合成氨安全生产要点

　　1工艺简述

 

　　天然气（主要成份为甲烷）经脱硫后与水蒸汽混合，先进入一段转化炉，在压力3.6MPa、温度834℃和镍系催化剂的作用下，大部分甲烷转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳。然后在二段转化炉引入空气在炉内燃烧继续进行转化，同时提供氨合成的主要成分氮气。转化气中的一氧化碳在高、低变换炉中于426℃、224℃和铁系、铜系催化剂作用下与水蒸汽反应生成氢气和二氧化碳。变换气中的二氧化碳在脱碳塔用苯菲尔溶液吸收，溶液中二氧化碳反再生释出作为副产品。脱碳气中的一氧化碳、二氧化碳于甲烷化在354℃和镍系催化剂作用下与氢反应生成甲烷和水蒸汽。最后，氮氢混合气用合成气压缩机压缩到24MPa送入合成塔，在540℃和铁系催化剂作用下氮氢气进行合成反应，出塔气经冷却使氨冷凝分出即为合成氨产品。

　　合成氨生产所用原料（天然气、石脑油、渣油），中间物料（甲烷、氢、一氧化碳）、产品（氨）是易燃、易爆、有毒、有害物质。

 

　　2重点部位

 

　　2.1转化反应炉 该炉是合成氨生产的关键设备。通过它将原料与水蒸汽、空气反应生成氢、一氧化碳和二氧化碳，并提供合成反应的主要成分之一氮。

　　在转化反应过程中，如水碳比控制过低会造成转反应管结碳而局部超温烧坏炉管。某厂曾因此使一段炉管破裂，炉墙烧坏。对于二段转化炉，在引入空气过程中喷嘴流速太小或点火不好，会造成烧坏喷嘴和发生爆炸。另外，生产过程中原料、燃料的波动，也会使转化反应变化迅速。因为反应温度高，一旦仪表失灵或有其他失误，就可能出现反应炉超温烧结催化剂等事故。

　　2.2合成气压缩机 该机是合成氨装置的关键动设备之一。生产中合格的氮、氢气，经该机升压至24MPa，送入氨合成塔。

　　该设备是高转速（10479min-1）。大功率（20973kW）离心式压缩机，动力为高压（10.5MPa）、过热（482℃）蒸汽。一旦因调速器失灵或操作不当，会造成机组喘振或超速而损坏机组。另外，复杂的辅助油系统，一旦波动，也会造成联锁停车、烧瓦直至机组损坏事故。某厂曾多次因此而烧坏压缩机高压缸止推瓦。该机输出的物料及润滑油的泄漏，会引起着火、爆炸等事故。

　　2.3氨合成塔 该反应塔是合成氨装置的关键设备之一，合格的氮、氢气在合成塔中反应生成氨。

　　合成反应在高压（24MPa）、高温（540℃）下进行，可因氮、氢比控制失调和调节不及时导致反应塔超压、超温而影响生产的正常进行或造成催化剂老化。另外，如果发生反应物料泄漏，会造成生产现场可燃气体、有毒物超标而导致爆炸、着火和人员中毒等事故。

 

　　3安全要点

 

　　3.1转化反应炉

　　3.1.1进入转化反应炉的水 、碳比应控制在3.5以上。在加负荷时要按规定先加蒸汽，再加原料气，最后加空气。减负荷时：先减空气，再减原料气，最后减蒸汽，以防止催化剂结碳和超温。

　　3.1.2操作人员在二段转化炉配空气时应按规定程序操作，先配入少量空气并观察炉温有上升后方可继续配入。并经常检查二段转化反应炉空气配入比例和床温（1006℃）的变化，防止配空气不当造成爆炸和超温。

　　3.1.3操作人员在炉堂火嘴点火时应遵守点火规定：利用点火装置，先点火，后开燃料气，严禁引火和用其他明火点火，防止火嘴回火和炉膛爆炸。

　　3.1.4每次开工前必须对报警信号、联锁系统进行严格确认，防止误报和误动作引起停车事故。

　　3.1.5正常运行中要定期对一段转化反应炉管壁进行测温检查，发现问题及时处理，以防局部过热烧坏炉管。

　　3.1.6对各火嘴阀门、阀门盘根、法兰接头和分析点要定期检查，防止原料、燃料外泄。

　　3.1.7操作人员要经常检查炉膛火嘴有无脱火，以及氧含量和燃烧情况，防止炉膛二次燃烧和火嘴偏烧。

　　3.1.8操作人员要经常检查反应管花斑的出现、发展和炉温变化，防止反应管局部超温。

　　3.2合成气压缩机

　　3.2.1该机在启动前首先要按程序进行暖管、暖机及低速运行检查和紧急停止试验，无问题后方可再启动升速。升速过程中应不停顿的越过临界转速，以防带水滴损坏叶轮和喘振损坏机组。

　　3.2.2操作人员在正常生产中要定期计算喘振余量，使之在规定范围之内（1.05-1.3），防止机组喘振。

　　各段轴位移、轴振动值要经常检查，并定期校验，防止超标和误报引起跳车或损坏机组。

　　3.2.3每次开工，要对各仪表报警、联锁系统进行严格确认后机组方可启动，防止仪表误报造成误动作。

　　3.2.4仪表人员要定期对可燃气体报警仪进行检查、校验。一旦发现报警，要采取必要的安全措施，并及时堵绝泄漏源。

　　3.2.5巡检中要密切注意各油系统、管道联接处和各排放导淋，防止油、合成气泄漏。

　　3.3氨合成反应塔

　　3.3.1操作人员在对氨合成反应塔进行水压试验时要用氯离子小于2ppm的脱盐水，运转过程中均需避免带入氯离子，以防止损坏氨反应塔外壳。

　　3.3.2冬季开工时要对氨合成反应塔进行暖塔，当壁温升至38℃时方可继续升压，防止造成氨合成塔壳体脆裂影响使用寿命。

　　3.3.3每次开工前，要对各报警、联锁系统进行认真校验和确认后方可投入运行，防止误报造成超压、超温。

　　3.3.4在氨反应塔切除后，要充氮保护催化剂，防止催化剂氧化烧坏。

　　3.3.5对各调节阀、导淋、取样点要定期检查，防止可燃气体外泄。

　　3.3.6操作人员要经常检查氨合成反应塔的反应温度、操作压力，保证在控制指标内，以防超温超压。

　　3.3.7对于失灵或损坏而必须切除的安全保护系统应采取必要的补救措施。禁止在完全无保护的情况下生产。