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大型合成氨裝置試生產(chǎn)安全風(fēng)險分析及對策

文檔作者：段付崗鄔建文檔來源：陜西陜化煤化工有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月02日
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36
煤炭加工與綜合利用
COAL PROCESSING＆COMPREHENSIVE UTILIZATION No．8，20 l4
大型合成氨裝置試生產(chǎn)安全風(fēng)險分析及對策
段付崗，鄔建
(陜西陜化煤化工有限公司，陜西華縣714100)
摘要：結(jié)合陜西陜化煤化工有限公司節(jié)能減排項目2套合成氨裝置和1套尿素裝置試生
產(chǎn)的實踐，分析氣化、凈化、合成、尿素、熱電和電儀六大主系統(tǒng)所涉及的試車安全風(fēng)險，包
括各類危險化學(xué)品、重大危險源和特殊工序潛在的火災(zāi)、爆炸、中毒、高溫燙傷和低溫凍傷等
風(fēng)險，并提出相應(yīng)的風(fēng)險控制措施。
關(guān)鍵詞：大型合成氨；試生產(chǎn)；安全風(fēng)險；控制措施
中圖分類號：TQ113．25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005—8397(2014)08．0036．04
陜化節(jié)能減排項目包括合成氨裝置2)<300 kt／a
和尿素裝置520萬kt／a。2012年1 1月IⅡ期合成氨裝
置投料試車，2013年5月II期合成氨裝置投入試
生產(chǎn)；8月尿素裝置一次投料試車成功，試生產(chǎn)
出合格的尿素產(chǎn)品。目前，此3套主裝置均己達(dá)
產(chǎn)達(dá)標(biāo)，步入良性循環(huán)軌道，實現(xiàn)了長周期、滿
負(fù)荷、安全穩(wěn)定運行。
現(xiàn)結(jié)合2套合成氨和1套尿素裝置試生產(chǎn)的
實際情況，分析氣化、凈化、合成、尿素、熱電
和電儀等六大主要系統(tǒng)所涉及的試車風(fēng)險，其中
包括各類危險化學(xué)品、重大危險源和特殊工序潛
在的火災(zāi)、爆炸、中毒、高溫燙傷和低溫凍傷等
風(fēng)險，并提出相應(yīng)的風(fēng)險控制措施， 以確保試生
產(chǎn)安全。
1 試車風(fēng)險分析
1．1 氣化系統(tǒng)
氣化系統(tǒng)主要由煤漿制備、氣化、灰水過濾、
黑水閃蒸、火炬和液化石油氣站等6個工序組成，
所涉及的危險化學(xué)品有液化石油氣、水煤氣、硫
磺、液氧和液氮等5個。依據(jù)危險化學(xué)品分類名錄，
其中液化石油氣和硫磺屬于易燃品，水煤氣屬于
收稿日期：2014-04-02
作者簡介：段付崗(1968一)，男，陜西蒲城人，1988年畢業(yè)于
陜西省化工學(xué)校無機(jī)工藝專業(yè)，陜化化肥公司安環(huán)部部長，化工工
藝高級工程師，國家注冊安全工程師。
有毒品，液氧和液氮屬于不燃品。氣化爐溫度為
1 300℃，壓力為6．5 MPa，陜鼓氣體公司空分工
序供給的液氧壓力為8．2 MPa，氮壓機(jī)輸出壓力
為l2．5 MPa，存在高溫、高壓、易燃、易爆和有
毒的危險。依據(jù)危險化學(xué)品重大危險源辨識標(biāo)準(zhǔn)
GB 18218—2009，氣化工序?qū)儆谥卮笪ｋU源；依
據(jù)質(zhì)量管理體系認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)ISO 9001-2000，煤漿
氣化也屬于特殊工序。若3臺氣化爐輪流大修時
隔離不到位而竄氣，或水煤氣出現(xiàn)大量泄漏等，
則可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息等惡性事故
發(fā)生。合成氨生產(chǎn)中，氣化爐爆炸事故所占比例
最大，應(yīng)引起高度重視。
1．2 凈化系統(tǒng)
凈化系統(tǒng)主要包括變換、甲醇洗、液氮洗、
硫回收、熱回收、甲醇和硫酸罐區(qū)等6個工序，
所涉及的危險化學(xué)品最多，包括水煤氣、一氧化
碳、二氧化碳、氫氣、硫化氫、硫酸、液化石油
氣、二硫化碳、甲醇和液氮等10個，其中一氧化
碳、氫氣、液化石油氣、二硫化碳和甲醇屬于易
燃品，水煤氣和硫化氫屬于有毒品，硫酸屬于腐
蝕品。I期合成氨裝置試車時，在煤漿中添加硫
磺，II期則在變換工藝氣中添加二硫化碳， 以保
證變換塔觸媒順利硫化，故低閃點易燃液體二硫
化碳的風(fēng)險不容忽視。
依據(jù)重大危險源辨識和質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)，
2014年第8期 段付崗，等：大型合成氨裝置試生產(chǎn)安全風(fēng)險分析及對策 37
凈化工序和甲醇罐區(qū)均屬于重大危險源，變換和
硫回收又屬于特殊工序，不但具有高溫、高壓、
易燃、易爆、有毒的特點，而且存在低冷和腐蝕
的危險。譬如，液氮洗工序冷箱溫度低至一192℃，
硫回收工序副產(chǎn)的硫酸具有強(qiáng)氧化性和腐蝕性，
故應(yīng)切實加強(qiáng)管理，嚴(yán)防火災(zāi)、爆炸、中毒、窒
息和凍傷事故發(fā)生。
1．3 合成系統(tǒng)
合成系統(tǒng)主要由氨合成、氨冷凍、壓縮機(jī)
站和氨罐區(qū)等4個工序構(gòu)成， 所涉及的危險化
學(xué)品有氫氣、液氮和液氨等3個，其中氫氣屬
于易燃?xì)怏w， 液氨屬于有毒氣體。合成工序和
氨罐區(qū)均屬于重大危險源。氨合成屬于特殊工
序，其中氨合成塔的工作溫度為498℃， 壓力為
12．5 MPa， 一級氨分離器和液氨儲罐的最低溫
度分別為一32℃和一36℃，故合成系統(tǒng)具有高溫、
高壓、低冷、易燃、易爆和有毒等特點，存在火災(zāi)、
爆炸、中毒、窒息、燙傷和凍傷等事故危險。
1．4 尿素系統(tǒng)
尿素系統(tǒng)主要由CO 壓縮、高壓合成、蒸發(fā)
造粒、工藝凝液處理等4個工序組成，所涉及的
危險化學(xué)品有液氨和壓縮CO：，其中液氨屬于有
毒氣體，壓縮CO 屬于不燃?xì)怏w。尿素合成屬于
特殊工序，也屬于重大危險源，其中池式反應(yīng)器
的工作溫度為185℃，壓力15．0 MPa，具有高溫、
高壓、易燃、易爆和有毒等特點，存在火災(zāi)、爆
炸、中毒、窒息和燙傷等危險。尤其是造粒塔內(nèi)
襯環(huán)氧樹脂防腐層，投料前存在嚴(yán)重的火災(zāi)隱患，
一旦局部著火，則一燃到頂，而無法施救， 需重
新進(jìn)行防腐處理。
I．5 熱電系統(tǒng)
熱電系統(tǒng)主要包括大型燃煤鍋爐3×260 t／h、
汽輪發(fā)電機(jī)組2×25 Mw及其配套的柴油站、脫
鹽水站、減溫減壓站等。其中鍋爐是全公司乃至
全集團(tuán)生產(chǎn)運行的焦點，一旦鍋爐故障停車，則
減少或停止向各用戶單位供給蒸汽，導(dǎo)致局部或
全線停車，故其長周期、連續(xù)穩(wěn)定運行極其重要。
鍋爐屬特種設(shè)備，爐膛溫度為1 070℃，汽包壓
力為1 1 MPa，具有高溫輻射和燙傷的危害。試車
期間，因操作不熟練、設(shè)備性能不掌握、異常情
況處置不及時等，可能導(dǎo)致鍋爐爆管、汽包干鍋、
爐膛油氣爆炸和煤塵爆炸等事故發(fā)生。汽輪發(fā)電
機(jī)組暫時無法并網(wǎng)，只有孤網(wǎng)運行。其電壓、頻
率和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，故電源品質(zhì)差，安全系
數(shù)低。并且，柴油站防火工作尤為重要，否則存
在火災(zāi)、爆炸的危險。
1．6 電儀系統(tǒng)
電儀系統(tǒng)主要包括電氣和儀表兩大工種，其
主要裝置包括301總變所、各配電室、儀表工程
師站、中控室等。I期合成氨裝置試車時，因施
工尚未結(jié)束，存在施工和試車之間的交叉作業(yè)；
II期試車時， 因I期裝置己投入試生產(chǎn)，存在試
車和運行之間的交叉作業(yè)，兩個交叉作業(yè)均有誤
發(fā)DCS指令、誤操作和觸電的危險。I期試車時，
現(xiàn)場施工用電為6 kV， 裝置試車用電為10kV，
兩路電不能“見面”；汽機(jī)發(fā)電機(jī)孤網(wǎng)運行時，
自發(fā)電和大網(wǎng)電同樣不能“見面”， 否則可能導(dǎo)
致機(jī)毀人亡的事故發(fā)生。
2 安全措施
2．1 通用措施
試車前，按規(guī)范編制了有關(guān)安全管理制度、
各類操作規(guī)程、安全技術(shù)規(guī)程、試車方案、事故
應(yīng)急預(yù)案等，又印制了《合成氨生產(chǎn)事故案例匯
編》、《防范重特大事故安全技術(shù)規(guī)程》和《員工
安全教育培訓(xùn)通用教材》，做到人手各一冊，并
組織學(xué)習(xí)和考試，合格后方可上崗。在編制各類
試車方案時，要求分析和評估安全風(fēng)險，制訂相
應(yīng)的控制措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。組織“手指口述”
崗位練兵和事故應(yīng)急演練，提高事故處置和救援
能力。嚴(yán)格執(zhí)行“三同時”制度，將安全設(shè)施納
入“三查四定”范疇，以保證試車時一并投入生
產(chǎn)和使用。與施工、外協(xié)、保運單位簽訂安全管
理協(xié)議，收繳安全風(fēng)險抵押金， 并嚴(yán)格管理和考
核， 以保證施工和試車交叉作業(yè)安全。無論I、
II期合成氨裝置試車，還是尿素裝置試車，均要
嚴(yán)格執(zhí)行抽堵盲板制度，實施有效隔離，并掛牌
明示。
2．2 氣化系統(tǒng)
氣化系統(tǒng)屬于重大危險源，己報地方政府主
管部門備案。氣化爐涉及高溫、高壓、易燃、易
爆和有毒作業(yè)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)重大危險源、危
38 煤炭加工與綜合利用 2014年第8期
險化學(xué)品、防火防爆、動(用)火作業(yè)、臨時用電、
清場隔離和限制、消防器材設(shè)施等安全管理制度，
認(rèn)真做好防火、防爆、防中毒和防窒息工作。配
備各類自動聯(lián)鎖調(diào)節(jié)、報警和跳車系統(tǒng)，嚴(yán)格執(zhí)
行有關(guān)調(diào)試規(guī)范，儀表白調(diào)閥必須在規(guī)定的時間
內(nèi)開關(guān)，提前或推遲ls均為不合格，連續(xù)3次靜
態(tài)調(diào)試合格后方可投用，以確保設(shè)備的本質(zhì)安全。
使用氮氣吹掃和置換時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行防氮氣窒息
措施。從空分向氣化工序輸氧時，保衛(wèi)部門沿途
清場、警戒，限制機(jī)動車輛和非試車人員出入。I、
II期裝置之間應(yīng)有效隔離，試車人員出入裝置區(qū)
應(yīng)履行登記手續(xù)。
2．3 凈化系統(tǒng)
所涉及的危險化學(xué)品最多，應(yīng)加強(qiáng)易燃品、
有毒品和腐蝕品的管理，重點是在試漏打壓、水
聯(lián)動和投料試車過程中，反復(fù)冷緊熱緊，徹底消
漏堵漏。這是防范事故的根本。二硫化碳屬低閃
點易燃液體，較甲醇和普通汽油還易揮發(fā)和燃燒，
在運輸、儲存和使用時應(yīng)采取嚴(yán)格的防火防爆和
防中毒措施，重點是加水封存，杜絕泄漏。凈化
裝置區(qū)和甲醇罐區(qū)均屬重大危險源，應(yīng)按規(guī)范進(jìn)
行管理，現(xiàn)場設(shè)置各種安防、氣防和消防設(shè)施，
醒目位置應(yīng)安裝重大危險源警示牌和各種危險化
學(xué)品職業(yè)危害告知牌。超低溫是液氮洗工序的顯
著特點，除做好人機(jī)防凍外，主要應(yīng)防范將普通
材料用于低冷部位、將常壓材料用于高壓部位，
這是防范泄漏事故和火災(zāi)爆炸事故的關(guān)鍵。硫回
收工序副產(chǎn)的96％硫酸為腐蝕品，檢修時應(yīng)嚴(yán)格
執(zhí)行斷電掛牌制度，穿戴好防酸用品，排凈設(shè)備
和管道內(nèi)余酸，用水沖洗后方可作業(yè)。
2．4 合成系統(tǒng)
氨罐區(qū)有2個儲罐，總?cè)莘e10 000 Hl3，液氨
最大儲量5 500 t，屬于重大危險源。其設(shè)置在通
風(fēng)條件好、遠(yuǎn)離明火之處，與主生產(chǎn)裝置保持一
定的安全距離。氨儲罐上配備有液位計、溫度計、
報警儀等自動監(jiān)控設(shè)施，現(xiàn)場設(shè)置防護(hù)圍堰、風(fēng)
向標(biāo)、氣體監(jiān)測儀、洗眼淋浴器、防靜電設(shè)施、
監(jiān)控攝像設(shè)施、消防和氣防設(shè)施(包括消防炮、
消防栓、滅火器、空氣和氧氣呼吸器)等；儲罐
區(qū)周圍安裝防護(hù)圍欄、重大危險源警示牌、危險
化學(xué)品職業(yè)危害告知牌和“罐區(qū)重地、嚴(yán)禁煙火”
等安全警示標(biāo)識。
2．5 尿素系統(tǒng)
尿素裝置屬重大危險源，又涉及危險化學(xué)品
液氨，南側(cè)緊鄰公司綜合辦公樓，西北側(cè)距離不
足500 rrl為集團(tuán)辦公樓，故防范液氨泄漏是試生
產(chǎn)期間乃至正常生產(chǎn)后安全管理的重點。樹立“泄
漏就是事故”的安全理念，堅持實行預(yù)防性檢修，
嚴(yán)禁設(shè)備帶病運行，嚴(yán)禁超溫、超壓、超負(fù)荷。
在尿素裝置區(qū)安裝3臺消防栓，增設(shè)4臺消防炮，
以保證在火災(zāi)、爆炸時滅火和洗消所需。尤其是
當(dāng)發(fā)生氨泄漏時，首先應(yīng)使用消防炮噴淋和吸收
氨氣，以降低空氣中的氨濃度，可有效防范火災(zāi)、
爆炸和污染事故的發(fā)生。在尿素巡檢室還配備空
氣呼吸器和氧氣呼吸器，并要求操作工在巡檢時
必須佩戴防氨過濾面具，以備事故應(yīng)急之需。
2．6 熱一電系統(tǒng)
加強(qiáng)鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)，減少故障停車，提高
開車率，是保證全系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的前提。
鍋爐是特種設(shè)備，除在有關(guān)地方政府部門備案、
報驗和年檢外，操作人員還應(yīng)取得其頒發(fā)的壓力
容器作業(yè)資質(zhì)證，并嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)管理規(guī)定和操
作規(guī)程，保持引風(fēng)機(jī)完好運行，保證燃油和燃煤
完全燃燒，嚴(yán)禁油霧和煤粉在爐膛內(nèi)積聚，嚴(yán)防
鍋爐爆炸事故及其它操作事故發(fā)生。孤網(wǎng)運行時，
規(guī)范送電和用電作業(yè)程序，保證大網(wǎng)供電和汽輪
發(fā)電這兩路電不“見面”；保持汽輪機(jī)用汽壓力
和流量穩(wěn)定，保證孤網(wǎng)運行安全可靠。鍋爐打渣
時應(yīng)穿戴好防護(hù)服、防燙面罩和手套等，重點防
范明火和熱渣燒傷。依據(jù)新的危險化學(xué)品名錄，
柴油不再屬于易燃品，柴油站也不屬于重大危險
源，而我公司依然按易燃品和重大危險源的有關(guān)
規(guī)范予以嚴(yán)格管理。
2．7 電儀系統(tǒng)
因施工和試車用電電壓不等，故電氣試車的
安全重點是實行統(tǒng)一管理和專業(yè)化管理，做到專
人調(diào)度和專人專管，確保兩路電不“見面”。正
式投料試車前，撤出6 kV電網(wǎng)，統(tǒng)一由10 kV向
生產(chǎn)裝置和施工現(xiàn)場供電。在施工和試車、運行
和試車交叉作業(yè)時，總變室和各配電室應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)
2014年第8期 段付崗，等：大型合成氨裝置試生產(chǎn)安全風(fēng)險分析及對策 39
行相關(guān)停送電制度，認(rèn)真履行作業(yè)票程序，并采
取有效隔離措施， 以防誤操作、誤送電或觸電事
故發(fā)生。
儀表試車的安全重點是I期裝置的自動調(diào)節(jié)
系統(tǒng)DCS、自動跳車系統(tǒng)ESD所設(shè)置的程序應(yīng)
實施屏蔽保護(hù)，杜絕II期試車時人為干預(yù)程序的
自動運行；加強(qiáng)DCS工程師站后臺權(quán)限管理，防
止II期調(diào)試時越站、越界操作；保持DCS、ESD
系統(tǒng)完好運行， 即使操作人員誤操作，ESD系統(tǒng)
也能緊急停車， 以避免火災(zāi)爆炸事故發(fā)生；停用
DCS系統(tǒng)必須由主管安全生產(chǎn)的公司副總經(jīng)理終
審批準(zhǔn)，停用ESD系統(tǒng)必須由公司總經(jīng)理終審批
準(zhǔn)。
3 結(jié)語
合成氨和尿素裝置試生產(chǎn)安全的重點是實現(xiàn)
工藝、設(shè)備和人的“本質(zhì)安全”?！肮に嚤举|(zhì)安全”
的重點是杜絕“三超”，即杜絕超溫、超壓、超負(fù)荷；
“設(shè)備本質(zhì)安全”的重點是做好“三防”， 即防危
化品泄漏、防高壓竄低壓、防DCS和ESD失誤失
效；“人的本質(zhì)安全”重點是消除“三違”，即消
除違章作業(yè)、違章指揮和違反勞動紀(jì)律行為。
保持長周期、連續(xù)穩(wěn)定運行是保障試生產(chǎn)安
全的關(guān)鍵，也是控制和消除試生產(chǎn)風(fēng)險的核心。試
生產(chǎn)期間，陜化集團(tuán)設(shè)立“長周期穩(wěn)定運行獎”，
合成氨裝置連續(xù)運行30 d以上，獎勵化肥公司20
萬元；連續(xù)運行60 d以上， 獎勵50萬元；連續(xù)運
行100 d以上，獎勵100萬元。2013年8—11月I期合
成氨裝置最長連續(xù)運行達(dá)85 d，lO一11月份II期合
成氨裝置連續(xù)運行51 d，12月份合成氨和尿素產(chǎn)量
分別達(dá)到59 904．1 t和56 600．3 t，刷新了試生產(chǎn)以
來最高月產(chǎn)記錄，實現(xiàn)了“環(huán)節(jié)一個不漏，事故一
起不出，時間一刻不拖，開車一次成功”的試車總
目標(biāo)，并預(yù)示著試生產(chǎn)工作已圓滿劃上句號。
1 000萬t／a低階煤分質(zhì)項目落戶圣圓煤化工基地
鄂爾多斯市能源清潔利用領(lǐng)域又添新軍， 由北京北大青鳥有限公司、內(nèi)蒙古蒙興投資集團(tuán)有限公司共同出資登
記注冊的大型煤化工企業(yè)— — 內(nèi)蒙古青鳥蒙興能源化工有限公司1 000萬t／a低階煤分質(zhì)清潔高效綜合利用示范項目
落戶圣圓煤化工基地。
該項目是國家十二五規(guī)劃重點打造的七個能源煤化工項目之一， 是鄂爾多斯市十二五期間重點打造的煤4~-Y-項
目之一。被內(nèi)蒙古自治區(qū)列為重點示范項目，現(xiàn)已進(jìn)入自治區(qū)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項目儲備庫。2013年8月27日， 內(nèi)蒙
古青鳥蒙興能源化工有限公司與伊金霍洛旗人民政府、鄂爾多斯圣圓煤化工基地管委會簽訂了三方框架合作協(xié)議：
2013年9月17日。與鄂爾多斯市人民政府、伊金霍洛旗人民政府簽訂了三方框架協(xié)議。內(nèi)蒙古青鳥蒙興能源化工有
限公司將基于能源發(fā)展戰(zhàn)略。專注于能源化工領(lǐng)域的開發(fā)、轉(zhuǎn)化、利用， 投資102．3億元建設(shè)1 000萬t／a低階煤分
質(zhì)清潔高效綜合利用示范項目。
據(jù)悉。該項目堅持“一次設(shè)計， 兩期實施” 的原則， 總體規(guī)劃建設(shè)10條100萬t／a低階煤提質(zhì)裝置生產(chǎn)線：2
條30萬t／a煤焦油加氫裝置：125萬t／a凈化煤氣制LNG裝置。一期規(guī)劃建設(shè)100萬t／a低階塊煤提質(zhì)工程與30萬
t／a煤焦油加氫工程及配套1 000萬t／a公輔設(shè)施，預(yù)計于2016年10月份投產(chǎn)。二期規(guī)劃建設(shè)900萬t低階煤提質(zhì)工
程、30萬t／a煤焦油加氫工程、125萬t／a凈化煤氣制LNG工程， 預(yù)計2018年12月竣工投產(chǎn)。項目建成后， 年可
處理低階煤1 000萬t。生產(chǎn)提質(zhì)煤420萬t、輕芳烴30．4萬t、LNG125萬t：預(yù)計可實現(xiàn)產(chǎn)值89億元， 利稅10．1億
元。稅后利潤26．7億元，提供就業(yè)崗位15 000個。 (轉(zhuǎn)自：鄂爾多斯日報2014年8月28日)

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