尿素装置高压洗涤器防爆筒爆炸的原因分析及防范措施

尿素装置高压洗涤器防爆筒爆炸的尿素装置高压洗涤器防爆筒爆炸的 原因分析及防范措施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 3 co2 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 co2 98 5 体积 n2 0 4 体积 h2 0 3 体积 总硫 1ppm nh3 99 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 o2 h2 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