合成氨的设备操作及安全生产探析

黄 东

（中海油化学公司海南基地化肥二部，海南东方 572600)

合成氨作为典型的化工生产技术，其在生产的过程中不管是物料、装置及工艺操作都存在较高的危险性。为了保证合成氨生产的正常有序进行，预防生产事故的发生，保障人员和财产的安全，本论对合成氨的的设备操作、生产过程中存在的危险因素及安全生产的措施进行探讨分析。

1 合成氨的设备操作

1.1 合成塔的正常操作

合成塔的正常操作主要是控制适当的合成塔催化剂层温度，并控制好炉层压力，从而增强催化剂的活性，提高氢气、氮气的转化率及设备的生产能力。

1.1.1 稳定控制压力，减少压差，严禁超压

在合成过程中既要保证足量新鲜气量维持合成系统较高的操作压力，且不允许超压，减少压力的波动。根据合成塔内反应惰况、入口氨与惰性气体含量、氢氮比的波动及时采用放空阀调节压力，稳定控制压力，严禁超压。对压力调节应缓慢进行，不能进行猛烈地升降压。防止由于放空速度过快产生静电而导致着火、爆炸。

1.1.2 稳定控制热点温度，严禁超温

控制催化剂层温度是合成的主要操作环节，要根据生产负荷及合成塔进口气体成分等影响温度变化的因素，及时调节循环机近路、系统近路、合成塔副阀等，稳定控制催化剂层的热点温度。根据催化剂的型号及使用阶段的不同确定热点温度控制标准，保持催化剂层的温度在催化剂活性范围内。不允许超温操作，防止由于结晶粘聚而使催化剂烧坏并失去 活性。

1.2 塔壁温度与塔出口温度控制

合成塔外筒制造复杂且成本高昂，不能经常维修和更换，为了保证生产的安全及延长设备使用寿命，应该注意控制好塔壁湿度，防止合成塔主要部件同时承受高温和高压。过高的塔壁温度，会降低钢材强度而承受不了高压，加快塔壳的腐蚀速度，从而缩短其使用寿命甚至会引发爆炸事故。另外，塔出口温度过高也同样会加快氢气、氨气对钢材的腐蚀，降低钢材强度，因此也要严格控制塔出口温度在管材规定范 围内。

1.3 液位的控制

首先是控制冷交、氨分液位。冷交、氨分液位高低，会随着生产负荷等因素的变化而变化，过高或过低的液位都会影响合成塔的正常操作，甚至引发事故。因此需要严格控制在指标范围内。其次是控制氨冷器液位，因为液位过低会增大合成塔入口氨含量，液位过高则会造成冰机带氨。再者要控制废锅的液位，防止液位过低造成废锅出口温度高，甚至出现“干锅”；以及液位过高则而影响蒸汽质量。

1.4 循环机的正常操作与紧急停车

循环机的主要是给氨分离器的循环气增压，使其与新鲜气混合，可以循环利用气体，从而提高反应率。正常生产时需要定期排放滤油器油水、记录循环机进出口温度、压力、电压，控制油箱油位、主轴瓦油压等。当发生着火、爆炸、电器故障、机械事故等情况应采取紧急停车措施。

1.5 催化剂的装填

在合成氨工业中催化剂的装填非常重要，对合成反应有着重要影响。各种规格的催化剂填装时要层次分明，高度尺寸及重量数量要准确，平面各点要填装平整，防止催化剂受潮，催化剂要磨角处理，装前要过筛，边过筛边称量边填装。内件各处要密封填料，不得泄漏。装填完毕要及时对催化剂床层进行吹扫和封盖。

2 合成氨的安全生产

安全生产和劳动保护是我国现代化建设的一条根本方针。尤其是诸如合成氨生产的现代化工中具有工艺复杂、能量密集，且存在各种易燃、易爆、有害的危险物质，如果没有做好防护措施，遵守各种设备的正确操作规程，提高安全生产意识，则可能出现人身和设备事故，造成人员伤亡、中毒、职业病或者设备损坏，以及国家财产的损失。特别是在单系列的大型氨厂，做好安全生产和防护工作显得更加重要，这是因为一旦大型氨厂发生重大安全事故，不但会造成人员伤亡和巨大的直接经济损失，而且由于其单系列的特点而导致巨大的间接经济损失。因此，在合成氨生产过程中必须贯彻“安全第一、预防为主、综合整治”的安全方针，做好各种安全防护工作。

2.1 防火、防爆和防毒

大型氨厂中常见的危险化学品有很多，比如H2、CH4、C2H2、石油液化气及石脑油等易燃易爆的气体、液体；有硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠等强腐蚀性和灼伤性的物质；还有半水煤气、CO、NH3、H2S、V2O5、C4NiO4对人体有毒害的物质，如果操作这些有毒气体发生泄露，它们会与空气中的氧气结合，使人体吸入吸入大量CO2而发生窒息或者中毒 事件。

在合成氨生产过程中，上述这些易燃、易爆、有毒、强腐蚀性的化学物品是导致氨厂发生火灾、爆炸、中毒、灼伤等事故的主要物质条件，对工作人员生命财产安全造成巨大威胁。然而，绝不是说存在这些危险化学品的就必然会引发各种人身伤害和设备损坏事故。只要工作人员提高安全防范意识，严格按照操作规程和规章制度进行作业，加强对危险化学品的管理，火灾、爆炸、中毒等事故是完全可以避免的。例如：采用成熟可靠、安全的生产工艺技术，可以从根本上提高生产的安全性；控制好容器的温度和压力，避免明火和各种火源靠近可燃物，都可以避免燃烧和爆炸事故的发生；对生产过程的各种变量进行监控，设置可燃气体报警器、CO与H2S检测报警器，以及对液氨发生泄漏的自动报警装置；对于强腐蚀性物料的输送，应该耐腐蚀性且有良好密封性的管道和设备，避免因为物料发生泄漏而导致的火灾、爆炸、中毒事故；厂房的设计要做好通风与排气，从而降低作业场所的有毒有害物质的浓度，并且粘贴明示各种警示性的标志；对于接触有毒有害物质的作业人员要做好各种个人防护措施，比如戴好防毒面具、防护手套、安全眼镜，对于接触强酸强碱的岗位要设置安全淋浴/洗眼器。

2.2 防尘

生产性灰尘是指生产过程中产生的可以较长时间内悬浮在空气中的微小固体粒子，在大型氨厂中，其主要生产性灰尘包括催化剂粉末、各种烟道气中的固体粒子、玻璃纤维、矿渣棉等，以及尿素包装过程中产生的粉尘。由于大型氨厂的多采用气体或重油为燃料，可以比较充分地燃烧，与燃煤锅炉相比烟道气中的灰尘少很多；对于玻璃纤维、矿渣棉等生产性灰尘，通过在外表面加装保护层，并及时地清理废弃物，就能在很大程度上进行控制。而由于大型氨厂中需要使用到各种催化剂，且使用一段时间必须进行更换，这些废旧催化剂大都比较破碎，产生许多粉尘，并且多数催化剂含有对人体有毒的物质，所以在更换废旧催化剂过程中要充分做好防尘、防毒工作，以保护作业人员的健康安全。而对于尿素包装过程中产生的粉尘，可以通过改进工艺，将尿素成品先进行除尘、降温然后再包装。对于产生粉尘的车间在设计的时候应该采用半开放式，安装真空除尘器，作业人员应该配备防尘口罩、工作服，降低生产性灰尘对人员的损害。

2.3 防噪声

噪声已经成为危害人体健康和污染环境的重要因素，噪音可以造成人员的听力损伤，导致听觉下降严重时甚至还会引起噪声性耳聋；噪声也会危害到人们的神经、心脏、消化系统，引起头晕、失眠、神经衰弱、记亿力减迟等神经病症，以及心跳过快、高血压、消化不良等病症。防治噪声已经成为企业安全工作及劳动保护的一个重要任务。根据噪声的产生与传播原理，可以从以下几方面着手消除噪声危害：

（1）从声源上进行控制，如选用低噪音的设备，或是减小机器设备的震动与冲击。

（2）在传播途径上进行控制，如采用吸音材料吸收噪声，或是把发声物体隔离起来进行隔音，设置高、低压蒸汽放空消音器。

（3）在个人防护方面，工作人员注意佩戴耳塞、耳罩，减少人员接触噪音的时间，通过设置现场警示标志提高工作人员的防护意识。

3 结束语

作为合成氨企业的工作人员，应该严格执行各种设备的操作规程，严格遵守安全制度，同时企业也要加强管理，加强安全生产教育，建立健全各项安全生产的规章制度并将安全措施落到实处，牢固树立了安全第一、预防为主的思想，就可以有效防止事故的发生，保障人员和财产安全，保证合成氨生产的正常有序进行。