安全合成氨制造过程中的这些危险你知道多少？ (1).docx

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1、平安合成氨制造过程中的这些危险，你知道多少？化工707平安专栏（103期）居安咨询行业领先的工艺平安服务提供商氨（NH3）常态下是有特殊气味的强刺激性气体，密度0.771克/升 （标准状况），相对密度为0.5971（空气=1）,易燃，自燃点为651 , 能与空气形成爆炸性混合物（爆炸极限15 . 7%27.4%）。氨气常温 加压即可液化（临界压力11 . 4MPa，临界温度132.30 z沸点为 33.42、凝固点为-77.712。氨的水溶液称为氨水，呈碱性。氨主要用途是生产氮肥，还用于生产硝酸、纯碱、化纤、塑料、 橡胶、医药、染料和爆炸晶，液氨可用作制冷剂。合成氨工艺布班*工必天然气（主要成

2、份为甲烷）经脱硫后与水蒸汽混合，先进入一段转化 炉，在压力3.6MPa、温度834。（2和镁系催化剂的作用下，大局部甲烷 转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳。然后在二段转化炉引入空气在炉 内燃烧继续进行转化，同时提供氨合成的主要成分氮气。转化气中的 一氧化碳在高、低变换炉中于426。匚224。（：和铁系、铜系催化剂作用中毒与窒息事故:造气工序发生中毒、窒息主要有以下方而：排放洗气塔、气柜进出口水封造成跑气而煤气中毒。进入洗气塔、 煤气管、造气炉、气柜等容器内未置换合格或未与系统有效隔绝，造 成煤气中毒或缺氧窒息。操作室离炉口较近，跑、冒、滴、漏严重，室内有毒气体超标， 造成中毒。违反劳动纪律擅自在

3、炉口或岗位附近睡觉而中毒。烫伤事故：a在停修的炉内作业，未关闭相关阀门或进行有效隔绝，导致热煤 气或蒸汽漏入而烫伤。b停炉或下灰时未联系，仍在制气阶段，而炉盖或炉底敞开，火 粉外喷或溜炭烫伤。c油压突降，灰门突然自行翻开，火焰或炭外喷。d其他事故有:气柜猛升、降;气柜钟罩卡死或脱轨:自动机故障与制 气程序混乱;座板阀卡死或误动作等等。这些均会带来不可预料的严重 后果。(2)造气事故的防范要点造气各类事故的因素较为复杂，因此，必须针对性的采取有效安 全措施，加以防范。必须落实岗位平安责任制，分工明确，各负其职。遵守劳动，认真巡回检查，及时发现并有效消除各类隐患。要加强业务学习，弄通爆炸理论和防爆

4、炸的要点。严格控制煤 气中形成爆炸要素之一的含氧量，严禁超指标。必须努力学习、掌握过硬的操作技术，严禁制气程序混乱 或操作失误。必须密切注视、及时调节所有液位在正常范围。特别是水夹套 不得缺水或干锅。所有水封不跑气。严防煤气倒流入空气管内，当鼓风机突然停机时，空气管必须 立即开蒸汽吹扫置换。开停炉应准确联系。进入炉、塔必须有效隔绝，并按四十一条禁令中的进入 容器八个必须严格执行。加强设备维护保养，确保平安可靠，消除跑、冒、滴、漏。脱碳、精炼工序危险与防范脱炭与精炼工序，在合成氨生产中，均属对原料气的净化。它们 在平安上共同特点:一是气体成份的高氢（含H2约70%以上），具有高 度易燃和化学爆炸

5、的危险，二是吸收液净化后的较高压力释放为低压 或常压进行再生，存在高低压力交错串通，有发生物理爆炸的危险。脱砚.精练工序的重大事故危险脱碳与精炼的爆炸事故同样存在着化学爆炸和物理爆炸两种可能。 化学爆炸:主要在于含有高氢的原料气混人氧，气体大量泄漏或乱排放, 以及检修时的不置换而违章动火。这包括吸收系统和精炼的再生系统。 物理爆炸:物理爆炸因素除上面所说，两个工序均存在高压窜低压的可 能之外，还来自于动静设备、管道的设计不合理、制造缺陷以及受气、 液、填料等冲刷或腐蚀、振动磨损所造成的壁厚减薄等。1脱碳的物理爆炸主要有：吸收液从吸收塔内的高压（2.5MPa）卸放至闪蒸罐（0.4MPa）的过程

6、中，由于减压阀失灵，或者闪蒸罐出口阀被关死，这两种情况下，都 会造成闪蒸与再生系统超压物理爆炸。另外，1998年，厦门氨厂曾因脱碳吸收塔内环氧防腐层脱落，将 出口管堵死而发生超压爆炸，炸死2人的事故。2精炼工序的物理爆炸主要有：再生器爆炸:由于铜液从铜塔内的高压Q3MPa）通过减压阀放至再 生系统（小于0.2MPa）, 一旦操作不当或减压阀失灵，就极易造成再生 系统的超压爆炸。铜泵进口缓冲罐的爆炸:铜泵的高压铜液（大于13MPa）,通过付线 阀减压后回铜泵进口缓冲罐。该缓冲罐系低压容器。当操作不当 如停泵或倒泵时，铜泵出口阀未关死就翻开付线阀，就会造成高压串 低压而爆炸。另外还可能因铜泵出口止

7、逆阀失灵，突然停机时，铜洗塔的高压 倒流而造成缓冲罐超压爆炸。3高压液位计爆炸:不管是脱碳或精炼，其吸收塔的液位十分重要，而液位计均由特 殊玻璃制作而成。当爆炸的同时，高氢气体及吸收液的大量喷出，不 仅炸碎的玻璃可能伤人，而且所喷出的高压气体或吸收液也足够置人 死地，且还伴随着火或空间化学爆炸的二次事故的发生。液位计爆炸的主要原因:一是液位计冲洗时操作不当，二是玻璃板 本身选型不符或质量差，三是安装不良一如松紧不均匀，四是遇水或 蒸汽等突然热胀冷缩。气体带液及液体倒流事故脱碳与精炼工序都是以吸收液对气体的净化，极易发生气体带液 事故，假设带液未及时发现并有效处理，将给生产带来不可挽回的损失 和

8、重大事故后果。（这在压缩工序已有阐述）。带液的因素很多，有外界因素，有操作控制不当，也有设备或工 艺的缺陷引起。从现象上分析，它有间断和连续带液两种。但常见的 具体原因有：a、吸收塔液位过满。b、吸收塔内填料装填不当。C、气液别离设备效果不良。而液体倒流主要原因:一是突然停机止回阀失灵，二是倒泵时出口 压力低于塔内系统压力。如2001年3月5日宁夏某化肥厂，因脱碳电 跳闸，贫液泵出口止回阀失灵，导致吸收塔高压液体倒回泵出口，引 起电机高速反转，烧毁并着火。停车检修时的着火及其他危险停车检修除了违章进罐人塔、违章动火等特别危险外，值得注意 的是:脱炭各塔内的燃烧。在停车检修时，翻开吸收塔或再生塔

9、人孔， 虽经置换合格，但塔内发生自燃。这是采用MDEA脱炭工艺所具有典 型意义的事故。主要原因是,MDEA溶液具有脱硫能力，而脱出的硫 会吸附在塔的内壁和填料上，当翻开人孔，空气进人后，又由于停车 时往往用蒸气进行置换的较高温度作用下，就会产生自燃。精炼回流塔内的燃烧或爆炸。70年代，三明化工厂的回流塔内在 停车检修时进行清洗并防腐，几名施工人员人内，用酒精擦洗内壁污 垢，当清洗不久，即发生了爆炸，内部人员匆忙爬脱，又将盛装酒精 桶碰倒，结果塔内一片火海，造成人员伤和亡。经专家分析:究其原因 是:塔壁上附着有硫磺和金属铜粉末，而金属铜与酒精（乙醇），在清洗 时发生化学反响生成乙焕铜，属烈性爆炸

10、物，当施工作业人员仅用毛 刷擦洗时就会发生爆炸。脱碳与梢炼工序危险与防范严格遵守岗位操作规程，遵守工艺纪律、平安纪律和劳动纪律。 特别要尽量减少变换气中H2S的含量。严格执行压力容器平安技术监察规程，对容器、管道（包括 所有带压零部件），必须确保设计、制造、材质和安装等所有环节的质 量。（同时应特别注意精炼的铜泵的副线管应接在铜泵出口止逆阀前）。应定期检查并校验平安附件和止逆阀门，防止失灵，保持完好。加强设备维护，确保安装及检修质量。脱碳各塔在停车大修假设用蒸汽置换吹净后，切忌立即翻开人孔 通风，开人孔前应用水降温和冲洗。当发生自燃时，应立即关闭人孔, 隔绝空气，并用水进行塔内冷却和灭火。精炼

11、系统的塔、罐等容器内壁严禁用酒精（乙醇）、汽油进行擦洗。应特别注意防止铜塔铜液出口减压阀、脱碳吸收塔液体出口减 压阀失灵，在操作时应防止开启过猛、过大。开停车时，应保持压力平稳，当紧急停车时，应迅速关死气、 液进出口阀门，防止气、液倒流。下与水蒸汽反响生成氢气和二氧化碳。变换气中的二氧化碳在脱碳塔 用苯菲尔溶液吸收，溶液中二氧化碳反再生释出作为副产品。脱碳气 中的一氧化碳、二氧化碳于甲烷化在354和银系催化剂作用下与氢 反响生成甲烷和水蒸汽。最后，氮氢混合气用合成气压缩机压缩到 24MPa送入合成塔，在54CTC和铁系催化剂作用下氮氢气进行合成反 应，出塔气经冷却使氨冷凝分出即为合成氨产品。合

12、成氨的危险合成氨生产所用原料（天然气、石脑油、渣油），中间物料（甲烷、 氢、一氧化碳）、产品（氨）是易燃、易爆、有毒、有害物质。合成氨生产的物料（易燃易爆、有毒）和工艺条件决定其具有极大固 有危险性，事故统计说明，化工系统爆炸中毒事故最集中的就是合成 氨生产。爆炸合成氨生产中的化学爆炸可归成三类。一是高温高压使 可燃气体爆炸极限扩宽，气体物料一旦过氧（亦称透氧），极易在设备和 管道内发生爆炸；二是高温高压气体物料从设备管线泄漏时会迅速膨 胀与空气混合形成爆炸性混合物，遇到明火或因高流速物料与裂（喷）口 处摩擦产生静电火花引起着火和空间爆炸；三是气压机等转动设备在 高温下运行会使润滑油挥发裂解，

13、在附近管道内造成积炭，可导致积 炭燃烧或爆炸。高温高压可加速设备金属材料发生蠕变、改变金相组织，还会加 剧氢气、氮气对钢材的氢蚀及渗氮，加剧设备的疲劳腐蚀，使其机械 强度减弱，引发物理爆炸。物理爆炸后往往接着发生化学爆炸。中毒合成氨生产中,液氨大规模事故性泄漏会形成低温云团 引起大范围人群中毒，遇明火还会发生空间爆炸。一氧化碳、硫化氢的中毒频度和严重度那么都是化工生产中最高的。1 一氧化碳一氧化碳属血液窒息性气体，进入血液后与血红蛋白结合生成碳 氧血红蛋白，使血液输氧能力降低，造成组织缺氧。急性一氧化碳中 毒是吸入较多一氧化碳后引起的急性脑缺氧性疾病，以中枢神经系统 的病症和体征为主。我国卫生

14、标准规定的一氧化碳车间最高容许浓度 为 30mg / m3。2硫化氢硫化氢是强烈的神经毒物，对黏膜有强烈刺激作用。它的全身毒 作用是由于其抑制细胞色素氧化酶，阻断生物氧化过程，造成组织缺 氧（内窒息）所致。我国卫生标准规定的硫化氢车间最高容许浓度为 10mg / m3。1氨氨的毒性：急性中毒：短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、 声音嘶哑、咳嗽、痰可带血丝、胸闷、呼吸困难，可伴有头晕、头痛、 恶心、呕吐、乏力等,可出现紫绢、眼结膜及咽部充血及水肿、呼吸 率快、肺部罗音等。严重者可发生肺水肿、急性呼吸窘迫综合征，喉 水肿痉挛或支气管粘膜坏死脱落致窒息，还可并发气胸、纵膈气肿。 胸部X线检查呈支

15、气管炎、支气管周围炎、肺炎或肺水肿表现。血气 分析示动脉血氧分压降低。合成氨生产还有噪声、腐蚀性液体灼伤等职业危害。合成颊平安措施合成氨企业通常都是重大危险源，要按国际公约和国家有关规定 采取特殊控制措施，如平安检查、平安运行、平安评价、应急计划和 平安报告制度等等，防止液氨、一氧化碳大规模泄漏引发社会灾难性 事故。1防止化学爆炸（1）严防过氧（透氧）无论以煤还是以重油为原料造气，过氧都是引发设备管线内化学 爆炸的关键因素。要控制煤气中氧含量不超过0.5%,当氧含量到达 1%时，要立即停车处理。用煤造气时控制过氧的主要措施是，煤入炉前要把大小块分开， 使之燃烧均匀、完全而不产生风洞；炉温偏低时

16、应延长吹风时间；确 保自动机及其阀门控制正确灵敏，保证吹入气体的顺序正确；假设吹入 气体顺序错误或蒸汽中断，应立即将制气循环转入吹空气放空阶段， 同时翻开炉下安保蒸汽（亦称保压蒸汽），吹净蒸汽。用重油造气时控制过氧的主要措施有,投料时炉温应在850（以 上，投料顺序为先蒸汽、次油、后氧气；操作中严禁油中带水并严格 控制氧油比在0.80 . 9之间；必须装设在线氧含量分析报警仪（报 警限设在含氧0 . 8%以下），同时还须装设油、氧、事故蒸汽、系统放 空和氧气放空的联锁装置，设置过氧自动停车并自动翻开放空联锁装 置，以防止下游设备（尤其是洗涤塔）过氧爆炸；严防供油中断。（2）严防物料互窜用煤造气

17、须严防煤气窜入鼓风机系统（常发生在鼓风机突然停电停 机时）形成爆炸性混合物，鼓风机开机前必须置换分析以防鼓风机和空 气支管、总管爆炸。用重油造气时，假设氧压机停车那么氧气管道压力下 降，高温煤气会倒窜入氧气管道引发爆炸，所以氧气管道要装设压力 报警器、止逆阀和自动加氧装置。为防止氧气窜入氮气系统发生爆炸， 亦应装设可靠的止逆装置。在变换净化局部：要严防下游气体（其氢气含量已大大提高）倒窜回 上游，因而要装设必要的液封、放空、止逆等装置；严防脱硫塔、脱 碳塔、铜洗塔、碱洗塔发生泛液和出口气体带液，这会造成高压机液 击，甚至引起恶性爆炸。为此应精心控制气体流速、精心控制塔中液 位，同时保证液位计灵

18、敏可靠、防范出现假液位。（3）防止可燃气体物料泄入空气引发空间爆炸，应合理布点装设在 线可燃气体监测报警器，及时发现泄漏及时处理，保证液封和平安放 空设施功能正常。2防止物理爆炸关键是保证设备、管线（尤其是弯管、弯头）、接头的机械强度和密 封，一定要定期检验和检修。严禁带病运转。贮罐、气柜物理爆裂会 引起大规模泄漏，应大范围（包括厂外）禁火禁电、疏散人群。3中毒和噪声控制（1）作业现场应合理布点装设一氧化碳、硫化氢、氨的监测报警器； 有条件的企业应建设事故氨吸收处理系统，设气防站。对这些气体可 能出现的场所，必须施行监护作业，携带便携式气体检测器，配备送 风式或自给式呼吸器。（2）噪声超标岗位

19、应采取减振、隔声、消声等降噪措施，难以达标的岗位应为职工提供耳罩、耳塞或护耳器等防护用品。(3)变换净化岗位可适当设置洗眼器或水淋洗设施。主要工序危险与防范1转化反响炉该炉是合成氨生产的关键设备。通过它将原料与水蒸汽、空气反 应生成氢、一氧化碳和二氧化碳，并提供合成反响的主要成分之一氮。在转化反响过程中，如水碳比控制过低会造成转反响管结碳而局 部超温烧坏炉管。某厂曾因此使一段炉管破裂，炉墙烧坏。对于二段 转化炉，在引入空气过程中喷嘴流速太小或点火不好，会造成烧坏喷 嘴和发生爆炸。另外，生产过程中原料、燃料的波动，也会使转化反 应变化迅速。因为反响温度高，一旦仪表失灵或有其他失误，就可能 出现反

20、响炉超温烧结催化剂等事故。2合成气压缩机该机是合成氨装置的关键动设备之一。生产中合格的氮、氢气， 经该机升压至24MPa ,送入氨合成塔。该设备是高转速Q0479min-l)。大功率(20973kW)离心式压缩机, 动力为高压(10.5MPa)、过热(482。蒸汽。一旦因调速器失灵或操作 不当，会造成机组喘振或超速而损坏机组。另外，复杂的辅助油系统, 一旦波动，也会造成联锁停车、烧瓦直至机组损坏事故。某厂曾屡次 因此而烧坏压缩机高压缸止推瓦。该机输出的物料及润滑油的泄漏， 会引起着火、爆炸等事故。3氨合成塔该反响塔是合成氨装置的关键设备之一，合格的氮、氢气在合成 塔中反响生成氨。合成反响在高压

21、（24MPa）、高温（540。下进行，可因氮氢比控 制失调和调节不及时导致反响塔超压、超温而影响生产的正常进行或 造成催化剂老化。另外，如果发生反响物料泄漏，会造成生产现场可 燃气体、有毒物超标而导致爆炸、着火和人员中毒等事故。4蒸汽锅炉锅炉就是由盛装水的锅（汽包、锅筒）和燃料燃烧的炉（炉 膛）组成。其作用在于通过燃烧将锅内的水加热成为蒸汽。锅炉属特种 压力容器。（1 ）锅炉的重大事故由于设计、制造、检修、操作使用等各方而的原因.蒸汽锅炉事故 时有发生.在锅炉的各类事故中。重大的典型的事故例举如下：严重缺水或干锅。锅筒爆炸。锅炉在严重缺水的情况下，假设突然加水，会造成爆 炸。1905年美国一台

22、锅炉发生爆炸.造成58人死亡.117受伤.我国不少 土制锅炉也常有爆炸事故的发生。炉膛爆炸。此类事故常发生在可燃气做为燃料的锅炉。炉膛爆 炸还可能因沸腾管突然爆裂大量漏水，剧急造成爆炸。主汽阀爆炸。70年代，龙海合成氨厂曾因主汽阀门质量低劣, 在低温情况下，突然送汽受热而爆炸，造成人员被蒸汽烫死的事故。炉墙坍塌。泰宁氨厂沸腾炉检修时，检修人员进入炉膛内时， 发生炉内墙体坍塌，造成人员死亡的事故。爆管。由于水质不良，沸腾管或对流管形成严重结垢，管内水 循环不良而发生局部过热而爆管。(2 )、锅炉事故的防范要点必须严格把好设计、制造、维修、材料选用和正确使用的各个 环节，严格执行国家蒸汽锅炉平安技

23、术监察规程。必须持证上岗，严格遵守操作规程和平安规定，严禁超温、超 压、超负荷。必须确保各项平安附件的灵敏、准确、可靠，加强设备、阀门 的维护保养，确保平安可靠。必须加强操作管理.班组分工明确.责任落实.认真巡检.强化纪律. 及时发现并消除隐患苗头.应特别注视压力和水位变化.当严重缺水或干 锅时严禁向锅内进水。造气工序危险与防范造气工序的主要任务是用空气和过热蒸汽间歇、交替地通过固定 燃烧的造气炉内进行气化反响.而制得足够数量、合格的半水煤气。由 于工艺条件相互制约.设备繁多且受高温及粉尘的影响.人为操作因素影 响也较大等等,因此造气工序木身就包含着比其他工序易于发生事故的 因素。造气是氮肥厂

24、中发生事故最多的工序。根据不完全统计.1980年 1995年的16年中.全国小氮肥的造气工段发生的事故中共伤亡220 人.其中死亡186人。其中爆炸、中毒、窒息，造成的伤亡最多。(1)、造气的重大事故及主要原因爆炸事故：由于造气工序具有火源与煤气共存.空气与煤气同在. 常压与带压均有的特点.因此不管是物理或化学爆炸常有发生。a.造气炉水夹套爆炸。必须充分认识到造气工序不仅仅是造半水 煤气.同时还兼造着水蒸汽。这就意味着造气工序的操作人员不仅是造 气工.同时又是锅炉工。从这个意义上说.造气工的责任大于锅炉工，难度和复杂程度也大 于锅炉工。之所以夹套爆炸.主要的和多数原因均是夹套干锅或严重缺 水后立即进水.急剧汽化而超压爆炸。b空气鼓风机和吹风空气管曝炸。此类事故己屡见不鲜。其主要 原因有:制气时下行阀故障，使煤气倒入空气管内。鼓风机突然断电停转，或紧急停车时，使煤气倒流至空气管内。c造气炉或炉底爆炸。炉口爆炸的主要原因是:停炉时吹净未完 全或蒸汽阀内漏或未关死，导致煤气积积于炉顶翻开炉盖后遇空气而 发生爆炸。炉底爆炸往往发生于二次上吹结束转入空气吹净开始的时候。主 要原因是:二次上吹蒸汽未开或开太小、太慢，以致炉底煤气未吹净， 遇吹风或翻开灰门下灰时与空气混合爆炸。d气柜与洗气塔爆炸。主要原因是:生产时煤气中氧含量超指标。开停车气体置换时惰性气体不合格(C0+H2