烟道止逆弯头(什么是氨？你见过吗？听说合成氨会爆炸？为啥)

Posted 2023-06-02

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烟道止逆弯头(什么是氨？你见过吗？听说合成氨会爆炸？为啥)

氨(NH3)常态下是有特殊气味的强刺激性气体，密度0.771克/升(标准状况)，相对密度为0．5971(空气=1)，易燃，自燃点为651℃，能与空气形成爆炸性混合物(爆炸极限15．7％～27．4％)。氨气常温加压即可液化(临界压力11．4MPa，临界温度132.30℃，沸点为33.42℃、凝固点为－77．712。氨的水溶液称为氨水，呈碱性。

液态氨图片

　　氨主要用途是生产氮肥，还用于生产硝酸、纯碱、化纤、塑料、橡胶、医药、染料和爆炸晶，液氨可用作制冷剂。

一、合成氨工艺

　　天然气(主要成份为甲烷)经脱硫后与水蒸汽混合，先进入一段转化炉，在压力3.6MPa、温度834℃和镍系催化剂的作用下，大部分甲烷转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳。然后在二段转化炉引入空气在炉内燃烧继续进行转化，同时提供氨合成的主要成分氮气。转化气中的一氧化碳在高、低变换炉中于426℃、224℃和铁系、铜系催化剂作用下与水蒸汽反应生成氢气和二氧化碳。变换气中的二氧化碳在脱碳塔用苯菲尔溶液吸收，溶液中二氧化碳反再生释出作为副产品。脱碳气中的一氧化碳、二氧化碳于甲烷化在354℃和镍系催化剂作用下与氢反应生成甲烷和水蒸汽。最后，氮氢混合气用合成气压缩机压缩到24MPa送入合成塔，在540℃和铁系催化剂作用下氮氢气进行合成反应，出塔气经冷却使氨冷凝分出即为合成氨产品。

二、合成氨

　　合成氨生产所用原料(天然气、石脑油、渣油)，中间物料(甲烷、氢、一氧化碳)、产品(氨)是易燃、易爆、有毒、有害物质。

　　合成氨生产的物料(易燃易爆、有毒)和工艺条件决定其具有极大固有危险性，事故统计表明，化工系统爆炸中毒事故最集中的就是合成氨生产。

　　1、爆炸——合成氨生产中的化学爆炸可归成三类。一是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；二是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；三是气压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。

　　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。物理爆炸后往往接着发生化学爆炸。

　2、中毒——合成氨生产中，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。一氧化碳、硫化氢的中毒频度和严重度则都是化工生产中最高的。

2.1一氧化碳

　　一氧化碳属血液窒息性气体，进入血液后与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，使血液输氧能力降低，造成组织缺氧。急性一氧化碳中毒是吸入较多一氧化碳后引起的急性脑缺氧性疾病，以中枢神经系统的症状和体征为主。我国卫生标准规定的一氧化碳车间最高容许浓度为30mg／m3。

2.2、硫化氢

　　硫化氢是强烈的神经毒物，对黏膜有强烈刺激作用。它的全身毒作用是由于其抑制细胞色素氧化酶，阻断生物氧化过程，造成组织缺氧(内窒息)所致。我国卫生标准规定的硫化氢车间最高容许浓度为10mg／m3。

三、合成氨工艺的知识点

　　合成氨企业通常都是重大危险源，要按国际公约和国家有关规定采取特殊控制措施，如安全检查、安全运行、安全评价、应急计划和安全报告制度等等，防止液氨、一氧化碳大规模泄漏引发社会灾难性事故。

1、防止化学爆炸

　　(1)严防过氧(透氧)

　　无论以煤还是以重油为原料造气，过氧都是引发设备管线内化学爆炸的关键因素。要控制煤气中氧含量不超过0．5％，当氧含量达到1％时，要立即停车处理。

　　用煤造气时控制过氧的主要措施是，煤入炉前要把大小块分开，使之燃烧均匀、完全而不产生风洞；炉温偏低时应延长吹风时间；确保自动机及其阀门控制正确灵敏，保证吹入气体的顺序正确；若吹入气体顺序错误或蒸汽中断，应立即将制气循环转入吹空气放空阶段，同时打开炉下安保蒸汽(亦称保压蒸汽)，吹净蒸汽。

　　用重油造气时控制过氧的主要措施有，投料时炉温应在850℃以上，投料顺序为先蒸汽、次油、后氧气；操作中严禁油中带水并严格控制氧油比在0．8～0．9之间；必须装设在线氧含量分析报警仪(报警限设在含氧0．8％以下)，同时还须装设油、氧、事故蒸汽、系统放空和氧气放空的联锁装置，设置过氧自动停车并自动打开放空联锁装置，以避免下游设备(尤其是洗涤塔)过氧爆炸；严防供油中断。

　　(2)严防物料互窜

　　用煤造气须严防煤气窜入鼓风机系统(常发生在鼓风机突然停电停机时)形成爆炸性混合物，鼓风机开机前必须置换分析以防鼓风机和空气支管、总管爆炸。用重油造气时，若氧压机停车则氧气管道压力下降，高温煤气会倒窜入氧气管道引发爆炸，所以氧气管道要装设压力报警器、止逆阀和自动加氧装置。为防止氧气窜入氮气系统发生爆炸，亦应装设可靠的止逆装置。

　　在变换净化部分：要严防下游气体(其氢气含量已大大提高)倒窜回上游，因而要装设必要的液封、放空、止逆等装置；严防脱硫塔、脱碳塔、铜洗塔、碱洗塔发生泛液和出口气体带液，这会造成高压机液击，甚至引起恶性爆炸。为此应精心控制气体流速、精心控制塔中液位，同时保证液位计灵敏可靠、防备出现假液位。

　　(3)防止可燃气体物料泄入空气引发空间爆炸，应合理布点装设在线可燃气体监测报警器，及时发现泄漏及时处理，保证液封和安全放空设施功能正常。

2、防止物理爆炸

　　关键是保证设备、管线(尤其是弯管、弯头)、接头的机械强度和密封，一定要定期检验和检修。严禁带病运转。贮罐、气柜物理爆裂会引起大规模泄漏，应大范围(包括厂外)禁火禁电、疏散人群。

3、中毒和噪声控制

　　(1)作业现场应合理布点装设一氧化碳、硫化氢、氨的监测报警器；有条件的企业应建设事故氨吸收处理系统，设气防站。对这些气体可能出现的场所，必须施行监护作业，携带便携式气体检测器，配备送风式或自给式呼吸器。

　　(2)噪声超标岗位应采取减振、隔声、消声等降噪措施，难以达标的岗位应为职工提供耳罩、耳塞或护耳器等防护用品。

　　(3)变换净化岗位可适当设置洗眼器或水淋洗设施。

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