某化肥厂尿素生产装置安全现状评价课程设计报告书.docx
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某化肥厂尿素生产装置安全现状评价课程设计报告书
某化肥厂尿素生产装置安全现状评价
1.概述
1.1安全现状评价目的
“安全第一，预防为主，综合治理”是我们国家的安全生产方针。
安全现状评价是体现这一方针的具体手段之一，是保证建设项目投产后安全运行的一项基础工作，即从设计上实现建设项目的本质安全化。
通过安全现状评价，可找出建设项目生产过程中固有或潜在的危险、有害因素，以及可能产生的危险、危害后果及其触发条件，尽可能采取措施来消除、减弱危险和有害因素，使之符合国家相关法律法规、技术标准的要求。
1）针对该建设项目，运用科学的评价方法，依据国家法律、法规及标准、规，分析预测该建设项目存在的危险、有害因素。
2）提出控制各种危险、有害因素的对策及技术措施，以便于在设计与建设阶段将各类危险有害程度控制在全社会所能够接受的水平上，努力使该建设项目正式投入生产后达到本质安全化。
3）为建设项目安全设施设计提供依据。
4）为安全生产监督管理部门对建设项目安全设施可行性研究审查提供依据。
1.2安全现状评价主要依据
1.2.1国家相关法律和文件
1、《中华人民全生产法》2002年11月1日
2、《危险化学品安全管理条例》2002年3月15日
3、《中华人民国消防法》1998年9月1日
4、《中华人民国职业病防治法》2002年5月1日
5、《中华人民国劳动法》1995年1月1日
6、《省安全生产监督管理规定》省人民政府（2002）第141号令
7、《特种设备安全监察条例》中华人民国国务院第373号令
8、《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发[1999]154号
9、《爆炸危险场所安全规定》原劳动部劳部发[1995]56号
10、《国务院关于进一步加强安全生产工作的决定》
国务院文件国发[2004]2号文
11、《安全生产许可证条例》国务院令第397号
1.2.2标准、规、规程
1、《工业企业总平面设计规》（GB50187-93）
2、《石油化工企业设计防火规》（GB50160-92，1999年版）
3、《生产过程安全卫生要求总则》（GB12801-91）
4、《生产设备安全卫生设计总则》（GB5083-99）
5、《化工企业安全卫生设计规定》（HG20571-95）
6、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规》（GB50058-92）
7、《防止静电事故通用导则》（GB12158-90）
8、《建筑灭火器配置设计规》（GBJ140-90，1997年修订版）
9、《采暖通风与空气调节设计规》（GBJ19-87）
10、《建筑设计防火规》（GBJ16-87，2001年修订版）
11、《电气设备安全设计导则》（GB50057-94）
12、《建筑抗震设计规》（GB50011-2001）
13、《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）
14、《有毒作业分级》（GB12331-90）
15、《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
16、《职业性接触毒物危害程度分级》（GB5044-85）
17、《起重机械危险部位与标志》（GB15052-94）
18、《工业企业噪声控制设计标准》（GBJ87-85）
19、《安全标志》（GB2894-96）
20、《安全色》（GB2893-2001）
21、《钢制压力容器》（GB150-1998）
22、《化工企业静电接地设计规程》（HG/T20675-90）
23、《工业管路的基本识别色和识别符号》（GB7231—87）
24、《工业企业照明设计标准》（GB50034-92）
25、《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》（HG20660-2000）
26、《固定式钢直梯安全技术条件》（GB4053.1-1993）
《固定式钢斜梯安全技术条件》（GB4053.2-1993）
《固定式工业防护栏杆安全技术条件》（GB4053.3-1993）
《固定式工业钢平台》（GB4053.4-1993）
27、《建筑物防雷设计规》（GB50057-94，2000年版）
28、《重大危险源辨识》（GB18218-2000）
29、《石油化工企业可燃气体检测报警设计规》SH3063-94）
30、《含密封源仪表的卫生防护标准》（GBZ125-2002）
31、《密封放射源分级》（GB4075－83）
32、《密封放射源一般规定》（GB4076－83）
33、《辐射防护规定》（GB8703-88）
34、《安装在设备上的同位素仪表的辐射安全性能要求》（GB14052-1993）
35、其它有关标准规
1.2.3企业提供的技术文件、资料
1、某化肥厂在役生产装置安全现状评价报告合同书；
2、同类企业事故案例；
3、某化肥厂安全、生产、管理有关资料；
4、某化肥厂卫生数据检测报告书。
1.3安全现状评价围
本次评价主要针对某化肥生产股份第一某化肥厂合成氨、尿素生产装置以及热电联供装置进行在役生产装置安全现状评价。
本次评价通过定性、定量分析评价，分析该厂存在的危险、有害因素，针对危险、有害因素检查其控制措施和安全设施配备、运行情况，同时找出该厂在建设、运行过程中存在的安全隐患和出现的问题，在此基础上提出相应的对策和治理建议。
凡涉及该项目的环境保护及消防问题，应执行国家有关规定和相关标准，不包括在本评价围之。
1.4安全现状评价程序
图1-1评价程序图
2.建设项目简介
2.1建设项目简介
2.1.1地理位置及总体布局
某化肥厂地处聊城市东部工业区，厂区东临高速公路入口及聊城市东外环路，北邻铁路，京九铁路从市区西面经过，交通运输条件较好。
厂区的西部为职工家属院和董桥村，南邻100米为孟闫村、庙村，北200米有柯针寨。
2.1.2自然条件
气象资料：
气温：
极端最高温度：
41.1℃极端最低温度：
-20.7℃
湿度：
年平均相对湿度：
68.4%
大气压力：
年平均大气压：
101.3Kpa绝对最高气压：
102.8Kpa
绝对最低气压：
99.8Kpa
风速：
最大风速：
25.3m/s
降雨量：
年最大降雨量：
985.00mm
日最大降雨量：
328.7mm
降雪：
最大积雪深度：
130mm
地质条件：
根据省地震地质工程勘察公司提供的《工程地质勘察报告》，勘区地形平坦，地址分布稳定，无不良地质现象。
主要土层见下表：
表2-1主要图层
序号
岩性
层厚（m）
埋深（m）
状态
湿度
Fk（Kpa）
备注
1
粉土
2.2~4.0
2.8~4.6
硬塑
湿
130
上部为耕土厚约0.6m
2
粉质粘土
0.6~2.7
4.0~6.2
可塑
100
3
粉质粘土
9.0~12.0
14.0~16.2
软塑
饱和
110
4
泥土细砂
0.7~2.8
15.4~18.6
中密
饱和
140
5
细砂
11.1~13.2
29.4~31.0
中密-密实
饱和
180
6
粉质粘土
3.0
最深钻至33
可塑
湿
140
此层未打穿
勘区的地下水埋深4.10m，地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。
地震烈度为7度。
2.2生产工艺流程
1．造气
用无烟煤做原料，用料斗经起重装置加入煤气发生炉煤仓中，根据发生炉煤层需要加入煤气发生炉中。
经吹风，原料煤在发生炉燃烧升温，吹风气回收热量后经吹风气回收燃烧后排空。
升温后的发生炉进入气化造气程序，经上吹制气阶段、下吹制气阶段、二次上吹制气、空气吹净阶段、吹风阶段、二次回收阶段六个程序阶段，完成半水煤气发生炉造气。
发生的半水煤气经发生炉顶输出，进入除尘器除尘、洗涤后，进入联合过热器进行废热回收发汽，发出的蒸汽进入厂蒸汽管网，供煤气发生炉和全厂使用；经废热回收的半水煤气，送入洗气塔洗除残余的粉尘和部分可溶性杂质气体后，送入气柜供下工序使用；在吹风程序中产生的炉气，送入吹风气回收系统，回收余热后排空。
燃料气化后，灰渣经旋转炉箅由刮刀带入灰箱，定期排出炉外。
主要的化学反应方程式如下：
一、以空气为气化剂发生下列反应：
C＋O2＝CO2＋Q
2C＋O2＝2CO2＋Q
2CO＋O2＝2CO2＋Q
CO2＋C＝2CO－Q
二、以水蒸汽为气化剂发生下列反应：
C＋2H2O＝CO2＋2H2－Q
C＋H2O＝CO＋H2－Q
CO＋H2O＝CO2＋H2＋Q
CO2＋C＝2CO－Q
C＋2H2＝CH4＋Q
2．脱硫
来自气柜的半水煤气经冷塔冷却后，进入水分离器分离水后，进入罗茨风机加压输送入二冷塔冷却，之后从底部进入脱硫塔，上升与自脱硫塔顶部喷淋下来的脱硫液逆向流动接触，半水煤气中的硫化氢气体，被脱硫液吸收，经清洗塔分离半水煤气中夹带的脱硫液水雾，去半水煤气压缩机一段入口。
经脱硫塔吸收后的含硫化氢的脱硫液富液，送入富液槽，然后用再生泵送入再生槽，吸氧再生循环使用，析出硫泡沫与脱硫液分离。
脱吸后的单质硫，呈泡沫状经溢流进入硫泡沫槽收集回收，用泡沫泵打入连续熔硫釜中，经夹套蒸汽加热，硫溶解与夹带的脱硫液分离，脱硫液自熔硫釜上部溢流排入沉淀槽中沉淀冷却，除去杂质送入贫液槽，重复利用。
单质硫自熔硫釜底部排出，做成硫锭回收利用。
其反应如下：
在脱硫塔中，用稀碱液吸收硫化氢：
Na2CO3+H2SNaHS+NaHCO3
硫氢化物与偏钒酸钠反应生成元素硫：
2NaHS+4NaVO3+H2O=Na2V4O9+4NaOH+2S
氧化态栲胶氧化焦钒酸钠为偏钒酸钠：
Na2V4O9+2栲胶（氧化态）+2NaOH+H2O=4NaVO3+2栲胶（还原态）
在再生塔中，还原态被空气中的氧氧化成氧化态：
2栲胶（还原态）+O2=2栲胶（氧化态）
经再生后的溶液可送入吸收塔循环使用。
3．变换工艺
经过脱硫后的半水煤气中，除含有NH3合成所需的H2、N2外，还含有大量CO及其它气体，CO会使合成触煤中毒，必须予以清除。
变换在生产中有三个作用：
（1）清除半水煤气部分CO。
（2）获得合成氨所需原料气之一H2。
（3）获得生成尿素所需原料之一CO2。
半水煤气经二段压缩后，经焦炭过滤器除去油污进入饱和塔底部，与塔顶喷淋下来的热水接触增湿，自塔顶输出进入汽水分离器，分离水后进入热交换，进入热交中心管，从中心管进入列管管，底进上出而进入电炉，底进上出进入变换炉一段与催化剂床层反应。
一段出口气进入调温水加管间，再进入变换炉二段床层反应，二段出口气经蒸汽加热器降温后入变换炉三段床层反应，三段出来进入热交换器管间上部，下部出来进入一水加管间，底进上出进入变换炉四段，出来进入二水加管间上部，下部出进入热水塔底部，上部出来进入冷却塔顶部，下部出口进入水分离器，然后送往二次脱硫岗位。
反应方程式如下：
CO+H2OCO2+H2+Q
4．二次脱硫
液体流程：
脱硫槽液由脱硫泵打入脱硫塔上部，与塔由下而上的变换气发生逆流接触，脱去变换气中的H2S，脱硫后的液体，再由塔的底部，经调节进入闪蒸槽的上部，由闪蒸槽的压力使液体从其底部经自动阀进入再生喷射器向再生槽喷射，吸入空气使脱硫液在再生槽中重新再生为贫液，再生后的脱硫液由液位调节器流入贫液槽，这样往复循环。
气体流程：
由变换工段来的变换气进入脱硫塔底部，在塔与由上而下的脱硫液进行逆流接触，并脱去变换气中的部分H2S，脱硫后的变换气由塔顶出来进入气液分离器上部，从顶部出来进入两个并联的活性炭罐的顶部，由上而下脱去残余的部分H2S后，由两个活性碳罐底部出来，去压缩工段。
5．压缩工艺
经脱硫后的半水煤气，经静电除尘器脱除半水煤气中的煤焦油，进入清洗塔清洗降温后，经气液分离器进入压缩机一段加压，再经冷排降温和油水分离器分离油水，进入压缩机二段加压后，进入变换工序。
经变换工艺处理的变换气再次进入二次脱硫进行脱硫后进入压缩三段，直接回压缩经加压冷却分离后进入脱碳岗位，脱除变换气中的二氧化碳后，净化气进入压缩机四段、五段、六段连续逐级经冷却、脱水、加压后，进入铜洗工序，脱除醇后气中的CO、CO2、O2、H2S等杂质气，成为精炼气，回送压缩机七段继续加压后，经缓冲、冷却、分离后作为合成新鲜补充气使用。
6．脱碳
由压缩三段送来的（2.7-3.1Mpa）的变换气，经油水分离器分离气体中夹带的雾沫后，从脱碳塔底进入，塔设有三层填料，碳丙液进脱碳塔的顶部均匀地喷洒到塔，在由上而下流经三层填料段时，充分减薄碳丙液膜厚度，增大气液接触面以提高CO2的吸收率，在脱碳气相中的CO2被碳丙液充分吸收，完成变换气的净化，出塔的净化气进净化气分离器，而后进入闪蒸洗涤塔中部进行净化洗涤，然后进入洗涤分离器，最后回压缩工段。
吸收CO2的碳丙液进入闪蒸槽，调节闪蒸压力碳丙液中的N2、H2和CO2气被闪蒸出来，闪蒸气进闪蒸洗涤塔顶部段进行闪蒸气洗涤，然后放空（或回收）。
经闪蒸后的碳丙富液，进入再生塔的常解段和真解段，进行CO2的解吸，释放出大部分的CO2气体。
常解气经罗茨风机加压送往洗涤塔的二段。
通过升气孔到一段，然后送往尿素装置的CO2压缩机。
常解后的碳丙液溢流到再生塔的气提段与提风机送入的空气逆流接触，进一步气提出残留在碳丙液中的CO2，气提气进入洗涤塔四段，通过升气孔进入三段，洗涤后的气提气放空，出常解再生塔的碳丙液流至中间贮槽循环使用。
由稀酸泵将液体打到洗涤塔顶部，吸收常解气中夹带的碳丙雾沫，碳丙稀液由顶部流到三段洗涤气提气，然后流入浓液槽，浓液槽达到一定浓度放到地下槽，由泵打入中贮槽，稀液的液位，用脱盐水来补充。
7．铜洗
原料气：
压缩机六段来的约14Mpa的高压原料气，经油分分离油水后进入铜洗塔，自下而上与塔顶喷淋下来的铜液逆流接触，原料气中的CO、CO2、O2、H2S等有害气体被吸收，出塔的精炼气经铜分分离铜液雾滴后，回压缩机七段进口。
铜液：
15℃以下的铜液，由铜泵加压至14Mpa送至铜洗塔顶部，与塔底进入的原料气逆流接触，吸收了气体中的CO、CO2、O2、H2S等有害气体后，温度上升，从塔底经减压阀减压进入回流塔顶部，送入再生系统双回流塔的上回流塔顶部与回流塔放出来的气体逆流接触，吸氨提温之后，进入下加热器，与列管外热铜液换热后进入预还原器，自预还原器出来的铜液，进入上加热器管，被管外低压蒸汽加热后进入再生器。
铜液在再生器彻底解吸，出口温度76－78℃，由再生器出来的铜液进入化铜桶，出化铜桶的铜液再进入下加热器管间与管铜液换热，自身温度被降至65℃左右，再经水冷器冷却至30℃左右，并补充一定量的氨后，经过滤器除去油污杂物后，经氨冷器冷却到15℃以下，由铜液加压循环使用。
再生气：
由回流塔出来的再生气，进入高位吸氨器，与上部喷下的稀氨水混合，其中的NH3被初步回收，进入一次净氨塔，气液分离后，再生气自顶部出来，进入二次进氨塔进一步吸氨，除去绝大部分氨的再生气，经水分离器分离掉水分后，送回脱硫工序。
反应方程式如下：
铜液吸收CO：
Cu（NH3）2AC+CO+NH3Cu（NH3）3AC.CO+Q
铜液吸收O2:
2Cu（NH3）2AC+1/2O2+2HAC+4NH32Cu（NH3）4AC2+H2O
铜液吸收CO2:
NH3+CO2+H20NH4HCO3+Q
铜液吸收H2S:
2NH4OH+H2S（NH4）2S+2H20+Q
2Cu（NH3）2AC+2H2SCu2S+2NH4AC+（NH4）2S
Cu（NH3）4AC+2H2SCuS+2NH4AC+（NH4）2S
铜液再生原理:
Cu（NH3）3AC.COCu（NH3）2AC+CO+NH3
（NH4）2CO32NH3+CO2+H20－Q
（NH4）2S2NH3+H2S－Q
铜液氧化还原:
2Cu（NH3）2++CO+H202Cu+CO2+NH3+NH4+－Q
Cu+Cu2+2Cu+－Q
2Cu2++CO+H202Cu++CO2+2H+－Q
8．合成
铜洗后的N2和H2混合气体送煤气压缩机七段入口压缩后，进入透平循环机再加压后，进入氨合成塔，在塔高温、高压及催化剂作用下合成NH3。
经冷却分离所得的液氨送氨库或球罐计量后送尿素使用，未反应的H2、N2用补充气调整成分后，经循环机加压送入氨合成塔，再进行氨的合成反应。
利用中置锅炉回收合成塔出口气体的高位热能制取水蒸汽。
9．尿素合成
来自脱碳工段的CO2气体，经液滴分离器分离后进入一、二段压缩后冷却除油除水后，送往CO2脱硫装置，再经三、四、五压缩后送入尿素合成塔。
来自冷冻工序的液氨原料氨与来自冷凝器的循环液氨混合后，经预热后送入尿素合成塔，在一定条件下与CO2合成转化为尿素，反应熔融物自塔顶排出，经预蒸馏塔后循环回收后，尿液经二分塔闪蒸，一段蒸发和二段蒸发除去水分，经分离段分离后，熔融尿素由熔融泵送往位于造粒塔顶部的旋转喷头进行造粒，造粒塔的得到的成品颗粒尿素，由胶带输送机送至包装楼称量包装。
3.主要危险有害因素辨识分析
某化肥厂是典型的大型化工企业，其生产工艺流程长，化学反应多在高温高压下运行，具有易燃易爆、中毒以及生产过程连续的特点。
其在生产过程中所涉及的主要危险原料及中间生成物为：
液氨、氢气、一氧化碳、二氧化碳、尿素等。
3.1主要危险物质特性及安全防护
表3-1尿素
理
化
性
质
外观与形状：
白色结晶或粉末，有氨的气味。
相对密度（水＝1）:
1.335
沸点（℃）：
（分解）
熔点（℃）：
132.7
溶解性：
溶于水、甲醇、乙醇，微溶于乙醚、氯仿、苯。
主要用途：
用作肥料、动物饲料、炸药、稳定剂和制脲醛树脂的原料等。
侵入途径：
吸入、食入、经皮吸收
健康危害：
本品属微毒类。
对眼睛、皮肤和粘膜有刺激作用。
急救措施
皮肤接触：
脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。
眼睛接触：
提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。
就医。
吸入：
迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道畅通。
如呼吸困难，给输氧。
如呼吸停止，立即进行人工呼吸。
就医。
食入：
饮足量温水，催吐。
就医。
燃爆特性与消防
本品不燃，具刺激性。
危险特性：
遇明火、高热可燃。
与次氯酸钠、次氯酸钙反应生成有爆炸性的三氯化氮。
受高热分解放出有毒的气体。
有害燃烧产物：
一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物。
灭火方法：
消防人员必须穿全身防火防毒服，在上风向灭火。
灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。
然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。
泄漏应急处理
隔离泄漏污染区，限制出入。
建议应急处理人员戴防尘口罩，穿一般作业工作服。
不要直接接触泄漏物。
小量泄漏：
小心扫起，置于袋中转移至安全场所。
大量泄漏：
收集回收或运至废物处理场所处置。
操作处置与储存
操作处置注意事项：
密闭操作，提供充分的局部排风。
防止粉尘释放到车间空气中。
操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。
建议操作人员佩戴防尘面具（全面罩），穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。
避免产生粉尘。
避免与氧化剂、酸类、亚硝酸钠、干粉接触。
配备泄漏应急处理设备。
倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项：
储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
防止直射。
包装密封。
应与氧化剂、酸类、亚硝酸钠、干粉分开存放，切忌混储。
储区应备有合适的材料收容泄漏物。
接触控制个体防护
最高容许浓度：
中国MAC（mg/m3）：
未制定标准前联MAC（mg/m3）：
10
工程控制：
严加密闭，提供充分的局部排风。
呼吸系统防护：
可能接触其粉尘时，必须佩戴防尘面具（全面罩）。
紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器。
眼睛防护：
呼吸系统防护中已作防护。
身体防护：
穿防毒物渗透工作服。
手防护；戴橡胶手套。
其他防护：
工作现场禁止吸烟、进食和饮水。
工作完毕，淋浴更衣。
保持良好的卫生习惯。
运输注意事项
起运时包装要完整，装载应稳妥。
运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。
严禁与氧化剂、酸类、氧化剂、食用化学品等混装混运。
运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。
车辆运输完毕应进行彻底清扫。
公路运输时要按规定路线行驶。
3.1.2主要危险有害物质燃爆、毒理特性数据表
表3-2有害物质燃爆、毒理特性数据表
序号
物质名称
闪点℃
自燃点℃
在空气中爆炸极限V%
火灾危险类别
爆炸危险类别
最高容许浓度mg/m3
时间加权平均容许浓度mg/m3
短时间接触容许浓度mg/m3
职业危害程度分级
类别
组
别
1
氢气
400
4.1-74.1
甲
IIC
T1
2
硫化氢
260
4.3-45.5
甲
IIB
T3
10
II
3
一氧化碳
<-50
609
12.5-74
乙
IIA
T1
20
30
II
4
氨
651
15.7-27
乙
IIA
T1
40
30
IV
5
煤粉
435
33-45
乙（固）
IIIB
T11
4
6
6
硫
255
乙（固）
IIIB
T12
8
10
7
一氧化碳
乙
15
30
III
8
二氧化碳
乙
5
10
III
3.1.3危险物质在装置单元中的分布情况
表3-3主要危险有害物质分布表
单元物质
H2
H2S
CO
NH3
煤
S
合成氨装置尿素装置
煤厂
√
造气
√
√
√
√
脱硫
√
√
√
√
压缩
√
√
变换
√
√
铜洗
√
√
√
合成及氨储存
√
√
尿素
√
3.2危险因素辨识与分布
3.2.1合成氨
从某化肥厂生产工艺和主要生产工序所使用的原、辅料和最终产品进行识别分析，从中可以看出，其火灾爆炸、电气伤害、中毒、机械伤害、高温烫伤、高处坠落、辐射、车辆伤害等是本装置的主要危险因素。
而有毒、粉尘、噪声、高（低）温为主要有害因素。
危险因素:
1、火灾爆炸
合成氨整个系统始终存在H2、CO、NH3等爆炸性危险化学品气体且设备大部分处于高压状态，由于设备机械疲劳、选型不当、安全附件失灵、设备不防爆、人员操作失误、静电接地不良、避雷不能完全覆盖等情况下，都有可能发生火灾爆炸的危险。
2、中毒
合成氨生产过程中，从主要生产工序所使用的原、辅料和最终产品大都属于有毒有害气体，尤其是造气车间、压缩车间等一旦发生煤气泄漏以及液氨在输送、储存、罐装过程中发生泄漏，在空间气化会大面积扩散污染，都有造成人员大面积中毒的危险。
3、
升级会员 