陳慶鶴
【摘 要】尿素生產(chǎn)包括多種工藝,常見(jiàn)的有氨氣提法及二氧化碳?xì)馓岱ǖ?,二氧化碳?xì)馓岱ㄔ谀蛩厣a(chǎn)中的適用范圍廣泛,產(chǎn)量較高。但二氧化碳?xì)馓岱ㄔ谑褂眠^(guò)程中,也會(huì)面對(duì)一些安全因素,主要是使用的氣體一般是可燃性或者毒性氣體,在二氧化碳?xì)馓岱ê铣赡蛩刂?,?yīng)當(dāng)注意安全防護(hù),采取有效的措施,降低其中的風(fēng)險(xiǎn)性因素,保證尿素合成質(zhì)量。本文分析二氧化碳?xì)馓岱ɑ驹?,提出二氧化碳?xì)馓岱蛩睾铣晒に嚨陌踩蛩丶疤幚泶胧瑸槟蛩匕踩a(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】二氧化碳?xì)馓岱?尿素合成工藝;安全因素
尿素也叫做碳酰胺,其中包括碳、氮、氧、氫,屬于有機(jī)化合物白色晶體。尿素在生活中較為常見(jiàn),主要是應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),也是含氮量最高的氮肥。尿素能制作成膠合劑,也能作為利尿劑及止痛劑。臨床使用30%的高滲尿素溶液作為脫水劑。經(jīng)過(guò)腎小球過(guò)濾后,自腎小管吸收,50%殘留在腎小管中。給予足夠劑量的尿素后,有利于降低腎小管壓力,從而改善患者水腫的癥狀[1]。尿素脫水速度較快,在15-30min作用明顯,作用時(shí)間可保持在3-6h。但尿素能穿透腦屏障,進(jìn)入腦卒中,容易發(fā)生顱內(nèi)壓增高的問(wèn)題。尿素在生產(chǎn)過(guò)程中,常見(jiàn)的工藝是二氧化碳?xì)馓岱?,該工藝將液氨及二氧化碳作為原料,在高溫狀態(tài)下合成,融入甲醛后,使用造粒塔可以形成尿素顆粒。中國(guó)作為世界上較大的化肥生產(chǎn)大國(guó)。消費(fèi)高峰期是一個(gè)月生產(chǎn)量達(dá)到200萬(wàn)噸,尿素作為有毒性的微生物,對(duì)眼睛及皮膚會(huì)產(chǎn)生刺激作用,對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生影響,甚至發(fā)生水體污染[2]。尿素在生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)關(guān)注生產(chǎn)中的安全因素,從而把握其中的風(fēng)險(xiǎn)性,采取安全應(yīng)對(duì)措施,保證尿素生產(chǎn)的安全性。
1.二氧化碳?xì)馓岱ɑ驹?/p>
在二氧化碳?xì)馓岱ㄉa(chǎn)尿素過(guò)程中,合成塔中的合成液自塔底進(jìn)入管路,進(jìn)入汽提塔,在融合過(guò)程中,控制氨分增長(zhǎng)量,使甲銨不斷分解,達(dá)到尿素生產(chǎn)的目的。在操作過(guò)程中,為提升生產(chǎn)效率,應(yīng)當(dāng)關(guān)注加熱蒸汽量、氣液比、汽提塔液[3]。在蒸汽加壓過(guò)程中,可保證熱量增高。在實(shí)際測(cè)算中,一旦蒸汽壓力高,容易對(duì)汽提塔產(chǎn)生腐蝕作用,對(duì)生產(chǎn)安全性產(chǎn)生影響。蒸汽溫度低也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)操作難度增加,對(duì)此,蒸汽壓力及溫度應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。汽提塔液在一定區(qū)間中增加或者縮減,不會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。汽提塔氣液分布不均勻主要是分布孔發(fā)生腐蝕及阻塞,導(dǎo)致汽提管氣液發(fā)生不良反應(yīng),無(wú)法保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
2.二氧化碳?xì)馓岱蛩睾铣晒に嚨陌踩蛩丶疤幚泶胧?/p>
2.1原料二氧化碳安全風(fēng)險(xiǎn)及處理措施
尿素在生產(chǎn)過(guò)程中,二氧化碳的碳原子及氧原子以1:2的比例合成,化學(xué)符號(hào)是二氧化碳,在常溫常壓情況下,屬于無(wú)色無(wú)味氣體,是空氣質(zhì)量的1.5倍。二氧化碳?xì)怏w作為一種能讓人窒息的氣體,在氧氣濃度處于正常的狀態(tài)下,高濃度的二氧化碳也會(huì)導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)喪失效果,濃度達(dá)到10%的情況下,容易讓人喪失知覺(jué),也可能讓人死亡。對(duì)此,面對(duì)此類(lèi)安全因素,在管理過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)關(guān)注通風(fēng)質(zhì)量,通過(guò)通風(fēng)的方式降低二氧化碳濃度,降低二氧化碳危害。加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理,對(duì)管道壓力進(jìn)行控制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)二氧化碳泄露,一旦發(fā)生泄露及時(shí)處理。根據(jù)二氧化碳安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)當(dāng)注意二氧化碳預(yù)防的措施,比如,注意回避熱源,避免二氧化碳靠近火源,將二氧化碳儲(chǔ)存在密封容器中,放在陰涼處,或者在運(yùn)輸過(guò)程中,注意加裝安全帽及防震橡皮圈,加工人員注意穿戴防護(hù)手套。一旦發(fā)生二氧化碳吸入性事故,應(yīng)當(dāng)將患者轉(zhuǎn)移到新鮮空氣處,若發(fā)生呼吸暫停,及時(shí)對(duì)患者進(jìn)行人工呼吸,將患者送往醫(yī)院。
2.2尿素生產(chǎn)中的易燃易爆炸因素及處理措施
在尿素生產(chǎn)過(guò)程中,尿素本身不具備燃燒性,在常溫條件下屬于可燃?xì)怏w,點(diǎn)燃較為困難。爆炸極限在16%-25%,發(fā)生爆炸的極限是17%,發(fā)生爆炸壓力濃度在22.6%[4]。氨基甲酸銨作為化學(xué)生產(chǎn)的產(chǎn)物,加熱后形成尿素。氨基甲酸銨屬于有毒物質(zhì),毒性分為不同的等級(jí),氨基甲酸具有可燃性,燃燒后可以釋放有毒氣體及氨氣。氨氣、氫氣及氧氣在混合后容易爆炸,這也是其中的不安全要素,在生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)注防腐措施,注意混合后的氣體發(fā)生爆炸,降低其中的氫氣量,避免其中產(chǎn)生大量的氫氣。
2.3設(shè)備防腐及高壓操作
設(shè)備合成壓力保持在14.0Mpa,屬于典型的高壓容器,自管理角度上看,容器具有壓力要求,內(nèi)容物具有毒性及腐蝕性。在設(shè)備制造及操作中應(yīng)當(dāng)關(guān)注設(shè)備是否具有許可證,在壓力設(shè)備管理過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)關(guān)注氣體是否發(fā)生泄漏。在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)關(guān)注設(shè)備運(yùn)行,在設(shè)備防腐蝕過(guò)程中,采取有效的防腐方法具有重要意義。根據(jù)尿素合成生產(chǎn)中的腐蝕因素,在防護(hù)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)關(guān)注氧化膜的保護(hù)性,在工藝過(guò)程中可積極使用氧氣、過(guò)氧化氫等,保持氧化膜的完整性。在生產(chǎn)開(kāi)始后續(xù)展開(kāi)鈍化處理,保證設(shè)備氧化膜完整性。在鈍化設(shè)備管理過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)讓設(shè)備在常溫條件下形成氧化膜,也要注意設(shè)備的致密性。在一般工藝中,在125℃溫度環(huán)境下完成鈍化,從而滿(mǎn)足工藝要求。在設(shè)備溫度達(dá)到170℃時(shí),可在條件差的環(huán)境下試驗(yàn),應(yīng)當(dāng)關(guān)注鈍化膜致密性,縮減設(shè)備維護(hù)的繁瑣程序。
2.4含水量問(wèn)題
在尿素生產(chǎn)過(guò)程中,一旦成品中的水分較大,會(huì)對(duì)尿素成品質(zhì)量產(chǎn)生影響,導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生泄露。在實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程中,尿素中的水含量及溶液水分具有緊密的關(guān)系。面對(duì)此類(lèi)安全性問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)過(guò)程中引起足夠的重視,降低尿素溶液在管路及設(shè)備中的停留時(shí)間,提升合成系統(tǒng)的反應(yīng)功能,從而提升整體汽提率,在此過(guò)程中也要合理規(guī)劃氨碳比。最后對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整,降低夏季溫度帶來(lái)的影響,從而降低尿素中的成品含水量,使尿素成品質(zhì)量得以有效控制。
2.5汽提塔出液超溫問(wèn)題
二氧化碳?xì)馓岱ㄔ谏a(chǎn)尿素過(guò)程中,液氣比是汽提塔熱烈管合成與加熱管二氧化碳的比例,二氧化碳?xì)馓岱ㄔ谑褂眠^(guò)程中,生產(chǎn)負(fù)荷對(duì)應(yīng)合成塔出液量及原料二氧化碳的含量,一般情況下液氣比無(wú)需調(diào)節(jié)。在汽提塔運(yùn)行過(guò)程中,加熱管進(jìn)入合成液及二氧化碳?xì)饬烤鶆颍崴械拿扛訜崃泄苓M(jìn)入的液體及二氧化碳不均勻,容易導(dǎo)致汽提塔工作效率降低,出現(xiàn)液溫升高或者超高的情況,可能產(chǎn)生危險(xiǎn)因素,導(dǎo)致汽提塔爆炸或者無(wú)法運(yùn)行。為滿(mǎn)足汽提塔的進(jìn)料要求,保證汽提塔進(jìn)液上形成合理的液位,在控制過(guò)程中,負(fù)壓保持在70%-110%,尿素裝置出液量過(guò)低的情況下,合成塔出液量縮減,無(wú)法在汽提塔上花板上形成淹沒(méi)液位,導(dǎo)致汽提塔進(jìn)液偏流,一旦尿素裝置負(fù)荷超標(biāo),合成塔中的出液量過(guò)多,會(huì)導(dǎo)致液膜中心二氧化碳孔徑縮減,加熱管中的內(nèi)鉀銨無(wú)法充分分解,產(chǎn)生大量的熱量,對(duì)汽提塔運(yùn)行產(chǎn)生影響。對(duì)此,在生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)對(duì)低壓汽包壓力進(jìn)行控制,合理把握高壓系統(tǒng)中的水分量及二氧化碳量,合理控制氮?dú)饧岸趸剂?,?duì)進(jìn)水量及溫度進(jìn)行控制,高調(diào)水的功能在于將高壓洗滌器樂(lè)觀中的內(nèi)鉀銨反應(yīng)消除,通過(guò)冷水系統(tǒng)控制,可以將高調(diào)水分控制在110-130℃,保持水溫平衡及參數(shù)比例平衡,有利于保持汽提塔穩(wěn)定運(yùn)行,降低超溫率。
2.6調(diào)節(jié)閥失靈問(wèn)題
液位調(diào)節(jié)閥故障會(huì)導(dǎo)致汽提塔液位降低,液位極限一般在二氧化碳串氣后,發(fā)生液位調(diào)節(jié)失靈,二氧化碳進(jìn)入系統(tǒng),導(dǎo)致汽提塔系統(tǒng)壓力增高,安全閥起跳,若無(wú)法控制容易發(fā)生封塔。汽提塔加熱蒸汽后會(huì)產(chǎn)生劇烈波動(dòng),汽提塔是降膜式結(jié)構(gòu),液體自汽提管分布孔中上升,降低氨分壓,使甲銨快速分解,但甲銨需求量的熱,導(dǎo)致蒸汽量降低,也容易導(dǎo)致蒸汽管網(wǎng)發(fā)生異常。高壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生重大的安全威脅,在生產(chǎn)過(guò)程中,工作人員應(yīng)當(dāng)作出準(zhǔn)確的判斷,降低封塔停車(chē)及系統(tǒng)波動(dòng)率。一旦發(fā)生洗滌器放空調(diào)節(jié)閥失靈問(wèn)題,可以反復(fù)開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥,觀察調(diào)節(jié)閥是否發(fā)生卡澀,通過(guò)高壓沖水泵及時(shí)沖洗,若調(diào)節(jié)閥是結(jié)晶卡澀,通過(guò)該方法處理效果較好。在生產(chǎn)過(guò)程中,也要對(duì)元件進(jìn)行檢查,通過(guò)千斤頂進(jìn)行泄壓。在正常生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)觀察故障情況,分析是否發(fā)生調(diào)節(jié)障礙,及時(shí)處理系統(tǒng)負(fù)荷,控制氨碳比、水碳比等,使各項(xiàng)參數(shù)處于正常范圍。汽提塔液位調(diào)節(jié)閥故障容易控制,工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行關(guān)注,結(jié)合過(guò)往的操作經(jīng)驗(yàn),可以降低系統(tǒng)運(yùn)行安全因素,保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
結(jié)束語(yǔ)
總而言之,在尿素生產(chǎn)過(guò)程中,使用的材料具有易燃易爆炸的特點(diǎn),在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)規(guī)避明火或者電火花,避免發(fā)生靜電。氨、氨基甲酸銨對(duì)人體產(chǎn)生毒性作用,兩種物料及產(chǎn)品尿素儀器對(duì)皮膚黏膜產(chǎn)生刺激。在生產(chǎn)過(guò)程中,任何階段都應(yīng)當(dāng)禁止不佩戴防護(hù)工具操作,防護(hù)措施是保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。在安全因素管理過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)關(guān)注設(shè)備制造商及操作人員的高壓特種設(shè)備許可資質(zhì),滿(mǎn)足相關(guān)的管理要求。
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