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大型合成氨装置危险因素识别及安全运行管理措施

文档作者: 王光全        文档来源: 云南加莱希安全检测有限公司
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更新时间: 2021年01月02日
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大型合成氨装置危险因素识别及安全运行管理措施 王光全(云南加莱希安全检测有限公司云南昆明650106) 摘要:合成氨工业已具有100多年的历史,但在合成氨生产 过程中是具有极大的危险性的,各类安全事故在合成氨_V-,_lk生产 中时有发生。本文结合我国上个世纪70年代引进的13套大化肥 装置的运行情况,对合成氨装置的危险因素进行辨识,提出了一 系列针对性措施,旨在找到好的策略降低大型合成氨装置的危险 系数。 关键词:大型合成氨装置;危险因素识别;安全措施 我国引进的13套大化肥装置采用了美国凯洛格30万t/a合 成氨生产工艺,运行至今已近40年,多套装置通过技术改造与创 新使生产能力有了进一步的提高,达到年产50万t/a合成氨的生 产能力。该装置具有高温高压、易燃易爆、有毒有害的工艺特点, 操作条件脆弱、工艺波动损失大,对该装置进行危险有害因素识 别分析,找出制约安全稳定运行的瓶颈,预先采取针对性措施,确 保装置的安全稳定运行。 一、合成氨工艺筒介 该合成氨工艺主要包括五个工序,下面对这五个工序进行简 单介绍,以便分析识别危险因素。 1.脱硫工序 天然气经加压至3.8Mpa进行醇胺法湿法脱硫,然后经一段 炉预热升温到371℃,进行氧化锌精脱硫。 2.转化工序 脱硫工序来的天然气与水蒸汽混合,进入一段转化炉在催化 剂的作用进行甲烷转化反应,再进入二段转化炉并加入空气燃烧 掉部分Hz,释放热量完成甲烷二段转化反应。 3.高低温变换工序 二段转化气经废热锅炉回收余热后,进入变换系统,在催化 剂的作用下气体中的CO与水蒸汽反应,生成CO:和H:。 4.脱碳甲烷化工序 从变换系统来的工艺气体经热钾碱工艺脱除工艺气中的 CO:。脱碳后的工艺气在催化剂的作用下,经过甲烷化反应制成 氨合成原料气。 5.压缩合成工序 合成原料气经压缩至15.0MPa,送入合成塔进行氨的合成, 采用塔后分氨技术分离出液氨产品,液氨产品采用低温常压氨罐 贮存。 二、物料的危险有害因素分析 合成氨生产所使用的原辅料、中间产物及产品中大多为危险 化学品,其危害性分析如下: 1.氨 氨极易挥发形成氨气,属第2.3类有毒气体,燃点650“C,有 刺激性气味,使人窒息,与皮肤接触会造成冻伤。 2.氢气 易燃易爆气体,燃点570。C。在空气中爆炸极限为4%~ 74.2%。与空气混合极易形成爆炸性混合气体。 3.一氧化碳 无色无味、易燃易爆气体,燃点610"C,爆炸极限为12%~ 75%,大量吸入会造成一氧化碳中毒,严重时可致人死亡。 4.硫化氢气体 易燃易爆毒性气体,燃烧后的二氧化硫遇水会产生硫酸,有 腐蚀性,很容易造成环境污染。 5.甲烷 易燃易爆气体,燃点537"C。爆炸极限为5%~15.4%。 三、生产过程中危险因素的识别 由于存在以上物料的危险因素,在生产过程中要强化危险因 素的辨识和管理,保证生产的安全运行。 1.火灾爆炸 在合成氨生产过程中压缩机、转化炉、变换炉、合成塔、工艺 气管道等都存在火灾爆炸的危险。气体物料从设备管道泄漏出 来会迅速与空气混合形成爆炸性混合物,遇到明火或静电火花会 引发火灾和空间爆炸。高温高压的氢氮气会加速金属蠕变、改变 金相组织,加剧设备管道的氢蚀和疲劳腐蚀,引发物理爆炸。液 氨的泄漏会形成低温云团引起人员中毒,遇明火发生空间爆炸。 2.窒息中毒 生产过程产生大量有毒、窒息性气体,如硫化氢、氨、一氧化 碳、氮气等。在生产过程中如果操作不当或安全设施失效,都可 能发生有毒有害气体、易燃液体、易燃气体的泄露,造成人员窒息 中毒事故,给工作人员带来很大的危险。 3.高温灼烧 装置中转化炉、变换炉、甲烷化炉、合成塔、蒸汽管道、锅炉等 都属高温设备,保温设施损坏等都将造成热能泄漏,导致生产设 备周围温度很高,容易对人体造成高温灼烧事故。 4.噪声伤害 装置中各压缩机、风机、泵等转动设备是噪声发生源,超标噪 声不仅会对工作人员的身体健康造成伤害,还会对精神产生影 响。 5.机械伤害 在化工生产过程中不可避免会存在机械伤害,尤其是转动设 备操作、检维修作业过程中,如果存在操作不当、不按规程操作, 都极易发生机械伤害事故。 四、安全运行管理措施 针对合成氨生产过程中存在上述危险有害因素,可采取以下 的技术措施和管理措施,以保证生产的安全稳定运行: 1.建立健全安全生产管理制度和操作规程,加强作业人员培 训教育,严格工艺条件控制,减少人失误。 2.加强机械设备、有毒有害介质设备管道等的维护管理,加 强特种设备的定期检验,减少危险介质泄漏的发生。 3.采用DCS集中控制系统实现自动化生产,特别应对危险 工艺采用自动化控制,保证装置的稳定运行。 4.对各工序重要参数、关键控制点的设置自动检测报警连锁 及ESD紧急停车系统。 5.在可能泄漏可燃气体和有毒气体的部位设置可燃有毒气 体检测报警系统和火灾报警系统。 6.在液氨贮存和氨合成工段等涉氨区域设置喷淋洗眼器设 施,设置消防水炮、事故喷淋水及事故废水收集系统。 7.对可能造成机械伤害、噪声、高温等危险场所作业人员配 备必要的劳动防护用品。 总结 大型合成氨装置随着工艺技术的发展,安全性能有很大的提 高,但我们决不能因为安全性提升而放松对安全生产的监管。提 高作业人员的安全意识和技能是至关重要的,制定严格的标准规 范,落实切实可行的安全技术措施和管理措施,强化执行和监督 管理,才能保证在合成氨生产的安全稳定运行。 参考文献: [1]杨宵宁,葛成顺,黄乐.合成氨工业的危险因素分析【J].安 徽化工,2010(04). [2】闵然,马际元,田毅袢.大型合成氨设备的应用前景[J].化 工机械,2011(12). [3】张大先,刘承志.合成氨工业的安全防火措施研究【J].化 工管理,2012(08). 76 万l化方毒数据虿理2014年4月
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