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(jìn)行部分氧化反應(yīng),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(jìn)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(jìn)行變換反應(yīng),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(shí)獲得氫氮比為3:1的合成氣,然后經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至10.5MPa,進(jìn)入氨合成塔,在鐵系催化劑作用下,反應(yīng)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(dòng)力消耗大,一次通過的尿素合成率低等諸多缺點(diǎn),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(xiàng)重要改進(jìn)類型。其實(shí)質(zhì)是在與合成反應(yīng)相等壓力的條件下,利用一種氣體通過反應(yīng)物系(同時(shí)伴有加熱),使未反應(yīng)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?xì)馓岱ㄊ菍⒁喊焙投趸冀?jīng)高壓泵和壓縮機(jī)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(jìn)入蒸發(fā)器濃縮至99.8%,送造粒塔進(jìn)行尿素顆粒造粒。值得一提的是20世紀(jì)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?jí)嚎s機(jī)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(yīng)的氨和二氧化碳,出高壓合成的尿液進(jìn)入中、低壓系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)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(zāi)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(fù)壓的條件下進(jìn)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(yīng)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(xiǎn)性。
在尿素生產(chǎn)過程中,火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)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(huì)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(duì)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(duì)崗位操作人員造成傷害的噪聲主要來源于壓縮機(jī)和各種流體泵發(fā)出的機(jī)械噪聲以及流體壓力突變或流體流動(dòng)而產(chǎn)生的流體動(dòng)力噪聲。
預(yù)防措施
1.火災(zāi)爆炸預(yù)防
(1)操作人員上崗前要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn),考核合格后始能上崗。在操作中要嚴(yán)格執(zhí)行工藝指標(biāo),遵守操作規(guī)程。建立健全事故預(yù)案,使操作人員熟知事故處理及故障排除的方法。對(duì)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(shè)備保全與維修工作,及時(shí)消除跑、冒、滴、漏。安全閥、壓力表、液面計(jì)、防爆膜以及聯(lián)鎖等安全設(shè)施必須保持完好并投入使用。
(3)保持室內(nèi)廠房通風(fēng)良好,防止可燃?xì)怏w積聚,在易燃易爆氣體濃度高、危險(xiǎn)大的場所可設(shè)置可燃?xì)怏w測報(bào)儀。
(4)嚴(yán)格執(zhí)行《動(dòng)火管理制度》,對(duì)動(dòng)火申請必須視動(dòng)火條件逐條嚴(yán)格審核。對(duì)職工實(shí)行全員消防知識(shí)培訓(xùn)。
(5)配足消防車輛、滅火器材,并注意日常對(duì)其保養(yǎng)與維護(hù),以便發(fā)生火災(zāi)能及時(shí)投用。
2.健康防護(hù)
(1)有毒害性物質(zhì)的防護(hù):由于合成氨尿素生產(chǎn)過程是在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行的,在泄漏率得以嚴(yán)格控制的條件下,有毒有害物質(zhì)對(duì)人體的危害相對(duì)較小。發(fā)生毒害性危險(xiǎn)一般是設(shè)備發(fā)生泄漏檢修時(shí),以及停車進(jìn)入盛裝過有毒害物質(zhì)的設(shè)備時(shí)。合成氨生產(chǎn)中對(duì)人體毒害性最具危險(xiǎn)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(duì)有毒有害物質(zhì)的防護(hù)應(yīng)建立監(jiān)測機(jī)構(gòu),定期進(jìn)行測定,對(duì)連續(xù)超標(biāo)環(huán)境下的操作人員要定期檢查身體,建立健康檔案,并對(duì)有毒害物質(zhì)連續(xù)超標(biāo)的崗位完善防毒措施。進(jìn)入有毒害物質(zhì)的容器工作前,應(yīng)做好通風(fēng)、置換工作,加強(qiáng)氣體分析,備有足夠數(shù)量的防護(hù)器具,加強(qiáng)監(jiān)護(hù)工作。
(2)窒息性氣體的防護(hù):合成氨尿素生產(chǎn)中的窒息性氣體是氮?dú)夂投趸?。這二種氣體都是五色無臭本身不具備毒性的氣體,氮?dú)夂投趸紝?duì)人體的毒害主要是使人缺氧窒息和麻醉窒息,嚴(yán)重的可導(dǎo)致人體死亡。
一般氮?dú)夂投趸紝?duì)人體的危害發(fā)生在容器中作業(yè)時(shí),因此進(jìn)入容器必須嚴(yán)格按照安全規(guī)程作好氣體含量分析,加強(qiáng)通風(fēng)和置換,特別應(yīng)該指出的是,有些用氮?dú)庵脫Q的容器,必須等通風(fēng)后氧含量>19%時(shí)才能進(jìn)入容器作業(yè)。