尿素生产危险性分析及安全对策(新编版)

尿素生产危险性分析及安全对
策(新编版)
Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place.
( 安全管理 )
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编号：AQ-SN-0307
尿素生产危险性分析及安全对策(新编版)
文献综述
一：尿素生产概述
尿素是目前使用的固体氮肥中，含氮量最高的化肥，其含氮量为硝酸铵的1.3倍，氯化铵的1.8倍，硫酸铵的2.2倍，碳酸氢铵的2.6倍[1]。

尿素属中性速效肥料，长期使用不会使土壤发生板结。

其分解释放的CO2也可以被农作物吸收，促进植物的光合作用。

在土壤中，尿素能增进磷钾镁和钙的有效性，且施入土壤后无残存废物[2]。

在有机合成工业中，尿素可用来制取高聚物合成材料，尿素甲醛树脂可用于生产塑料漆料以及胶合剂等[2]。

在医药工业中，尿素可作为生产利尿剂、镇静剂、止痛剂等的原料[3]。

此外，在石油、纺织、纤维素、造纸、炸药、制革、染料和选矿等生产中也要尿素
[4]。

目前，中国是世界上最大的化肥生产和消费大国。

据统计，5月份全国共生产尿素183万吨（折纯，下同），比去年同期的166万吨相比增长了10.1%，1～5月全国共生产尿素877.4万吨，比去年同期的790.4万吨增长了11%[5]。

二：尿素的理化性质
尿素：学名为碳酰二胺，分子式为CO(NH2)2，相对分子量为60.06。

因最早由人类及哺乳动物的尿液中发现，故称为尿素。

纯净的尿素为无色、无味、无臭的针状或棱柱状的晶体，含氮量46.6%，工业尿素因含有杂质而呈白色或浅黄色[6]。

尿素的熔点在常压下为132.6℃，超过熔点则分解。

尿素较易吸湿，其吸湿性次于硝酸铵而大于硫酸铵，故包装、贮存要注意防潮[2]。

尿素易容于水和液氨，其溶解度随温度升高而增大，尿素还能容于一些有机溶剂，如甲醇、苯等[4]。

常温时，尿素在水中缓慢地进行水解，最初转化为氨基甲酸铵，然后形成碳酸铵，最后分解为厂氨和二氧化碳。

随着温度的升高，
水解加快，水解程度也增大，在145℃以上尿素的水解速度剧增。

这一点对尿素的生产有实际的影响，故在循环和蒸发工序应于注意[7]。

但在60℃以下，尿素在酸性、碱性或中性溶液中不会发生水解作用[8]。

尿素在高温下进行缩合反应，生成缩二脲缩三脲和三聚氰酸[9]。

缩二脲会烧伤作物的叶和嫩枝，故应控制产品中缩二脲的含量。

往尿液中加入销铵，对尿素能起到稳定作用[10]。

尿素属微毒类。

对眼睛、皮肤和粘膜有刺激作用。

对环境可能有危害，对水体可造成污染[7]。

从以上信息可以看出，尿素是很重要的化工原料，而且具有一定的危害性，因此研究尿素生产过程中的危险性及安全对策是很有意义并且十分必要。

三：尿素的生产方法
尿素最先由鲁爱尔于1773年在蒸发人尿时发现的。

1828年佛勒在实验室首先用氨和氰酸合成了尿素：HCON+NH3=CO(NH2)2 此后,出现了以氨基甲酸铵、碳酸铵及氰氨基钙等作为原料的50余种合成尿素的方法。

但是因原料难得或因有毒性或因反应条件难
以控制或因经济上不合理，在工业上均未得到实现[12]。

1868年巴扎罗夫提出高压下加热氨基甲酸铵脱水生成尿素的方法[13]。

1922年首先在德国发本公司奥包工厂实现了以NH3和CO2直接合成尿素的工业化生产，从而奠定了现代工业生产尿素的基础[14]。

合成氨生产为NH3和CO2直接合成尿素提供了原料。

由NH3和CO2合成尿素
反应为:2NH3+CO2＝CO(NH2)2+H2O
该反应是放热的可逆反应，其产率受到化学平衡的限制，只能部分的转化为尿素，一般转化率为50~70%。

因而，按转化物的循环利用程度，尿素的生产方法可分为不循环法、半循环法和全循环法三种[15]。

20世纪60年代以来，全循环法在工业上得到普遍的使用[17]。

目前世界上已实现工业化的尿素生产技术有CO2气提法、NH3气提法、UTI法、ACES法以及IDR法。

而近期全球新建的尿素装置中约有80%以上采用的是荷兰Stamicarbon公司的CO2气提工艺和意大
利Snamprogetti公司的NH3气提工艺，这２种工艺的消耗指标相差无几，投资也较为接近[18]。

四：尿素生产过程中的风险
1、生产装置中原料的腐蚀
在工业尿素生产中，原料液氨和二氧化碳、反应生成物甲胺、尿素溶液、原料带入的硫化物、氯化物及生产过程中形成的碳酸铵溶液、稀氨水和少量氰酸等，都具有不同程度的腐蚀性。

特别是主要生产过程是在高温(150-200℃)、高压(20.0-24.5MPa)下进行的，其腐蚀性较常温、常压下严重得多[19]。

2、生产装置中某些部位易发生爆炸
从1966年至今，国内尿素生产厂相继发生多次爆炸事故，发生爆炸的部位主要为尿素车间碳馁液槽、惰洗槽、冷器、液氨缓冲槽、预分器，尿素生产中的爆炸事故，直接威胁广大职工的生命安全，导致企业停产[18]。

五：尿素生产过程中的常用对策
1.选择耐蚀的衬里材料及焊接材料,制定合适的材料检验标准,
并加强对所有材料的验收和管理。

目前在尿素生产中普遍采用316L不锈钢及其同系列钢种，这一类材料能耐受加氧钝化生产装置各部分所处的腐蚀环境，特别是尿素合成塔与汽提塔[5]。

但在某些条件苛刻部位，如焊缝、合成塔与汽提塔上部、连接部分等处，因其抗蚀力较差，尤其是汽提塔的管子，故采用一种改良的奥氏体不锈钢，其成分为Cr25Ni22Ti2，此材料耐蚀能力较强。

此外，钛、及其合金也进一步得到了应用，但因造价高而不能广泛使用[20]。

2.加强设备管理,做好受压容器的检测工作
尿素开停车时，高、中、低压调节阀启闭动作要缓慢。

采取静电接地，可防止静电在某一部位的积累，消除大的静电位差，从而避免静电火花的产生[19]。

控制氨冷器的冷却水温度及惰洗器出口气体成分组成，及时调整氨冷器、惰洗器的冷却水用量，人为的提高惰洗器气相中的氨含量，使中压惰性气体不在爆炸范围内。

严格控制明火，检修动火必须按有关规定办理动火许可证，采取可靠的安全防火措施，方可检修[10]。

总结:
尿素作为重要的石油化工原料，在诸多化工生产领域中均有较大的使用，并且随着我国经济的不断发展，尿素的需求量将逐渐增大。

然而另一方面，尿素作为一种化学品，在尿素的生产过程中，我们不得不面对巨大的风险。

因此，研究并开发合理有效的工艺技术和安全管理措施是至关重要的，而我们在这些领域已经取得了长足的进步。

参考文献：
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