部分氧化法其簡要生產(chǎn)過程為:
在6.0MPa壓力及1 350℃下,渣油、蒸汽、氧氣在氣化爐中進行部分氧化反應,制得氫氣、一氧化碳等成分的原料氣然后回收熱量、冷卻原料氣,進入脫硫塔中與自上而下的甲醇溶液逆流接觸脫除原料氣中的硫化氫,然后進行變換反應,在鐵鉻系變換爐中將一氧化碳變換為氫氣和二氧化碳,再采用低溫甲醇洗滌將原料氣中二氧化碳脫除送人液氮洗,脫除殘留在凈化氣中的一氧化碳、甲烷、氬氣等,同時獲得氫氮比為3:1的合成氣,然后經(jīng)壓縮機壓縮至10.5MPa,進入氨合成塔,在鐵系催化劑作用下,反應生成氨產(chǎn)品。
2.尿素生產(chǎn)
由于循環(huán)法生產(chǎn)尿素存在動力消耗大,一次通過的尿素合成率低等諸多缺點,目前大多廠家采用汽提法生產(chǎn)尿素。汽提法是水溶液全循環(huán)法的一項重要改進類型。其實質(zhì)是在與合成反應相等壓力的條件下,利用一種氣體通過反應物系(同時伴有加熱),使未反應的氨和二氧化碳通過氣提法合成。二種氣提法簡易流程如下:
二氧化碳氣提法是將液氨和二氧化碳經(jīng)高壓泵和壓縮機加壓后送人高壓合成系統(tǒng)生成尿素及甲銨,經(jīng)低壓分解,將未生成尿素的氨和二氧化碳分解出并加以回收,出低壓的尿液進入蒸發(fā)器濃縮至99.8%,送造粒塔進行尿素顆粒造粒。值得一提的是20世紀90年代以后,我國興建的大化肥廠均采用氨氣提法生產(chǎn)工藝。
圖4? 氨氣提法
氨氣提法是將經(jīng)高壓氨泵和二氧化碳壓縮機加壓的液氨和二氧化碳送入高壓合成系統(tǒng)生成尿素及以甲銨形式存在的未反應的氨和二氧化碳,出高壓合成的尿液進入中、低壓系統(tǒng)進行加熱分解并將二氧化碳和氨以甲銨的形式加以回收,出低壓的尿液進入蒸發(fā)器濃縮至99.8%熔融尿素送造粒塔造粒。
職業(yè)危害
1.火災爆炸:從生產(chǎn)氨到制造尿素的全過程都是在高溫高壓、低溫負壓的條件下進行的。從生產(chǎn)原料到最終產(chǎn)品的大多數(shù)物質(zhì)都具有易燃易爆的特性(例如生產(chǎn)中反應生成的氫、一氧化碳甲烷、硫化氫、氨等氣體),以及生產(chǎn)所需要的原料(石腦油、渣油、甲醇等)都具有一定的易燃易爆危險性。
在尿素生產(chǎn)過程中,火災爆炸危險來源于:原料氨有爆炸性;原料二氧化碳中往往含有氫、一氧化碳、甲烷等雜質(zhì)。在生產(chǎn)中,為了防腐目的,加入空氣,容易形成爆炸性氣體。此外由于放空尾氣中含有氫、氨、氧等,在某種條件下都會形成爆炸性氣體混合物。
2.毒害性:在合成氨和尿素的生產(chǎn)過程中,使用或產(chǎn)生的各種物料,大多數(shù)對人體具有毒害作用,其中主要毒物為氨、一氧化碳、硫化氫、甲醇等;窒息性毒物為氮、二氧化碳。
3.噪聲:對崗位操作人員造成傷害的噪聲主要來源于壓縮機和各種流體泵發(fā)出的機械噪聲以及流體壓力突變或流體流動而產(chǎn)生的流體動力噪聲。
預防措施
1.火災爆炸預防
(1)操作人員上崗前要經(jīng)過嚴格的培訓,考核合格后始能上崗。在操作中要嚴格執(zhí)行工藝指標,遵守操作規(guī)程。建立健全事故預案,使操作人員熟知事故處理及故障排除的方法。對易燃易爆物料不得隨意就地排空排放,排空排放速率不得超過25m/s。
(2)做好設備保全與維修工作,及時消除跑、冒、滴、漏。安全閥、壓力表、液面計、防爆膜以及聯(lián)鎖等安全設施必須保持完好并投入使用。
(3)保持室內(nèi)廠房通風良好,防止可燃氣體積聚,在易燃易爆氣體濃度高、危險大的場所可設置可燃氣體測報儀。
(4)嚴格執(zhí)行《動火管理制度》,對動火申請必須視動火條件逐條嚴格審核。對職工實行全員消防知識培訓。
(5)配足消防車輛、滅火器材,并注意日常對其保養(yǎng)與維護,以便發(fā)生火災能及時投用。
2.健康防護
(1)有毒害性物質(zhì)的防護:由于合成氨尿素生產(chǎn)過程是在密閉系統(tǒng)中進行的,在泄漏率得以嚴格控制的條件下,有毒有害物質(zhì)對人體的危害相對較小。發(fā)生毒害性危險一般是設備發(fā)生泄漏檢修時,以及停車進入盛裝過有毒害物質(zhì)的設備時。合成氨生產(chǎn)中對人體毒害性最具危險性的物質(zhì)是硫化氫、一氧化碳和氨,這三種物質(zhì)的車間排放最高濃度分別是10、30、30mg/m3。對有毒有害物質(zhì)的防護應建立監(jiān)測機構(gòu),定期進行測定,對連續(xù)超標環(huán)境下的操作人員要定期檢查身體,建立健康檔案,并對有毒害物質(zhì)連續(xù)超標的崗位完善防毒措施。進入有毒害物質(zhì)的容器工作前,應做好通風、置換工作,加強氣體分析,備有足夠數(shù)量的防護器具,加強監(jiān)護工作。
(2)窒息性氣體的防護:合成氨尿素生產(chǎn)中的窒息性氣體是氮氣和二氧化碳。這二種氣體都是五色無臭本身不具備毒性的氣體,氮氣和二氧化碳對人體的毒害主要是使人缺氧窒息和麻醉窒息,嚴重的可導致人體死亡。
一般氮氣和二氧化碳對人體的危害發(fā)生在容器中作業(yè)時,因此進入容器必須嚴格按照安全規(guī)程作好氣體含量分析,加強通風和置換,特別應該指出的是,有些用氮氣置換的容器,必須等通風后氧含量>19%時才能進入容器作業(yè)。