Q/NMWH 内蒙古乌拉山化肥有限责任公司企业标准Q/NMWH·JS04 04-2010合成岗位操作规程2010-04-25发布2010-04-25实施本标准由湖北宜化集团有限责任公司标准化委员会提出。

本标准2010年4月25日首次发布。

本标准起草单位：合成氨事业部本标准主要起草人：郝建成本标准修订单位：事业部、生产部、电控部、安监部、设备动力部本标准修订人员：魏建参与本标准审核单位：生产部、设备动力部、安环部、电控部、集团技术开发部、安全生产管理部参与本标准审核人：张胜元、郑永和、本标准审批人：目录第一章、新合成岗位操作规程 (5)1、主题内容与适用范围2、基本原理与工艺流程3、岗位管辖范围及外部联系4 、本岗位工艺指标5 、三轴一径氨合成塔的操作要点6 、正常操作注意事项7、系统开车8、系统停车9、主要设备一览表10、不正常现象的处理第二章、旧合成岗位操作规程 (15)1、岗位任务2、反应方程式与工艺流程3、岗位管辖范围及外部联系4、本岗位工艺指标5、二轴二径氨塔操作要点6、正常操作注意事项7、系统开车8、系统停车9、不正常现象的处理10、旧合成设备一览表第三章、醇烃化岗位操作规程 (27)1 主要任务与管辖范围2 工作原理与工艺流程3醇烃化系统工艺指标4醇烃化系统设备一览表5醇化系统正常生产中的操作要点6 醇-烃化系统的开停车7 不正常现象判断及处理第四章、循环机岗位操作规程 (36)1、醇烃化循环机岗位操作规程2、合成循环机岗位操作规程第五章、合成工段紧急预案 (50)1、合成紧急停车核心内容2、合成塔电炉丝烧坏的主要原因及防范措施3、合成塔顶着火与爆炸的原因及处理方法4、合成工段应急预案（应急准备和响应）5、系统危害因素见表第六章、合成工段生产异情演练培训 (60)1、新合成后锅出口法兰着火演练第七章、中空纤维膜分离装置一一氢回收装置操作说明及操作规程 (62)第一章新合成系统操作规程1 、主题内容与适用范围本规程规定了合成氨反应的基本原理，合成塔系统的工艺流程，工艺条件，正常操作，事故处理及主要设备简介等内容。

2 、基本原理与工艺流程2.1 氨合成反应的基本原理2.1.1 反应的平衡：氨合成反应的化学方程式为3H2+N2≒ 2NH3+Q由反应式可以看出以下特点：a、氨合成反应是一个可逆反应b、这是一个放热反应c、由三个分子的氢和一个分子的氮（共四个分子）合成得到二个分子的氨。

因此氨合成反应是分子数减少的过程，也就是体积缩小的过程。

从反应式可以看出这个反应就是可逆反应，反应开始时，混合气体中氢和氮化合成氨的速度比氨分解成氢和氮的速度大，因而这时气体混合物中氨浓度逐渐增大，随着反应的进行，合成与分解的反应速度渐趋相等，如果不改变外界条件，则混合气中氨的含量不增不减，也就是说合成与分解反应的速度相等；这种状态称为平衡状态，但一切平衡都是相对的和暂时的，平衡状态只能在一定的条件下才能保持。

合成反应的化学平衡，和其它化学平衡一样，是随着反应条件（温度、压力、气体组成）的改变而改变的，反应条件改变以后，原来的平衡关系也改变了，并在新的反应条件下建立新的平衡；由于反应条件的改变破坏了反应平衡，使反应物或生成物的浓度发生改变的过程，称为平衡的转移过程，在实际生产过程中，就是根据平衡转移原理，选择适宜的反应条件，以促使氨的合成。

从平衡的观点出发，温度愈低，压力越高则反应越趋向合成氨的方向移动，达到平衡时混合气体中的氨含量达到最大值。

2.2.2 反应的速度氨合成的反应速度，是指单位时间内，氢和氮合成为氨的数量多少。

在工业生产中，不仅要求获得较高的氨含量，同时还要求有较快的反应速度，以便在单位时间内有较多的氢和氮合成为氨。

氨合成的反应与温度、压力、气体的组成和触媒有关。

a、温度：通常提高温度可以使反应速度加快。

温度升高，能使反应物气体分子的运动速度加快，分子与分子碰撞次数增加，分子运动的能量增大，从而增大了反应物分子有效相结合的机会。

b、压力：在较高压力下，可使一定体积内气体的密度增加，气体分子间的距离减小，从而增加了反应物分子间的碰撞机会而使反应加速。

c、气体的组成：在氨的浓度较低时，可以适当提高混合气中氮的浓度，一般氢氮比维持在2.7─2.8左右，当氨浓度接近于平衡时，氢、氮比接近于3：1。

d、触媒：从上述可知，低温对平衡有利而对于反应速度不利。

为了解决这个矛盾，就采用一种加速反应而本身又不起化学变化的物质─触媒。

事实证明：在氨合成反应中，如果不用触媒，即使温度提高到700─800℃，压力达到98MPa以上，反应速度仍然很慢。

当压力和温度更高时，则不需要触媒，反应就能以相当快的速度进行。

2 、工艺流程由压缩机六段来的新鲜气和冷交二出（热出）出来的气体汇合一起进入卧式氨冷器管内被壳程液氨冷却降温，进入氨分，分离下的液氨去中间槽，分离后的气体进入冷交，由下沿冷交中心管上行至冷交上部换热器管内，与管外冷交热进气换热提高温度后，由上管口导出，去循环机提压，经循环油分分离油水后，分为三路;一路为系统近路去热交二次出口，另一路约30%循环气由合成塔上部进入塔内件与外筒环隙下行，升高温度，并降塔壁温度，由塔底出来，温度~90℃。

塔底出来的气一部分为f3冷激气进入径向混合器调节径向段温度，另一部分塔底出来的气与第三路70%的循环气汇合，与热交管内的热气进行热交换，提高温度~178℃从热交下部导出并分为四路：一路做f1冷激气调节二轴床层温度；二路做f2冷激气调节三轴床层温度；三路做f0冷激气由塔底经中心管进入塔上部，调节一轴床层零米温度；四路为塔二入主进气由塔下部进入下换热器管间再次提温后和f0冷激气混合，经中心管进入塔上部一床层反应。

气体经三轴反应后到径向段反应，再被管间的塔二入主进气降温~350℃出塔，进入废锅回收热量并副产蒸汽，出废锅~220℃的气体进热交管内加热入塔气体，自身温度降到约90℃从热交顶部导出（与系统近路气汇合）去2台并联的水冷器降温到约35~40℃，再进入冷交上部换热器管间降温，到下部分离，分离下的液氨去中间槽;分离后的气体出冷交，少部分气体去H2回收装置，大部分进入氨冷形成循环。

3 岗位管辖范围及外部联系3.1合成管辖范围：包括合成塔、热交、冷交、废锅、两台水冷器、卧式氨冷器、氨中间槽以及以上设备所附属的设备、管道、阀门、仪表、液位计等。

3.2 本岗位与外部联系：a、本岗位与造气控制室联系氢氮比。

b、本岗位与中和、冰机、氨库联系气氨压力。

c、本岗位与循环机联系循环量。

d、本岗位与醇烃化系统联系气量和气体成分。

e、本岗位压缩机联系精炼气压力。

f、本岗位与氢回收联系氢回收量的大小。

g、本岗位与分析化验室联系各类分析。

h、本岗位与电气联系电炉的开停、使用情况以及其它电气设备的使用。

i、本岗位与调度室联系全部生产事宜。

5 、轴-径向氨合成塔的操作要点5.1 采用绝热、层间冷激操作上层触媒层（一轴）温度由塔副线f0调节第二层触媒层(二轴)温度由f1冷激气调节第三层触媒层（三轴）温度由f2冷激气调节第四层触媒层（径向层）温度由f3冷激气调节5.2 系统近路及循环机副线对全塔触媒温度能起到全面的控制作用，对触媒整体温度调节是比较均匀的。

所以在操作系统稳定的情况下，通过近路的调节起到事半功倍的效果。

5.3 在系统近路全部关死的情况下，如系统运行稳定，可单独用塔副线调节，它不但对第一层触媒起到直接控制作用，同时对第二、三、四层触媒温度起到间接调节作用。

6 、正常操作注意事项6.1 经常检查调节合成塔温度、压力、各液位。

6.2 经常检查系统各压差的变化情况。

6.3 经常注视入塔气体成份变化。

6.4 根据负荷及触媒层温度调节循环量。

6.5 触媒温度控制6.5.1 负荷一定时，温度变化慢，趋势幅度小，可用塔副线调节第一层温度。

如某一层出口温度高可用开冷激阀作单一调整。

6.5.2 负荷变动大，温度变化趋势大，采用循环量来调节，并以冷激阀作配合调节。

6.5.3 必要时请电工开电炉来控制温度。

6.5.4 严密注意各反应条件的变化对温度的影响，并作预见性的处理。

6.6塔压力的控制6.6.1 压力高可加大空速，必要时开驰放气及塔后放空。

6.6.2 压力上涨幅度快，可采取同时开大塔前、塔后放空，并视情况开补充气放空阀。

6.6.3 联系压缩工段减负荷。

6.6.4严密注意各操作条件的变化对压力的影响，并作相应的预见性的处理。

7、正常开车7．1开车前的准备7.1.1检查各设备、管道、阀门、分析取样点、电器、仪表等，必须正常完好。

7.1.2检查系统内所有阀门的开、关位置，应符合开车要求。

7.1.2与供水、供电部门及相关工段联系，作好开车准备。

7.2系统未经检修处于保压、保温状况下的开车7.2.1、系统停车时间很短，催化剂层温度都在活性范围内，启动循环机，缓慢补充新鲜气，将温度调节到正常范围。

7.2.2、系统充压可以根据情况从旧系统六段充精制气4.0～6.0Mpa。

如系统保压的压力仍有4.0～6.0Mpa（低于此压力则应缓慢充压至4.0～6.0Mpa）。

A、关闭各冷激阀；B、开环隙2～3扣，使环隙冷气正常流动，保证塔壁温度正常；C、开循环机使气体循环；D、开启电加热器；E、热点150℃时开水冷，300℃开氨冷；F、热点350℃时，催化剂已有活性，开始缓慢补气，逐步增加压力，当下部温度升至450℃，依情况开启各冷激阀，逐渐减少电加热器的电流，直至切断，恢复正常分流。

并联系调度调节好氢气，联系净化调整好指标。

7.3系统检修或热洗后的开车（可以根据情况从旧系统六段充精制气）7.3.1、先将系统吹净，吹净时要与合成塔隔绝。

7.3.2、系统置换。

按升压速率，导精制气至0.5Mpa、1.0 Mpa、1.5Mpa三次置≤0.2%,置换合格。

换，O27.3.3、气密试验。

用精制气按5.0Mpa、10.0Mpa、20.0Mpa、30.0Mpa查漏四次。

发现漏点，作好记号，卸压后处理，严禁带压紧螺栓。

7.3.4、按照1.2.2步骤开车。

8、系统停车8.1 停车前的准备8.1.1 准备好仪表、工具、联系调度室。

8.1.2 氨蒸发器停止加液氨，关加氨自调阀。

8.1.3 视情况各自调阀改为手动操作。

8.1.4 通知压缩工序按规定停车。

停供新鲜气。

8.2 降温停车8.2.1 联系电工开用电炉（操作熟练可不启动电炉）。

8.2.2 按40~45℃/h的速率进行降温，并视情况调节循环量和电炉功率，视情况降压。

8.2.3 系统压力为5.0~10.0MPa、触媒层温度≤300℃时进行压氨，将各设备内余氨压净，并防止低压管道压力憋高。

8.2.4 触媒层温度降到200℃以下时，停止废热锅炉的“水~汽”系统。

8.2.5 触媒层温度降到100℃以下时，停电炉。