合成工段是合成氨厂生产中心,具有高温、高压、易燃、易爆、不毒等特点。
在合成氨生产过程中,如果因生产操作不当或设备故障,造成大量高压气体向外泄漏,有可能发生重大火灾、爆炸和人员中毒等严重后果,其破坏性非常严重,甚至会影响整个合成氨的生产及周边环境。
故在合成工段生产中必须严格执行工艺操作指标和安全规程,严格管好设备及压力容器,防止高压气体外泄。
如发生高压气体意外泄漏,必须有一套有效的防范应急救援预案,以防止事态的扩大和减少事故损失。
合成工段危险源的确定
合成氨的生成 N2+3H2=2NH3+ 合成反应主要参数 温度475-515℃;
压力28MPa, 合成塔内主要气体成分
H2:70%;
CH4:18%;
%;
%
合成塔内主要气体的物化性质
H2:爆炸极限4%—75%;
最小引燃能量
CH4:爆炸极限5%—15%;
最小引燃能量
NH3:爆炸极限1
%—2
%;
最小引燃能量%mmJ
NH3对人体的呼吸道、皮肤、眼睛都有较强的刺激性和灼伤性。
合成系统内危险物总量
标准中ф800氨合成塔,在28MPa,反应压力下,其有效容积约为2—的H2、CH
4、N2、NH3及约5—6t液氨。
如果在较短时间内,系统内高压气体大量释放到空间,气体体积立即扩大280倍数,约在10分钟之内充满空间,形成重大火灾和爆炸危险因素。
加之液氨大量外泄,蒸发为气态氨后,占据空间更大,人根本无法生存。
合成工段高压气体大量外泄的主要部位及原因
合成塔出口到废锅一段,由于目前广泛使用提温型内件,塔出口温度达350℃,如果选用材质不当或管道、法兰、螺栓的缺陷,管材焊接质量不合格,加之长期使用受到腐蚀和高流速气体冲刷,均可能发生设备管线损坏、气体外泄。
氨循环机是合成工段主要运转设备,由于操作不当,H2/N2波动或塔内压差增大,加之运转部件受震动,管道的腐蚀、阀门管件的缺陷,加之开、停、倒车操作失误,均能使大量高压气体外泄。
合成氨冷器,由于它属低温设备,高压管道长期受低温腐蚀,易破裂而产生泄漏。
合成塔上电极焊盖,由于更换电炉、经常检查、拆装,易产生气体外泄。
循环机跳闸,发现处理不及时系统超压严重,引起局部管道爆裂或容器、法兰泄漏。
合成操作工违章作业或合成系统温度下降,处理不及时,不果断,联系不及时,造成系统超温超压,严重引起局部管道爆裂,设备法兰泄漏。
从目前江苏省小合成氨厂常见情况来看,以循环机操作失误较多。
但目前合成装置使用都达10年以上,多数管材均应检查、测厚,以防事故。
合成气体大量外泄特点及危害性
着火
主要部位:合成塔出口,合成塔小盖,管径较小的管道如压力表管等。
特点:着火快;
温度极高,超过1000℃;
火力强;
不易被扑灭。
主要危险性:人员被烧伤,甚至死亡。
电气仪表烧坏,厂房设施烧坏。
有毒气体外泄
主要危险性在:氨冷器
1、2两级放氨。
原因:阀门损坏,氨管线破裂。
特点:短时间不会着火或爆炸,但由于液氨蒸发速度极快,1kg液氨蒸发后成为1316L氨气,迅速占据空间,使操作人员不能及时处理 阀门,被迫撤离现场,严重时,液氨会灼伤人皮肤,氨气会使人眼睛和呼吸道受伤。
爆炸
主要部位:循环机及管道
特点:
由于管道或阀门等部位损坏处破口较大,大量高压气体冲出后,未及时着火,大量可燃气体充满空间,引起爆炸。
由于高压气体温度较低,或气体中N2和NH3含量相对高一点,或高压状态的液氨突然减压后,气体体积迅速扩大,使混合气中氨成分增多,减少了着火的可能性。
高压气体大量冲出,产生特别巨大的晌声,使人有恐惧感。
由于气体中含有大量的氨气,对人伤害特别大,人员不易处理本岗位阀门等,也造成联系、指挥不便。
主要危害性:大量高压气体外泄,在短时间内未着火,如外泄不能得到控制,其发生空间爆炸的可能性极大。
发生重大爆炸,其车间厂房、设备、管道等全部被毁,人员如不能及时撤离,性命难保,后果非常严重。
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