前言
??????? 在經(jīng)歷過合成氨合成工段的仿真實(shí)訓(xùn)以后，使得自己明白了合成氨合成的工藝流程，了解了所涉及到的一些設(shè)備和管道，其中有些高壓高溫設(shè)備或者高壓低溫的設(shè)備。所用的物料有氫氣以及中間產(chǎn)物等都是易燃易爆的高危物料，在生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)倪^程中如果生產(chǎn)操作不當(dāng)或者設(shè)備出現(xiàn)故障，造成大量的這些有毒、有害、易燃、易爆氣體泄漏，極易引起發(fā)生重大火災(zāi)、爆炸和員工的中毒等后果。所以在此基礎(chǔ)上，我將對合成氨的合成工段所能設(shè)計(jì)到的安全方面進(jìn)行論述，一方面是為了使得人們充分的認(rèn)識到合成工段的危險(xiǎn)方面，從而在發(fā)生異常情況時(shí)候能夠從容應(yīng)對，另一方面也是為了減少事故所給廠子所帶來的巨大損失。第1章 簡述合成氨合成工段的工藝流程
??????? 從甲烷化來的新鮮氣（40℃、2.6Mpa、H2/N2=3：1）先經(jīng)壓縮前分離罐(104-F)進(jìn)合成氣壓縮機(jī)(103-J)低壓段，在壓縮機(jī)的低壓缸將新鮮氣體壓縮到合成所需要的最終壓力的二分之一左右，出低壓段的新鮮氣先經(jīng)136-C用甲烷化進(jìn)料氣冷卻至93.3℃，再經(jīng)水冷器(116-C)冷卻至38℃,最后經(jīng)氨冷器(129-C)冷卻至7℃,后與氫回收來的氫氣混合進(jìn)入中間分離罐(105-F)，從中間分離罐出來的氫氮?dú)庠龠M(jìn)合成氣壓縮機(jī)高壓段。
??????? 合成回路來的循環(huán)氣與經(jīng)高壓段壓縮后的氫氮?dú)饣旌线M(jìn)壓縮機(jī)循環(huán)段，從循環(huán)段出來的合成氣進(jìn)(124-C)。高壓合成氣自124-C出來后，分兩路繼續(xù)冷卻，第一路串聯(lián)通過原料氣和循環(huán)氣一級和二級氨冷器117-C和118-C的管側(cè)，冷卻介質(zhì)都是冷凍用液氨，另一路通過就地的MIC-23節(jié)流后，在合成塔進(jìn)氣和循環(huán)氣換熱器120-C的殼側(cè)冷卻，兩路會合后，又在新鮮氣和循環(huán)氣三級氨冷器119-C中用三級液氨閃蒸槽112-F來的冷凍用液氨進(jìn)行冷卻，冷卻至-23.3℃。冷卻后的氣體經(jīng)過水平分布管進(jìn)入高壓氨分離器（106-F），在前幾個(gè)氨冷器中冷凝下來的循環(huán)氣中的氨就在106-F中分出，分離出來的液氨送往冷凍中間閃蒸槽。從氨分離器出來后，循環(huán)氣進(jìn)入合成塔進(jìn)氣-新鮮氣和循環(huán)氣換熱器120-C的管側(cè)，從殼側(cè)的工藝氣體中取得熱量，然后又進(jìn)入合成塔進(jìn)氣--出氣換熱器(121-C)的管側(cè)，再由HCV-11控制進(jìn)入(105-D)，在121-C管側(cè)的出口處分析氣體成分。
??????? 合成氣進(jìn)氣由合成塔105-D的塔底進(jìn)入，自下而上地進(jìn)入合成塔，經(jīng)由MIC-13直接到第一層觸媒的入口，用以控制該處的溫度，這一近路有一個(gè)冷激管線，和兩個(gè)進(jìn)層間換熱器付線可控制第二、第三層的入口溫度必要時(shí)可以分別用MIC-14、15和16進(jìn)行調(diào)節(jié)。氣體經(jīng)最底下一層觸媒床后，又自下而上地把氣體導(dǎo)入內(nèi)部換熱器的管側(cè)，把熱量傳給進(jìn)來的氣體，再由105-D的頂部出口引出。
??????? 合成塔出口氣進(jìn)入合成塔--鍋爐給水換熱器123-C的管側(cè)，把熱量傳給鍋爐給水，接著又在121-C的殼側(cè)與進(jìn)塔氣換熱而進(jìn)一步被冷卻，最后回到103-J高壓缸循環(huán)段(最后一個(gè)葉輪)而完成了整個(gè)合成回路。
??????? 合成塔出來的氣體有一部分是從高壓吹出氣分離缸108-F經(jīng)MIC-18調(diào)節(jié)并用Fl-63指示流量后，送往氫回收裝置或送往一段轉(zhuǎn)化爐燃料氣系統(tǒng)。從合成回路中排出氣是為了控制氣體中的甲烷化和氬的濃度，甲烷和氬在系統(tǒng)中積累多了會使氨的合成率降低。吹出氣在進(jìn)入分離罐108-F以前先在氨冷器125-C冷卻，由108-F分出的液氨送低壓氨分離器107-F回收。
??????? 合成塔備有一臺開工加熱爐(102-B)，它是用于開工時(shí)把合成塔引溫至反應(yīng)溫度，開工加熱爐的原料氣流量由FI-62指示，另外，它還設(shè)有一低流量報(bào)警器FAL-85與FI-62配合使用，MIC-17調(diào)節(jié)102-B燃料氣量。
??????? 第2章 合成氨合成工段安全技術(shù)措施
??????? 1.設(shè)備安全
??????? 從第一章的工藝流程簡介中可以看出在整個(gè)合成工段所用到的設(shè)備有合成氨反應(yīng)器、爐子、換熱器、分離罐和壓縮機(jī)和大量的運(yùn)送管線閥門。其中大部分屬于壓力容器，所以對其壓力的監(jiān)控一定要嚴(yán)格。
??????? 1.1 對氨合成反應(yīng)器的檢查
??????? 由于合成氨反應(yīng)是有催化劑的放熱反應(yīng)。所以一定要控制反應(yīng)的溫度，應(yīng)該在反應(yīng)器中安裝一些測溫自控裝置，以便在溫度發(fā)生異常的時(shí)候自動控制溫度的上升，在反應(yīng)器上可以安裝一些諸如安全閥、爆破片、排氣孔等泄壓裝置。對反應(yīng)器應(yīng)該定時(shí)進(jìn)行內(nèi)部和外部的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。
??????? 1.2 對爐子的檢查
??????? 爐子主要是用來給反應(yīng)器初期供熱的設(shè)備，主要所用的燃料是天然氣。所以爐子一定要選用防爆型的，并設(shè)置列管故障保護(hù)設(shè)施。設(shè)置一定數(shù)量的溫度和壓力檢測裝置，以便控制輸出溫度，使得爐子控制在最佳燃燒范圍內(nèi)。定期對爐子的內(nèi)部和外部進(jìn)行檢查。
??????? 1.3 對換熱器的檢查
??????? 換熱器是兩種溫度不同的物質(zhì)交換溫度的場所，所以考慮換熱器中所走的物料，選擇合適材料和類型的換熱器。考慮是否超過換熱器的設(shè)計(jì)溫度，設(shè)備的沖洗是否適當(dāng)，維修工作能否安全的進(jìn)行，兩種物料能否在換熱器內(nèi)充分的交換熱量等等。
??????? 1.4對分離罐的檢查
??????? 定期對分離罐進(jìn)行壓力測試，所使用的分離罐是否符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。檢查壓力的釋放是否適當(dāng)，緊急情況下能將容器中的物料隔離嗎？分離罐的放空和排污是否有詳細(xì)的說明。對一些重要的液位進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常能夠及時(shí)處理。
??????? 1.5 對壓縮機(jī)的檢查
??????? 在選用壓縮機(jī)的時(shí)候，考慮出口壓力是否會超過殼體本身的設(shè)計(jì)壓力，出口壓力會不會超過下游設(shè)備或者管道的設(shè)計(jì)壓力，進(jìn)壓縮機(jī)的物料的溫度會不會超過殼體的設(shè)計(jì)溫度，對壓縮機(jī)的機(jī)械部件進(jìn)行定期的維護(hù)加潤滑油，保證其正常運(yùn)行。在壓縮機(jī)周圍應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩，避免意外的發(fā)生。
??????? 1.6 對管線閥門的檢查
??????? 管線是鏈接設(shè)備之間的主要通道，在對管道的檢查中，應(yīng)考慮內(nèi)部物料的類型、溫度以及壓力，是否符合工藝條件。檢查管線和閥門是否發(fā)生泄漏和破損，設(shè)置應(yīng)有的放空和排污系統(tǒng)。是否需要安裝切斷閥，止逆閥等等。對管線閥門進(jìn)行定期的清理，保證管線閥門的正常運(yùn)行。
??????? 2.工藝操作的安全技術(shù)
??????? 2.1催化反應(yīng)的安全技術(shù)
??????? 氨合成是氫氣和氮?dú)獍凑找欢ū壤?，在催化劑的作用在進(jìn)行的可逆放熱的化學(xué)反應(yīng)。在氨合成操作過程中，若是催化劑的選擇不正確或者加入不適量，易造成局部反應(yīng)的劇烈。催化劑需要在一定的溫度條件下，若是反應(yīng)溫度控制不當(dāng)，可能會發(fā)生超溫爆炸或者著火事故，還有可能使得催化劑失活，以至于反應(yīng)目標(biāo)產(chǎn)物無法產(chǎn)生。原料氣中某種能與催化劑反應(yīng)的雜志含量增加，可能成為爆炸危險(xiǎn)物。