氮和氫兩種組分按一定比例(1:3)組成的氣體(合成氣),在高溫、高壓下(一般為300-450℃,15-30MPa)經(jīng)催化反應(yīng)生成氨的工藝過程。
2.典型工藝
(1)節(jié)能AMV法。
(2)德士古水煤漿加壓氣化法。
(3)凱洛格法。
(4)甲醇與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)的聯(lián)醇法。
(5)純堿與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)的聯(lián)堿法。
(6)采用變換催化劑、氧化鋅脫硫劑和甲烷催化劑的“ 三催化” 氣體凈化法等。
3.反應(yīng)類型——放熱反應(yīng)。
4.工藝危險(xiǎn)特點(diǎn)
(1)高溫、高壓使可燃?xì)怏w爆炸極限擴(kuò)寬,氣體物料一旦過氧(亦稱透氧),極易在設(shè)備和管道內(nèi)發(fā)生爆炸。
(2)高溫、高壓氣體物料從設(shè)備管線泄漏時(shí)會(huì)迅速膨脹與空氣混合形成爆炸性混合物,遇到明火或因高流速物料與裂(噴)口處摩擦產(chǎn)生靜電火花引起著火和空間爆炸。
(3)氣體壓縮機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在高溫下運(yùn)行會(huì)使?jié)櫥蛽]發(fā)裂解,在附近管道內(nèi)造成積炭,可導(dǎo)致積炭燃燒或爆炸。
(4)高溫、高壓可加速設(shè)備金屬材料發(fā)生蠕變、改變金相組織,還會(huì)加劇氫氣、氮?dú)鈱?duì)鋼材的氫蝕及滲氮,加劇設(shè)備的疲勞腐蝕,使其機(jī)械強(qiáng)度減弱,引發(fā)物理爆炸。
(5)液氨大規(guī)模事故性泄漏會(huì)形成低溫云團(tuán)引起大范圍人群中毒,遇明火還會(huì)發(fā)生空間爆炸。
5.重點(diǎn)監(jiān)控單元
合成塔、壓縮機(jī)、氨儲(chǔ)存系統(tǒng)。
6.重點(diǎn)監(jiān)控工藝參數(shù)
合成塔、壓縮機(jī)、氨儲(chǔ)存系統(tǒng)的運(yùn)行基本控制參數(shù),包括溫度、壓力、液位、物料流量及比例等。
7.安全控制的基本要求
(1)合成氨裝置溫度、壓力報(bào)警和聯(lián)鎖。
(2)物料比例控制和聯(lián)鎖。
(3)壓縮機(jī)的溫度、入口分離器液位、壓力報(bào)警聯(lián)鎖。
(4)緊急冷卻系統(tǒng)。
(5)緊急切斷系統(tǒng)。
(6)安全泄放系統(tǒng)。
(7)可燃、有毒氣體檢測(cè)報(bào)警裝置。
8.宜采用的控制方式
(1)將合成氨裝置內(nèi)溫度、壓力與物料流量、冷卻系統(tǒng)形成聯(lián)鎖關(guān)系。
(2)將壓縮機(jī)溫度、壓力、入口分離器液位與供電系統(tǒng)形成聯(lián)鎖關(guān)系。
(3)緊急停車系統(tǒng)。
(4)合成單元自動(dòng)控制還需要設(shè)置以下幾個(gè)控制回路:氨分、冷交液位;廢鍋液位;循環(huán)量控制;廢鍋蒸汽流量;廢鍋蒸汽壓力。
(5)安全設(shè)施,包括安全閥、爆破片、緊急放空閥、液位計(jì)、單向閥及緊急切斷裝置等。