合成氨裝置氨合成單元危險有害因素分析及對策

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上合成氨裝置氨合成單元危險有害因素分析及對策 摘要：本文結(jié)合齊魯達(dá)州化肥分公司合成氨裝置建設(shè)與開工情況,對其氨合成單元的危險有害因素進(jìn)行辨識，提出了一系列針對性措施，對于確保裝置的安全穩(wěn)定運行具有一定的積極意義。 關(guān)鍵詞：合成氨裝置，氨合成單元 ，危險有害因素， 分析 ，對策 Abstract: this paper qilu dazhou synthetic ammonia plant construction and chemical fertilizer branch started, the risk of ammonia synthesis unit harm

2、ful factors identification, puts forward a series of targeted measures, to ensure the safe and stable operation of the device has some positive significance. Keywords: synthetic ammonia equipment, ammonia synthesis unit, dangerous harmful factors, the analysis, the countermeasures 中圖分類號：P624.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：

3、A 文章編號： 1概述 中國石油化工股份有限公司齊魯分公司達(dá)州化肥項目（以下簡稱“齊魯達(dá)化項目”）是以中國石化普光氣田天然氣為原料，依托達(dá)州市天然氣能源化工產(chǎn)業(yè)區(qū)的工業(yè)水、電、道路、消防及污水處理等公用工程設(shè)施，將齊魯分公司閑置的30萬噸/年合成氨和48萬噸/年尿素裝置搬遷至達(dá)州市天然氣能源化工產(chǎn)業(yè)區(qū)進(jìn)行同規(guī)模重建。搬遷后的化肥裝置工藝流程在原工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行了節(jié)能、環(huán)保等適應(yīng)性改造，并新建與裝置配套的公用及輔助工程設(shè)施。其合成氨裝置系上世紀(jì)70年代由日本東洋工程公司(TEC)成套引進(jìn)，采用當(dāng)時國際上比較先進(jìn)、成熟可靠的美國凱洛格公司技術(shù)。該裝置2006年10月26日土建開工，2008年12月2

4、6日裝置實現(xiàn)中交，2010年1月19日產(chǎn)出合格液氨產(chǎn)品，裝置開車一次成功。由于該裝置2002年已停產(chǎn)，本次遷建中存在著裝置設(shè)備老化、設(shè)計不足等困擾裝置穩(wěn)定運行因素較多，另外合成氨裝置本身具有單系列、大型化的工藝特點，氨合成單元作為該裝置的核心組成部分，高溫、高壓、臨氫，其操作條件脆弱、工藝波動損失大，因此有必要對該單元定期進(jìn)行危險有害因素分析，找出制約安全穩(wěn)定運行的瓶頸，預(yù)先采取針對性措施，確保裝置的安全穩(wěn)定運行。 2危險有害因素分析 2.1工藝描述 2.1.1合成氣的壓縮、氨合成 來自甲烷化的工藝氣（溫度37.8，壓力2.35MPa）經(jīng)氨冷器冷卻至7.2（2.530MPa），與普里森回收的低

5、壓氫氣混合后送合成壓縮機(jī)一段。一段出口壓力約為6.38MPa，抽取少量作為脫硫加氫用，其余氣體經(jīng)冷卻、分離與普里森回收的高壓氫混合后再進(jìn)入二段壓縮，出二段壓力為15.75MPa，冷卻、分離后進(jìn)入第三段壓縮。三段出口壓力為22.48MPa。三段出口的新鮮氣和合成塔出來的循環(huán)氣混合，經(jīng)水冷卻后分為兩路：一路經(jīng)第一氨冷器、第二氨冷器，使溫度降至7.2；另一路經(jīng)熱交換器換熱，溫度降至7.2，這兩路氣體混合后，再經(jīng)第三氨冷器，使溫度降至12.2，進(jìn)入氨分離器分離液氨后，氣體再經(jīng)熱交換器復(fù)熱至23.9，進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)第三缸循環(huán)段壓縮至23.54MPa后，經(jīng)換熱器溫升至140.6進(jìn)入合成塔進(jìn)行氨合成反應(yīng)。

6、 出塔合成氣中的NH3達(dá)13.6%。經(jīng)鍋爐水加熱器和換熱器換熱后與103-J三段壓縮機(jī)出口的新鮮氣混合。如此反復(fù)循環(huán)。 為了控制循環(huán)過程惰性氣體CH4和Ar濃度，需弛放一部分合成塔出口氣。弛放氣經(jīng)氨冷器冷卻，使所含氨大部分被冷凝，然后進(jìn)弛放氣分離器，回收液氨，排出的氣體進(jìn)入普里森裝置回收氫氣，回收的氫氣送回合成氣壓縮機(jī)作為合成原料，尾氣作為燃料送出。 合成系統(tǒng)設(shè)置了一臺開工加熱爐（102-B）供開車催化劑升溫還原和停車后再開車時加熱進(jìn)塔氣用。 從弛放氣分離器分離出來的液氨，經(jīng)減壓進(jìn)入液氨儲槽，液氨送往冷凍系統(tǒng)。 2.1.2冷凍系統(tǒng) 該系統(tǒng)供合成氨用的冷凍量并按要求的溫度和流量輸送去氨庫和尿素裝

7、置。 由液氨儲槽來的液氨，一部分送第二閃蒸槽，一部分送冰機(jī)儲槽閃蒸氣氨冷卻器，其余送至三級氨閃蒸槽，以保持中間儲槽液位穩(wěn)定。第一、第二、第三氨冷器是按熱虹吸原理冷凍蒸發(fā)循環(huán)操作的，一級氨閃蒸槽出來的液氨除送一級氨冷器外，另一部分作為第一段入口氨冷器、出口氨冷器和弛放氣氨冷器冷凍用。后三用戶蒸發(fā)的氣氨進(jìn)入二級氨閃蒸槽。一級氨閃蒸槽多余的液氨送往二級氨閃蒸槽。二級氨閃蒸槽的液氨除送第二氨冷器外，其余部分作為弛放氣氨器冷凍用。 為了供給合成系統(tǒng)冷凍量，并按合成系統(tǒng)的溫度及流量輸送成品液氨，設(shè)置了一臺兩缸三段離心式冰機(jī)。由112-F出來的氣氨送入離心式冰機(jī)一段壓縮，一段出口與111-F出來的氣氨匯合后

8、進(jìn)入二段壓縮，二出口先經(jīng)水冷器冷卻后再與110-F來的氣氨匯合進(jìn)入第三段壓縮，三段出口的氣氨經(jīng)水冷后，送入液氨儲槽。液氨儲槽閃蒸氣去閃蒸氣冷卻器將氣體中的氨冷凝分離出來，送往110-F。液氨儲槽的液氨抽出經(jīng)熱液氨泵加壓與冷凝氨匯合，送往尿素。 2.2危險有害因素識別 2.2.1壓縮 1、壓縮機(jī)入口壓力2.35MPa，出口壓力24MPa，為離心式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)組壓力高、轉(zhuǎn)速高、功率高,工藝氣中H2氣含量高，如壓縮機(jī)密封、氣封損壞，高壓氣流外泄，極易引發(fā)著火、爆炸事故。 2、壓縮機(jī)各級分離器液位過高，氣體帶液進(jìn)入氣缸，會造成葉片及缸體損壞；液位過低，則高壓工藝氣竄出也可引發(fā)爆炸、火災(zāi)爆炸。 2.2

9、.2合成（包括氫回收、制冷） 1、合成系統(tǒng)壓力高達(dá)24MPa，工藝氣中含有H2、N2、NH3、CH4等氣體，高壓氣體一旦發(fā)生泄漏，由于壓力高，工藝氣中H2濃度高，可引發(fā)重大著火、爆炸事故。 2、生產(chǎn)運行中極易發(fā)生超壓、超溫等異常，引發(fā)催化劑損壞、設(shè)備損壞及爆炸事故。 3、停車期間，空氣有可能漏入合成塔內(nèi)，如果空氣漏入塔內(nèi)，不僅會使合成催化劑超溫、燒毀，甚至還可造成設(shè)備損壞而引發(fā)重大事故。 4、合成系統(tǒng)在運行中如氨分離器液位超低，高壓工藝氣有可能竄入中壓氨罐，造成中壓氨系統(tǒng)超壓而發(fā)生爆炸。 5、合成馳放氣經(jīng)洗滌回收氨后，進(jìn)入普里森裝置回收氫氣，由于壓力高，工藝氣發(fā)生泄漏，也可引發(fā)爆炸、著火事故。

10、 6、合成氣壓縮機(jī)入口氣用氨冷卻，合成系統(tǒng)工藝氣也采用氨冷，單元中設(shè)有離心式氨壓縮機(jī)一臺，用來制冷。如果氨發(fā)生泄漏，不但會造成人員中毒，也可引發(fā)著火、爆炸事故。 7、氨壓縮機(jī)入口氣氨如果發(fā)生帶液，液氨進(jìn)入氣缸可損壞葉片、缸體、氣封，如果發(fā)生氨泄漏，也可引發(fā)中毒或火災(zāi)、爆炸事故。 8、潤滑油或密封油如果外泄，透平機(jī)殼溫度高達(dá)300以上，易引發(fā)火災(zāi)。 2.2.3氨貯存 設(shè)有低溫、低壓貯罐一臺，容量5000M3及事故冰機(jī)系統(tǒng)。 1、若液氨發(fā)生泄漏，可引發(fā)中毒或著火、爆炸事故。 2、由于液氨貯存量大，若儲罐超壓而損壞或爆炸，液氨發(fā)生大量泄漏，可造成重大人員中毒或著火、爆炸事故。 2.2.4中毒窒息 1

11、、高壓氨分離器（106-F）液體若竄入低壓氨中間貯罐（107-F），會發(fā)生爆裂而引發(fā)的火災(zāi)事故外，噴出的液氨接觸到人體還會發(fā)生人員中毒事故。 2、氨冷凍系統(tǒng)有三臺氨閃蒸罐、三臺氨冷凝器和多臺氨貯罐和多臺氨冷凝器組成。其設(shè)備、管線、閥門發(fā)生泄漏，漏出的液氨接觸到人體會發(fā)生中毒和窒息危險事故。 3、氮吸收塔和洗滌塔發(fā)生泄漏，漏出的液氨或氨水亦會造成人員中毒事故。 4、氨合成塔在卸催化劑過程中，塔內(nèi)要充滿N2氣，作業(yè)人員進(jìn)入塔作業(yè)，若長管面具質(zhì)量不好或接頭處松開，就會發(fā)生人員窒息事故。 5、冰機(jī)（105-J）系統(tǒng)所壓縮介質(zhì)是氣氨,出口壓為1.7MPa，其設(shè)備的法蘭、閥門、管線發(fā)生泄漏，漏出的氨接觸到

12、人體會發(fā)生中毒和窒息危險事故。 3對策實施 3.1壓縮 1、加強應(yīng)急管理，建立聯(lián)動應(yīng)急機(jī)制，現(xiàn)場配備必要的消防設(shè)備和報警裝置。 2、加強設(shè)備管理，嚴(yán)格大機(jī)組管理，杜絕泄漏事故發(fā)生。 3、壓縮機(jī)各級分離器液位設(shè)置報警聯(lián)鎖，加強工藝控制，嚴(yán)格巡回檢查，防止液位過低或過高現(xiàn)象發(fā)生。 3.2合成（包括氫回收、制冷） 1、開工前嚴(yán)格氣密試驗、運行中加強巡檢，配備便攜式H2、CH4、CO監(jiān)測儀，定期檢查固定式H2、N2、NH3、CH4報警儀運行狀況，確保發(fā)生泄漏時及時發(fā)現(xiàn)并處置。 2、經(jīng)評估現(xiàn)有裝置配備的聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)可以滿足工藝需要，生產(chǎn)運行中應(yīng)加強巡回檢查，及時跟蹤各工藝指標(biāo)變化，防止發(fā)生超壓、超溫等異常。 3、停車泄壓期間，嚴(yán)格按停車方案操作，及時通入合格的保護(hù)氮氣，杜絕空氣漏入合成塔內(nèi)。 4、合成系統(tǒng)在運行中加強對氨分離器液位的管理，防止高壓工藝氣竄入中壓氨罐。 5、合成系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)置有氨泄漏報警儀，崗位操作人員配備有便攜式氨監(jiān)測儀，應(yīng)定期效驗監(jiān)測報警儀，制定氨泄漏應(yīng)急預(yù)案，同時要求進(jìn)入現(xiàn)場的操作人員必須攜帶便攜式監(jiān)測儀，遇有異常及時處置或撤離。 6、嚴(yán)格控制氨壓縮機(jī)入口氣氨帶液。 3.3氨貯存 1、若液氨發(fā)生泄漏，應(yīng)立即啟動應(yīng)急管理程序及時處理異常，防止事故擴(kuò)大。 2、由于液氨貯存量大，故儲罐應(yīng)嚴(yán)防超壓操作，定期檢查事故冰機(jī)系統(tǒng)