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論述合成氨合成工段的安全措施 前言 在經(jīng)歷過合成氨合成工段的仿真實訓(xùn)以后，使得自己明白了合成氨合成的工藝流程，了解了所涉及到的一些設(shè)備和管道，其中有些高壓高溫設(shè)備或者高壓低溫的設(shè)備。所用的物料有氫氣以及中間產(chǎn)物等都是易燃易爆的高危物料，在生產(chǎn)和運輸?shù)倪^程中如果生產(chǎn)操作不當(dāng)或者設(shè)備出現(xiàn)故障，造成大量的這些有毒、有害、易燃、易爆氣體泄漏，極易引起發(fā)生重大火災(zāi)、爆炸和員工的中毒等后果。所以在此基礎(chǔ)上，我將對合成氨的合成工段所能設(shè)計到的安全方面進(jìn)行論述，一方面是為了使得人們充分的認(rèn)識到合成工段的危險方面，從而在發(fā)生異常情況時候能夠從容應(yīng)對，另一方面也是為了減少事故所給廠子所帶來的巨大損失。第1章簡述合成氨合成工段的工藝流程 從甲烷化來的新鮮氣（40℃、2.6Mpa、H2/N2=3：1）先經(jīng)壓縮前分離罐(104-F)進(jìn)合成氣壓縮機(jī)(103-J)低壓段，在壓縮機(jī)的低壓缸將新鮮氣體壓縮到合成所需要的最終壓力的二分之一左右，出低壓段的新鮮氣先經(jīng)136-C用甲烷化進(jìn)料氣冷卻至93.3℃，再經(jīng)水冷器(116-C)冷卻至38℃,最后經(jīng)氨冷器(129-C)冷卻至7℃,后與氫回收來的氫氣混合進(jìn)入中間分離罐(105-F)，從中間分離罐出來的氫氮氣再進(jìn)合成氣壓縮機(jī)高壓段。 合成回路來的循環(huán)氣與經(jīng)高壓段壓縮后的氫氮氣混合進(jìn)壓縮機(jī)循環(huán)段，從循環(huán)段出來的合成氣進(jìn)(124-C)。高壓合成氣自124-C出來后，分兩路繼續(xù)冷卻，第一路串聯(lián)通過原料氣和循環(huán)氣一級和二級氨冷器117-C和118-C的管側(cè)，冷卻介質(zhì)都是冷凍用液氨，另一路通過就地的MIC-23節(jié)流后，在合成塔進(jìn)氣和循環(huán)氣換熱器120-C的殼側(cè)冷卻，兩路會合后，又在新鮮氣和循環(huán)氣三級氨冷器119-C中用三級液氨閃蒸槽112-F來的冷凍用液氨進(jìn)行冷卻，冷卻至-23.3℃。冷卻后的氣體經(jīng)過水平分布管進(jìn)入高壓氨分離器（106-F），在前幾個氨冷器中冷凝下來的循環(huán)氣中的氨就在106-F中分出，分離出來的液氨送往冷凍中間閃蒸槽。從氨分離器出來后，循環(huán)氣進(jìn)入合成塔進(jìn)氣-新鮮氣和循環(huán)氣換熱器120-C的管側(cè)，從殼側(cè)的工藝氣體中取得熱量，然后又進(jìn)入合成塔進(jìn)氣--出氣換熱器(121-C)的管側(cè)，再由HCV-11控制進(jìn)入(105-D)，在121-C管側(cè)的出口處分析氣體成分。 合成氣進(jìn)氣由合成塔105-D的塔底進(jìn)入，自下而上地進(jìn)入合成塔，經(jīng)由MIC-13直接到第一層觸媒的入口，用以控制該處的溫度，這一近路有一個冷激管線，和兩個進(jìn)層間換熱器付線可控制第二、第三層的入口溫度必要時可以分別用MIC-14、15和16進(jìn)行調(diào)節(jié)。氣體經(jīng)最底下一層觸媒床后，又自下而上地把氣體導(dǎo)入內(nèi)部換熱器的管側(cè)，把熱量傳給進(jìn)來的氣體，再由105-D的頂部出口引出。 合成塔出口氣進(jìn)入合成塔--鍋爐給水換熱器123-C的管側(cè)，把熱量傳給鍋爐給水，接著又在121-C的殼側(cè)與進(jìn)塔氣換熱而進(jìn)一步被冷卻，最后回到103-J高壓缸循環(huán)段(最后一個葉輪)而完成了整個合成回路。 合成塔出來的氣體有一部分是從高壓吹出氣分離缸108-F經(jīng)MIC-18調(diào)節(jié)并用Fl-63指示流量后，送往氫回收裝置或送往一段轉(zhuǎn)化爐燃料氣系統(tǒng)。從合成回路中排出氣是為了控制氣體中的甲烷化和氬的濃度，甲烷和氬在系統(tǒng)中積累多了會使氨的合成率降低。吹出氣在進(jìn)入分離罐108-F以前先在氨冷器125-C冷卻，由108-F分出的液氨送低壓氨分離器107-F回收。 合成塔備有一臺開工加熱爐(102-B)，它是用于開工時把合成塔引溫至反應(yīng)溫度，開工加熱爐的原料氣流量由FI-62指示，另外，它還設(shè)有一低流量報警器FAL-85與FI-62配合使用，MIC-17調(diào)節(jié)102-B燃料氣量。 第2章合成氨合成工段安全技術(shù)措施 1.設(shè)備安全 從第一章的工藝流程簡介中可以看出在整個合成工段所用到的設(shè)備有合成氨反應(yīng)器、爐子、換熱器、分離罐和壓縮機(jī)和大量的運送管線閥門。其中大部分屬于壓力容器，所以對其壓力的監(jiān)控一定要嚴(yán)格。 1.1對氨合成反應(yīng)器的檢查 由于合成氨反應(yīng)是有催化劑的放熱反應(yīng)。所以一定要控制反應(yīng)的溫度，應(yīng)該在反應(yīng)器中安裝一些測溫自控裝置，以便在溫度發(fā)生異常的時候自動控制溫度的上升，在反應(yīng)器上可以安裝一些諸如安全閥、爆破片、排氣孔等泄壓裝置。對反應(yīng)器應(yīng)該定時進(jìn)行內(nèi)部和外部的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。 1.2對爐子的檢查 爐子主要是用來給反應(yīng)器初期供熱的設(shè)備，主要所用的燃料是天然氣。所以爐子一定要選用防爆型的，并設(shè)置列管故障保護(hù)設(shè)施。設(shè)置一定數(shù)量的溫度和壓力檢測裝置，以便控制輸出溫度，使得爐子控制在最佳燃燒范圍內(nèi)。定期對爐子的內(nèi)部和外部進(jìn)行檢查。 1.3對換熱器的檢查 換熱器是兩種溫度不同的物質(zhì)交換溫度的場所，所以考慮換熱器中所走的物料，選擇合適材料和類型的換熱器?？紤]是否超過換熱器的設(shè)計溫度，設(shè)備的沖洗是否適當(dāng)，維修工作能否安全的進(jìn)行，兩種物料能否在換熱器內(nèi)充分的交換熱量等等。 1.4對分離罐的檢查 定期對分離罐進(jìn)行壓力測試，所使用的分離罐是否符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。檢查壓力的釋放是否適當(dāng)，緊急情況下能將容器中的物料隔離嗎？分離罐的放空和排污是否有詳細(xì)的說明。對一些重要的液位進(jìn)行及時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常能夠及時處理。 1.5對壓縮機(jī)的檢查 在選用壓縮機(jī)的時候，考慮出口壓力是否會超過殼體本身的設(shè)計壓力，出口壓力會不會超過下游設(shè)備或者管道的設(shè)計壓力，進(jìn)壓縮機(jī)的物料的溫度會不會超過殼體的設(shè)計溫度，對壓縮機(jī)的機(jī)械部件進(jìn)行定期的維護(hù)加潤滑油，保證其正常運行。在壓縮機(jī)周圍應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩，避免意外的發(fā)生。 1.6對管線閥門的檢查 管線是鏈接設(shè)備之間的主要通道，在對管道的檢查中，應(yīng)考慮內(nèi)部物料的類型、溫度以及壓力，是否符合工藝條件。檢查管線和閥門是否發(fā)生泄漏和破損，設(shè)置應(yīng)有的放空和排污系統(tǒng)。是否需要安裝切斷閥，止逆閥等等。對管線閥門進(jìn)行定期的清理，保證管線閥門的正常運行。 2.工藝操作的安全技術(shù) 2.1催化反應(yīng)的安全技術(shù) 氨合成是氫氣和氮氣按照一定比例，在催化劑的作用在進(jìn)行的可逆放熱的化學(xué)反應(yīng)。在氨合成操作過程中，若是催化劑的選擇不正確或者加入不適量，易造成局部反應(yīng)的劇烈。催化劑需要在一定的溫度條件下，若是反應(yīng)溫度控制不當(dāng)，可能會發(fā)生超溫爆炸或者著火事故，還有可能使得催化劑失活，以至于反應(yīng)目標(biāo)產(chǎn)物無法產(chǎn)生。原料氣中某種能與催化劑反應(yīng)的雜志含量增加，可能成為爆炸危險物。合成氨是在高壓高溫下有固相的催化劑存在下進(jìn)行的，主要危險性有：由于原料及成品存在易燃、易爆、有毒，在反應(yīng)中設(shè)備和管道容易受到腐蝕，因此要特別防止壓縮工段的氫氣在高壓下發(fā)生泄漏，產(chǎn)生爆炸。應(yīng)備有充分蒸汽或者惰性氣體，以便應(yīng)急。在開車或者檢修設(shè)備、管線之前，必須用氮氣進(jìn)行吹掃。 在裝卸催化劑的時候，要防止破碎和污染，防止催化劑自然超溫?zé)龎摹＜訜釥t是熱量的來源，在催化劑重整過程中，加熱爐的安全和穩(wěn)定非常重要，應(yīng)采用溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對于重要工藝參數(shù)，相如溫度壓力、流量、液位等均采用安全報警，必要時采用聯(lián)鎖保護(hù)裝置。 2.2加熱操作的安全 在氨合成工段中，爐子是最主要的供熱工具，在開車的時候供給反應(yīng)器熱量。是的反應(yīng)能夠正常的運行。當(dāng)反應(yīng)器的溫度達(dá)到380度的時候，就停止給反應(yīng)器供熱，在操作過程中應(yīng)嚴(yán)格控制溫度范圍和升溫的速度。在反應(yīng)器有物料進(jìn)行反應(yīng)的時候，由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以應(yīng)控制反應(yīng)熱量的產(chǎn)生，當(dāng)溫度超過額定值的時候，應(yīng)該及時移熱量。避免發(fā)生沖料和爆炸。加熱爐的安全要點有： 將爐子門同反應(yīng)器用磚墻完全隔離，爐膛構(gòu)造應(yīng)采用煙道氣輻射方式加熱，避免火焰之間接觸設(shè)備，以防止因高溫?zé)┕艿馈? 爐子內(nèi)部應(yīng)該經(jīng)常清理，防止局部過熱引起鍋底破裂。 使用天然氣燃燒的爐子，點火前應(yīng)該吹掃爐膛，排除能積存的爆炸性混合氣體。 當(dāng)爐子發(fā)生漏料的時候，能夠第一時間轉(zhuǎn)移物料并阻止燃料繼續(xù)進(jìn)入。 3.電氣及靜電安全技術(shù) 3.1防電氣事故安全技術(shù) 在合成氨合成工段，存在有壓縮機(jī)、照明系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、以及檢測監(jiān)控系統(tǒng)等都需要電。因為在合成階段，物料大都是易燃易爆物質(zhì)，所以要嚴(yán)格控制電器的使用，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，防止觸電事故的發(fā)生和漏電現(xiàn)象的產(chǎn)生。在每個電器上都應(yīng)該設(shè)置良好的接地保護(hù)裝置，正確的運行電器，避免過載使用，防止火災(zāi)，短路、接觸不良、鐵芯發(fā)熱等現(xiàn)象產(chǎn)生。 在電器設(shè)備、線路、報警系統(tǒng)監(jiān)控檢測系統(tǒng)中，安裝、調(diào)試與運行維護(hù)、檢修中，不嚴(yán)格遵守相應(yīng)的電氣設(shè)備及系統(tǒng)運行操作中，所以會導(dǎo)致電氣事故的發(fā)生。由于電氣設(shè)備或者電氣線路安裝不符合要求，會直接造成觸電事故，由于電氣設(shè)備運行管理不當(dāng)，會使絕緣損壞而漏電，又沒有切實有效的安全措施。主要表現(xiàn)在以下幾個方面; 缺乏電氣安全知識 違反操作規(guī)程 使用不合格的設(shè)備 維修、管理不善 防止觸電事故的發(fā)生主要措施有采用安全的電壓，在任何情況下都不會對人身造成傷害；采用絕緣的方式來隔離人員和線路的接觸；采用屏護(hù)和間距，就是用護(hù)罩，箱盒、圍欄把帶電體與外界隔離。間距就是使帶電體與人保持一定的距離。采用電工的安全用具是防止觸電、墜落、灼傷等工傷事故。 3.2防靜電安全技術(shù) 在合成氨合成階段，靜電現(xiàn)象也是很常見的，由于物料和設(shè)備的摩擦、接觸分離、液體換熱，受熱撞擊，都會產(chǎn)生靜電。靜電危害的防治措施有： 控制靜電產(chǎn)生 防止靜電積累 防止爆炸性混合物的產(chǎn)生 具體控制措施有采用合適的材料、增加靜止時間、靜電屏蔽、接地、增濕、加抗靜電劑、靜電消除器。 3.3防雷電安全技術(shù) 在現(xiàn)在的合成氨工廠大都趨向于大型化，所以設(shè)備一般都設(shè)置在室外，而且設(shè)備都是金屬，當(dāng)然就避免不了夏天雷電的襲擊。雷電會產(chǎn)生數(shù)萬伏的沖擊電壓，課毀壞任何設(shè)備，在有可燃物質(zhì)存在的情況下還會發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。所以在工廠防雷電襲擊也是很重要的一項。防雷電裝置包括接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護(hù)器。其中設(shè)備本身的制造應(yīng)該符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 第3章現(xiàn)場操作管理及消防設(shè)施布置 3.1人員操作規(guī)范管理 美國工程師海因里希提出事故致因理論，其中提到事故的發(fā)生是由于認(rèn)得不安全行為和物的不全狀態(tài)導(dǎo)致的。所以由于人為的事故占絕大多數(shù)，因此對于人員操作的規(guī)范顯得尤為重要。造成人員行為性危險因素主要有： 1.心理、生理性危險有害因素： 負(fù)荷超限 健康狀況異常 從事禁忌作業(yè) 心理異常 辨識功能缺陷 2.行為性危險有害因素 (1)指揮錯誤 (2)操作錯誤 (3)監(jiān)護(hù)失誤 從上述因素可知人員的操作規(guī)程對于安全生產(chǎn)的重要性，所以企業(yè)在管理方面應(yīng)該盡可能完善安全管理條例，完善相應(yīng)的制度。認(rèn)真學(xué)習(xí)《安全生產(chǎn)法》等法律、法規(guī)及各項安全制度，在員工中牢固樹立安全第一、預(yù)防為主的思想，加強(qiáng)對站長、安全員的崗位培訓(xùn)并在工作中嚴(yán)格執(zhí)行各項規(guī)章制度。企業(yè)新招員工應(yīng)經(jīng)過安全教育、安全培訓(xùn)、取得相應(yīng)的資格證后方可上崗。員工在經(jīng)營管理，檢查、維護(hù)保養(yǎng)時應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行各項安全管理制度、操作規(guī)程。根據(jù)加油站的實際情況制定出切實可行的消防制度，定期組織消防模擬演習(xí)。使每個員工都會熟練使用消防器材，對撲滅初期火災(zāi)有重要作用。認(rèn)真執(zhí)行安全防火制度，做好防火、防爆、防雷擊、防工作失誤、防破壞、施工動火，須經(jīng)安全、保衛(wèi)、消防部門批準(zhǔn)后方可施工。操作人員戴工作帽、穿工作服、工作鞋應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行GB11651-89《勞動保護(hù)用品選用規(guī)則》，杜絕火種入內(nèi)，按操作規(guī)程運行。電氣設(shè)備、照明、電話等要符合防火防爆要求。 3.2消防設(shè)施布置 由于在合成氨合成階段有易燃易爆物質(zhì)存在，所以需要一定的消防設(shè)施布置，在合成塔周圍應(yīng)該設(shè)置有消防栓，以及消防水炮。在局部地方設(shè)置消防滅火器，在合成工段每隔10米應(yīng)該設(shè)置消防栓，必須保證防火栓里面有水存在。在廠區(qū)內(nèi)時刻備有消防車，以及電話報警系統(tǒng)。 第 9 頁 共 9 頁