氨(NH3)常態(tài)下是有特殊氣味的強(qiáng)刺激性氣體,相對密度為0.5971(空氣=1),易燃,自燃點(diǎn)為65112,能與空氣形成爆炸性混合物(爆炸極限15.7%~27.4%)。氨氣常溫加壓即可液化(臨界壓力11.4MPa,臨界溫度132.512),沸點(diǎn)為-33.512、凝固點(diǎn)為-77.712。氨的水溶液稱為氨水,呈堿性。
氨主要用途是生產(chǎn)氮肥,還用于生產(chǎn)硝酸、純堿、化纖、塑料、橡膠、醫(yī)藥、染料和爆炸晶,液氨可用作制冷劑。
生產(chǎn)工藝? 合成氨生產(chǎn)所用原料有固體燃料(煤)、液體燃料(石油或其產(chǎn)品)、氣體燃料(天然氣、焦?fàn)t氣、煉廠氣)。
合成氨的生產(chǎn)分為三部分:
造氣——原(燃)料通人空氣(氧氣)和蒸汽,汽化成為水煤氣(半水煤氣),該粗原料氣由氫氣、氮?dú)?、二氧化碳、一氧化碳和少量硫化氫、氧氣及粉塵組成,原料氣經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量后存于氣柜;
變換凈化——?dú)夤駚淼脑蠚馔ㄟ^電除塵器除去粉塵進(jìn)入氣壓機(jī)加壓,經(jīng)脫硫(脫除硫化氫)、變換(將一氧化碳轉(zhuǎn)化為氫和二氧化碳)、脫碳(吸收脫除二氧化碳)后,再次加壓進(jìn)入銅洗塔(用醋酸銅氨液)和堿洗塔(用苛性鈉溶液)進(jìn)一步除去原料氣中的一氧化碳和二氧化碳(含量降至十萬分之三以下),獲得純氫氣和氫氣混合氣體;
合成——凈化后的氫氮混合氣(H2:N2=3:1)經(jīng)壓縮機(jī)加壓至30~32MPa進(jìn)入合成塔,在鐵觸媒存在下高溫合成為氨。
生產(chǎn)是在密封、高壓、高溫下連續(xù)進(jìn)行的。
職業(yè)危害 合成氨生產(chǎn)的物料(易燃易爆、有毒)和工藝條件決定其具有極大固有危險性,事故統(tǒng)計表明,化工系統(tǒng)爆炸中毒事故最集中的就是合成氨生產(chǎn)。
爆炸——合成氨生產(chǎn)中的化學(xué)爆炸可歸成三類。一是高溫高壓使可燃?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;二是高溫高壓氣體物料從設(shè)備管線泄漏時會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;三是氣壓機(jī)等轉(zhuǎn)動設(shè)備在高溫下運(yùn)行會使?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。
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,還會加劇氫氣、氮?dú)鈱︿摬牡臍湮g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。物理爆炸后往往接著發(fā)生化學(xué)爆炸。
中毒——合成氨生產(chǎn)中,液氨大規(guī)模事故性泄漏會形成低溫云團(tuán)引起大范圍人群中毒,遇明火還會發(fā)生空間爆炸。一氧化碳、硫化氫的中毒頻度和嚴(yán)重度則都是化工生產(chǎn)中最高的。
1.一氧化碳
一氧化碳屬血液窒息性氣體,進(jìn)入血液后與血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白,使血液輸氧能力降低,造成組織缺氧。急性一氧化碳中毒是吸入較多一氧化碳后引起的急性腦缺氧性疾病,以中樞神經(jīng)系統(tǒng)的癥狀和體征為主。我國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一氧化碳車間最高容許濃度為30mg/m3。
2.硫化氫
硫化氫是強(qiáng)烈的神經(jīng)毒物,對黏膜有強(qiáng)烈刺激作用。它的全身毒作用是由于其抑制細(xì)胞色素氧化酶,阻斷生物氧化過程,造成組織缺氧(內(nèi)窒息)所致。我國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的硫化氫車間最高容許濃度為10mg/m3。
3.氨
氨的毒性見“硝酸生產(chǎn)安全”。
合成氨生產(chǎn)還有噪聲、腐蝕性液體灼傷等職業(yè)危害。
安全措施? 合成氨企業(yè)通常都是重大危險源,要按國際公約和國家有關(guān)規(guī)定采取特殊控制措施,如安全檢查、安全運(yùn)行、安全評價、應(yīng)急計劃和安全報告制度等等,防止液氨、一氧化碳大規(guī)模泄漏引發(fā)社會災(zāi)難性事故。