专业仿真训练(合成氨合成工段)报告

（

2013 年 12 月

专业基础仿真训练论文 题 目：论述合成氨合成工段的安全措施 学生姓名： 学 院：化

工学院 系 别：化学工程系 专 业： 班 级：

指导教师：

前言

在经历过合成氨合成工段的仿真实训以后，使得自己明白了合成氨合成的工艺流程，了解了所涉及到的一些设备和管道，其中有些高压高温设备或者高压低温的设备。所用的物料有氢气以及中间产物等都是易燃易爆的高危物料，在生产和运输的过程中如果生产操作不当或者设备出现故障，造成大量的这些有毒、有害、易燃、易爆气体泄漏，极易引起发生重大火灾、爆炸和员工的中毒等后果。所以在此基础上，我将对合成氨的合成工段所能设计到的安全方面进行论述，一方面是为了使得人们充分的认识到合成工段的危险方面，从而在发生异常情况时候能够从容应对，另一方面也是为了减少事故所给厂子所带来的巨大损失。

第1章简述合成氨合成工段的工艺流程

从甲烷化来的新鲜气（40℃、2.6Mpa、H

2/N

2

=3：1）先经压缩前分离罐(104-F)

进合成气压缩机(103-J)低压段，在压缩机的低压缸将新鲜气体压缩到合成所需要的最终压力的二分之一左右，出低压段的新鲜气先经136-C用甲烷化进料气冷却至93.3℃，再经水冷器(116-C)冷却至38℃,最后经氨冷器(129-C)冷却至7℃,后与氢回收来的氢气混合进入中间分离罐(105-F)，从中间分离罐出来的氢氮气再进合成气压缩机高压段。

合成回路来的循环气与经高压段压缩后的氢氮气混合进压缩机循环段，从循环段出来的合成气进(124-C)。高压合成气自124-C出来后，分两路继续冷却，第一路串联通过原料气和循环气一级和二级氨冷器117-C和118-C的管侧，冷却介质都是冷冻用液氨，另一路通过就地的MIC-23节流后，在合成塔进气和循环气换热器120-C的壳侧冷却，两路会合后，又在新鲜气和循环气三级氨冷器119-C 中用三级液氨闪蒸槽112-F来的冷冻用液氨进行冷却，冷却至-23.3℃。冷却后的气体经过水平分布管进入高压氨分离器（106-F），在前几个氨冷器中冷凝下来的循环气中的氨就在106-F中分出，分离出来的液氨送往冷冻中间闪蒸槽。从氨分离器出来后，循环气进入合成塔进气-新鲜气和循环气换热器120-C的管侧，从壳侧的工艺气体中取得热量，然后又进入合成塔进气--出气换热器(121-C)的管侧，再由HCV-11控制进入(105-D)，在121-C管侧的出口处分析气体成分。

合成气进气由合成塔105-D的塔底进入，自下而上地进入合成塔，经由MIC-13直接到第一层触媒的入口，用以控制该处的温度，这一近路有一个冷激管线，和两个进层间换热器付线可控制第二、第三层的入口温度必要时可以分别用MIC-14、15和16进行调节。气体经最底下一层触媒床后，又自下而上地把气体导入内部换热器的管侧，把热量传给进来的气体，再由105-D的顶部出口引出。

合成塔出口气进入合成塔--锅炉给水换热器123-C的管侧，把热量传给锅炉给水，接着又在121-C的壳侧与进塔气换热而进一步被冷却，最后回到103-J 高压缸循环段(最后一个叶轮)而完成了整个合成回路。

合成塔出来的气体有一部分是从高压吹出气分离缸108-F经MIC-18调节并用Fl-63指示流量后，送往氢回收装置或送往一段转化炉燃料气系统。从合成回路中排出气是为了控制气体中的甲烷化和氩的浓度，甲烷和氩在系统中积累多了会使氨的合成率降低。吹出气在进入分离罐108-F以前先在氨冷器125-C冷却，由108-F分出的液氨送低压氨分离器107-F回收。

合成塔备有一台开工加热炉(102-B)，它是用于开工时把合成塔引温至反应温度，开工加热炉的原料气流量由FI-62指示，另外，它还设有一低流量报警器FAL-85与FI-62配合使用，MIC-17调节102-B燃料气量。

第2章合成氨合成工段安全技术措施

1.设备安全

从第一章的工艺流程简介中可以看出在整个合成工段所用到的设备有合成氨反应器、炉子、换热器、分离罐和压缩机和大量的运送管线阀门。其中大部分属于压力容器，所以对其压力的监控一定要严格。

1.1 对氨合成反应器的检查

由于合成氨反应是有催化剂的放热反应。所以一定要控制反应的温度，应该在反应器中安装一些测温自控装置，以便在温度发生异常的时候自动控制温度的上升，在反应器上可以安装一些诸如安全阀、爆破片、排气孔等泄压装置。对反应器应该定时进行内部和外部的检查，发现问题及时解决。

1.2 对炉子的检查

炉子主要是用来给反应器初期供热的设备，主要所用的燃料是天然气。所以炉子一定要选用防爆型的，并设置列管故障保护设施。设置一定数量的温度和压力检测装置，以便控制输出温度，使得炉子控制在最佳燃烧范围内。定期对炉子的内部和外部进行检查。

1.3 对换热器的检查

换热器是两种温度不同的物质交换温度的场所，所以考虑换热器中所走的物料，选择合适材料和类型的换热器。考虑是否超过换热器的设计温度，设备的冲洗是否适当，维修工作能否安全的进行，两种物料能否在换热器内充分的交换热量等等。

1.4对分离罐的检查

定期对分离罐进行压力测试，所使用的分离罐是否符合相应的标准。检查压力的释放是否适当，紧急情况下能将容器中的物料隔离吗？分离罐的放空和排污是否有详细的说明。对一些重要的液位进行及时监控，发现异常能够及时处理。

1.5 对压缩机的检查

在选用压缩机的时候，考虑出口压力是否会超过壳体本身的设计压力，出口压力会不会超过下游设备或者管道的设计压力，进压缩机的物料的温度会不会超过壳体的设计温度，对压缩机的机械部件进行定期的维护加润滑油，保证其正常运行。在压缩机周围应设置防护罩，避免意外的发生。

1.6 对管线阀门的检查

管线是链接设备之间的主要通道，在对管道的检查中，应考虑内部物料的类