论述合成氨合成工段的安全措施

论述合成氨合成工段的安全措施论述合成氨合成工段的安全措施 前言 在经历过合成氨合成工段的仿真实训以后 使得自己明白 了合成氨合成的工艺流程 了解了所涉及到的一些设备和管道 其中有些高压高温设备或者高压低温的设备 所用的物料有氢 气以及中间产物等都是易燃易爆的高危物料 在生产和运输的 过程中如果生产操作不当或者设备出现故障 造成大量的这些 有毒 有害 易燃 易爆气体泄漏 极易引起发生重大火灾 爆炸和员工的中毒等后果 所以在此基础上 我将对合成氨的 合成工段所能设计到的安全方面进行论述 一方面是为了使得 人们充分的认识到合成工段的危险方面 从而在发生异常情况 时候能够从容应对 另一方面也是为了减少事故所给厂子所带 来的巨大损失 第 1 章 简述合成氨合成工段的工艺流程 从甲烷化来的新鲜气 40 2 6mpa h2 n2 3 1 先 经压缩前分离罐 104 f 进合成气压缩机 103 j 低压段 在压缩机 的低压缸将新鲜气体压缩到合成所需要的最终压力的二分之一 左右 出低压段的新鲜气先经 136 c 用甲烷化进料气冷却至 93 3 再经水冷器 116 c 冷却至 38 最后经氨冷器 129 c 冷 却至 7 后与氢回收来的氢气混合进入中间分离罐 105 f 从 中间分离罐出来的氢氮气再进合成气压缩机高压段 合成回路来的循环气与经高压段压缩后的氢氮气混合进压 缩机循环段 从循环段出来的合成气进 124 c 高压合成气自 124 c 出来后 分两路继续冷却 第一路串联通过原料气和循环 气一级和二级氨冷器 117 c 和 118 c 的管侧 冷却介质都是冷 冻用液氨 另一路通过就地的 mic 23 节流后 在合成塔进气和 循环气换热器 120 c 的壳侧冷却 两路会合后 又在新鲜气和 循环气三级氨冷器 119 c 中用三级液氨闪蒸槽 112 f 来的冷冻用 液氨进行冷却 冷却至 23 3 冷却后的气体经过水平分布管 进入高压氨分离器 106 f 在前几个氨冷器中冷凝下来的循 环气中的氨就在 106 f 中分出 分离出来的液氨送往冷冻中间 闪蒸槽 从氨分离器出来后 循环气进入合成塔进气 新鲜气和 循环气换热器 120 c 的管侧 从壳侧的工艺气体中取得热量 然后又进入合成塔进气 出气换热器 121 c 的管侧 再由 hcv 11 控制进入 105 d 在 121 c 管侧的出口处分析气体成分 合成气进气由合成塔 105 d 的塔底进入 自下而上地进入 合成塔 经由 mic 13 直接到第一层触媒的入口 用以控制该处 的温度 这一近路有一个冷激管线 和两个进层间换热器付线 可控制第二 第三层的入口温度必要时可以分别用 mic 14 15 和 16 进行调节 气体经最底下一层触媒床后 又自下而上地把 气体导入内部换热器的管侧 把热量传给进来的气体 再由 105 d 的顶部出口引出 合成塔出口气进入合成塔 锅炉给水换热器 123 c 的管侧 把热量传给锅炉给水 接着又在 121 c 的壳侧与进塔气换热而 进一步被冷却 最后回到 103 j 高压缸循环段 最后一个叶轮 而 完成了整个合成回路 合成塔出来的气体有一部分是从高压吹出气分离缸 108 f 经 mic 18 调节并用 fl 63 指示流量后 送往氢回收装置或送往 一段转化炉燃料气系统 从合成回路中排出气是为了控制气体 中的甲烷化和氩的浓度 甲烷和氩在系统中积累多了会使氨的 合成率降低 吹出气在进入分离罐 108 f 以前先在氨冷器 125 c 冷却 由 108 f 分出的液氨送低压氨分离器 107 f 回收 合成塔备有一台开工加热炉 102 b 它是用于开工时把合 成塔引温至反应温度 开工加热炉的原料气流量由 fi 62 指示 另外 它还设有一低流量报警器 fal 85 与 fi 62 配合使用 mic 17 调节 102 b 燃料气量 第 2 章 合成氨合成工段安全技术措施 1 设备安全 从第一章的工艺流程简介中可以看出在整个合成工段所用 到的设备有合成氨反应器 炉子 换热器 分离罐和压缩机和 大量的运送管线阀门 其中大部分属于压力容器 所以对其压 力的监控一定要严格 1 1 对氨合成反应器的检查 由于合成氨反应是有催化剂的放热反应 所以一定要控制 反应的温度 应该在反应器中安装一些测温自控装置 以便在 温度发生异常的时候自动控制温度的上升 在反应器上可以安 装一些诸如安全阀 爆破片 排气孔等泄压装置 对反应器应 该定时进行内部和外部的检查 发现问题及时解决 1 2 对炉子的检查 炉子主要是用来给反应器初期供热的设备 主要所用的燃 料是天然气 所以炉子一定要选用防爆型的 并设置列管故障 保护设施 设置一定数量的温度和压力检测装置 以便控制输 出温度 使得炉子控制在最佳燃烧范围内 定期对炉子的内部 和外部进行检查 1 3 对换热器的检查 换热器是两种温度不同的物质交换温度的场所 所以考虑 换热器中所走的物料 选择合适材料和类型的换热器 考虑是 否超过换热器的设计温度 设备的冲洗是否适当 维修工作能 否安全的进行 两种物料能否在换热器内充分的交换热量等等 1 4 对分离罐的检查 定期对分离罐进行压力测试 所使用的分离罐是否符合相 应的标准 检查压力的释放是否适当 紧急情况下能将容器中 的物料隔离吗 分离罐的放空和排污是否有详细的说明 对一 些重要的液位进行及时监控 发现异常能够及时处理 1 5 对压缩机的检查 在选用压缩机的时候 考虑出口压力是否会超过壳体本身 的设计压力 出口压力会不会超过下游设备或者管道的设计压 力 进压缩机的物料的温度会不会超过壳体的设计温度 对压 缩机的机械部件进行定期的维护加润滑油 保证其正常运行 在压缩机周围应设置防护罩 避免意外的发生 1 6 对管线阀门的检查 管线是链接设备之间的主要通道 在对管道的检查中 应 考虑内部物料的类型 温度以及压力 是否符合工艺条件 检 查管线和阀门是否发生泄漏和破损 设置应有的放空和排污系 统 是否需要安装切断阀 止逆阀等等 对管线阀门进行定期 的清理 保证管线阀门的正常运行 2 工艺操作的安全技术 2 1 催化反应的安全技术 氨合成是氢气和氮气按照一定比例 在催化剂的作用在进 行的可逆放热的化学反应 在氨合成操作过程中 若是催化剂 的选择不正确或者加入不适量 易造成局部反应的剧烈 催化 剂需要在一定的温度条件下 若是反应温度控制不当 可能会 发生超温爆炸或者着火事故 还有可能使得催化剂失活 以至 于反应目标产物无法产生 原料气中某种能与催化剂反应的杂 志含量增加 可能成为爆炸危险物 合成氨是在高压高温下有固相的催化剂存在下进行的 主 要危险性有 由于原料及成品存在易燃 易爆 有毒 在反应 中设备和管道容易受到腐蚀 因此要特别防止压缩工段的氢气 在高压下发生泄漏 产生爆炸 应备有充分蒸汽或者惰性气体 以便应急 在开车或者检修设备 管线之前 必须用氮气进行 吹扫 在装卸催化剂的时候 要防止破碎和污染 防止催化剂自 然超温烧坏 加热炉是热量的来源 在催化剂重整过程中 加 热炉的安全和稳定非常重要 应采用温度自动调节系统 对于 重要工艺参数 相如温度压力 流量 液位等均采用安全报警 必要时采用联锁保护装置 2 2 加热操作的安全 在氨合成工段中 炉子是最主要的供热工具 在开车的时 候供给反应器热量 是的反应能够正常的运行 当反应器的温 度达到 380 度的时候 就停止给反应器供热 在操作过程中应 严格控制温度范围和升温的速度 在反应器有物料进行反应的 时候 由于反应是放热反应 所以应控制反应热量的产生 当 温度超过额定值的时候 应该及时移热量 避免发生冲料和爆 炸 加热炉的安全要点有 将炉子门同反应器用砖墙完全隔离 炉膛构造应采用烟道 气辐射方式加热 避免火焰之间接触设备 以防止因高温烧穿 管道 炉子内部应该经常清理 防止局部过热引起锅底破裂 使用天然气燃烧的炉子 点火前应该吹扫炉膛 排除能积 存的爆炸性混合气体 当炉子发生漏料的时候 能够第一时间转移物料并阻止燃 料继续进入 3 电气及静电安全技术 3 1 防电气事故安全技术 在合成氨合成工段 存在有压缩机 照明系统 报警系统 以及检测监控系统等都需要电 因为在合成阶段 物料大都是 易燃易爆物质 所以要严格控制电器的使用 严格按照操作规 程进行 防止触电事故的发生和漏电现象的产生 在每个电器 上都应该设置良好的接地保护装置 正确的运行电器 避免过 载使用 防止火灾 短路 接触不良 铁芯发热等现象产生 在电器设备 线路 报警系统监控检测系统中 安装 调 试与运行维护 检修中 不严格遵守相应的电气设备及系统运 行操作中 所以会导致电气事故的发生 由于电气设备或者电 气线路安装不符合要求 会直接造成触电事故 由于电气设备 运行管理不当 会使绝缘损坏而漏电 又没有切实有效的安全 措施 主要表现在以下几个方面 缺乏电气安全知识 违反操作规程 使用不合格的设备 维修 管理不善 防止触电事故的发生主要措施有采用安全的电压 在任何 情况下都不会对人身造成伤害 采用绝缘的方式来隔离人员和 线路的接触 采用屏护和间距 就是用护罩 箱盒 围栏把带 电体与外界隔离 间距就是使带电体与人保持一定的距离 采 用电工的安全用具是防止触电 坠落 灼伤等工伤事故 3 2 防静电安全技术 在合成氨合成阶段 静电现象也是很常见的 由于物料和 设备的摩擦 接触分离 液体换热 受热撞击 都会产生静电 静电危害的防治措施有 控制静电产生 防止静电积累 防止爆炸性混合物的产生 具体控制措施有采用合适的材料 增加静止时间 静电屏 蔽 接地 增湿 加抗静电剂 静电消除器 3 3 防雷电安全技术 在现在的合成氨工厂大都趋向于大型化 所以设备一般都 设置在室外 而且设备都是金属 当然就避免不了夏天雷电的 袭击 雷电会产生数万伏的冲击电压 课毁坏任何设备 在有 可燃物质存在的情况下还会发生爆炸的现象 所以在工厂防雷 电袭击也是很重要的一项 防雷电装置包括接闪器 引下线 接地装置 电涌保护器 其中设备本身的制造应该符合相关标 准 第 3 章 现场操作管理及消防设施布置 3 1 人员操作规范管理 美国工程师海因里希提出事故致因理论 其中提到事故的 发生是由于认得不安全行为和物的不全状态导致的 所以由于 人为的事故占绝大多数 因此对于人员操作的规范显得尤为重 要 造成人员行为性危险因素主要有 1 心理 生理性危险有害因素 负荷超限 健康状况异常 从事禁忌作业 心理异常 辨识功能缺陷 2 行为性危险有害因素 1 指挥错误 2 操作错误 3 监护失误 从上述因素可知人员的操作规程对于安全生产的重要性 所以企业在管理方面应该尽可能完善安全管理条例 完善相应 的制度 认真学习 安全生产法 等法律 法规及各项安全制 度 在员工中牢固树立安全第一 预防为主的思想 加强对站 长 安全员的岗位培训并在工作中严格执行各项规章制度 企 业新招员工应经过安全教育 安全培训 取得相应的资格证后 方可上岗 员工在经营管理 检查 维护保养时应认真执行各 项安全管理制度 操作规程 根据加油站的实际情况制定出切 实可行的消防制度 定期组织消防模拟演习 使每个员工都会 熟练使用消防器材 对扑灭初期火灾有重要作用 认真执行安 全防火制度 做好防火 防爆 防雷击 防工作失误 防破坏