1、目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc7607 摘要 PAGEREF _Toc7607 2 HYPERLINK l _Toc22594 前言 PAGEREF _Toc22594 4 HYPERLINK l _Toc21992 1 緒論 PAGEREF _Toc21992 5 HYPERLINK l _Toc28625 1.1 化工生產的開展 PAGEREF _Toc28625 5 HYPERLINK l _Toc22901 1.2 化工生產的特點 PAGEREF _Toc22901 5 HYPERLINK l _Toc26270 1.3 化工事故 PAGEREF _T

2、oc26270 8 HYPERLINK l _Toc20563 1.4 尿素生產的歷史及應用 PAGEREF _Toc20563 10 HYPERLINK l _Toc32489 1.5 國內外尿素生產技術概述 PAGEREF _Toc32489 12 HYPERLINK l _Toc25494 1.6 東煤尿素車間工藝流程 PAGEREF _Toc25494 16 HYPERLINK l _Toc12212 2. 危險源及危險性分析方法 PAGEREF _Toc12212 19 HYPERLINK l _Toc21912 2.1危險源的分類及辨識 PAGEREF _Toc21912 19 H

3、YPERLINK l _Toc6950 2.2危險性分析方法 PAGEREF _Toc6950 20 HYPERLINK l _Toc25343 2.3危險與可操作性研究(HAZOP) PAGEREF _Toc25343 21 HYPERLINK l _Toc18266 3. 應用HAZOP對東煤尿素車間進行分析 PAGEREF _Toc18266 25 HYPERLINK l _Toc5696 3.1 單元劃分 PAGEREF _Toc5696 25 HYPERLINK l _Toc26264 3.1.1 合成單元 PAGEREF _Toc26264 25 HYPERLINK l _Toc2

4、7555 分解單元 PAGEREF _Toc27555 26 HYPERLINK l _Toc12986 蒸發(fā)單元 PAGEREF _Toc12986 28 HYPERLINK l _Toc29059 造粒及泵房單元 PAGEREF _Toc29059 29 HYPERLINK l _Toc29932 熱回收及尾氣處理單元 PAGEREF _Toc29932 30 HYPERLINK l _Toc30611 3.2第一類危險源的辨識 PAGEREF _Toc30611 31 HYPERLINK l _Toc9324 3.3東煤尿素車間的危險與可操作性分析 PAGEREF _Toc9324 33

5、 HYPERLINK l _Toc11555 合成單元 PAGEREF _Toc11555 33 HYPERLINK l _Toc7210 分解單元 PAGEREF _Toc7210 34 HYPERLINK l _Toc20239 蒸發(fā)單元 PAGEREF _Toc20239 34 HYPERLINK l _Toc9846 造粒及泵房單元 PAGEREF _Toc9846 34 HYPERLINK l _Toc17823 3.3.5 熱回收及尾氣處理單元 PAGEREF _Toc17823 34 HYPERLINK l _Toc22308 4. 平安措施 PAGEREF _Toc22308

6、34 HYPERLINK l _Toc28611 4.1根據HAZOP提出的平安措施 PAGEREF _Toc28611 34 HYPERLINK l _Toc12237 偏差總結 PAGEREF _Toc12237 34 HYPERLINK l _Toc15786 根據分析結果提出的操作規(guī)章 PAGEREF _Toc15786 35 HYPERLINK l _Toc31492 4.2大顆粒尿素生產技術 PAGEREF _Toc31492 37尿素生產工藝危險性分析及平安評價摘要尿素不僅在農業(yè)生產有著極為重要的作用，還是一種重要的化工原料?？梢哉f尿素是一種非常重要的化工產品。在尿素的生產過程中

7、，不僅有高溫高壓這樣的危險環(huán)境還有強腐蝕性的甲銨、各種易燃易爆的氣體，一旦出現(xiàn)事故其后果是無法想象的，尿素生產作為一個化工行業(yè)，不但具有化工行業(yè)普遍存在的危險性，并且其本身也具有一些特點。所以針對尿素的工藝流程提出一些平安措施是十分必要的。通過對東煤尿素車間進行危險和可操作性分析，找出各個單元存在的偏差，分析其出現(xiàn)偏差的原因、導致的后果，并提出平安保護措施。如果將這些平安保護措施進行匯總，那么我們會得到一份極具意義的操作規(guī)章守那么，用來解決實際生產中出現(xiàn)的各種偏差，預防事故發(fā)生。關鍵詞：尿素;工藝流程;危險與可操作性分析;操作規(guī)章;預防Abstract Urea not only in agr

8、icultural production plays a very important role, is an important chemical raw material. It can be said that the urea is a very important chemical products. In the production process of urea in a high temperature environment, not only Danger! High Voltage such as corrosive carbamate, all kinds of fl

9、ammable gas, once the accident consequence is unimaginable, urea production as a chemical industry, not only has the risk of widespread chemical industry, and also has its own characteristics. So the process of urea to put forward some safety measures is very necessary. The risk of Liaoning coal ure

10、a workshop and operational analysis. Find the deviation of each unit exists, analyzes the causes of deviation, consequences, and puts forward the safety protection measures. If these security measures were collected, then we will get A very meaningful operation rules and regulations, used to solve t

11、he actual production in a variety of deviations, to prevent accidents.Key words: Urea;Process flow; hazop; Operation rules; Prevent前言尿素不僅作為一種肥料在我國廣泛使用，而且在紡織、醫(yī)藥、化裝品等領域也被作為原料使用。僅2023年12月份我國尿素產量就到達了301.98萬噸。在如此大的需求量和產量下，需要保障不出現(xiàn)設備故障和人員傷亡，以確保正常生產，那么平安監(jiān)管就顯得尤為重要。如果在結合尿素生產過程中的實際情況，平安工作便顯得那么急迫嚴峻了。在尿素的生產過程中，主

12、要危險有一下幾點：易燃、易爆、有毒氣體。在生產過程里會出現(xiàn)以下幾種氣體，一氧化碳、二氧化碳、氨氣、氫氣、硫化氫氣體，每一種氣體的泄露都會產生爆炸、中毒事件，并且易燃、易爆、有毒氣體在每一步生產流程中都會出現(xiàn)。更駭人聽聞的是，尿素的合成塔上部會累積一定量的氫氣，如果壓力控制不當，被液封的出料口暴露，導致回流的空氣與氫氣混合，就會有很大幾率產生爆炸。幾十米高的合成塔里的物料如果發(fā)生殉爆，其后果是無法想象的。高溫、高壓。整個尿素生產流程中，各局部要求的溫度壓力均不同，最高壓力和溫度分別可到達二十兆帕、兩三百攝氏度。如此高的溫度,有多大的危險性是顯而易見的。在壓力的轉換中，如此高的壓力操作不當也會發(fā)生

13、爆炸。電傷害。廠區(qū)中有大量的帶電設備及各種上下壓電氣設備。電器設備外殼、機械設備電機及開關箱外殼等如沒有保護接地，或保護接地斷路、接地電阻超標，較高的建筑物所設避雷針及接地網如果發(fā)生故障，過電壓將會危及人身平安。腐蝕性。原料、中間產物均具有較強的腐蝕性的物質，對人體、設備、管道、建筑物都有較強的腐蝕性。在防護不當或誤操作時會引發(fā)泄漏或噴濺，作業(yè)人員如果未采取有效的防護措施，導致眼睛或皮膚接觸，就會造成傷害事故。以上列舉的是危險性較大的四種，從中我們可以看出，平安在尿素生產中的重要性。所以本文會對尿素生產過程中的各物料、設備、工藝等存在的危險源進行識別，并應用危險和可操作性研究HAZOP，HAZ

14、OP通過確定工藝過程中存在的危害及操作問題,利用其良好的指向性可以系統(tǒng)地檢查工藝過程,包括對原設計條件和意圖發(fā)生的種種偏差,確定偏差可能導致危害或引起操作問題,為工程的風險管理提供依據，提出相應的措施和改革方案。1 緒論1.1 尿素生產概述化工生產的特點在某些化工事故中表達的尤為明顯，化工企業(yè)的原料、產品涉及的范圍廣、種類多，大局部屬于易燃易爆有毒物質，化工生產過程復雜，工藝多樣，操作控制條件嚴格，從消防角度講，其突出的特點是火災危險性大，發(fā)生火災的概率高，發(fā)生火災后，情況復雜，常伴有爆炸、復燃復爆，立體大面積，多火點形式的燃燒，易造成沉重的的人員傷亡和巨大的經濟損失。之所以如此主要，是由化工

15、企業(yè)的建筑、生產等特點所決定，首先化工災害事故救援技術要求高，工藝設施復雜，處置程序環(huán)環(huán)相扣，這對救援工作提出了很大的難題，處置過程險象環(huán)生，驚心動魄，稍有不慎都將可能造成沉重損失，后果不堪設想。同時化工生產工藝復雜，?；锲范?，以東煤尿素車間為例不僅原料如液氨、一氧化碳、二氧化碳有較大的危險性，其中間產物如甲銨溶液、氫氣等等都有較大的危險性，生產工藝涉及高溫、高壓、管道密布，大量生產設備布置在生產區(qū)。而且，一般的化工工廠儲罐林立，易形成連鎖反響，在化工廠區(qū)一般會有多個中間儲罐和成品儲罐，大局部均儲存易燃易爆品，一旦其中某個發(fā)生燃燒、爆炸，易對周圍儲罐威脅，甚至引起燃燒爆炸。一旦發(fā)生爆炸事故，

16、偵查檢測工作會變得十分困難，由于設施過于復雜導致有效的救援方案都不易確定，大多數化工行業(yè)都是多管線相連，罐罐相連，建筑生產設施林立，設備高大密集，生產工藝形成整套流程，工藝復雜。生產存儲的危險化學品品種多，很多危險化學品物質極為不常見，消防部隊指戰(zhàn)員本身不夠熟悉。一些化工事故現(xiàn)場燃燒猛烈，燃燒面積大，有效短時間內難以組織有效的、準確詳細的火情偵查，再加上優(yōu)勢沒有專用的檢測儀器，較難測出準確的數據，較難掌握現(xiàn)場準確、詳細的情況。在對化工事故的分析中，我們發(fā)現(xiàn)造成事故的原因是多種多樣的。例如，1982年、1993年，分屬兩個企業(yè)的兩套催化裂化裝置的中間罐先后于發(fā)生了爆炸，1993年1月1日的那次爆

17、炸還引發(fā)大火。兩次事故相隔近10年，且分別是兩個設計單位作的設計。但這兩個設計單位都沒有處理好中間罐的工藝設計，都存在假設閥門關不嚴，不同性質物料發(fā)生串通的可能性。結果，由于閥門關不嚴，造成不同性質物料的相互混合，致使中間罐壓力急劇升高而發(fā)生爆炸。這起事故的發(fā)生是因為工程設計失誤，設計單位對設計對象了解不夠透徹，設計不夠細致可能導致事故發(fā)生，同樣的事例還有某沿海企業(yè)在海邊建設油罐，設計單位因無經驗在設計中未對罐底外壁采取防腐措施。由于地處海邊，化學腐蝕現(xiàn)象嚴重，假設不對罐底外壁采取防腐措施，那么油罐建成后罐底將很快被腐蝕穿透，不僅油罐將報廢，假設操作人員的違規(guī)操作或各種原因造成的誤操作。在化工

18、生產中，由于人員的違章作業(yè)、違章指揮、違反勞動紀律而發(fā)生的各類事故所占比率很高。據有關統(tǒng)計，在已經發(fā)生的各類事故中，由于人員“三違引發(fā)的占到75%左右。其中，僅因操作工開錯閥門或沒有及時關閉閥門而引發(fā)的事故就有多起，并都造成了很大影響。而這些由“三違違章指揮，違章操作，違反勞動紀律引發(fā)的事故，多數表現(xiàn)為設備的破壞。以設備破壞為外表現(xiàn)象的事故，大約也占到了70%以上。北京東方化工廠罐區(qū)，在收油時操作工開錯閥門，致使石腦油大量外溢，遇明火引發(fā)爆炸及兩次后續(xù)爆炸。此次事故共有9人死亡、39人受傷，直接損失1.17億元人民幣，造成該廠幾乎全部主要裝置停產10個月。由于管理不善、違章指揮而造成的事故，最

19、明顯的表達是發(fā)生在建設過程和裝置檢修過程。如某廠一裝置發(fā)生波動，操作工正在處理。按規(guī)定管生產的副廠長只應是一個指揮者，不能自己動手，但這個副廠長覺得自己干過這個崗位的操作，十分熟悉情況。來到現(xiàn)場后看了看，未跟當班操作工打招呼，就自行啟動了核心設備，導致該設備報廢。還有吉林石化松花江污染事件，原本是操作人員違規(guī)操作而引起的一起爆炸事故，但因沒有設立必要的水體防護設施，也沒有制定相應的應急處理預案，導致松花江被污染的嚴重事件。同時設備的出現(xiàn)問題也是導致化工事故發(fā)生的重要因素，由于原料中間產物會有腐蝕性，因此設備出問題而引發(fā)的事故，在事故總數中所占比例也很大。某企業(yè)常減壓裝置，因一接頭損壞，造成瓦斯

20、泄露，引發(fā)大火。這既是因設備損壞引起的事故，也是操作工未及時進行巡回檢查而引起的事故，但也有一些偶然性。某企業(yè)的一臺高壓泵，在泵體有一個暗砂眼，在解體檢查時沒有發(fā)現(xiàn)。運轉一段時間后，高溫油料從砂眼哧出，引起大火。自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題同樣也會造成化工事故，隨著生產設備的制動化越來越高，類似事故的發(fā)生愈發(fā)頻繁。2006年10月30日20時，重慶鋼鐵公司在煤氣管網上進行焊接施工。由于電焊機的接地線直接搭接在管網上，而煤氣管網上的壓力測試儀表的抗干擾能力不強。電焊機的強電磁干擾了煤氣壓力測試儀表，誤報出系統(tǒng)壓力超高的信號。致使自動控制儀表按系統(tǒng)壓力超高進行了自動動作，將煤氣緊急快開閥門翻開尿素生產的

21、歷史及應用在1922年以后大約40年左右的時間內,圍繞著由CO2和NH3轉化成尿素的單程轉化率,以及從反響后的尿液中回收未反響的CO2和NH3的方法問題,進行了大量的研究和技術開發(fā)工作。先后出現(xiàn)了局部循環(huán)工藝、全循環(huán)工藝。到了六十年代,又出現(xiàn)了汽提工藝,改良全循環(huán)工藝,為尿素工業(yè)樹立了新的里程碑。據不完全統(tǒng)計,從1965年到1980年世界上大約建設了221座尿素裝置,其中采用汽提工藝的就有116座,約占建廠總數的52%。 80年代后隨著工藝的開展進步，有三種新開發(fā)的節(jié)能工藝。1美國尿素技術公司的UTI工藝，UTI工藝是該公司七十年代中后期的研究成果,已成功地用于改造能力為日產300-1200t

22、的全循環(huán)工藝,在許多日產300t的新建裝置中已被采用。2SRR工藝，SRR工藝是瑞士卡塞爾制氨公司最近開發(fā)的用于改造氨氣提法和CO2汽提法尿素廠的新工藝。該法用于老廠改造,不需要改造原有的合成局部,僅需將新增添的局部加到原有系統(tǒng)中去。這樣可以減少改造投資。(3)IDR尿素工藝，IDR尿素工藝是意大利蒙特愛迪森公司用于改造老尿素裝置的一種新工藝,其第一個工業(yè)應用是對蒙特愛迪森公司下屬子公司的一座日產300t的尿素裝置進行的改造。當代尿素工業(yè)中普遍采用的常規(guī)工藝可大致劃分為兩大類:一類是以斯太米卡邦公司和斯奈姆公司為代表的分別以CO2和NH3做為汽提劑的汽提工藝;另一類是以三井東亞化學和東洋工程公

23、司和東洋工程公司為代表的改良全循環(huán)工藝。東煤尿素車間采用的是全循環(huán)工藝生產尿素。汽提工藝是全循環(huán)工藝的開展，采用CO2或NH3汽提法，通俗的講就是參加過量的CO2或NH3，使回收的物料中只有一種氣體和甲銨溶液。不僅尿素的工藝流程在開展，對尿素的研究也越來越深入，尿素的應用領域也越來越廣泛，尿素的產量也隨之增高，據統(tǒng)計局數據顯示，2023年111月尿素折純產量累計3163.17萬噸，合實物量約6876.5萬噸，同比增加4.5%。盡管尿素行業(yè)也面臨產能過剩，但據統(tǒng)計但80%以上的工廠依然保持著73%左右的開工率。生產出的尿素不僅是在各個領域進行著作為化學品本身的作用，也成為經濟開展中不可或缺的一局

24、部，為一些地區(qū)提供大量就業(yè)崗位，對地區(qū)經濟有著重要的作用。千萬噸級的尿素產量說明，尿素不僅單純的作為一種氮肥被使用，而是廣泛的應用于各個行業(yè)。尿素的應用主要在以下幾個領域：醫(yī)學應用：皮膚科以含有尿素的某些藥劑來提高皮膚的濕度。非手術摘除的指甲使用的封閉敷料中，含有40%的尿素。同時測試幽門螺桿菌存在的碳-14-呼氣試驗，使用了含有碳14或碳13標記的尿素。同樣方法也可測試生活在動物胃中的類似細菌。農業(yè)應用：尿素是一種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，也可用于生產多種復合肥料。在土壤中不殘留任何有害物質，長期施用沒有不良影響。工業(yè)應用：相比于尿素本身作為一種化肥被創(chuàng)造，在工業(yè)上的應用尤為廣泛。列舉如下

25、：特殊塑料的原料，尤其尿素甲醛樹脂，某些膠類的原料，肥料和飼料的成分，取代防凍的鹽撒在街道，優(yōu)點是不使金屬腐蝕，加強香煙的氣味，賦予工業(yè)生產的椒鹽卷餅棕色，某些洗發(fā)劑、清潔劑的成分，急救用制冷包的成分，因為尿素與水的反響會吸熱，處理柴油機、發(fā)動機、熱力發(fā)電廠的廢氣，尤其可降低其氧化氮，催雨劑的成分配合鹽，過去用來別離石蠟，因為尿素能形成包合物，耐火材料，環(huán)保引擎燃料的成分，美白牙齒產品的成分，為化學肥料，染色和印刷時的重要輔助劑實驗室應用：尿素能非常有效的使蛋白質變性，尤其能非常有效地破壞非共價鍵結合的蛋白質。這特點可以提高某些蛋白質的可溶性。飼料添加劑：人類糧食資源與蛋白質的短缺，也造成飼料

26、工業(yè)一大難題。業(yè)者積極尋找蛋白質的新來源，并擴及蛋白質以外的氮來源，尿素由于含氮量較高成為了研究對象，經過一系列的研究，尿素及尿素化合物成為反芻動物的飼料添加劑。1.1.2 國內外尿素生產技術概述(1)當前世界上尿素生產技術概況當前，世界上最具有競爭力的尿素生產工藝技術，主要有荷蘭斯塔米卡邦Stamicarbon公司的CO2氣提法工藝、意大利斯奈姆普吉提(Snamprogetti)公司的氨氣提法工藝、意大利泰克利蒙特(Technimont)公司的等壓雙氣提法工藝(簡稱IDR工藝)、日本三井東壓/東洋工程(TEC/MTC)公司的節(jié)能低本錢ACES工藝等。荷蘭Stamicarbon公司CO2氣提法

27、工藝于1965年在傳統(tǒng)的水溶液全循環(huán)法的根底上新開發(fā)成功并實現(xiàn)工業(yè)化，七十年代末開展為改良型CO2氣提工藝。九十年代以來又先后推出新一代改良型CO2氣提法流程以及最新技術尿素2000+TM超優(yōu)工藝流程。迄今為止，該工藝在世界上建廠最多，計140余套生產裝置，占世界尿素總生產能力的45%左右。該法合成反響壓力和溫度較低，氣提效率較高，沒有中壓分解回收段，流程短，操作平安、簡便。該工藝高壓圈物料靠位差流動、節(jié)省輸送動力。另外，高壓圈設備高層框架布置使設備布置緊湊、合理，管線較短，占地節(jié)省。意大利Snamprogetti公司氨氣提法工藝于1966年研究開發(fā)成功并實現(xiàn)工業(yè)化，七十年代中期開展成為氨自氣

28、提工藝，八十年代中期以來建廠數增加，建廠數總計100余套，總生產能力僅次于CO2氣提法工藝。該法合成反響NH3/ CO2摩爾比較高，有利于合成轉化率的提高和減輕工藝介質的腐蝕性。另外，氣提塔選用鈦材或襯鋯雙金屬氣提管，氣提出液溫度可達205230。而且可以在較低設計負荷下運行。該法采用了液氨噴射泵輸送甲銨液，高壓設備無需高層框架布置，施工安裝和維修方便。意大利Technimont公司IDR工藝于1981年研究成功，隨后在意大利建有300t/d和1200t/d兩套工業(yè)生產裝置。該法合成進料NH3/ CO2摩爾比高，高壓系統(tǒng)操作壓力，溫度均較高，單程轉化率可達70%。該法采用CO2和氨雙重氣提作用

29、，兼有CO2氣提法和氨氣提法的優(yōu)點，與氨氣提工藝相同，設置了中壓分解和循環(huán)回收段，除高壓冷凝回收熱量副產0.58MPa(表)的蒸汽外，中壓分解氣的冷凝熱也大局部回收，故熱回收較好，蒸汽和冷卻水的消耗較低。此工藝采用雙氧水鈍化，防止設備腐蝕。但由于合成回路高壓設備較多，且要求嚴格的防腐系統(tǒng)，不僅投資增高且操作較復雜。日本三井東壓/東洋工程公司ACES工藝。該法于1982年開發(fā)研究成功，它是在CO2氣提法根底上開展的。目前世界上建成的有十余套。該法除提高合成NH3/ CO2摩爾比，提高單程轉化率及設置中壓分解回收循環(huán)段外，還采用特殊結構的氣提塔和特殊材料雙相鋼，提高了氣提效率和設備的耐腐蝕性能，而

30、且降低造價，該法熱回收利用較好。另外，高壓回收物料的循環(huán)好是靠液位差實現(xiàn)，設備布置需要較高的框架。九十年代末該公司又推出ACES21新工藝，將原來兩臺甲銨冷凝器改成為單臺，且結構型式為浸沒式立式冷凝吸收器，并利用甲銨反響熱副產蒸汽供后續(xù)工序用，合成和氣提壓力降低，投資和能耗有所下降，目前ACES21新工藝尚未建成新裝置，改造廠已實施裝置能力為60萬噸/年左右。以上幾種主要的尿素生產方法的特點、流程、生產操作條件及平安性等比較見表4-34。上述各法的主要原料和公用物料的消耗見表4-35。除以上幾種工藝方法外，還有一些其他生產工藝，如美國化學技術公司好推出熱循環(huán)法工藝簡稱UTI法。瑞士Urea C

31、asale公司也開發(fā)“雙塔高效綜合法簡稱HEC法。這些方法在世界范圍內新建廠不多，熱循環(huán)法設計了特殊結構的絕熱等溫反響器和甲銨反響熱的多級回收利用，蒸汽消耗較低，但設備結構復雜，中、低壓段換熱設備多，流程較復雜，操作也不便，目前未被廣泛采用。HEC法設置二個合成塔，轉化率高達75%，氣提塔負荷減少，高壓下冷凝回收熱量，副產蒸汽到達自給。至今，該法未見工業(yè)化推廣應用。表4-34 主要幾種尿素生產工藝比較 工藝方法 項 目改良型CO2氣提法NH3氣提法雙氣提IDR法ACES法研究成功及工業(yè)化年代196519791966197819811982已建裝置140余套100余套310余套流程特點等壓氣提高

32、壓分解中壓分解低壓分解是/是/是是是是/是是是/是是合成操作條件壓力 ，MPa溫度 ，NH3/CO2(mol)H2O/CO2(mol)CO2轉化率，%13.5314.311832.93.00.415715.691853.33.60.606418.631904.250.557017.261904.00.6168生產的安全性原料氣脫H2防腐加氧量，% Vol高壓系統(tǒng)尾氣爆炸可能性低壓系統(tǒng)尾氣爆炸可能性有0.7無無無0.25無有無0.2+H2O2無有無0.5無有其他副產蒸汽壓力，MPa尿素水解裝置設備布置0.441有高框架0.59/0.441有中框架0.7/0.35有高框架0.59有高框架主要高壓設

33、備材料尿素合成塔襯里氣提塔列管高壓冷凝器列管高壓洗滌器列管甲銨別離器氨預熱器高壓噴射器316Lmod25-22-2316Lmod或25-22-225-22-2或316Lmod/碳鋼316LMod316Lmod鈦或襯鋯25-22-2/316LMod/碳鋼316LMod316LMod25-22-225-22-225-22-2316LMod碳鋼316LMod316LmodDP3DP3316Lmod/碳鋼316Lmod表4-35 主要幾種尿素工藝方法原料和公用物料消耗比較(噸尿素計) 工藝方法 項 目改良型CO2氣提法NH3氣提法雙氣提IDR法ACES法液氨100%，kg568568569568CO2

34、100%，kg735735752750輸入1.3MPa，kg/蒸汽2.45MPa，350，kg3.8MPa，365，kg1160351020409801000輸出蒸汽，0.390.7MPa，kg220/50/電，kWh18232524冷卻水，tt=1085937595(2) 國內尿素生產技術概況我國是尿素生產大國，建廠數為世界之最，生產能力和產量也居世界首位。國內尿素工業(yè)的開展始于二十世紀六十年代。至今采用水溶液全循環(huán)法建成的中型尿素廠遍布全國各地50多家，生產能力近600萬噸。二十世紀七十年代以來引進荷蘭Stamicarbon公司CO2氣提法尿素專利技術，成套引進和自行建設共計30套引進18

35、套，消化吸收自行建設的12套，規(guī)模從452萬噸/年?？偵a能力超過1000萬噸/年。采用的工藝流程包括傳統(tǒng)的CO2氣提工藝二次洗滌流程計14套、改良型CO2氣提工藝脫氫防爆流程計14套、新一代改良型CO2氣提尿素2000TM超優(yōu)工藝池式冷凝器2套。二十世紀八十代年中期以來我國又引進意大利SNAM公司氨氣提專利技術，成套引進和局部消化吸收自行設計共計18套引進16套自行配套建設2套規(guī)模1352萬噸/年，總生產能力約580萬噸/年。采用的氨氣提工藝均為第二代氨氣提工藝技術，其中有半數的工廠氣提法采用襯鋯的雙金屬管的新技術。除此之外，二十世紀七十年代初我國還從日本TEC公司引進兩套改良C法的全循環(huán)工

36、藝，規(guī)模為48萬噸/年，其中一套采用ACES21新工藝進行改造，去年已成功運行。二十世紀九十年代引進2套ACES法尿素生產工藝，規(guī)模為5萬噸/年和52萬噸/年。在工廠技改方面，瀘天化廠采用了意大利Technimont公司IDR雙氣提工藝改造原有的500t/d水溶液全循環(huán)法工藝，能力擴大至750t/d。還有美國UTI熱循環(huán)法尿素技術及瑞士Urea Casale公司HEC工藝也僅在個別廠中局部應用，尚未推廣。綜上所述，國內尿素工廠通過四十多年來的建設實踐引進和自行建設，不僅掌握了國外的各種尿素先進的工藝技術，而且通過國內科研、設計、制造、建設單位、生產部門的共同合作，從二十世紀六十年代水溶液全循環(huán)

37、尿素工藝的通用設計，二十世紀七十年代CO2氣提法的國產化首次設計，至二十世紀八十年代改良型大型CO2氣提法、氨氣提法尿素工廠的合作設計和建設。我國尿素工業(yè)在工程設計、設備制造、材料配套和生產建設及工廠管理等方面已進入當前世界尿素生產先進水平的行列。1.2 常見尿素生產事故及原因1.3 東煤尿素車間工藝及特點1.3.1 工藝流程東煤尿素車間采用水溶液循環(huán)法生產尿素，整個工藝流程大體如下：(1)原料的輸送a.液氨的加壓輸送原料液氨從氨罐區(qū)送來，經預熱和加壓后溫度約30，壓力約1.82.2MPa。液氨進入液氨過濾器，除去液氨中夾帶的固體雜質和油類，然后導入高壓液氨泵加壓。壓力約16.3MPa的液氨經

38、高壓氨加熱器加熱到70左右，經高壓噴射器，進入高壓冷凝器池式冷凝器。b.CO2氣體的壓縮由合成氨脫碳裝置來的CO2氣體，其濃度99%體積，送入界區(qū)壓力約0.116MPa，溫度約40。CO2液滴別離器后送入CO2壓縮機。為了防止尿素生產過程的設備和管道的腐蝕及脫除CO2氣體中H2氣的需要，由工藝空氣壓縮機供應恒定流量的空氣。CO2氣體經壓縮最終壓力為14.5MPa，然后送至CO2氣提塔。(2)合成氣提出高壓冷凝器的甲銨液，氨和二氧化碳混合物進入尿素合成塔底部，物料在合成塔內停留足夠及未冷凝的時間，使液相中CO2轉化率到達57%左右。反響混合物通過內溢流管到氣提塔。未轉化的NH3、CO2及惰性氣體

39、從合成塔頂部至高壓洗滌器。氣提塔經CO2氣提及加熱分解后，氣提出氣進高壓冷凝器進一步冷凝反響生成甲銨液，氣提塔底部出液減壓后進入循環(huán)工序。在高壓洗滌器中，NH3和CO2進一步冷凝回收。在高壓洗滌器下部設有換熱段。采用熱水來冷卻，熱水在密閉循環(huán)系統(tǒng)中取走高壓洗滌器甲銨的生成熱與冷凝熱，此熱量在底部循環(huán)加熱器及熱水循環(huán)冷卻器中移去。未冷凝的氣體進入上部填料段，被高壓甲銨泵從循環(huán)工序送來的甲銨液進行洗滌回收NH3和CO2。洗滌后的氣體經冷凝液吸收凈化后放空。所生成的甲銨液從高壓洗滌器溢流入高壓噴射器，再經高壓冷凝器返回合成塔。(3) 循環(huán)離開氣提塔底部的尿素一甲銨液經液位調節(jié)閥減壓到0.3MPa，進

40、入精餾塔氣液混合物噴灑到精餾塔填料上段，尿素一甲銨液從精餾塔底部流到底部循環(huán)加熱器和頂部循環(huán)加熱器，在此分別用高壓洗滌器密閉循環(huán)熱水和低壓蒸汽加熱，溫度提高到約135，使溶液中的甲銨再次發(fā)生分解。液相進入精餾塔下部進行別離。氣相通過填料段被較冷的尿素溶液所洗滌。離開精餾塔的氣體以及自解吸系統(tǒng)回流泵送來的解吸氣冷凝液分別進入低壓甲銨冷凝器的底部。在此氨與二氧化碳被吸收并反響生成氨基甲酸銨溶液，為了移走低壓甲銨冷凝器中的冷凝熱和反響生成熱，低壓甲銨冷凝器采用密閉循環(huán)的溫水進行冷卻。生成的甲銨液從低壓甲銨冷凝器流到低壓甲銨冷凝器液位槽。低壓甲銨冷凝器中未冷凝吸收的氨和CO2氣進入低壓洗滌器，由來自工

41、藝冷凝液泵的工藝冷凝液所洗滌。未冷凝的氣體送入吸收塔用吸收塔給料泵送來的稀氨水溶液進一步洗滌惰性氣體中的NH3，出吸收塔的惰性氣體經排氣筒排人大氣。出吸收塔的洗滌液送往氨水槽。低壓甲銨冷凝器液位槽的甲銨液，經高壓甲銨泵升壓送入高壓洗滌器。(4) 尿素溶液的蒸發(fā)由精餾塔來的尿素溶液經減壓后進入閃蒸槽。減壓閃蒸后，尿液濃度約為75%(重量)，送人尿液貯槽緩沖區(qū)，以縮短尿液停留時間，尿液由尿素溶液泵送到蒸發(fā)器內，在蒸發(fā)器中、尿素溶液濃度從75%濃縮到95%重量，溫度125130。該濃度的尿液經大顆粒尿素造粒給料泵送去造粒工序。蒸發(fā)器正常操作壓力為0.034MPa(A)。蒸發(fā)器的氣液混合物流入蒸發(fā)別離

42、器，別離后氣相進入蒸發(fā)冷凝器。 (5)解吸一水解為了減少尿素及氨的損失，本裝置設置了水解設備。蒸發(fā)冷凝器的冷凝液進入氨水槽由解吸塔給料泵將氨水槽中溶液，經解吸塔換熱器送入第一解吸塔。在第一解吸塔內將冷凝液中的氨和二氧化碳加熱解吸出來。第一解吸塔出液由水解給料泵加壓，經水解塔換熱器預熱后再到水解塔頂部。水解塔的操作壓力為2.02.3MPa，操作溫度為200210，為保持水解反響的操作條件，需用高壓蒸汽加熱，并使物料在水解塔中停留足夠的時間，將尿素水解為NH3與CO2。水解塔底部出來的液相經水解塔換熱器，用液位調節(jié)閥排至第二解吸塔上部。在第二解吸塔的底部通入低壓蒸汽以進一步除去水中的NH3和CO2

43、。出第二解吸塔底部的廢水中尿素含量小于3PPm，氨含量小于3PPm，此廢水經解吸換熱器回收熱量后排至界區(qū)外或作為鍋爐給水回收利用。第一解吸塔頂部出來的汽/氣體經回流冷凝器冷凝，冷凝液由回流泵將一局部送第一解吸塔頂部作回流，其余局部送到低壓甲銨冷凝器。未冷凝的氣體經常壓吸收塔回收尾氣中的氨后排人大氣。6造粒經熔融尿素泵送來的尿液濃度已到達9596%，進入造粒塔上部的靜態(tài)甲醛混合器內參加尿素產品總量0.45%(wt)左右的甲醛溶液，然后進入造粒機內進行造粒。甲醛溶液37%wt從界區(qū)外送入至甲醛溶液貯槽，經甲醛計量泵計量后送甲醛尿液混合器。造粒機分成造粒室和冷卻室。造粒室內尿液經分配管進入霧化噴咀，

44、被霧化空氣噴霧成細小液滴，噴灑到返料晶種細粒子，懸浮于流化床層中，包裹涂布逐步成長為多層結構的尿素粒子。造粒機內特殊設計的多孔板使流化空氣除了起到流化床排除尿素結晶蒸發(fā)水份和凝固冷卻枯燥粒子的作用外，還推動尿素粒子在造粒機內朝同一方向移動。最后冷卻至90后，離開造粒機。霧化空氣由霧化空氣壓縮機加壓并經加熱至大于135后進入噴咀將尿液霧化。流化空氣由流化空氣風機送至造粒機下部通過多孔板維持流化床在造粒塔中成粒。1.3.2 工藝特點1.4尿素平安生產的必要性s2. 危險源及危險性分析方法2.1 危險源的概念2.2 危險源分類及辨識在對危險源進行分類和辨析前，首先要對幾個概念進行了解：1.危險源：可

45、能導致傷害或疾病、財產損失、作業(yè)環(huán)境破壞或這些情況組合的根源或狀態(tài)。就是危險出現(xiàn)s的根源，是導致傷亡事故發(fā)生的不平安因素。2.重大危險源：是指長期地或臨時地生產、加工、搬運、使用或貯存危險物質，且危險物質的數量等于或超過臨界量的單元。3.單元：是指一個套生產裝置、設施或場所，或同屬一個工廠的且邊緣距離小于500m的幾個套生產裝置、設施或場所。4.危險因素：是指能對人造成傷亡或對物造成突發(fā)性損害的因素。5.有害因素：是指能影響人的身體健康，導致疾病，或對物造成慢性損害的因素。6.事故隱患是指作業(yè)場所，設備或設施的不平安狀態(tài)、人的不平安行為、環(huán)境的不平安條件和管理上的缺陷。并非存在危險源就會產生事

46、故，只有滿足一定條件時，危險源才會引起事故。危險源在一定的條件下可以開展成為“事故隱患，而事故隱患繼續(xù)失去控制，那么轉化為“事故的可能性會大大增加。即通常說的，危險失控可導致事故，危險受控能獲得平安。如果能在危險源開展為事故之前對其采取一定的措施，就能防止事故的發(fā)生。在對東煤尿素車間的調查中發(fā)現(xiàn)，由于中間物料有一定的腐蝕性、生產中需要高溫高壓環(huán)境，對設備管道的消耗非常大，危險源也很多。以2023年2月份統(tǒng)計為例：一、三類危險源124處，為穿行北煤廠區(qū)的焦爐煤氣及高爐煤氣管線等設施。水封連接法蘭螺栓生銹易泄漏51處。水封導淋閥法蘭及閥蓋銹蝕嚴重共有51處。二、四類危險源共20處，罐區(qū)及原料氣除氧

47、工序殘存的危化品形成危險原點。粗甲醇罐底部導淋兩側法蘭螺絲生銹，易泄漏，共6處。冷氨加熱器存甲醇夾套底部導淋兩側法蘭螺絲生銹，易泄漏，共3處。如此多的危險源，每個危險源都是導致事故的潛在的不平安因素，現(xiàn)實的各種系統(tǒng)不可防止的會存在某些種類的危險源，對這些危險源進行分類可以方便管理。根據危險源在事故本身開展中的作用可分為兩類即：按照危險源的狀態(tài)分類：第一類危險源根源：能量、危害物質，生產過程中存在的，可能發(fā)生意外釋放的能量(能源或能量載體)或危險物質如鍋爐、危險化學品等。第二類危險源：失控，導致約束、限制能量措施失效破壞的各種不平安因素包括人物環(huán)境。第二類危險源反映了發(fā)生事故的可能性。主要是：人

48、員的不平安行為；機物的不平安狀態(tài)；環(huán)境的不平安條件；管理缺陷。除此之外還可以根據導致事故的直接原因進行分類和參照事故類別進行分類即，?企業(yè)職工傷亡事故分類?(GB6441-86)進行分類。對于危險源不僅要進行分類，還要對其進行辨識，危險源辨識是指識別危險源的存在并確定其性質的過程。在辨識的過程中要確定一下幾點：危險源存在的地點、時間、數量。危險物質的特點：反響性、活性、毒性、腐蝕性等MSDS數據化學品平安說明書。什么條件下可能產生事故。產生的事故類型是什么，后果如何。平安措施或補救措施有哪些。在辨識中必須明確上述幾點，以便做出措施預防事故發(fā)生，并對該事故做出預案。在辨識過程中應堅持“橫向到邊，

49、縱向到底的原那么對危險源進行辨識。一般的程序為首先要對辨識對象應有全面和較為深入地了解，并且找出辨識區(qū)域所存在的危險物質、危險場所對辨識對象的全過程進行危險危害因素辨識，找到危險源后根據相關標準對辨識對象是否構成重大危險源進行辨識，對危險源可能發(fā)生事故的危害后果進行分析，對構成重大危險源的場所進行重大危險源的參考分級，為各級平安生產監(jiān)督部門的危險源分級管理提供參考依據，根據生產流程劃分辨識單元，并對所劃分的辨識單元中的細節(jié)進行詳盡分析，為企業(yè)應急預案的制定、控制和預防事故發(fā)生，降低事故損失率提供根底依據。2.2 危險性分析方法常見的幾種危險性分析法有：工作危害分析JHA)、平安檢查表SCL)、

50、預先危險性分析PHA)、危險與可操作性分析HAZOP)、失效模式與影響分析FMEA)、故障樹分析FTA)、事件樹分析ETA)、作業(yè)條件危險性分析LEC。下面對工作危害分析、預先危險性分析、平安檢查表、作業(yè)條件危險性分析進行簡單的介紹 1.工作危害分析JHA)從作業(yè)活動清單中選定一項作業(yè)活動，將作業(yè)活動分解為假設干相連的工作步驟，識別每個工作步驟的潛在危害因素，然后通過風險評價，判定風險等級，制定控制措施。 2.平安檢查表分析SCL)平安檢查表分析可用于物質、設備、工藝、作業(yè)場所、操作規(guī)程和平安管理的分析。以下條件為編制依據：1有關標準、規(guī)定、標準及規(guī)定。2國內為事故案例和企業(yè)以往事故案例。3系

51、統(tǒng)分析確定的危險部位及防范措施。4分析評價人員個人經驗和可靠的參考資料。5有關研究成果，同行業(yè)或類似行業(yè)檢查表等。 3.預先危險性分析PHA)預先性危險分析是在工程開展的初期，特別是在設計的開始階段，對系統(tǒng)存在危害類別、出現(xiàn)條件、事故后果等進行分析，盡可能評價出潛在的危險性。預先危險性分析可對現(xiàn)有及已建成的張志進行粗略的危害和潛在的事故分析。 4.作業(yè)條件危險性評價法LEC)作業(yè)天健危險性評價法是一種簡單易行的評價作業(yè)人員在具有潛在危險性環(huán)境中作業(yè)時危險性的半定量評價方法，硬性危險性的主要因素有三個：1發(fā)生事故或危險事件的可能性；2暴露于這種危險環(huán)境的情況；3事故一旦發(fā)生可能的后果。2.3 危

52、險與可操作性研究(HAZOP)在對東煤尿素車間的危險性分析中我們采用危險與可操作性研究(HAZOP)，下面對這種方法進行詳細的介紹：HAZOP (Hazard and Operability Study)中文的意思是“危險性和可操作性分析, 是以系統(tǒng)工程為根底的一種可用于定性分析或定量評價的危險性評價方法, 用于探明生產裝置和工藝過程中的危險及其原因, 尋求必要對策。通過分析生產運行過程中工藝狀態(tài)參數的變動，操作控制中可能出現(xiàn)的偏差，以及這些變動與偏差對系統(tǒng)的影響及可能導致的后果，找出出現(xiàn)變動或偏差的原因，明確裝置或系統(tǒng)內及生產過程中存在的主要危險、危害因素，并針對變動與偏差的后果提出相應的措

53、施。HAZOP分析是由有經驗的跨專業(yè)的專家小組對裝置的設計和操作提出有關平安上的問題，共同討論解決問題的方法。研究中，連續(xù)的工藝流程分成許多片段，根據相關的設計參數指導詞，對工藝或操作上可能出現(xiàn)的與設計標準參數偏離的情況來提出問題，引導小組成員尋找產生偏離的原因，如果該偏離導致危險發(fā)生，小組成員將對該危險做出簡單的描述。運用危險與可操作性HAZOP)分析方法，可以查找系統(tǒng)中存在的危險、有害因素，并能以危險、有害因素可能導致的事故后果確定設備、裝置的主要危險、有害因素。步驟如下：明確分析要點，評審設計原方案，由此明確分析要點：選擇向導性文字；列出可能出現(xiàn)有意義的偏差及偏差原因、后果和現(xiàn)有保護措施

54、；評價風險控制并提出建議；重復所有偏差，分析控制措施后的偏差是否得到糾正，直至偏差可以接受為止?；AZOP分析根本引導詞和化工常用HAZOP分析術語如下表?；AZOP分析根本引導詞引 導 詞意 義NONE空白設計或操作要求的指標和事件完全不發(fā)生；如無流量無催化劑MORE過量同標準值相比，數值偏大；如溫度、壓力、流量等數值偏高LESS減量同標準值相比，數值偏??；如溫度、壓力、流量等數值偏低AS WELL AS伴隨在完成既定功能的同時，伴隨多余事件發(fā)生；如物料在輸送過程中發(fā)生組分及相變化PART OF局部只完成既定功能的一局部；如組分的比例發(fā)生變化，無某些組分REVERSE相逆出現(xiàn)和設計要

55、求完全相反的事或物；如流體反向流動，加熱而不是冷卻，反響向相反的方向進行OTHER THAN異常出現(xiàn)和設計要求不相同的事或物；如發(fā)中異常事件或狀態(tài)、開停車、維修、改變操作模式化工常用HAZOP分析術語項 目說 明工藝單元或分析節(jié)點具有確定邊界的設備如兩容器之間的管線單元，對單元內工藝參數的偏差進行分析；對位于PID圖上的工藝參數講行偏差分析操作步驟間隙過程的不連續(xù)動作，或者是由HAZOP分析組分析的操作步驟；可能是手動、自動或計算機自動控制的操作，間隙過程每一步使用的偏差可能與連續(xù)過程不同工藝指標確定裝置如何按照希望的操作而不發(fā)生偏差，即工藝過程的正常操作條件；采用一系列的表格，用文字或圖表進

56、行說明，如工藝說明、流程圖、管道圖、PID圖等引導詞用于定性或定量設計工藝指標的簡單詞語，引導識別工藝過程的危險工藝參數與過程有關的物理和化學特性，包括概念性的工程如反響、混合、濃度、pH值及具體工程如溫度、壓力、相數及流量項 目說 明偏差分析組使用引導詞系統(tǒng)地對每個分析節(jié)點的工藝參數如流量、壓力等進行分析發(fā)現(xiàn)的一系列偏離工藝指標的情況如無流量、壓力高等；偏差的形式通常是“引導詞+工藝參數原因發(fā)生偏差的原因；一旦找到發(fā)生偏差的原因，就意謂著找到了對付偏差的方法和手段，這些原因可能是設備故障、人為失誤、不可預見的工藝狀態(tài)如組成改變，來自外部的破壞如電源故障，等等后果偏差所造成的結果如釋放出有毒物

57、質；分析組常常假定發(fā)生偏差時已有平安保護系統(tǒng)失效；不考慮那些細小的與平安無關后果平安保護指設計的工程系統(tǒng)或調節(jié)控制系統(tǒng)，用以防止或減輕偏差發(fā)生時所造成的后果如報警、聯(lián)鎖、操作規(guī)程等措施或建議修改設計、操作規(guī)程、或者進一步進行分析研究如增加壓力報警、改變操作步驟的順序的建議按照上述內容設計出記錄表危險與可操作性分析HAZOP)記錄表引導詞偏差原因主要后果現(xiàn)有平安措施LSR建議改正/控制措施例:合成、尿素、水汽作業(yè)區(qū)系統(tǒng)管道危險與可操作性HAOP)風險控制記錄表序號關鍵詞偏差原因后果保護措施建議措施1流量增加泵出率、管道流量不匹配，引起管道內流體超壓，平安閥起跳調節(jié)泵轉數減少泵出率、管道流量不匹配

58、使用量有誤調節(jié)泵轉數變化系統(tǒng)使用量不穩(wěn)定流量波動，不穩(wěn)定，易超壓。加強平安管理2壓力增高泵出率、管道流量不匹配，平安法不動作連接處泄出，操作人員受傷確保各平安閥動作正常降低泵出率、管道流量不匹配。流速過快，易產生靜電保證系統(tǒng)流量，按操作規(guī)程作業(yè)變化匯流排切換時間超時出現(xiàn)超壓現(xiàn)象，管道壓力增加，平安閥起跳發(fā)生泄漏，引起事故。嚴格按照?操作規(guī)程?3. 應用HAZOP對東煤尿素車間進行分析3.1 單元劃分3.1.1 合成單元本單元的主要設備是合成塔，由原料液氨和二氧化碳經兩步反響生成尿素，反響物料除了液氨和二氧化碳以外，還有甲銨溶液，即由循環(huán)系統(tǒng)回收的甲銨溶液直接脫水生成尿素。整個流程涉及到8個設備

59、即液滴別離器、二氧化碳壓縮機、氨過濾器、緩沖槽、高壓液泵、洗滌塔、一甲泵，3種物料二氧化碳氣體、液氨、甲銨溶液，2步反響液氨與氣體二氧化碳作用生成液體氨基甲酸銨、甲銨脫水生成尿素，簡介如下。原料二氧化碳二氧化碳氣體來自低壓工段需要降低溫度，于是在低壓工段出口設置冷凝器參加冷凝水。溫度降低后需除去水，在車間入口設置液滴別離器，為了確保管道內物料不腐蝕合成塔及系統(tǒng)，在二氧化碳進入液滴別離器前參加0.30.5%體積的氧,加氧后的二氧化碳氣體分別進入三臺壓縮機，經五段壓縮后達19.620.58MPa(表壓)送入合成塔。原料液氨原料液氨由合成作業(yè)區(qū)合成工段供應，濃度99.8%，壓力2.1MPa(表壓)，

60、液氨由管路進入車間后先通過氨過濾器進行過濾，后進入液氨緩沖槽與一段回收的液氨進行混合后進入高壓液氨泵，將壓力提升至19.6MP后送入合成塔。甲銨溶液這里的甲銨溶液在生產中被稱為二段甲銨液，其來源為由分解單元分解出的氣體在二段循環(huán)的冷凝器中被二段蒸發(fā)冷凝液吸收形成的，除了溶有甲銨外還有溶有氨氣和二氧化碳，二鉀液由二甲泵加壓至1.7MP進入洗滌塔，再經一甲泵加壓至19.6MP返回尿素合成塔。合成塔內的反響合成塔頂部溫度控制1872，進料氨碳比為3.84.2(mol)，水碳比為0.60.8(mol)，液氨和氣體二氧化碳在合成塔內分兩步進行化學反響。第一步：液氨與氣體二氧化碳作用生成液體氨基甲酸銨2N