技能培训资料:合成氨安全生产要点.docx
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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。
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