合成氨安全生产技术

合成氨安全生产技术
一、安全风险信息
（一）合成氨工艺安全风险
1、合成氨生产过程涉及一氧化碳、硫化氢、氢气、甲醇、丙烯和氨等危险化学品，可导致中毒和窒息、火灾、爆炸、灼烫等危害。

2、高温、高压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火灾和空间爆炸。

3、气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解，导致积炭燃烧或爆炸；汽轮机液压油、润滑油泄漏接触高温物体表面易引发火灾事故。

4、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。

5、液氨大量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。

6、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等。

7、高压、高温煤粉从设备管线泄漏时，会迅速形成爆炸性混合物，造成粉尘爆炸或空间爆鸣。

8、液氧、液氮和液氩等低温液体泄漏，可造成人员严重冻伤；低温介质进入非低温材质的设备或管道，可造成设备管道损坏。

9、工艺路线中高压、中压、低压管路并存，且有个别管路相互连接，操作不当可能出现高压串低压，进而引发管道、容器爆炸等。

10、煤炭储运和煤粉制备过程中，静电不及时导除或富氧环境极易引发粉尘爆炸。

（二）主要设备设施安全风险
1、加压煤气化炉、变换炉、甲烷化炉、脱硫脱碳等吸收塔、氨合成塔及其废热锅炉、液氨中间储槽、液氨罐等承压设备，生产运行过程中超温、超压，检测、控制、管理手段不完善等可造成泄漏，引发火灾和爆炸。

2、煤浆泵、溶液泵、氮氢气压缩机、氨压缩机等机泵在运转及检维修过程中可
因冲击和撞击，造成物体打击、机械伤害等。

3、高温设备及管道的保温措施不完善，可造成灼烫、火灾等。

4、放射性检测仪表安全防护失效可造成辐射危害。

5、电气设备安装、使用和维护不当，可造成触电事故。

6、仪表元器件失效，指示、传输信号失准或失效，可导致误报、停机或系统停车。

（三）主要作业活动安全风险
1、压缩机、汽轮机等大型机组开停车，生产装置常规开停车和紧急停车、跳车等非常规作业活动操作不当，易引发中毒、窒息、物体打击、火灾、爆炸等事故。

2、设备、管道等检维修作业过程中涉及动火、高处、受限空间、吊装、临时用电等特殊作业，置换不彻底、隔离措施落实不到位、安全防护不当等，可造成火灾、爆炸、中毒和窒息、高处坠落、触电和物体打击等事故。

二、工艺单元安全技术要求
（一）一般要求
1、合成氨装置生产过程应采用DCS控制系统对各个阶段的反应器（如：氨合成
塔、尿素合成塔、变换炉、气化炉）温度、压力、液位、进出反应容器物料流量、工艺介质的PH值等参数进行动态监控，为工艺操作提供安全、准确的信息2、涉及“两重点一重大”的煤气化、氨合成等生产装置应设置紧急停车系统（ESD），构成一、二级重大危险源的应设置独立的安全仪表系统（SIS）。

3、ESD或SIS系统按照安全独立的原则要求设置，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS，至少应满足下列要求：
——DCS应通过对关键单元和部件冗余配置，实现提高系统运行可靠性的要求；
——DCS应具有先进的硬件及软件环境，能满足运行用户的先进控制与实时过程优化软件的要求；
——DCS和SIS应采用UPS电源装置供电，并满足《仪表供电设计规范》
HG/T20509的要求；
——DCS系统应采用等电位接地技术；
——生产装置试车、开车前，应进行联调与试运，使系统各部分处于正常工作状态，完整地投入运行。

4、一般信号报警应在操作员站显示，重要信号报警除在操作员站显示外，宜在辅助操作台上设灯光显示单元和音响单元。

5、联锁系统的设计应满足化工装置的试车、运行和联锁回路的调试、测试和维护等要求。

气化单元应设置系统停车信号声光报警。

6、合成氨生产装置应满足合成氨重点监管危险化工工艺重点监控工艺参数和安全控制要求。

7、工艺系统以及承压设备应设立安全阀、爆破板等防爆泄压系统。

8、可燃性物料的放空管路系统设立阻火器、水封等阻火设施。

9、系统存在不同压力等级并存的高压段设备应设置液位报警、联锁，应设置工艺气吸收、分离等设备，液位应控制稳定。

10、合成氨装置应设置集中控制室，新、改、扩建控制室须符合《石油化工企业设计防火标准》GB50160、《建筑设计防火规范》GB50016和《石油化工控制室抗爆设计规范》GB50779要求。

11、装置现场设置的工业用工程站应标示清楚，同步配置快速接口及连接软管
12、氢气管线设备运行安全应按照《氢气使用安全技术规程》GB4962规定要
求执行。

13、工艺和作业过程的设计、组织和实施应满足《生产过程安全卫生要求总则》GB/T12801的要求。

14、空分氧气、氮中氧、合成气、精制气等工艺气应设置在线分析。

15、涉及一氧化碳、硫化氢、甲醇、丙烯、氨和氢气等有毒或可燃气体的释放源场所，应按照《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》
GB/T50493设置气体泄漏探测报警设施。

16、生产装置、罐区等应按照《石油化工企业设计防火标准》GB50160等设置完善的消防系统，配置相应的消防器材、设备和设施，并定期检查、检验，确保充足、完好。

17、涉及关键装置、重点部位应设置视频监控系统。

（二）煤粉制备单元
1、原料煤储存、输送系统应设立完善的冲洗设施、除尘抑尘设施、安全检测装置、泄压装置、防火装置、DCS自动控制系统。

2、皮带输送装置应设置紧急停车系统，包括DCS急停设施、现场紧急停车拉绳
、现场急停按钮等。

3、原料煤储存设施、输送设施、除尘抑尘设施检修前，须确认粉尘清理彻底。

4、煤粉应密闭输送，输送装置应设置防止静电积聚设施。

5、粉煤气化原料制备、输送和储存应采用氮气或二氧化碳等惰性气体保护，并设置O2浓度分析仪及CO在线监测设施。

6、煤粉制备应设置防止断料设施，防止热风门内漏检测设施，粉煤制备磨机出口温度应高于其露点。

7、煤炭储存、输送场所电气设备应采用防尘型电气设备。

5.2.88、护装置，皮带运输机四周应设防护栏、警示标识牌，穿越皮带运输机位置应设置过桥。

9、皮带应停机清理，检维修必须断电挂牌。

10、煤炭粉碎前，应设置除铁、除杂装置。

11、煤粉制备装置系统置换，氧含量应控制在5%以下。

12、煤粉制备、储存和输送应符合《粉尘防爆安全规程》GB15577要求，系统检修处理时，须置换合格并盲板隔离。

（三）煤气化单元
1、水煤浆、干煤粉气化安全技术
（1）气化装置应设置紧急停车系统，至少涵盖以下工艺联锁条件：——气化炉支撑板温度；
——合成气出口温度；
——激冷水流量；
——氧气总管压力；
——高压氮气压力；
——入炉氧流量；
——入烧嘴冷却水流量、出烧嘴冷却水流量；
——入烧嘴冷却水压力、出烧嘴冷却水温度；
——烧嘴冷却水进出口压差；
——出洗涤塔合成气温度；
——洗涤塔液位；
——锁斗压力、锁斗冲洗水液位；
——煤浆或煤粉流量；
——渣口压差。

——其他必要条件。

（2）气化装置安全联锁应完好有效，装置投料前必须调试合格并保存记录。

（3）气化炉投料前，氮气置换氧含量必须≤0.5%。

（4）气化炉停炉后氮气置换CO+H2≤0.5%。

（5）氧管线应设置止回阀和氮气保护设施，严禁油脂污染，检修部位脱脂合格方可投用。

（6）气化装置应严格控制操作压力、氧煤比、工艺气温度、气化炉炉温及外壁温度等工艺参数在指标范围内运行。

（7）气化装置开停车过程应严格执行升降温速率，初始开车烘炉或更换耐火砖后第一次开车，应严格执行升温曲线。

（8）气化炉升压速率不宜大于0.1MPa/min。

（9）渣水处理系统应保持合理液位，严禁合成气带水带灰。

（10）及时调节系统水平衡，维持气化炉激冷室液位和洗涤塔液位正常。

2、固定床无烟块煤（型煤）气化安全技术
（1）造气炉下行煤气阀和吹风阀应设安全联锁装置。

（2）煤气下行管、灰斗和炉底空气管道应安装爆破板，爆破板应安装防护罩。

（3）吹风阀应设置双阀或增装蝶阀。

（4）煤气炉应设置一次风管线防爆板和自动放空设施，主要液压阀应安装阀位指示。

（5）夹套锅炉和废热锅炉汽包应设置安全阀。

（6）汽包蒸汽出口阀在开车前应检查确认处于全开状态；关汽包放空阀，必须先开出口阀；关汽包出口阀，必须先开放空阀。

（7）夹套锅炉和废热锅炉汽包应设有低限报警装置，日常运行液位控制在1/2～2/3的高度，一旦断水，未经自然冷却严禁加水。

（8）造气炉应保持炭层高度及炉温稳定，如遇空气鼓风机跳车应紧急停炉。

（9）煤气发生炉停车打开炉盖前，必须先开抽引蒸汽（空气）防爆；观察炉面时，必须佩带防护面罩；当打疤或停炉时，炉口应放安全网罩。

（10）气柜应满足《工业企业湿式气柜技术规范》GB/T51094要求，还应满足。