合成氨生產中的危險特性及安全培訓

干皓敏(四川金象賽瑞化工股份有限公司，四川 眉山 620000)

0 引言

合成氨是一種特殊的化學產品，用途廣泛，我國經濟多個領域對該產品的需求很大。但在合成氨實際生產過程中，會存在許多危險危害因素，需采取有效的防范措施，否則在生產過程中易引發安全事故，甚至危及人們生命財產安全，給企業和社會帶來巨大的經濟損失。

1 合成氨概述

天然氣生產合成氨的路線，可以描述為：甲烷脫硫后與水蒸氣結合，進入一段轉化爐，在壓力和鎳系催化劑的作用下，在一段轉化爐將甲烷轉為氫氣、一氧化碳、二氧化碳等。再經過二段轉化爐中引入空氣，并在爐內燃燒繼續轉化，同時提供氨合成的主要成分氮氣，轉化氣中一氧化碳在高低變換爐中受鐵系、銅系催化劑的作用，與水蒸氣發生反應生成氫氣與二氧化碳。變換氣中的二氧化碳在脫碳塔用苯菲爾溶液吸收，溶液中二氧化碳反再生釋出作為副產品。脫碳氣中的一氧化碳、二氧化碳在甲烷、鎳系催化劑的作用下與氫反應生成甲烷與水蒸氣，最后，氮氫混合氣用合成氣壓縮機壓縮到24 MPa后送入合成塔，受鐵系催化劑的作用，氮氫氣體進行合成反應，出塔冷卻以后，氨冷凝分出即為合成氨產品[1]。

2 合成氨的危險特性

合成氨生產所用的原料有許多種，即天然氣、石腦油、渣油等，中間有甲烷、氫、氮等多種原料?；诖?，合成氨具有易爆、有毒、易燃等特性，是一種有害物質。根據相關實踐表明，化工系統爆炸事件中多數為合成氨的生產。

2.1 爆炸

根據合成氨生產中出現的化學爆炸事件，可分為三類：第一是在高溫高壓下，擴寬可燃氣體爆炸的極限，如果氣體物料中存在氧，將會在設備與管道中發生爆炸。第二，如果設備管線泄漏出大量高溫高壓氣體物料，就會使其迅速膨脹，與空氣混合后會形成爆炸，遇到明火或因高流速物料與裂噴口處摩擦產生靜電火花從而引起空間爆炸；第三，在高溫狀態下，氣壓機等轉動設備有潤滑油存在，會導致在附近管道內的積碳燃燒或發生爆炸。設備金屬材料會受高溫高壓的作用下，發生蠕變、改變金相組織、此時氫氣、氮氣、會加劇其對鋼材的氫蝕、滲氮、使設備疲勞腐蝕，降低機械強度，從而發生物理爆炸，緊接著會發生化學爆炸[2]。

2.2 中毒

在生產合成氨氣過程中，經常會發生大規模事故性泄漏，致使低溫云團引發人群中毒事件，甚至遇到明火會發生爆炸。尤其產生大量的一氧化碳、硫化氫，是化學生產過程中中毒頻率最高的。一氧化碳的毒性極強，屬于血液窒息性氣體。一旦進入血液后，就會與血紅蛋白相結合，以此生成碳氧血紅蛋白，會降低血液中輸氧能力，從而出現組織缺氧。如果吸入大量的一氧化碳就會引發組織缺氧，急性一氧化碳中毒是吸入一氧化碳后引起的，其主要是以中樞神經系統的癥狀與體征為主。硫化氫是一種神經毒物，而且十分強烈，強烈刺激黏膜，其主要通過抑制細胞色素氧化酶，阻斷生物氧化過程而產生毒作用，從而造成組織缺氧窒息。

氨中毒一般為急性中毒，短期吸入氨氣會流淚、咽痛、聲音啞、咳嗽、胸悶、呼吸困難，并伴有一陣頭暈、惡心、乏力等癥狀，甚至會出現紫紺、咽水腫等。嚴重會出現肺水腫、急性呼吸窘迫綜合征、喉水腫痙攣或支氣管黏膜壞死致使其窒息，并發氣胸、縱膈氣腫等表現。另外，合成氨生產過程中會產生大量噪音、腐蝕性液體灼傷等[3]。

2.3 腐蝕性危害

企業在生產硫酸、甲苯等腐蝕性化學物質期間，需要工作人員嚴格按照規定做好相應的防護措施，否則化學物質一旦接觸人體的皮膚，人體組織結構就會出現壞死。在生產過程中，會應用大型的機械設備，設備內部設施達不到相關要求，就會在生產期間出現腐蝕性化學物質遭到泄漏的現象，不僅給企業帶來嚴重的經濟損失，還會出現傷亡的事件。

2.4 高壓合成

在合成氨生產需要在高溫、高壓的狀態下進行，此時會產生其他類型的化學物質，不僅易燃、有毒性，還易爆炸。尤其在合成階段及其危險。基于此，應采取有效措施進行控制，首先從生產介質、化學物質、高溫、高壓狀態下進行控制，然后嚴格控制工作人員的操作行為，有效消除合成氨生產環節中潛在的危險。合成的前提是需要在高溫、高壓、高濃度的條件下進行。另外，操作人員應對合成過程中存在高壓區、低壓區予以重視，避免操作失誤、出現氨泄漏，從而引發中毒事件發生。

3 合成氨儲存及安全培訓工作

3.1 合理規劃存儲位置

儲存危險化學品的裝置應嚴格按照國家相關規定來進行，應將設施遠離人員密集區域。例如公園、商業區、居住區、學校、醫院等地，還需遠離水廠，交通干線、鐵路、機場、通信樞紐等地，除此之外，需遠離軍事區域。所以，在存儲液氨時，需要結合周圍地區自然環境與社會環境，確保存儲更加規范。還應考慮火災隱患等因素，盡可能將裝卸液氨、存儲液氨的區域設置在廠區周圍，小頻風上方位置最佳。例如生產電解金屬錳之前，先將錳粉浸泡在硫酸中，從而能夠產生更多的硫酸錳，在其中加入液氨，此時會發生中和反應，再經過過濾、電解、最終產生金屬錳產品。另外，生產期間會有大量的工作人員，因此，需對液氨儲存位置加以重視，否則液氨在使用時會由于存儲不當發生損壞，引發泄漏，以此發生安全事故。

3.2 加強企業職工安全培訓

在合成氨生產企業中，安全教育培訓工作是規范管理工作的核心，是合成氨企業進行安全教育的重要途徑，因此，在實際進行合成氨安全教育培訓工作之前，先開展合成氨生產培訓工作，結合實際情況有針對性地進行培訓，在實際培訓期間，還要制定考核計劃，通過考核的工作人員才能夠進行生產與管理；企業新入職員工應積極開展崗前培訓工作，由于化工生產過程中涉及不同性質的化學品，其具有易燃、易爆等特點，因此，必須進行安全教育，培訓后的工作人員不僅能夠提高自身安全防范意識，而且能夠提高自身的專業技術水平。另外，在實際開展培訓工作時，開展具有針對性的培訓工作，有助于企業整體管理水平的提高。

3.3 注重制度的保障

安全管理工作需要完整的制度作為保障，企業在生產過程中，需要只結合實際生產情況完善安全保障制度，經過嚴密的論證，提高制度管理的規范性，細化生產的各個環節，保證合成氨設備操作的規范性，從而能夠有效、全面地完成安全管理工作。制度建立完畢后，應組織全員學習，并設置專門的部門來監督制度實施的效果，確保其能夠落實。另外，企業應具有應急措施，將生產過程中可能發生的安全問題做好預案，確保事故發生時能夠第一時間處理，從而降低安全事故造成的損失。

3.4 規范操作行為

合成氨生產企業應加強企業之間的溝通與聯系，可采取以老帶新的模式，讓老員工指導新員工，確保每個設備都有兩個人進行，從而有效控制操作方面的故障。由于合成氨生產企業的專業性與技術性極強，因此，需要合理構建安全操作章程，規范操作人員的技術標準。另外，應加大力度開展宣傳教育工作，以此提高操作人員的風險意識，有效規避安全事故。

3.5 嚴防物料互竄

在用煤造氣時，需嚴格防止煤氣竄入鼓風機系統中，鼓風機突然停電停機時形成爆炸性混合物，因此，在開放鼓風機前置換分析以防鼓風機與空氣支管、總管爆炸。用重油造氣時，若氧壓機停車則氧氣管道爆炸，因此，需要在氧氣管道裝設壓力報警器、止逆閥、自動加氧裝置，可靠的止逆裝置能夠防止氧氣竄入氮氣系統中，避免發生爆炸。在變換凈化部分時，嚴防下游氣體倒竄回上游，所以要裝設必要的液封、放空、止逆閥等，防止脫硫塔、脫碳塔、銅洗塔、堿洗塔發生泛液，容易造成高壓機液擊，從而引發惡性爆炸。因此，應精心控制氣體流速、控制塔中液位，確保液位計靈敏可靠，防止其出現假液位。另外，需要合理布點裝設在線可燃氣體監測報警器，如果發生泄漏能夠立即處理，從而保證液封與安全放空設施功能正常，防止可燃氣體物料泄入空氣引發空間爆炸[4]。

3.6 建立符合時代要求的市場法規

隨著時代的發展，市場相關標準應適當進行調整，首先從合成氨裝置的技術水平方面著手，再結合環境保護、安全、能耗等相關要求來進行，再規范新合成氨項目的建設項目，嚴格遵守市場規則，及時公布公司清單數量。

3.7 合成氨工藝的節能減排

不同原料的合成氨工藝的基本原理與步驟是相同的，都是先進行預處理得到目標混合氣，再經過脫硫、脫碳、精制等過程得到高純度的氫氣與氮氣，進而導入合成塔反應生成氨，此過程需要消耗大量的成本，占據整體能耗的60%以上，催化合成氨能耗受反應速率影響也非常大。需要加大力度研發與推廣高效催化劑，提高制混合氣與合成氨的反應速率，降低工藝時長。還要加快新原料合成氨的技術開發，尤其當前煤、石油、天然氣能源日益枯竭，因此，迫切需要進行合成氨原材料開發工作。

4 結語

綜上所述，在實際生產合成氨過程中，其中存在大量的危險危害因素，需要工作人員對因素進行分析，采取以預防為主、防治結合，用相應的安全對策，完善各項安全生產責任制度，否則操作失誤，就會威脅人們的生命財產安全。并在此基礎上采取有效措施進規范管理，選擇合理的液氨儲存地點，從而保障工作人員的生命財產安全，促進合成氨生產工作的順利進行。