尿素裝置高壓洗滌器防爆筒爆炸的原因分析及防范措施

尿素裝置高壓洗滌器防爆筒爆炸的原因分析及防范措施摘要：北煤化公司新尿素裝置高壓合成系統(tǒng)高壓設備甲銨冷凝器，在開車投料過程中發(fā)生爆炸事故，通過對高壓甲銨洗滌器爆炸事故進行分析，查找出爆炸緣由，總結閱歷教訓，制定防范措施，保證生產平安穩(wěn)定運行。關鍵詞：高壓洗滌器、防爆筒、氣體、混合、純度甲銨可燃1.概述遼寧北方煤化工公司是以焦爐氣、高爐氣為原料的生產合成氨、大顆粒尿素的大型化肥企業(yè)，尿素裝置總生產力量為650kt/a、的其中尿素合成裝置是由一套五環(huán)工程公司設計的采納荷蘭斯塔米卡邦CO2氣提法1000t/d（稱新尿素裝置）和另一套荷蘭斯塔米卡邦CO2氣提法860t/d（稱老尿素裝置）南非二手設備。CO2氣提工藝是以高壓合成系統(tǒng)和低壓精餾低壓汲取常壓汲取和蒸發(fā)分別等工藝過程組成。高壓合成系統(tǒng)由四臺高壓設備組成，尿素裝置稱為高壓圈。高壓甲銨洗滌器是尿素裝置高壓圈中四大高壓設備之一。1.1高壓洗滌器構造簡述高壓洗滌器由上部球形封頭、填料洗滌段和下部換熱段三部分組成，設備與甲銨介質接觸的部分，材質全部采納耐腐蝕316LMOd不銹鋼。其中填料段位于防爆筒內部。球形封頭設計的實際目的就是防止在填料段發(fā)生可燃可爆炸氣提聚集達到爆炸極限產生爆炸事故。1.2工藝流程高壓洗滌器的作用是通過高壓甲銨泵送來的由低壓汲取循環(huán)系統(tǒng)來的甲銨溶液，在高壓狀態(tài)下汲取尿素合成塔氣相來的未反應的NH3和CO2,使NH3和CO2在高壓系統(tǒng)直接被汲取，循環(huán)利用。甲銨液是由低壓甲銨冷凝器冷卻汲取精餾塔分解尿素、甲銨混合液的氣相產生的。該甲銨液經過高壓甲銨泵加壓后送至高壓洗滌器頂部填料段，中心管到達高壓洗滌器底部，經過高壓洗滌器填料段，與合成塔氣相來的經過高壓洗滌器球體的的氣體混合后進入列管段。氣體被冷凝汲取，冷凝后的的甲銨溶液經過高壓噴射器送入高壓甲銨冷凝器。在高壓洗滌器列管段未被冷凝汲取的NH3和CO2去鮑爾環(huán)填料段與高壓甲銨泵送來的的稀甲銨溶液逆向接觸，連續(xù)噴淋汲取NH3和CO2，剩余的氣體通過尾氣排放閥排入低壓汲取塔汲取后防空。在高壓洗滌器生成甲銨反應所放出的反應熱則由高調水帶走。2.防爆筒發(fā)生爆炸狀況2.1爆炸發(fā)生經過2007年6月18日凌晨1.20尿素系統(tǒng)開頭CO2升壓。6.30分高壓系統(tǒng)壓力達到9.5Mpa,將液氨投入系統(tǒng)系統(tǒng)投料，8.30高壓系統(tǒng)壓力達到13.41Mpa,此時高壓洗滌器尾氣排放閥HV3320全部打開，而高壓系統(tǒng)壓力不下降高壓洗滌器無熱負荷，高調水進、出無溫差，高壓洗滌器下液溫度和高壓洗滌器氣相溫度偏高。減負荷任然無法維持。通過仔細分析，推斷是高壓洗滌器防爆筒爆炸。停車排塔、置換、降溫后拆開高壓洗滌器球體人孔后發(fā)覺防爆筒裂開，鮑爾環(huán)散落在球體內。3.高壓洗滌器防爆筒爆炸的緣由分析3.1緣由分析3.1.1界區(qū)來的原料氣CO2氣體純度較低，其中H2、H2S及惰性氣體等含量均較高，因硫含量過高，脫氫催化劑沒有安裝使用，大量的可燃可爆氣體聚集在高壓洗滌器防爆筒內，當高壓洗滌器尾氣排放閥打開，是高壓洗滌器防爆筒內的氣體形成高速流體，高速流體產生靜電引起爆炸。