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1、合成车间车间级安全培训课件,编制：余勇,1,目 录 合成车间简介 车间人员结构 安全生产组织状况 合成生产流程和工艺原理 车间安全生产特点 装置安全运行的意义 装置的安全性和可靠性 装置生产中的防护措施 合成车间危险化学品安全信息,2,合成车间生产区域危险源信息及应急处理措施 生产现场急救技术 防护器材的配备和使用方法 消防器材的使用方法和日常维护 安全生产基础概念 检修安全注意事项 车间安全管理制度 进入现场的安全注意事项,3,合成车间简介 车间概况 云天化股份有限公司的前身是云南天然气化工厂。是20世纪70年代我国从国外引进的13个大型化肥生产企业之一。合成装置于1974年开工建设，197
2、7年投产。合成车间现有在册员工 118 人，其中具有大专以上学历的有 47 人，党员 26 人。车间下设五个工艺班组和一个技术组 , 共同负责合成氨装置的生产和维护。 车间生产装置包括：一套日产 1500 吨合成氨装置，一套 1600 3/h 氧气的空分装置（负责供全公司仪表空气、氮气、甲醇氧气供应），一套脱盐水装置 ( 负责供全公司生产上的锅炉水 ) ，三台 75t/h 中压快装锅炉。分8个操作岗位。,4,安全生产组织状况 车间安全生产和应急救援指挥小组构成： 组 长： 郭敏才 副组长： 张庆伟 成 员： 沈 军 张克荣 孙孝章 李清辉 黄 勇 胡祥基 李登怀 汪范强 张昌伟 周明江 赵思坦
3、 陈东军 梁宗平 陈志刚,5,应急救援指挥小组职责 制定、修改化学事故应急救援预案。 组建本车间应急救援队伍，组织培训、演习、检查，督促和做好各项应急救援准备工作。 组织、指挥、协调应急救援队伍和应急救援行动。 向上级领导或主管部门报告现场情况，与友邻单位通报现场情况或者请求援助。 组织调查事故发生原因，总结化学事故应急救援工作中的经验教训，并做好善后工作。,6,应急救援指挥小组成员分工 组 长：组织指挥、协调全车间的应急救援行动。 副组长：协助组长协调车间的应急救援行动，负责事故报警及报告，通报应急救援情况及事故处理工作的协调指挥。 通信联络：由事故现场所在班组的班组长、安全员负责。 现场处
4、理：由车间安全员负责，所在班组安全员、班组长协助处理。 善后工作：由工会主席、车间安全员负责。,7,生产装置介绍 合成氨装置始建于 1974 年，于 1977 年建成投产，是我国 70 年代从国外引进成套设备建成的 13 套大型合成氨装置之一。装置原设计能力日产 1000 吨合成氨，投运以来经过多次技术改造，现设计能力为日产合成氨 1500 吨，最高日产量达到 1559 吨。其中比较集中的改造是 1988 年进行的 5 项节能技术改造、 1995 年进行的增产 15% 的技术改造和 2002 年末将装置生产能力提高到 1500 吨的节能增产改造。 本装置采用美国凯洛格公司的合成氨工艺，经过不断
5、的技术改造和装置的优化运行，目前装置吨氨能耗为 33GJ ，达到世界先进水平；装置具有完善的热量回收系统，并产生蒸汽用来驱动机泵和压缩机，减少了对电网的依赖，装置运行稳定可靠，在 2005 年合成氨、尿素装置曾连续运行 350 天，创造了新的世界记录。目前，合成氨装置已经采用了以先进控制系统为手段仪表优化控制系统，这是国内合成氨装置的第一次尝试，系统投入运行以来，对装置的稳定、节能、降耗起到积极的作用。,8,合成生产流程和工艺原理 生产过程： 原料天然气（其主要成分为甲烷）经提压至 4.0MPa 后，依次经过脱硫、制气、变换、苯菲尔特法脱碳和甲烷化工序净化，脱碳再生塔解析出来的二氧化碳送尿素车
6、间做原料，净化后的合格氢氮气经过压缩机升压至 14.4MPa 进入合成塔，在催化剂作用下反应生成气氨，再经过三级氨冷，将气氨冷却为液氨分离出来，然后送往尿素车间做原料，其余的液氨送氨罐储存。 附：合成氨装置流程简图,9,10,工艺原理 MEA脱硫原理 一乙醇胺是一种透明液体，简写MEA，分子式为HO(CH2)2NH2，或写为RNH2，R表示HO(CH2)2-。沸点170，密度1011.3kg/m3，冰点10.3，比热2.078J/g.。其溶液能够脱除酸性气体H2S及CO2,是因为它所含的羟基根(OH-)具有强烈的碱性。其脱硫时发生的反应如下: 2RNH2H2S(RNH3)2S (RNH3)2S
7、H2S2RNH3HS,11,加氢转化原理 加氢转化是指原料天然气在300400，在钴-钼催化剂的作用下，与加入的氢气进行转化反应，使原料气中的有机硫转化成无机硫，同时不饱和烯烃会转化成烷烃类、含氮有机化合物脱氮以及含氧有机化合物脱氧。主要反应如下: 有机硫的转化 R-SHH2RHH2S R-S-R2H2RHRHH2S COSH2COH2S C4H4S4H2C4H10H2S CS24H2CH42H2S 烯烃的饱和 C2H4H2C2H6H2S 以上反应均为放热反应，平衡常数随温度的升高而减少，但即使在400的温度下平衡常数值都很大，因此只要反应速度足够快，有机硫的转化是很完全的，这也就是加氢转化选
8、择在较高温度下进行的原因。,12,C4H4S4H2C4H10H2S CS24H2CH42H2S 烯烃的饱和 C2H4H2C2H6H2S 以上反应均为放热反应，平衡常数随温度的升高而减少，但即使在400的温度下平衡常数值都很大，因此只要反应速度足够快，有机硫的转化是很完全的，这也就是加氢转化选择在较高温度下进行的原因。,13,氧化锌脱硫原理 氧化锌脱硫是目前工业采用的脱硫效率最高的方法，它在一定的温度下能以极快的速度将H2S和部分有机硫全部脱除。净化后气体中硫含量可降到0.1mg/m3甚至更低，完全能满足工艺要求。 脱硫反应为: H2SZnOH2O(汽)ZnS 这是一个微放热反应，反应的平衡常数
9、在200400范围内都很大。操作反应条件随着加氢转化的条件确定而自然确定。两个氧化锌炉一般为串联操作，新换的一炉放在后面把关，平常注意观察出口硫含量小于0.5mg/m3即可。,14,天然气的蒸汽转化原理 脱硫后的原料天然气，需要在高温和加压下，在镍催化剂的促进下使之与水蒸汽发生反应，制取合成氨所用的粗原料气。这个过程称为转化，转化工序分两段进行。 一段转化反应如下: 转化反应: CH4H2OCO3H2 H。298=206.29 kJ 变换反应: COH2OCO2H2 H。298=-41.19 kJ,15,二段转化反应如下: 燃烧反应: 2H2O22H2O(g) H。298 = -483.99
10、kJ 转化反应: CH4H2OCO3H2 H。298 = 206.29 kJ 变换反应: COH2OCO2H2 H。298 = -41.19 kJ 整个转化工序制得的气体质量，最终是由二段出口温度控制的。在合理的压力和水碳比条件下，要使二段炉出口气体残余CH4含量小于0.5%，出口温度应在9001000左右。二段炉设计出口温度是999.5，设计出口甲烷含量是0.31%。,16,变换原理 变换反应式为:COH2OCO2H2 H。298=-41.19 kJ/mol 这是一个可逆、放热、反应前后体积不变的化学反应。压力对反应平衡没有影响，降低温度和增大水气比（水气比是指进口气体水蒸汽的分子数与总干气
11、分子数之比）会有利于反应平衡向右移动。 变换反应如果不借助催化剂，其速度是非常缓慢而无工业价值的。变换反应催化剂分为高温变换催化剂和低温变换催化剂，高变催化剂的活性组分是Fe3O4,温度适用范围是300500；低变催化剂的活性组份是Cu，温度适用范围是180250。,17,净化系统原理 经过转化和变换制得的粗合成气含有1520%的CO2和0.30.5%的CO，这将通过脱碳和甲烷化使（COCO2）10L/L，而取得合成氨所要求的净化气；并在脱碳回收纯净的CO2作为生产尿素的原料。 热钾碱法就是用碳酸钾溶液作为吸收剂，其吸收和再生过程可用一个方程式表示: 吸收 K2CO3 + CO3+ H2O 2
12、KHCO3 + 热量 再生 这是一个体积减小、放热的可逆过程。K2CO3吸收了CO2生成KHCO3，KHCO3又在加热、减压的条件下放出CO2重新变成K2CO3。前一个过程叫吸收过程，在吸收塔内完成；后一个过程叫再生过程，在再生塔内完成,18,甲烷化原理 脱碳气中尚含有少量残余的CO和CO2，它们均是合成氨催化剂的毒物。甲烷化工序的任务正是将残余的CO和CO2进一步脱除，使(COCO2)10L/L。 甲烷化反应方程式如下: CO3H2CH4H2O H。298=-206.16 kJ/mol CO24H2CH42H2O H。298=-165.08 kJ/mol 由反应式可以看出，甲烷化反应实际上就
13、是甲烷蒸汽转化的逆反应。在300400的低温时，有利于反应向右进行CO和CO2甲烷化反应，当温度提高到600800时，反应会向左进行，成为甲烷转化反应（生成CO和H2）。,19,氨的合成原理 氨合成的化学反应为: 1/2N23/2H2NH3 H。298=-46.22 kJ/mol 这一反应是在高温高压的合成塔内的铁催化剂上进行的，由于氢氮合成气一次通过合成塔的反应过程中只有少部分(约20%)合成为氨，因此反应后的混合气体经过冷却分离出产品氨后，再补充105-F来的新鲜氢氮气，经加压后又送回合成塔去合成氨，构成了合成循环回路。,氨的分离及精制原理 合成塔只能将一部分氢氮气合成为氨，为使产品氨与未
14、反应的气体分离，一般都采用降温冷凝的办法。一般取液氨作冷冻剂，即通过液氨冷却回路气来实现的。液氨经过换热，本身蒸发为气氨，气氨又经过冰机压缩和冷却水冷却而变成液氨，从而构成冷冻系统。 液氨蒸发温度越低，则氨气的压力也就越低，冰机的功耗也就越多，为了节省能量，根据冷冻温度的要求，采用不同的蒸发压力，凯洛格型装置采用了三级氨冷。,20,车间安全生产特点 合成氨、尿素的生产条件是高温、高压、低温、生产原料、半成品、成品及排放物等大多分别具有易燃易爆，有害有毒，腐蚀性强，能使人窒息等特点，操作维修人员直接置身于这样的环境中工作。因此，了解装置的生产安全特点，对实现安全生产，保护职工安全和身体健康具有重
15、要的意义。 高温高压和低温 合成氨生产都是在高温高压下进行的。如今氨合成压力在14、726、5Mpa的压力下进行。甲烷转化温度高达800以上。 有的工序又要求在低温下进行，如氨的冷凝等。若操作人员稍有疏忽，偏离工艺条件运行，如超温超压，均会造成设备材料的机械性能变化，导致设备损坏或爆炸。,21,易燃易爆 生产中的某些物质具有易燃、易爆性质，当可燃气体与空气混合达到爆炸浓度时，遇明火、高温或静电火花就会发生爆炸。大氮肥生产中常见的易燃易爆物质有：天然气、氢气、一氧化碳、硫化氢、氨气及尿素高压系统排放的尾气等。它们在一定的条件下都会发生燃烧或爆炸，给工厂酿成灾害。 有毒有害 大氨肥生产中有毒有害物
16、质较多，与其接触会造成急性或慢性中毒。如氨、一氧化碳、硫化氢等气体对人体有毒害性；触媒、粉尘、放射性元素（如射线）等对身体健康有害；液氨、熔融尿素、氨基甲酸铵溶液等会伤害皮肤；天然气、二氧化碳、氮气会使人窒息。,22,生产中介质的腐蚀 腐蚀在大氮肥生产中占有特殊地位。无论是工艺介质或循环冷却水，都会对设备材料产生腐蚀。如硫化氢可以严重腐蚀设备材料和管道，产生硫化铁；尿素溶液和粉尘对钢材和房屋建筑具有很大的腐蚀性；氢气在一定的温度下能渗入钢材或钛材，使钢材或钛材变得疏松或脆化。 综上所述，高温高压、易燃易爆、有毒有害和有强烈腐蚀介质是大氮肥生产的主要特征。因此，防火防爆，防毒害，防腐蚀及加强水质管理是搞好大氮肥安全生产极为重要的工作。 除上述外，噪音也是大氮肥生产中的有害因素。如在正常生产中的蒸汽透平噪音，开停车是的放空噪
