出口温度过高，会加剧氢氮气对钢材的腐蚀，造成塔出口管道钢材脱碳，使机械强度下降，因此，应严格控制塔出口温度在规定指标以内，塔出口温度根据管道材质决定，对优质铬钼钢管，温度可控制在200以下，（当温度达到230时，便开始脱碳、渗氢、而且速度较快）；对普通低碳钢，温度则控制在150以上，塔出口温度高一般是由于塔副阀开得过大，循环量过小，生产负荷过重或内套的小盖发生泄漏造成的，因此，当塔出口温度高时，要尽量加大循环量，关小塔副阀，必要时提高惰性气含量，或者降低氢气含量度或者提高氮气含量，通过抑制合成反应来减少反应热，以降低出口气体温度。4.液氨贮槽爆炸的预防液氨贮槽为中压容器，最大操作压力为1.6MPa，气温不高于40，用以贮存和计量液氨，液氨贮槽爆炸的危险性极大，不仅可能造成其它设备的损坏，扩大事故损失，更为严重的是，可造成大面积的污染和大量人员伤亡。空气中氨含量达到7g/m3时。可危及人的生命。一旦液氨贮槽爆炸，大量的液氨瞬间泄出，立即挥发为气氨，将会造成不堪设想的后果。造成液氨贮槽爆炸的原因主要是氨分离器或冷凝塔排氨后没有关死，排氨阀门或自动排氨装置失灵，高压气体串入低压氨贮槽所造成的物理爆炸，一旦发生这种情况时，要立即停车处理，戴上氧气呼吸器，迅速关上氨分离器和冷凝塔底部的排氨阀门。平时要严格遵守操作规程，人工手动排氨时，要缓慢进行，严格控制阀门开度，不能开得太大，排完后立即关好阀门。加强自动排氨装置的维护和管理，确保灵敏好用，氨贮槽的安全阀要确保好用，并应装设压力高限报警器。生产中如发生跑氨事故时，要立即戴上防氨面具或氧气呼吸器，迅速进行处理，当身边无防氨面具时，可用湿毛巾、手帕以及衣服等物堵住嘴和鼻子，向迎风方向跑，迅速撤离毒区。三、结束语虽然氨的合成过程中存在着较多的不安全因素，增加了发生各种事故的可能性，但这并不是说就必然会发生事故。只要充分认识和掌握它的规律，采取可靠的安全防范措施，科学管理生产，严格执行各种安全生产规章制度，健全各种安全设施，就能够消除生产中的各种危险因素，从而实现安全、稳定生产。第 5 页 共 5 页