尿素装置高压洗涤器防爆筒爆炸的原因分析及防范措施.doc

尿素装置高压洗涤器防爆筒爆炸的原因分析及防范措施摘要：北煤化公司新尿素装置高压合成系统高压设备甲铵冷凝器，在开车投料过程中发生爆炸事故，通过对高压甲铵洗涤器爆炸事故进行分析，查找出爆炸原因，总结经验教训，制定防范措施，保证生产安全稳定运行。关键词：高压洗涤器、防爆筒、气体、混合、纯度甲铵可燃1.概述辽宁北方煤化工公司是以焦炉气、高炉气为原料的生产合成氨、大颗粒尿素的大型化肥企业，尿素装置总生产能力为650kt/a、的其中尿素合成装置是由一套五环工程公司设计的采用荷兰斯塔米卡邦CO2气提法1000t/d（称新尿素装置）和另一套荷兰斯塔米卡邦CO2气提法860t/d（称老尿素装置）南非二手设备。CO2气提工艺是以高压合成系统和低压精馏低压吸收常压吸收和蒸发分离等工艺过程组成。高压合成系统由四台高压设备组成，尿素装置称为高压圈。高压甲铵洗涤器是尿素装置高压圈中四大高压设备之一。1.1高压洗涤器构造简述高压洗涤器由上部球形封头、填料洗涤段和下部换热段三部分组成，设备与甲铵介质接触的部分，材质全部采用耐腐蚀316LMOd不锈钢。其中填料段位于防爆筒内部。球形封头设计的实际目的就是防止在填料段发生可燃可爆炸气提聚集达到爆炸极限产生爆炸事故。1.2工艺流程高压洗涤器的作用是通过高压甲铵泵送来的由低压吸收循环系统来的甲铵溶液，在高压状态下吸收尿素合成塔气相来的未反应的NH3和CO2,使NH3和CO2在高压系统直接被吸收，循环利用。甲铵液是由低压甲铵冷凝器冷却吸收精馏塔分解尿素、甲铵混合液的气相产生的。该甲铵液经过高压甲铵泵加压后送至高压洗涤器顶部填料段，中心管到达高压洗涤器底部，经过高压洗涤器填料段，与合成塔气相来的经过高压洗涤器球体的的气体混合后进入列管段。气体被冷凝吸收，冷凝后的的甲铵溶液经过高压喷射器送入高压甲铵冷凝器。在高压洗涤器列管段未被冷凝吸收的NH3和CO2去鲍尔环填料段与高压甲铵泵送来的的稀甲铵溶液逆向接触，继续喷淋吸收NH3和CO2，剩余的气体通过尾气排放阀排入低压吸收塔吸收后防空。在高压洗涤器生成甲铵反应所放出的反应热则由高调水带走。2.防爆筒发生爆炸情况2.1爆炸发生经过2007年6月18日凌晨1.20尿素系统开始CO2升压。6.30分高压系统压力达到9.5Mpa,将液氨投入系统系统投料，8.30高压系统压力达到13.41Mpa,此时高压洗涤器尾气排放阀HV3320全部打开，而高压系统压力不下降高压洗涤器无热负荷，高调水进、出无温差，高压洗涤器下液温度和高压洗涤器气相温度偏高。减负荷任然无法维持。通过认真分析，判断是高压洗涤器防爆筒爆炸。停车排塔、置换、降温后拆开高压洗涤器球体人孔后发现防爆筒破裂，鲍尔环散落在球体内。3.高压洗涤器防爆筒爆炸的原因分析3.1原因分析3.1.1界区来的原料气CO2气体纯度较低，其中H2、H2S及惰性气体等含量均较高，因硫含量过高，脱氢催化剂没有安装使用，大量的可燃可爆气体聚集在高压洗涤器防爆筒内，当高压洗涤器尾气排放阀打开，是高压洗涤器防爆筒内的气体形成高速流体，高速流体产生静电引起爆炸。3.1.2设备、管道等接地措施效果不好，造成高压洗涤器内静电积聚，静电在可燃气体中产生放电现象，从而使可燃可爆炸气提温度上升引起爆炸。3.1.3CO2提前退出系统，高压洗涤器内部CO2浓度低，生成甲铵液后NH3过剩。3.1.4尿素装置刚刚建成，操作技术、操作经验不足。4.防范措施高压洗涤器防爆筒的爆炸事故一般可以分为来年各种形式：一种是外爆炸型，另一种是内爆炸型。外爆炸型是由于在高压洗涤器防爆筒内部有大量惰性气体积存，由于静电、撞击、加热等原因引起的爆炸，是导爆槽向外破裂或变形。内压型是由于高压洗涤器列管和中心管堵塞，防爆筒外侧与合成塔气相连通，而防爆筒内测与低压系统连通，并通过下液管与高压喷射器吸气室连通，由于列管和中心管堵塞，防爆筒内测与低压系统相连通和高压喷射器的抽吸是防爆筒的内外产生负压差，将爆破筒压破变形。4.1严格控制好原料气CO2的纯度，CO298.5%（体积）；N20.4%(体积)；H20.3%(体积)；总硫1PPm;NH399.8%油10PPm。4.2在停车冲洗高压洗涤器和封塔过程中控制好高压洗涤器尾气排放阀，（HV33202）.在封塔过程中，应避免（HV33202）全部关闭，这样会使系统中的NH3、CO2充分冷凝吸收，如此气体中的O2H2的浓度升高形成爆炸性气体，在静电、撞击、加热的情况下发生爆炸。4.1.3设置建立的装置接地系统，防止静电积聚。定期检验接地系统是否良好，有无损坏，并要掌握接地电阻的变化情况，保证接地系统处于完备状态。4.1.4加强对操作人员的业务培训，提高操作技能和准确分析判断事故的能力，做到出现异常会及时处理，防止因误操作引发爆炸事故。5.修复后使用情况事故发生后，立即委托大连冰山集团加工材质与防爆筒相同；弧度与防爆筒相同；厚度和导爆槽相同的钢板对破坏处