合成氨的重点设备、危险因素及防范措施

1、 合成氨的重点设备、危险因素及防范措施 一、重点部位及设备 (一)重点部位 1.转化系统 转化系统由二段转化炉、二段转化炉、废热锅炉以及燃料燃烧、烟气废热回收设备组成。高温设备集中，一段炉炉膛高达1300，二段炉出口950，废热锅炉产生IOMPa(表)高压蒸汽。设备内为易燃、易爆气体，压力达4MPa(表)。 转化系统是装置中的高温区，其特点是高温、高压、易燃、易爆、有毒。若发生超温，易造成设备损坏，工艺气体泄漏，而引发重大火灾，爆炸事故。 2合成系统 合成系统由合成塔、水加热器、热交换器、冷交换器、水冷器、氨冷器、氨分别器等高压设备组成。是装置中高压设备集中的区域。设备压力等级一般为2025M

2、Pa(表)。设备内工艺介质为H2、N2、NH3等。 由于压力高，设备发生泄漏，易造成火灾、中毒、爆炸事故。如设备存在缺陷或产生氢脆、产生裂纹，在发生物理爆炸的同时，还可发生化学爆炸，往往造成灾难性的后果。 (二)重点设备 1.一段转化炉 一段转化炉担当着将原料烃类与蒸汽发生反应制取原料气的任务。其操作、运行是否正常影响到整个装置的平安运行，是装置中结构简单，操作条件苛刻的关键设备。一段转化炉曲辐射段、对流段及燃料系统组成。辐射段一般有几百根转化炉管，炉管内装填催化剂，烃类与水蒸气在炉管内反应。炉管外用燃料气(油)燃烧形成的火焰直接加热，炉管外壁温度高达900-950，炉管内压力为4MPa(表)

3、，运行条件比较苛刻。对流段为有效回收热能，采佣多种工艺物料与烟气换热，换热方式较简单。一段转化炉在生产中，如发生催化剂中毒、结碳，水碳比失调，燃料系统故障、炉管超温等都可造成事故。如发生设备损坏、泄漏还可引发重大火灾、爆炸事故。 2压缩透平机组 合成氨装置有合成气压缩机、氨气压缩机、工艺空气压缩机、原料气压缩机四大机组采纳离心式多级压缩机组，用蒸汽透平驱动。原料气压缩机压缩气体为自然气或干气，出口压力4MPa(表)；氨气压缩机压缩气氨，出口压力1618MPa(表)；工艺空气压缩机压缩空气，出口压力4MPa(表)；最重要的是合成气压缩机，压缩气体为H2、N2气体，出口压力般为2025MPa(表)

4、，采纳10MPa(表)高压蒸汽透平驱动，转速可达11000rmin，被称为合成氨装置的“心脏”。 大机组一般在高温、高压、高转速下运行，密封、润滑条件要求高，调整掌握系统简单。运行中如发生喘振、气体带液、轴瓦磨损、密封损坏、轴位移高等都可造成机组故障。由于结构简单，维护保养、检修安装要求高。如维护不当，检修安装未达到精度标准，也简单发生设备故障。而四大机组均为单系列运行，无备用机组，任何一台机组的停机，都可造成全装置停车。而且泄漏出来的NH3、H2、N2，原料气还可造成重大的火灾、爆炸、中毒事故。 3合成塔 合成塔是装置的主要设备，氢气与氮气在合成塔内反应生成氨。合成塔是高温、高压设备，工作压

5、力2025MPa(表)，反应温度500左右。由承受高压的外壳及承受高温的内件组成。内件由热交换器及触煤筐组成，触煤筐内充填合成触煤，内件结构比较简单。 合成塔运行中，如发生触煤中毒、触煤超温、入塔H2N2比失调等，可造成装置运行正常或停车。塔内件如压差过大，可引起内件变形，而造成重大设备事故。 氮气、氢气在高温、高压下会对金属材料发生渗氮、氢脆脱碳腐蚀。外壳发生超温，是非常危急的，可使设备材料患病破坏，造成灾难性的后果。    二、危急因素分析及其防范措施 合成氨装置采纳的原料、燃料、过程产物及产品大多为甲类、乙类火灾危急性物质，其中还有有毒物质，操作又在高温、高压下进行。其生产特点为：高温、高压、易燃、易爆易中毒。由于主要设备为单系列，因而设备一旦发生故障，往往会造成全装置停车。故障处理不当，甚至造成重大事故发生。    (一)装置事故统计分析    我国70年月引进的大型合成氨装置，在生产初期曾频繁发生事故。自1977年至1979年三年间，十一套装置曾发生人身伤亡事故43次，重大停车事故307次。停车事故中以设备事故最多，停车次数为199次，占事故总数的6482。详见表75。      设备重大停车