ICI合成氨装置流程原理和检修安全

小安的故事——ICI合成氨装置流程原理和检修安全工作中遇到的几个问题问题1：进入现场装置后，面对五颜六色大小不一的管线，你是否迷茫？问题2：想不想让自己的工作变得更加安全？我们先来看两个案例案例1：X年X月X日XX合成氨厂，检修人员老王在处理分离罐液位计堵塞时，嫌拆阀门麻烦，擅自进入罐子内部通阀门，头脚刚跨进去就跌入设备内，氮气窒息，幸好监护人一把拉住拽出，经抢救后恢复意识。案例2：2014年底一期大修，04E001设备内检测与高变催化剂装填交叉作业，催化剂装填人员在未经工艺允许的情况下私自开大氮气阀，导致04E001检测人员氮气中毒，幸好监护人一把拉住拽出，才脱离危险。原因：1、安全意识淡薄；2、凭经验、嫌麻烦。原因：1、检修人员私自开大氮气阀；2、交叉作业。怎么破？“知己知彼，百战不殆”只有了解，才能防患于未然，保证设备和人身安全。“让我们一起开启学习之旅吧”!一．氨的性质与用途二．工艺流程及原理三．装置初步认识四．检修进度和安全课程目录小安：我出生在这1994年12月动工兴建，1996年10月建成投产，投资概算25亿元，我国第一套大颗粒尿素装置，国家“八五”重点建设项目利用崖13-1气田天然气，年产30万吨合成氨、52万吨大颗粒尿素装置引进英国、意大利和挪威关键技术，具有二十世纪九十年代国际先进水平合成氨装置最高连续运行时间为2016年251天，尿素装置年最高产量2006年61.2万吨小安：我是谁？氨的性质一、氨的性质与用途无色、有强烈刺激性气味容易被液化不容易被固化溶于水、乙醇和乙醚高温时会分解成氮和氢无色无味易被固化成雪状的固体易被液化成无色的液体。只溶于水状态稳定密度0.771；相对密度0.5917(空气=1.00)；临界温度132.4℃；临界压力11.2MPa；沸点：-33.5℃；熔点：-77.7℃。××××√氨用于制液氨，氨水，硝酸，铵盐和胺类物质氨的用途一、氨的性质与用途小安：我的用处可大了氨作为生产尿素的主要原料之一，是粮食的粮食的粮食氨用于烟气/尾气脱硝，是环保能手小安：他们都说我危险小明：“小安来啦！！”班长：“小明，注意眼睛和皮肤的防御！”小安：“呜呜，为什么他们都怕我？”1.低浓度的氨就能对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。2.皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤，并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。3.高浓度氨气对眼睛有强刺激性，可引起疼痛和烧伤，导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严重病例可能会长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。多次或持续接触氨会导致结膜炎。一、氨的性质与用途练习某年某月某日，新员工小明操作氨水泵时，泵机封泄漏，小明被氨熏得直流眼泪，于是小明采取了以下措施：A.立即跑回办公楼洗手间，用大量清水冲洗B.迎着风跑C.用清水对着眼镜冲洗15分钟×√×迅速跑向旁边的洗眼器冲洗20分钟紧急救护1.如果患者只是单纯接触氨气，并且没有皮肤和眼的刺激症状，则不需要清除污染。假如接触的是液氨，并且衣服已被污染，应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。2.如果眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量清水或生理盐水冲洗20分钟以上。如在冲洗时发生眼睑痉挛，应慢慢滴入1～2滴0.4％奥布卡因，继续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又容易取下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。3.应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15分钟以上。冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。一、氨的性质与用途小安：其实我是可以防护的一．氨的性质与用途二．工艺流程及原理三．装置初步认识四．检修进度和安全课程目录小安：我从哪里来？班长：“小安，你是石头里蹦出来的！”小安：“你瞎说，我有爸妈的。”天然气空气氨粑粑麻麻小安小安：“满足你们的好奇心，讲一下我粑粑和麻麻的故事吧。”组分设计天然气（体积%）组分设计天然气（体积%）CH461.7C2H61.21C3H80.24iC4H100.45nC4H100.12iC50.04nC50.01nC60.25nC70.02CO220.7N216.8有机硫2ppmH2S12ppm一期装置原料天然气组成二、工艺流程及原理天然气粑粑粑粑怎么追到麻麻？三部曲：提升自己+变帅一点+赚多多钱提升自己：为自己加压、提高能量变帅一点：除“硫”氓气，提高气质赚多多钱：引汽造气，“氢”云直上空气麻麻模“氧”唯美，平“氮”脱俗天然气压缩加氢脱硫反应一段转化反应二段转化反应美丽邂逅压缩低温变换高温变换脱硫一段转化二段转化压缩甲烷化合成压缩二氧化碳天然气去往尿素液氨储罐合成氨装置工艺流程图3H2+N2=2NH301K00102K00107K001富氧空气水蒸气氨脱碳提升自己变帅一点赚多多钱美丽邂逅继续赚钱预脱碳ZnO+H2S==ZnS+H2O加氢转化RSH+H2==RH+H2S氧化锌脱硫目的：除去原料气中夹带的有机硫和无机硫，硫为催化剂的毒物，必须脱除，ZnO不能脱除有机硫，需将有机硫加氢转化为H2S后再用ZnO除去。经过脱硫后的原料气含硫＜0.1ppm反应温度：349℃反应压力：4.5MPa加氢脱硫二、工艺流程及原理目的:烷烃和水蒸汽发生转化反应,生成CO和H2：一段转化反应所的热量由炉膛内的烧咀燃烧提供，一段转化管入口温度580℃，出口气温度为749℃，出口甲烷含量约为17.95%，反应压力为4.4MPa，催化剂活性成分为镍Ni二、工艺流程及原理CH4+H2O＝CO+3H2CH4+2H2O=CO2+4H2FC03013FC03001PC03005原料气来自冷箱尾气燃料气档板HC03002-10mmH2OPC03002转化气压力：4.4MPa108根转化管+216个烧嘴温度：580℃温度：749℃二、工艺流程及原理二段转化目的:将CH4进一步转化：加入空气提供氨合成所需的氮气,同时燃烧一部分的氢而实现内部供热，温度1100-1200℃，出口气体的甲烷降至1.02%，温度约940℃左右。反应压力为4.0MPa，催化剂活性成分为镍Ni二、工艺流程及原理CH4+H2O==CO+3H22H2+O2==2H2O粑粑麻麻共同奋斗天然气粑粑空气麻麻H2COCO2N2H20√√×××互相磨合，统一思想变换反应脱碳反应去造尿素变换反应目的:1.CO变成CO2从而除去CO2.增加H2的含量变换后气体仅含CO0.29%。变换掉的CO增加为H2，同时产生等量的CO2二、工艺流程及原理变换反应式:CO+H2O==CO2+H2高温变换04R001从二段转化炉出来的工艺气，经换热后进入高变炉，入口温度370℃，出口温度为438℃，出口气中CO含量为3.76%。反应压力约为3.69MPa，催化剂活性成分为四氧化三铁Fe3O4低温变换04R002从高变炉出口的工艺气，经换热冷却至195℃后进入低温变换炉进行变换反应，出口温度223℃，出口CO含量为0.29%。反应压力约为3.69MPa，催化剂活性成分为铜Cu二、工艺流程及原理脱碳系统脱碳（吸收塔05C001+再生塔05C002）来自变换的工艺气，经换热冷却至100℃，进CO2吸收塔05C001，吸收塔有三层填料，吸收塔下部有两层，原料气从底部进入,溶液从顶喷淋下来进行逆流接触进行吸收。经苯菲尔溶液两段吸收后，工艺气中CO2含量从19.02%降至0.1%进入甲烷化炉二、工艺流程及原理CO2+K2CO3+H2O＝2KHCO3+Q二、工艺流程及原理小安爸妈的求助在不断磨合、统一思想的过程中，由于个性不同，小安爸妈遇到了难题：“无论我们再努力，都还是有消除不掉的问题（变换和脱碳中未能脱除的微量CO和CO2）。”谁能帮小安爸妈出出主意？（请在方框里填入你们心中的答案）CH4+H2O＝CO+3H2CH4+2H2O＝CO2+4H2CH4+H2O＝CO+3H2CH4+2H2O＝CO2+4H2CO+3H2→CH4+H2O，CO2+4H2→CH4+2H2O甲烷化反应CH4甲烷化反应目的：把CO+CO2变成CH4降低其含量从而除去合成催化剂的毒物。从吸收塔出来的工艺气，经换热后升温至315℃，进入甲烷化炉进行甲烷化反应，出口为345℃，CO+CO2含量〈5PPm。反应压力为3.41MPa，催化剂活性成分为镍Ni。化学反应式如下：二、工艺流程及原理CO+3H2→CH4+H2O，CO2+4H2→CH4+2H2O压缩低温变换高温变换脱硫一段转化二段转化压缩甲烷化合成压缩二氧化碳天然气去往尿素液氨储罐合成氨装置工艺流程图3H2+N2=2NH301K00102K00107K001工艺空气水蒸气氨脱碳提升自己变帅一点赚多多钱美丽邂逅继续赚钱互相磨合统一思想深度磨合小安预脱碳合成反应氨合成正常操作压力在10.6-11.2MPa。催化剂床层反应温度在380℃-470℃。催化剂由磁铁矿粒构成。氨合成塔是轴/径向流动型合成塔，合成气沿径向流动通过三层催化剂。我厂使用的合成塔催化剂是小颗粒催化剂，活性很高。径向合成塔的优点在于其可使用小颗粒催化剂而不产生过高的压降。二、工艺流程及原理3H2+N2===2NH3+QNH3H2N2N2H2H2CO2N2H2COCO2N2H20H2COCO2CH4天然气H2SCH4脱硫脱碳合成空气O2N2甲烷化一段转化复习一下二段转化变换朋友们，到这里小安就被创造出来啦！但是作为先进的工艺，我还有以下的法宝：氨回收+氢回收氨产品返回合成塔，多产氨氨回收系统合成回路来的驰放气以10.57-11.17MPa压力，冷却至-25℃后进入驰放气回收装置，经氨回收装置和氢回收装置回收氨和氢气，回收的氨作为产品氨送至氨收集槽08D001，回收的氢气返回氨合成回路循环段补充进入合成塔反应并调整H2/N2比。从冷冻回路放出来的闪蒸气，经过氨回收后与氢回收尾气一起作为一段炉的尾气二、工艺流程及原理二、工艺流程及原理冷箱工作原理：利用节流膨胀原理，将冷箱温度降到-190℃，利用气体的不同冷凝温度使气体进行液化分离氢回收系统返氢气至07机组驰放气尾气至一段炉TV11009LV11032PV1103011F001冷箱-190℃11E001CH4、N2H2CH4、N2、H2压力：10.7MPa，温度17℃压力：10.35，温度13℃压力：0.45MPa，温度13℃二、工艺流程及原理目的：为合成装置提供高压蒸汽。设计能力100t/h，出口蒸汽压力11.2MPa，温度513℃辅助锅炉二、工艺流程及原理3号2号1号天然气天然气天然气82P001A/B蒸汽管网上汽包下汽包二、工艺流程及原理一．氨的性质与用途二．工艺流程及原理三．装置初步认识四．检修进度和安全课程目录小安：就在你身边三、装置初步认识设备位号说明03-B001B——反应炉（外部供热）R——反应炉（内部供热）E——换热器C——塔D——储槽F——分离器T——储罐K——压缩机P——泵MT——透平设备三、装置初步认识练习02MT01/K00101MT01/K00103B00103R00104R001练习05C00105C00203AR00108B00108R001管线符号说明LINEDESIGNATION6-GP-01001-B1-H40T伴热型式保温厚度（MM）保温型式材质等级管线序列号装置代码流体符号管线尺寸（英寸）管道三、装置初步认识练习GN天然气LA液氨WCR/WCS循环水GP工艺气练习GA气氨WBH高压锅炉给水APR空气一．氨的性质与用途二．工艺流程及原理三．装置初步认识四．检修进度和安全如何保障检修安全1.按要求办齐相关票据2.确认设备具备检修条件3.自我判断与防护问清楚管道内走什么介质，压力温度是多少，是否隔离、泄压是否完全，有没有余压、是否置换干净且分析合格，机泵检修时确认停运、断电等。检修时，需要通知工艺人员到场监控。了解内部介质及性质，是否存在难以置换合格的可燃物等，思考风险；看有无温度计，压力表，导淋，导淋是不是开的，摸有没有高温，闻有没有异味，听有没有异响；一旦发现异常及时与工艺人员沟通，不要蛮干。站在上风口；身体