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合成氨装置危险因素分析及其防范措施

合成氨装置采用的原料、燃料、过程产物及产品大多为甲类、乙类火灾危险性物质，其中还电暖器有有毒物质，操作又在高温、高压下进行。其生产特点为：高温、高压、易燃、易爆、易中毒。由于主要设备为单系列，因而设备一旦发生故障，往往会造成全装置停车。故障处理不当，甚至造成重大事故发生。

(一)装置事故统计分析

我国70年代引进的大型合成氨装置，在生产初期曾频繁发生事故。自1977年至1979年三年间，十一套装置曾发生人身伤亡事故43次，重大停车事故307次。停车事故中以设备事故最多，停车次数为199次，占事故总数的64．82％。详见表7—5。

 

设备重大停车事故共199次，按设备类别分，见表7—6。

 

其中，主要设备发生重大停车事故54次，以合成气压缩机发生停车事故最多，为30次。详见表7—7。

 

我国大型合成氨装置投产初期，催化剂发生损坏的事故也较多。1977年到1980年四年期间，13套大型合成氨装置八种催化剂中七种使用者能让仪器在1定负载速率下运行催化剂更换了58次。其中，因事故更换23次共760．02t，按计划更换35次共1316．66t，事故更换催化剂占总更换量的36．6％。整炉更换共46炉。其中，事故更换13炉，计划更换3塑料软包装行业在近几年日新月异的展开3炉。事故更换次数最多的是一段转化催化剂。详见表7—8(1) 。

 

从上述统计可以看出，我国大型合成氨装置生产初期，装置重大停车事故频繁发海门生，按每厂、每年平均停车事故次数计达12．79次，平均每厂每月停车一次以上。停车事故中以设备事故占的比例大，损失也大。而主要设备停车事故又以合成气压缩机事故次数最多。同时，催化剂损坏事故也较多，经济损失也大。其中，一段转化炉催化剂事故更换次数为最多。

装置运行进入正常期后，事家用茶具故次数大幅下降，装置实现了安全、稳定、长周期运行，长周期运行都达到一年以上。从石化总公司所属企业1983年到1993年11年间发生的774例典型事故看，合成氨装置为36例(大型合成氨装置22例，中型合成氨装置14例)，占总次数的4．65％。10套大型合成氨装置发生的22例典型事故中，人身事故2例，设备及生产操作事故20例，按每厂、每年事故次数计已不足一次。20例事故按设备部位分类见表7—9。

 

由表可见，一段转化炉(气化炉)事故次数为最多。发生催化剂损坏事故共5次。其中，一段转化催化剂事故更换4次，合成催化剂更换1次。

从上述合成氨装置事故统计情况，可以看出装置中易发生故障的部位和危险因素。现分析如下：

(1)合成氨装置投产初期为事故多发期。重大停车事故中，以设备事故次数最多，生产操作事故次之。事故发生情况表明，设备存在缺陷、维护不当、违章作业是造成事故多发的主要原因。通过切实做好设计、制造、施工、生产准备等前期工作，可减少事故的发生。

(2)投产初期设备事故中，仪表造成停车事故多。主要是自动控制、自动联锁采用常规仪表，故障率高，使用、维护又不当造成的。通过采用集散型控制系统(DCS)及故障安全控制系统(1SC)，可减少因仪表故障造成的重大停车事故。

(3)投产初期重大设备停车事故中，转动设备造成事故最多。四大机组中又以合成气压缩机为最多。合成气压缩机发生的事故中，以烧轴瓦事故次数为最多，以透平转子断叶片事故最为典型。事故主要原因是维护不当和设备存在缺陷。只要把好设备设计、制造、安装、试车关，可避免此类事故的发生。

(4)装置生产正常稳定后，各类事故大幅下降，但转化(气化)系统事故次数下降幅度不大，成为事故多发部位。主要是一段转化催化剂中毒、结碳和设备内部爆炸等事故，事故损失大，危害大。因此，转化(气化)单元是装置重点危险部位，对其在开、停工及正常生产中，存在的各种危险因素应采取重点防范措施。

(5)装置使用的催化剂种类多，催化剂事故更换，在生产事故中一直占有不小的比例。其中，以一段转化催化剂事故更换次数最多。造成催化剂损坏的原因，除设备故障影响外，绝大多数是在开、停进迁安而生成活性低的自由基减缓燃烧工过程中，违章作业、维护使用不当引起的。因此，在开、停工中，应按催化剂操作规程的要求采取防范、保护措施。

(6)合成氨高压系统发生重大事故的次数较少，重大设备事故主要是密封面发生泄漏及合成塔内件损坏。其中，合成塔内件损坏事故由于经济损失大，装置停工时间长，应重点预防。事故发生的主要原因是设备存在缺陷，加上操作不当(如：升温快、压差大)引起的。

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