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危险化工工艺及安全控制详解-合成氨工艺

日期:2019-07-21 20:41
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摘要:合成氨装置温度、压力报警和联锁;物料比例控制和联锁;压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警联锁;紧急冷却系统;紧急切断系统;安全泄放系统;可燃、有毒气体检测报警装置。

反应类型

热反应

重点监控单元

合成塔、压缩机、氨储存系统

工艺简介

氮和氢两种组分按一定比例(1:3)组成的气体(合成气),在高温、高压下(一般为400—450℃,15—30MPa)经催化反应生成氨的工艺过程。

工艺危险特点

(1)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;

(2)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;

(3)气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解,在附近管道内造成积炭,可导致积炭燃烧或爆炸;

(4)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;

(5)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。

典型工艺

(1)节能AMV法;

(2)德士古水煤浆加压气化法;

(3)凯洛格法;

(4)甲醇与合成氨联合生产的联醇法;

(5)纯碱与合成氨联合生产的联碱法;

(6)采用变换催化剂、氧化锌脱硫剂和甲烷催化剂的“三催化”气体净化法等。

重点监控工艺参数

合成塔、压缩机、氨储存系统的运行基本控制参数,包括温度、压力、液位、物料流量及比例等。

安全控制的基本要求

合成氨装置温度、压力报警和联锁;物料比例控制和联锁;压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警联锁;紧急冷却系统;紧急切断系统;安全泄放系统;可燃、有毒气体检测报警装置。

宜采用的控制方式

将合成氨装置内温度、压力与物料流量、冷却系统形成联锁关系;将压缩机温度、压力、入口分离器液位与供电系统形成联锁关系;紧急停车系统。

合成单元自动控制还需要设置以下几个控制回路:

⑴氨分、冷交液位;⑵废锅液位;⑶循环量控制;⑷废锅蒸汽流量;⑸废锅蒸汽压力。

安全设施,包括安全阀、爆破片、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断装置等。