合成氨特点
1. 工艺状况(高压高温)
氨的合成反应是在高压、高温下进行的,高温、高压对氨的合成反应有利,但也给本工段的安全生产带来了许多不利因素。第一,在高温高压下,氢氮气对钢材的腐蚀作用加剧,氢气对碳钢有较强的渗透力,形成氢腐蚀,使钢材脱碳而变脆;氮气也会对设备发生渗氮作用,从而减弱其机械性能;第二,材料在高温高压下也会发生持续的塑性变形积累,改变其金相组织从而引起材质强度、延伸率等机械性能下降,使材料产生拉伸,鼓泡、变形和裂纹而破坏;第三,高温高压使可燃气体的爆炸极限扩大,高压更对上限影响较大,由于爆炸界限加宽使其危险性增加;第四,高压高温时设备维护不利,会增加设备管道泄漏。
2. 设备状况(高压、低压并存相通)
2.1两种不同的压力系统并存
本岗位有两种操作压力,一种是高压31.38MPa 的压力系统即氨合成操作部分;另一种是中压1.57MPa 的氨分离操作部分,两种不同而又相差甚大的压力系统同时存在又彼此紧密相连。如果放氨操作失误或其它设备方面原因,氨分或冷凝塔的液位控制过低,就易造成高压气窜入低压系统,引起超压操作,其结果是大量液氨泄漏,危害极大。
2.2高低压设备并存
合成工段高压部分均为高压设备,但在高压设备内套有低压设备。这样给安全生产带来了难度,会发生由于操作不当造成合成塔压差增大,而使内套损坏,导致生产不能进行的事故;或者发生由于系统压差增大使内芯漏气损坏的事故。漏气后,气体走近路,管内压力高的气跑至管外,不仅造成进口氨含量高,合成反应不好,影响氨产量,更重要的是气体不经氨蒸发器直接进入合成塔,使补充气中含有少量H2O (g )进入催化剂而引起催化剂中毒失效,如果在催化剂还原过程中漏气则危害更大,会使还原后催化剂活性大大降低。
在氨蒸发器中,如果高压管泄漏或破裂,会使高压气体窜入低压部分引起氨冷器壳体爆炸。统计表明这类事故屡有发生。高低压设备并存对本工段的设备管理和操作提出很高的要求。
2.3有催化剂存在
氨的合成反应必须在有催化剂存在条件下才能进行,其主要原料是天然磁铁矿,化学成分为Fe3O4,真正起催化剂作用的是多孔的α型海绵状的纯铁。在高温、高压下如果催化剂保护使用不当,带油、带液氨、过氧、微量高、温度及压力波动频繁、超指标等,都会增加对催化剂的毒害,并易造成催化剂的破碎,活性的降低,使使用周期缩短。因此,在生产中创造条件,防止催化剂中毒,使催化剂活性高,使用寿命长,是保证稳产高产,安全生产的重要举措。
3. 作业环境状况
3.1易燃易爆
从设备上来看,合成系统设备都属于压力容器,由于所承受介质属于易燃易爆有毒物质,一旦发生事故,会造成严重的人员伤亡和设备损坏,破坏